基于單片機的溫度控制綜合系統(tǒng)

本科畢業(yè)設(shè)計說明書基于單片機溫度控制系統(tǒng)THETEMPRETURECONTROLSYSTEMBASEDONSINGLECHIPMICROCOMPUTER學院（部）：電氣和信息工程學院專業(yè)班級：電氣工程及其自動化學生姓名：指導(dǎo)老師：年05月25日基于單片機溫度控制系統(tǒng)摘要本設(shè)計以AT89C51單片機為關(guān)鍵溫度控制系統(tǒng)工作原理和設(shè)計方法。溫度信號由溫度芯片DS18B20采集，并以數(shù)字信號方法傳送給單片機。文中介紹了該控制系統(tǒng)硬件部分，包含：溫度檢測電路、溫度控制電路、PC機和單片機串口通訊電路和部分接口電路。單片機經(jīng)過對信號進行對應(yīng)處理，從而實現(xiàn)溫度控制目標。文中還著重介紹了軟件設(shè)計部分，在這里采取模塊化結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵模塊有：數(shù)碼管顯示程序、鍵盤掃描及按鍵處理程序、溫度信號處理程序、繼電器控制程序、超溫報警程。該控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r存放相關(guān)溫度數(shù)據(jù)并統(tǒng)計目前時間。系統(tǒng)程序關(guān)鍵包含主程序，讀出溫度子程序，計算溫度子程序、按鍵處理程序、LCD顯示程序和數(shù)據(jù)存放程序等。關(guān)鍵詞：AT89C51，單片機，DS18B20溫度芯片，溫度控制THETEMPRETURECONTROLSYSTEMBASEDONSINGLECHIPMICROCOMPUTERABSTRACTTheat89c51monolithicintegratedcircuitistakeascoretemperaturecontrolsystem'sprincipleofworkanddesignmethod.ThetemperaturesignalbythetemperaturechipDS18B20gathering,andtransmitsbydigitalsignal'swayforthemonolithicintegratedcircuit.Thecontrolsystem'shardwarepartisintroduced.Including:Temperature,examination,electric,circuit,temperature-controlcircuit,PCmachineandmonolithicintegratedcircuitserialportcommunicationchannelandsomeinterfacecircuit.Themonolithicintegratedcircuitthroughcarriesoncorrespondingprocessingtothesignal,thusrealizesthetemperaturecontrolgoal.Inthearticlealsoemphaticallyintroducedthesoftwaredesignpart,usesthemodularstructureinhere,themainmoduleincludes:Nixietubedisplaysequence,keyboardscanningandpressedkeydisposalprocedure,temperaturesignalprocessingprocedure,black-whitecontrolprocedure,excesstemperaturewarningprocedure.KEYWORDS：AT89C51monolithicintegratedcircuit，DS1820temperaturechip，temperaturecontrol，serialportcommunication目錄TOC\o"1-3"\h\u20416摘要（漢字） I9932摘要（英文） II195521緒論 1138701.1中外溫度控制系統(tǒng)發(fā)展情況 164181.1.1國外溫度測控系統(tǒng)研究 1163001.1.2中國溫度測控系統(tǒng)研究 134531.2溫度控制系統(tǒng)研究意義 143131.3溫度控制系統(tǒng)實現(xiàn)方法 4280542方案設(shè)計 6133852.1系統(tǒng)工作原理 6123162.2各模塊設(shè)計 6252932.2.1溫度傳感器電路 6221252.2.2通用鍵盤顯示電路設(shè)計 876522.2.3溫度控制及超溫報警電路 9205192.2.4數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計 1141832.2.5數(shù)據(jù)存放器擴展模塊 12143493硬件介紹 14145

3.1AT89C51單片機介紹 14160673.1.1關(guān)鍵特征 14309453.1.2管腳說明 15308703.1.3振蕩器特征 1627453.1.4芯片擦除 1636483.28279芯片介紹 17196573.2.1引腳介紹 17294913.2.28279編程方法 19298703.2.38279操作 2167013.2.48279編程舉例 2315503.362256芯片介紹 25242583.3.162256引腳功效 25110883.3.262256引腳圖 26324073.474LS373介紹 27253743.5DS1820介紹 27160953.5.1DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu) 28251653.5.2DS18B20溫度傳感器存放器 2871363.5.3DS1820使用中注意事項 29275874軟件設(shè)計 3135134.1程序結(jié)構(gòu)分析 3173374.2子程序設(shè)計 34215824.2.1讀出溫度子程序 34305144.2.2LED數(shù)碼顯示管程序 3529394.2.3鍵盤掃描及按鍵處理子程序 3621645結(jié)束語 374608參考文件 3910789致謝 401緒論1.1中外溫度控制系統(tǒng)發(fā)展情況1.1.1國外溫度測控系統(tǒng)研究國外對溫度控制技術(shù)研究較早，始于20世紀70年代。先是采取模擬式組合儀表，采集現(xiàn)場信息并進行指示、統(tǒng)計和控制。80年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在正開發(fā)和研制計算機數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)多因子綜合控制系統(tǒng)。現(xiàn)在世界各國溫度測控技術(shù)發(fā)展很快，部分國家在實現(xiàn)自動化基礎(chǔ)上正向著完全自動化、無人化方向發(fā)展。1.1.2中國溫度測控系統(tǒng)研究中國對于溫度測控技術(shù)研究較晚，始于20世紀80年代。中國工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達國家溫度測控技術(shù)基礎(chǔ)上，才掌握了溫度室內(nèi)微機控制技術(shù)，該技術(shù)僅限于對溫度單項環(huán)境因子控制。中國溫度測控設(shè)施計算機應(yīng)用，在總體上正從消化吸收、簡單應(yīng)用階段向?qū)嵱没⒕C合性應(yīng)用階段過渡和發(fā)展。在技術(shù)上，以單片機控制單參數(shù)單回路系統(tǒng)居多，尚無真正意義上多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)，和發(fā)達國家相比，存在較大差距。中國溫度測量控制現(xiàn)實狀況還遠遠沒有達成工廠化程度，生產(chǎn)實際中仍然有很多問題困擾著我們，存在著裝備配套能力差，產(chǎn)業(yè)化程度低，環(huán)境控制水平落后，軟硬件資源不能共享和可靠性差等缺點。中國生產(chǎn)溫度控制器來講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國、德國等優(yōu)異國家相比，仍然有著較大差距。成熟溫控產(chǎn)品關(guān)鍵以“點位”控制及常規(guī)PID控制器為主，它們只能適應(yīng)通常溫度系統(tǒng)控制，而用于較高控制場所智能化、自適應(yīng)控制儀表，中國技術(shù)還不十分成熟，形成商品化并廣泛應(yīng)用控制儀表較少。伴隨中國經(jīng)濟發(fā)展及加入WTO，中國政府及企業(yè)對此全部很重視，對相關(guān)企業(yè)資源進行了重組，相繼建立了部分國家、企業(yè)研發(fā)中心，開展創(chuàng)新性研究，使中國儀表工業(yè)得到了快速發(fā)展。1.2溫度控制系統(tǒng)研究意義二十一世紀是科技高速發(fā)展信息時代，電子技術(shù)、微型單片機技術(shù)應(yīng)用更是空前廣泛，伴伴隨科學技術(shù)和生產(chǎn)不停發(fā)展，需要對多種參數(shù)進行溫度測量。所以溫度一詞在生產(chǎn)生活之中出現(xiàn)頻率日益增多，和之相對應(yīng)，溫度控制和測量也成為了生活生產(chǎn)中頻繁使用詞語，同時它們在各行各業(yè)中也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。如在日趨發(fā)達工業(yè)之中，利用測量和控制溫度來確保生產(chǎn)正常運行。在農(nóng)業(yè)中，用于確保蔬菜大棚恒溫保產(chǎn)等。溫度是表征物體冷熱程度物理量，溫度測量則是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中一個很關(guān)鍵而普遍參數(shù)。溫度測量及控制對確保產(chǎn)品質(zhì)量、提升生產(chǎn)效率、節(jié)省能源、生產(chǎn)安全、促進國民經(jīng)濟發(fā)展起到很關(guān)鍵作用。因為溫度測量普遍性，溫度傳感器數(shù)量在多種傳感器中居首位。而且伴隨科學技術(shù)和生產(chǎn)不停發(fā)展，溫度傳感器種類還是在不停增加豐富來滿足生產(chǎn)生活中需要。在單片機溫度測量系統(tǒng)中關(guān)鍵是測量溫度、控制溫度和保持溫度，溫度測量是工業(yè)對象中關(guān)鍵被控參數(shù)之一。所以，單片機溫度測量則是對溫度進行有效測量，而且能夠在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，尤其在電力工程、化工生產(chǎn)、機械制造、冶金工業(yè)等關(guān)鍵工業(yè)領(lǐng)域中，擔負著關(guān)鍵測量任務(wù)。在日常生活中，也可廣泛實用于地熱、空調(diào)器、電加熱器等多種家庭室溫測量及工業(yè)設(shè)備溫度測量場所。但溫度是一個模擬量，假如采取合適技術(shù)和元件，將模擬溫度量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量雖不困難，但電路較復(fù)雜，成本較高。現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計，工程建設(shè)及日常生活中溫度控制全部起著關(guān)鍵作用，早期溫度控制關(guān)鍵用于工廠時間生產(chǎn)中，能起到實時采集溫度數(shù)據(jù)，提升生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量之用。伴隨大家生活質(zhì)量提升，現(xiàn)代社會中溫度控制不僅應(yīng)用在工廠生產(chǎn)方面也應(yīng)用于酒店，廠房和家庭生活中，在有些應(yīng)用中，如高精度生產(chǎn)廠房，對溫度要求極其嚴格，溫度改變極有可能對生產(chǎn)產(chǎn)品造成極大影響。所以，這就需要一個能夠立即檢測溫度改變和溫度改變設(shè)備，提供溫度數(shù)據(jù)值，使大家對溫度改變做立即調(diào)整，多點溫度控制可依據(jù)大家不一樣應(yīng)用環(huán)境自行設(shè)置該環(huán)境溫度值，立即反應(yīng)生產(chǎn)，生活中溫度改變使大家能立即看到溫度改變第一手資料，提醒大家溫度改變情況，幫助大家能立即調(diào)整，起到溫度報警作用，使溫度控制愈加好服務(wù)于社會生產(chǎn)，生活。電子技術(shù)飛速發(fā)展，給人類生活帶來了根本變革，尤其是伴隨大規(guī)模集成電路產(chǎn)生而出現(xiàn)了微型計算機，更是將人類社會帶入了一個新時代。利用微機強大功效。大家能夠完成多種多樣控制。然而，微機造價高，對于大多數(shù)工業(yè)控制來說，也并不需要微機那樣強大功效，于是單片機就利用而生了。單片機其實就是一個簡化微機，將微機CPU，存放器，I/O接口。定時器/計數(shù)器等集成在一片芯片上就是單片機了，它關(guān)鍵用來完成多種控制功效。相對微機來說，單片機價格低，很適合于應(yīng)用在簡單控制場所以降低成本。另外，單片機是根據(jù)工業(yè)控制要求設(shè)計，其可靠性很高，可在工業(yè)現(xiàn)場復(fù)雜環(huán)境下運行。單片機依靠其高可靠性和極高性價比，在工業(yè)控制，數(shù)據(jù)采集，智能化儀表，家用電器等方面得到極為廣泛應(yīng)用。溫度是表征物體冷熱程度物理量，溫度測量則是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中一個很關(guān)鍵而普遍參數(shù)。溫度測量及控制對確保產(chǎn)品質(zhì)量、提升生產(chǎn)效率、節(jié)省能源、生產(chǎn)安全、促進國民經(jīng)濟發(fā)展起到很關(guān)鍵作用。因為溫度測量普遍性，溫度傳感器數(shù)量在多種傳感器中居首位。而且伴隨科學技術(shù)和生產(chǎn)不停發(fā)展，溫度傳感器種類還是在不停增加豐富來滿足生產(chǎn)生活中需要。在單片機溫度測量系統(tǒng)中關(guān)鍵是測量溫度、控制溫度和保持溫度，溫度測量是工業(yè)對象中關(guān)鍵被控參數(shù)之一。所以，單片機溫度測量則是對溫度進行有效測量，而且能夠在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，尤其在電力工程、化工生產(chǎn)、機械制造、冶金工業(yè)等關(guān)鍵工業(yè)領(lǐng)域中，擔負著關(guān)鍵測量任務(wù)。在日常生活中，也可廣泛實用于地熱、空調(diào)器、電加熱器等多種家庭室溫測量及工業(yè)設(shè)備溫度測量場所。但溫度是一個模擬量，假如采取合適技術(shù)和元件，將模擬溫度量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量雖不困難，但電路較復(fù)雜，成本較高。溫度、濕度和人類生產(chǎn)、生活有著親密關(guān)系，同時也是工業(yè)生產(chǎn)中最常見最基礎(chǔ)工藝參數(shù)，比如機械、電子、石油、化工等各類工業(yè)中廣泛需要對溫度濕度檢測和控制。而且伴隨大家生活水平提升，大家對自己生存環(huán)境越來越關(guān)注。而空氣中溫濕度改變和人體舒適度和情緒全部有直接影響，所以對溫度濕度檢測及控制就很有必需了。

伴隨科技飛速發(fā)展和普及，高性能設(shè)備越來越多，各行各業(yè)對溫濕度要求也越來越高。傳統(tǒng)溫濕度檢測模式是以人為基礎(chǔ)，依靠人工輪番值班，人工巡回查看等方法來測量和統(tǒng)計環(huán)境情況信息。在這種模式下，不僅效率低不利于人才資源充足利用，而且缺乏科學性，很多重大事故全部是由人為原因造成，人工維護缺乏完整管理系統(tǒng)。而問世監(jiān)控系統(tǒng)就能夠處理這么人才資源浪費，管理不立即問題，這是因為它智能化設(shè)計所決定。故此次設(shè)計對于類似項目還含有普遍意義。8051單片機是常見于控制芯片，在智能儀器儀表、工業(yè)檢測控制、機電一體化等方面取得了令人矚目標結(jié)果，用其作為溫濕度控制系統(tǒng)實力也很多。使用8051單片機能夠?qū)崿F(xiàn)溫濕度全程自動控制，而且8051單片機易于學習掌握，性價比高。

使用8051型單片機設(shè)計溫濕度控制系統(tǒng)，能夠即時正確反應(yīng)溫室內(nèi)溫度和適度改變。完成諸如升溫到特定溫度、降溫到特定溫度。在溫度上下限范圍內(nèi)保持恒溫等多個控制方法，在濕度控制方面也是如此。將此系統(tǒng)應(yīng)用到溫室當中無疑為植被生長提供了愈加適宜環(huán)境。對于大棚種植和花圃、花卉栽培，必需在一些特定環(huán)境安裝溫濕度裝置對其進行監(jiān)控。本系統(tǒng)能夠立即、正確反應(yīng)室內(nèi)溫度和濕度改變，能夠滿足溫濕度控制要求。溫度控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于社會生活各個領(lǐng)域,如家電、汽車、材料、電力電子等,常見控制電路依據(jù)應(yīng)用場所和所要求性能指標有所不一樣,在工業(yè)企業(yè)中,怎樣提升溫度控制對象運行性能一直以來全部是控制人員和現(xiàn)場技術(shù)人員努力處理問題。這類控制對象慣性大,滯后現(xiàn)象嚴重,存在很多不確定原因,難以建立正確數(shù)學模型,從而造成控制系統(tǒng)性能不佳,甚至出現(xiàn)控制不穩(wěn)定、失控現(xiàn)象。傳統(tǒng)繼電器調(diào)溫電路簡單實用,但因為繼電器動作頻繁,可能會因觸點不良而影響正常工作。控制領(lǐng)域還大量采取傳統(tǒng)PID控制方法,但PID控制對象模型難以建立,而且當擾動原因不明確時,參數(shù)調(diào)整不便仍是普遍存在問題。而采取數(shù)字溫度傳感器DS18B20，因其內(nèi)部集成了A/D轉(zhuǎn)換器，使得電路結(jié)構(gòu)愈加簡單，而且降低了溫度測量轉(zhuǎn)換時精度損失，使得測量溫度愈加正確。數(shù)字溫度傳感器DS18B20只用一個引腳即可和單片機進行通信，大大降低了接線麻煩，使得單片機愈加含有擴展性。因為DS18B20芯片小型化，愈加能夠經(jīng)過單跳數(shù)據(jù)線就能夠和主電路連接，故能夠把數(shù)字溫度傳感器DS18B20做成探頭，探入到狹小地方，增加了實用性。更能串接多個數(shù)字溫度傳感器DS18B20進行范圍溫度檢測。1.3溫度控制系統(tǒng)實現(xiàn)方法溫度控制電路廣泛應(yīng)用于社會生活各個領(lǐng)域,如家電、汽車、材料、電力電子等,常見控制電路依據(jù)應(yīng)用場所和所要求性能指標有所不一樣,傳統(tǒng)繼電器調(diào)溫電路簡單實用,但因為繼電器動作頻繁,可能會因觸點不良而影響正常工作。采取主回路無觸點控制,克服繼電器接觸不良缺點,且維修方便,缺點是溫度控制范圍小,精度不高。本文就最近幾年快速發(fā)展PID溫控,模糊控制,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制在溫度控制中應(yīng)用做一綜述。模糊控制是基于模糊邏輯描述一個過程控制算法,關(guān)鍵嵌入操作人員經(jīng)驗和直覺知識。它適適用于控制不易取得正確數(shù)學模型和數(shù)學模型不確定或常常改變對象。電力系統(tǒng)模型通常是不完善,即使模型已知,也存在參數(shù)改變問題。PID控制簡單、方便,但難以處理非線性和參數(shù)改變,模糊控制不需要裝置正確模型,僅依靠于操作人員經(jīng)驗和直觀判定,很輕易應(yīng)用。模糊溫控實現(xiàn):(1)將溫控對象偏差和偏差改變率和輸出量劃分為不一樣模糊值,建立規(guī)則,比如,IF溫度太高OR溫度正在上升,THEN降低控制輸入,或風冷。將這些模糊規(guī)則寫成模糊條件語句,形成模糊模型。(2)依據(jù)控制查詢表,形成模糊算法。(3)對溫度誤差采樣正確量模糊化,經(jīng)過數(shù)學處理輸入計算機中,計算機依據(jù)模糊規(guī)則推理做出模糊決議,求出對應(yīng)控制量,變成正確量去驅(qū)動實施機構(gòu),調(diào)整輸入,達成調(diào)整溫度,使之穩(wěn)定目標。同傳統(tǒng)PID控制比較,模糊控制響應(yīng)快,超調(diào)量小,參數(shù)改變不敏感。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是目前關(guān)鍵、也是關(guān)鍵一個人工智能技術(shù),是一個采取數(shù)理模型方法模擬生物神經(jīng)細胞結(jié)構(gòu)及對信息記憶和處理而組成信息處理方法。它用大量簡單處理單元廣泛連接形成多種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),拓撲結(jié)構(gòu)算法各異,其中誤差反向傳輸算法(即BP算法)應(yīng)用最為廣泛。

溫度控制系統(tǒng)因為負載改變和外界干擾原因復(fù)雜,而PID控制只能對電參數(shù)影響做正確計算,對于外界環(huán)境改變只能做近似估算,影響控制精度。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以其高度非線映射,自組織,自學習和聯(lián)想記憶等功效,可對復(fù)雜非線性系統(tǒng)建模。該方法響應(yīng)速度快,抗干擾能力強,算法簡單,且易于用硬件和軟件實現(xiàn)。訓練方法實際是網(wǎng)絡(luò)自學習過程,即依據(jù)事先定義好學習規(guī)則,根據(jù)提供學習實例,調(diào)整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)各節(jié)點之間相互連接權(quán)值大小,從而達成記憶,聯(lián)想,歸納等目標。在溫控系統(tǒng)中,將溫度影響原因如天氣、氣溫、外加電壓、被加熱物體性質(zhì)和被加熱物體溫度等作為網(wǎng)絡(luò)輸入,將其輸出作為PID控制器參數(shù),以試驗數(shù)據(jù)作為樣本,在微機上反復(fù)迭代,隨試驗和研究進行和深入,自我完善和修正,直至系統(tǒng)收斂,得到網(wǎng)絡(luò)權(quán)值,達成自整定PID控制器參數(shù)目標。mnn(memoryneuronnetwork)在每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點增加了記憶神經(jīng)元,在學習動態(tài)非線性系統(tǒng)時,不須知道實際系統(tǒng)過多結(jié)構(gòu),同時當系統(tǒng)滯后比較大時不會造成網(wǎng)絡(luò)龐大難以訓練。PID控制即百分比、積分、微分控制。自19世紀40年代開始以來,廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中,長久以來,因為其結(jié)構(gòu)簡單、實用、價格低,在廣泛過程領(lǐng)域內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)滿意控制。溫控系統(tǒng)將熱電偶實時采集溫度值和設(shè)定值比較,差值作為PID功效塊輸入。PID算法依據(jù)百分比、積分、微分系數(shù)計算出適宜輸出控制參數(shù),利用修改控制變量誤差方法實現(xiàn)閉環(huán)控制,使控制過程連續(xù),是很一般調(diào)整方法。其缺點是現(xiàn)場PID參數(shù)整定麻煩,被控對象模型參數(shù)難以確定,外界干擾會使控制漂離最好狀態(tài)。提出一個PID參數(shù)自整定溫度控制算法,采取簡化臨界百分比度整定法,只需整定一個參數(shù),提升了參數(shù)整定效率,用編程方法實現(xiàn)在線參數(shù)自整定。應(yīng)用這種規(guī)則系統(tǒng)特點是其瞬態(tài)響應(yīng)超調(diào)量小,抗干擾能力強,且振蕩有足夠阻尼,含有良好選擇性和靈敏度。效果得到了改善。針對大功率二極管應(yīng)用中技術(shù)困難,提出開關(guān)型大電流雙向輸出模型和含PID調(diào)整器雙閉環(huán)控制。本文即采取PID算法來實現(xiàn)溫控系統(tǒng)設(shè)計。2方案設(shè)計2.1系統(tǒng)工作原理單片機溫度控制系統(tǒng)是以AT89C51單片機為控制關(guān)鍵，輔以采樣反饋電路，驅(qū)動電路，晶閘管主電路對電爐爐溫進行控制微機控制系統(tǒng)。系統(tǒng)原理框圖圖2-1所表示，其基礎(chǔ)控制原理為:用鍵盤將溫度設(shè)定值送入單片機，并在LED顯示，開啟運行后，經(jīng)過信號采集電路將溫度信號采集到后，送入單片機系統(tǒng)進行PID控制運算，將控制量輸出，改變可控硅管接通時間便可改變加熱絲功率，以達成調(diào)整溫度目標控制電阻爐加熱。當因為環(huán)境溫度改變太猛烈或因為加熱或降溫設(shè)備出現(xiàn)故障，或溫度傳感頭出現(xiàn)故障造成在一段時間內(nèi)不能將環(huán)境溫度調(diào)整到要求溫度限內(nèi)時候，單片機經(jīng)過三極管驅(qū)動揚聲器發(fā)出警笛聲。數(shù)存擴展8279AT89C51數(shù)存擴展8279AT89C51溫控電路數(shù)模轉(zhuǎn)換溫控電路數(shù)模轉(zhuǎn)換傳感器鍵盤和顯示傳感器鍵盤和顯示電爐電爐圖2-1系統(tǒng)原理圖2.2各模塊設(shè)計2.2.1溫度傳感器電路采取一線制數(shù)字溫度傳感器DS18B20來作為本課題溫度傳感器。傳感器輸出信號進4.7K上拉電阻直接接到單片機P1.0引腳上。DS18B20溫度傳感器是美國達拉斯(DALLAS)半導(dǎo)體企業(yè)推出應(yīng)用單總線技術(shù)數(shù)字溫度傳感器。該器件將半導(dǎo)體溫敏器件、A/D轉(zhuǎn)換器、存放器等做在一個很小集成電路芯片上。本設(shè)計中溫度傳感器之所以選擇單線數(shù)字器件DS18B20，是在經(jīng)過多方面比較和考慮后決定，關(guān)鍵有以下幾方面原因：（1）系統(tǒng)特征：測溫范圍為-55℃～+125℃，測溫精度為士0.5℃；溫度轉(zhuǎn)換精度9～12位可變，能夠直接將溫度轉(zhuǎn)換值以16位二進制數(shù)碼方法串行輸出；12位精度轉(zhuǎn)換最大時間為750ms；能夠經(jīng)過數(shù)據(jù)線供電，含有超低功耗工作方法。（2）系統(tǒng)成本：因為計算機技術(shù)和微電子技術(shù)發(fā)展，新型大規(guī)模集成電路功效越來越強大，體積越來越小，而價格也越來越低。一支DS18B20體積和一般三極管相差無幾，價格只有十元人民幣左右。（3）系統(tǒng)復(fù)雜度：因為DS18B20是單總線器件，微處理器和其接口時僅需占用1個I/O端口且一條總線上能夠掛接幾十個DS18B20，測溫時無需任何外部元件，所以，和模擬傳感器相比，能夠大大降低接線數(shù)量，降低系統(tǒng)復(fù)雜度，降低工程施工量。（4）系統(tǒng)調(diào)試和維護：因為引線降低，使得系統(tǒng)接口大為簡化，給系統(tǒng)調(diào)試帶來方便。同時因為DS18B20是全數(shù)字元器件，故障率很低，抗干擾性強，所以，降低了系統(tǒng)日常維護工作。DS18B20溫度傳感器只有三根外引線：單線數(shù)據(jù)傳輸總線端口DQ，外供電源線VDD，共用地線GND。DS18B20有兩種供電方法：一個為數(shù)據(jù)線供電方法，此時VDD接地，它是經(jīng)過內(nèi)部電容在空閑時從數(shù)據(jù)線獲取能量，來完成溫度轉(zhuǎn)換，對應(yīng)完成溫度轉(zhuǎn)換時間較長。這種情況下，用單片機一個I/O口來完成對DS18B20總線上拉。另一個是外部供電方法(VDD接+5V)，對應(yīng)完成溫度測量時間較短。在本設(shè)計中采取外部供電方法實現(xiàn)DS18B20傳感器和單片機連接，其接口電路圖2-2所表示。VCCVCCP1.032P1.0321圖2-2溫度傳感器電路2.2.2通用鍵盤顯示電路設(shè)計圖2-3所表示，ALE信號作為8279時鐘信號，從而和時鐘同時。8279中止信號IRQ接到單片機P1.1引腳。緩沖器地址A0接到單片機P2.5引腳，片選信號則接到單片機P2.6引腳。讀寫信號分別和單片機讀寫信號相連。8279數(shù)據(jù)線D0-D7和單片機數(shù)據(jù)線直接相連。8279和AT89C51很多信號是兼容，可直接鏈接，十分方便。82798位數(shù)據(jù)線直接連接到AT89C51P0口。讀寫信號分別于89C51讀寫信號相連接。AT89C51鎖存信號ALE接8279CLK，在內(nèi)部分頻后產(chǎn)生共內(nèi)部時鐘信號。8279終端請求信號經(jīng)一個反相器反向后接AT89C51P1.1.AT89C51三個可尋址寄存器只需要兩個地址，即命令/狀態(tài)寄存器地址和數(shù)據(jù)寄存器地址。8279中和地址相關(guān)信號為A0和片選信號，它們鏈接情況直接決定著寄存器地址，一旦硬件電路確定，寄存器地址也就確定下來了。LED發(fā)光效率和顏色取決于制造材料，通常常見紅色，偶然也用黃色或綠色。發(fā)光二極管LED是智能化測量控制儀表中簡單而常見輸出設(shè)備，通常見來指示機器狀態(tài)或其它信息。它優(yōu)點是耗電省，配置靈活，接口方便，價格低，壽命長，對電流電壓要求不高及輕易實現(xiàn)多路等。LCD是一個被動顯示器，它本身并不發(fā)光，只是調(diào)整光亮度?，F(xiàn)在常見LCD是依據(jù)液晶扭曲一向列效應(yīng)原理制成，可得到黑底白字或白底黑字顯示形式。對于采取電池供電便攜式智能化測量控制儀表，考慮到低功耗要求，常常需要采取液晶顯示器，它體積小，重量輕，功耗極低，所以在儀器儀表中應(yīng)用十分廣泛。不過必需借助外來光顯示。CRT顯示器能夠進行圖形顯示，但接口較復(fù)雜，成本也較高。在多路溫度巡檢儀中只需要顯示4位數(shù)字形式溫度和路數(shù)，能夠無須使用價格較高CRT；4位LED工作電流為240mA左右，因為使用交流電源供電，足以提供LED顯示器所需要功率，對于LED而言，僅有4位，體積也很小，這么比較LED和LCD很多特點，本系統(tǒng)選擇LED顯示器。鍵盤是一組按鍵組合，它作用關(guān)鍵是控制系統(tǒng)工作狀態(tài)和向系統(tǒng)中輸入數(shù)據(jù)和命令，有編碼式鍵盤和非編碼式鍵盤兩類。編碼式鍵盤除了按鍵之外，還包含了產(chǎn)生鍵碼硬件電路、去抖動電路和多鍵、竄鍵保護電路。每按下一個鍵，能自動產(chǎn)生這個鍵鍵碼，和此同時，產(chǎn)生一個脈沖信號，通知CPU接收。這種鍵盤使用方便，接口程序簡單，不過需要較多硬件電路，價格較貴，通常單片機應(yīng)用系統(tǒng)較少采取。非編碼式鍵盤僅由排成行、列矩陣形式按鍵組成，按鍵作用只是簡單實現(xiàn)接點接通或斷開，鍵去抖動、鍵編碼形成和鍵識別等均由軟件來完成。因為它經(jīng)濟實用，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛采取。經(jīng)過以上對比，能夠采取非編碼式鍵盤。圖2-3鍵盤和顯示電路2.2.3溫度控制及超溫報警電路AT89C51對溫度控制是經(jīng)過可控硅調(diào)控器實現(xiàn)。可控硅功輸出和通斷時間關(guān)系草圖圖所表示。雙向可控硅管和加熱絲串聯(lián)接在交流220V，50Hz交流試點回路。在給定周期T內(nèi)，8031只要改變可控硅管接通時間便可改變加熱絲功率，以達成調(diào)整溫度目標。圖示出了可控硅管在給定周期T內(nèi)含有不一樣接通時間情況。顯然，可控硅在給定周期T100%時間內(nèi)接通功率最大?？煽毓杞油〞r間能夠經(jīng)過可控硅控制板上控制脈沖控制。該觸發(fā)脈沖由單片機用軟件在P1.2引腳上產(chǎn)生，受過零同時脈沖后經(jīng)光偶管和驅(qū)動器輸送到可控硅控制極上。偏差控制原理是先求出史冊爐溫對所需爐溫偏差值，然后對偏差值處理而取得控制信號去調(diào)整電阻爐功率，以實現(xiàn)對電阻爐爐溫控制。圖所表示，利用電壓控制信號進行移相控制觸發(fā)電路。該電路由同時電源，脈沖形成，放大和移相控制等步驟組成。交流電源經(jīng)同時變壓器T1，D1-D4組成橋式整流電路，和由R1，組成限幅電路，形成梯形電壓，用它作為觸發(fā)電路同時電源，同時作為電路中放大器電源。脈沖形成電路由單結(jié)晶管和半導(dǎo)體三極管T2等組成。Vi增大，T2基極電位減小使其集電極電流增加，電容C1充電加緊，相當于充電電阻減小,于是觸發(fā)脈沖前移。可控硅導(dǎo)通角增大，vi減小，T2基極電位增加使其集電極電流減小相當于充電電阻增加可控硅導(dǎo)通角減小。由此可見，三極管T2起了可變電阻作用從而達成改變C1充電時間常數(shù)目標。當因為環(huán)境溫度改變太猛烈或因為加熱或降溫設(shè)備出現(xiàn)故障，或溫度傳感頭出現(xiàn)故障造成在一段時間內(nèi)不能將環(huán)境溫度調(diào)整到要求溫度限內(nèi)時候，單片機經(jīng)過三極管驅(qū)動揚聲器發(fā)出警笛聲。具體電路連接圖所表示。電路中有一個三極管保護電路，立即一個二極管反向接到三機管兩端。圖2-4可控硅輸出功和通斷時間關(guān)系圖2-5溫度控制電路蜂鳴器蜂鳴器 圖2-6超溫報警電路2.2.4數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計0832由8位數(shù)據(jù)輸入寄存器，8位DAC寄存器和8位D/A轉(zhuǎn)換器組成。它是電流輸出型立即輸入數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電流量輸出。但在單片機系統(tǒng)中，往往需要電壓信號輸出，為此，將電流輸出再經(jīng)過運算放大器，即可得到輸出電壓。+5V+5V0832AT89C510832AT89C51P0.7-P0.7-P0.0P2.6WRD7ILE-D0GNDCSXFERWR1WR2+12V+12V————1K1K—12V—12V圖2-7DAC0832接口電路圖2.2.5數(shù)據(jù)存放器擴展模塊系統(tǒng)板擴展了一片32K數(shù)據(jù)存放器62256，圖2-8所表示。數(shù)據(jù)線D0-D7直接和單片機數(shù)據(jù)地址復(fù)用口P0相連，地址低8位A0-A7由鎖存器74LS373取得，地址高7位則直接和單片機P2.0-P2.6相連。片選信號則由地址線A15（P2.7引腳）取得，讀寫信號分別于89C51讀寫信號相連，低電平有效。ALEALEP2.7RDWRP0.0P07P2.0P2.4LEOED0Q0--D7Q7CSA0OE-WEA7D0-D7A8-A12圖2-8數(shù)據(jù)存放器擴展圖

3硬件介紹

3.1AT89C51單片機介紹AT89C51是一個帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存放器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采取ATMEL高密度非易失存放器制造技術(shù)制造，和工業(yè)標準MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。因為將多功效8位CPU和閃爍存放器組合在單個芯片中，ATMELAT89C51是一個高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一個靈活性高且價廉方案。3.1.1關(guān)鍵特征·和MCS-51兼容·4K字節(jié)可編程閃爍存放器·壽命：1000寫/擦循環(huán)·數(shù)據(jù)保留時間：·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz·三級程序存放器鎖定·128*8位內(nèi)部RAM·32可編程I/O線·兩個16位定時器/計數(shù)器·5個中止源·可編程串行通道·低功耗閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時鐘電路3.1.2管腳說明VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存放器，它能夠被定義為數(shù)據(jù)/地址第八位。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必需被拉高。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是因為內(nèi)部上拉緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并所以作為輸入時，P2口管腳被外部拉低，將輸出電流。這是因為內(nèi)部上拉緣故。P2口當用于外部程序存放器或16位地址外部數(shù)據(jù)存放器進行存取時，P2口輸出地址高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存放器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功效寄存器內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，因為外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是因為上拉緣故。P3口也可作為AT89C51部分特殊功效口，以下表所表示：管腳備選功效P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中止0）P3.3/INT1（外部中止1）P3.4T0（記時器0外部輸入）P3.5T1（記時器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存放器寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存放器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收部分控制信號。RST：復(fù)位輸入。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存放器時，地址鎖存許可輸出電平用于鎖存地址地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率1/6。所以它可用作對外部輸出脈沖或用于定時目標。然而要注意是：每當用作外部數(shù)據(jù)存放器時，將跳過一個ALE脈沖。如想嚴禁ALE輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在實施MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。假如微處理器在外部實施狀態(tài)ALE嚴禁，置位無效。PSEN：外部程序存放器選通信號。在由外部程序存放器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存放器時，這兩次有效/PSEN信號將不出現(xiàn)。EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存放器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存放器。注意加密方法1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存放器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器輸入及內(nèi)部時鐘工作電路輸入。XTAL2：來自反向振蕩器輸出。3.1.3振蕩器特征XTAL1和XTAL2分別為反向放大器輸入和輸出。該反向放大器能夠配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采取。如采取外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要經(jīng)過一個二分頻觸發(fā)器，所以對外部時鐘信號脈寬無任何要求，但必需確保脈沖高低電平要求寬度。3.1.4芯片擦除整個PEROM陣列和三個鎖定位電擦除可經(jīng)過正確控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存放字節(jié)被反復(fù)編程以前，該操作必需被實施。另外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，能夠在低到零頻率條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中止系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保留RAM內(nèi)容而且凍結(jié)振蕩器，嚴禁所用其它芯片功效，直到下一個硬件復(fù)位為止。很多初學51單片機網(wǎng)友會有這么問題：AT89S51是什么書上和網(wǎng)絡(luò)教程上可全部是8051，89C51等！沒聽說過有89S51。這里，初學者要澄清單片機實際使用方面一個產(chǎn)品概念，MCS-51單片機是美國INTE企業(yè)于1980年推出產(chǎn)品，經(jīng)典產(chǎn)品有8031（內(nèi)部沒有程序存放器，實際使用方面已經(jīng)被市場淘汰）、8051（芯片采取HMOS，功耗是630mW，是89C515倍，實際使用方面已經(jīng)被市場淘汰）和8751等通用產(chǎn)品，一直到現(xiàn)在，MCS-51內(nèi)核系列兼容單片機仍是應(yīng)用主流產(chǎn)品（比如現(xiàn)在流行89S51、已經(jīng)停產(chǎn)89C51等），各高校及專業(yè)學校培訓教材仍和MCS-51單片機作為代表進行理論基礎(chǔ)學習。有些文件甚至也將8051泛指MCS-51系列單片機，8051是早期最經(jīng)典代表作，因為MCS-51單片機影響極深遠，很多企業(yè)全部推出了兼容系列單片機，就是說MCS-51內(nèi)核實際上已經(jīng)成為一個8位單片機標準。其它企業(yè)51單片機產(chǎn)品全部是和MCS-51內(nèi)核兼容產(chǎn)品而以。一樣一段程序，在各個單片機廠家硬件上運行結(jié)果全部是一樣，如ATMEL89C51（已經(jīng)停產(chǎn)）、89S51，PHILIPS（菲利浦），和WINBOND（華邦）等，我們常說已經(jīng)停產(chǎn)89C51指是ATMEL企業(yè)AT89C51單片機，同時是在原基礎(chǔ)上增強了很多特征，如時鐘，更優(yōu)異是由Flash（程序存放器內(nèi)容最少能夠改寫1000次）存放器取帶了原來ROM（一次性寫入），AT89C51性能相對于8051已經(jīng)算是很優(yōu)越了。不過在市場化方面，89C51受到了PIC單片機陣營挑戰(zhàn)，89C51最致命缺點在于不支持ISP（在線更新程序）功效，必需加上ISP功效等新功效才能愈加好延續(xù)MCS-51傳奇。89S51就是在這么背景下替換89C51，現(xiàn)在，89S51現(xiàn)在已經(jīng)成為了實際應(yīng)用市場上新寵兒，作為市場擁有率第一atmel現(xiàn)在企業(yè)已經(jīng)停產(chǎn)AT89C51，將用AT89S51替換。89S51在工藝上進行了改善，89S51采取0.35新工藝，成本降低,而且將功效提升,增加了競爭力。89SXX能夠像下兼容89CXX等51系列芯片。同時，Atmel不再接收89CXX定單，大家在市場上見到89C51實際全部是Atmel前期生產(chǎn)巨量庫存而以。3.28279芯片介紹3.2.1引腳介紹8279采取單±5V電源供電，40腳封裝。DB0～DB7:雙向數(shù)據(jù)總線，用來傳送8279和CPU之間數(shù)據(jù)和命令。CLK:時鐘輸入線，用以產(chǎn)生內(nèi)部定時時鐘脈沖。RESET:復(fù)位輸入線，8279復(fù)位后被置為字符顯示左端輸入，二鍵閉鎖觸點回彈型式，程序時鐘前置分頻器被置為31,RESET信號為高電平有效。CS:片選輸入線，低電平有效，單片機在CS端為低時能夠?qū)?279讀/寫操作。A0:緩沖器低位地址，當A0為高電平時，表示數(shù)據(jù)總線上為命令或狀態(tài)，當為低電平時，表示數(shù)據(jù)總線上為數(shù)據(jù)。RD:讀信號輸入線，低電平有效，將緩沖器讀出，數(shù)據(jù)送往外部總線。WR:寫信號輸入線，低電平有效，將緩立器讀出,將數(shù)據(jù)從外部數(shù)據(jù)總線寫入8279緩沖器。RL2--140--VCCRL3--239--RL1CLK--338--RL0IRQ--437--CNTL/STBRL4--536--SHIFTRL5--635--SL3RL6--734--SL2RL7--833--SL1RESRT--932--SL0RD--1031--OUTB0WR--1130--OUTB1DB0--1229--OUTB2DB1--1328--OUTB3DB2--1427--OUTA0DB3--1526--OUTA1DB4--1625--OUTA2DB5--1724--OUTA3DB6--1823--BDDB7--1922--CSVSS--2021--A0IRQ:中止請求輸出線，高電平有效，在鍵盤工作方法下，當FIFO/傳感器RAM中有數(shù)據(jù)時，此中止線變?yōu)楦唠娖剑贔IFO/傳感器RAM每次讀出時，中止線就下降為低電平，若在RAM中還有信息，則此線重又變?yōu)楦唠娖?。在傳感器工作方法中，每當探測到傳感器信號改變時，中止線就變?yōu)楦唠娖健L0～SL3:掃描線，用來掃描按鍵開關(guān)，傳感器陣列和顯示數(shù)字，這些可被編程或被譯碼。RL0～RL7:回送線，經(jīng)過按鍵或傳感器開關(guān)和掃描線聯(lián)接，這些回送線內(nèi)部設(shè)置有上拉電路，使之保持為高電平，只有當一個按閉合時，對應(yīng)返回線變?yōu)榈碗娖?；無按鍵閉合時，均保持高電平。SHIFT:換位功效，當有開關(guān)閉合時被拉為低電平，沒有按下SHIFT開關(guān)時，SHIFT輸入端保持高電平，在鍵盤掃描方法中，按鍵一閉合，按鍵位置和換位輸入狀態(tài)一起被存貯起來。CNTL/STB:當CNTL/STB開關(guān)閉合時將其拉到低電平，不然一直保持高電平，對于鍵盤輸入方法，此線用作控制輸入端，當鍵被按下時，按鍵位置就和控制輸入狀態(tài)一起被存貯起來，在選通輸入方法中，作選通用，把數(shù)據(jù)存入FIFORAM中。OUTA3～OUTA0及OUTB3～OUTB0:顯示輸出A口及B口，這兩個口是16×4切換數(shù)字顯示。這兩個端口可被獨立控制，也可看成一個8位端口。BD:空格顯示,此輸出端信號用于在數(shù)字轉(zhuǎn)換時將顯示空格或用顯示空格命令控制其顯示空格字符。VCC:+5V電源輸入線。VSS:地線輸入線。3.2.28279編程方法1.8279可按其功效分為:鍵盤功效塊;顯示功效塊;控制功效塊;和CPU接口功效塊控制功效塊包含控制和定時寄存器,定時和控制,掃描計數(shù)器三部分,它關(guān)鍵用來控制鍵盤和顯示功效塊工作?？刂坪投〞r寄存器:用于存貯來自CPU編程命令,CPU對8279編程以確定鍵盤和顯示器工作方法和其它工作條件時,先把命令控制數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)總線上,然后使A0=1,WR=0CS=0,并在WR上升沿把命令鍵存在控制和定時寄存器中,并經(jīng)譯碼,建立合適功效。定時和控制:它含基礎(chǔ)定時計數(shù)器,第一個計數(shù)器是一個分頻系數(shù)為2-31前置定時器,分頻系數(shù)可由程序預(yù)置,使內(nèi)部頻率為100KHz,從而能給出5.1ms鍵盤掃描時間和10.3ms反跳時間,其它計數(shù)器將此基礎(chǔ)頻率分頻后,提供合適按鍵掃描.行掃描.鍵盤陣列掃描.和顯示器掃描次數(shù)。掃描計數(shù)器:掃描計數(shù)器有兩種工作方法,在編碼工作方法時,計數(shù)器提供一個二進制計數(shù),經(jīng)過管腳SL0-SL3輸出后經(jīng)外部譯碼才能提供給鍵盤和顯示器掃描作用,在譯碼工作方法時,掃描計數(shù)器對最低二位進行譯碼,SL0-SL3輸出4選1譯碼信號,作為顯示器和鍵盤譯碼掃描。鍵盤功效塊包含:返回緩沖器,鍵盤反跳及控制,8x8FIFO傳感器RAM,FIFO/傳感器RAM狀態(tài)。2.返回緩沖器和鍵盤反跳及控制8條返回線被返回緩沖器緩沖,在鍵盤工作方法中,這幾條線被逐一檢測,以找出該行鍵中閉合鍵,假如反跳電路測知某鍵閉合,則它等候10.3ms,然后重核此鍵是否仍然閉合,假如仍閉合,那么該鍵在矩陣中行列地址和SHIFT和CNTL狀態(tài)一起被送到FIFORAM中,其在FIFORAM中數(shù)據(jù)格式以下:D7D6D5D4D3D2D1D0CNTLSHIFTSCANRETURN數(shù)據(jù)格式中,最高位CNTL,次高位為SHIFT狀態(tài),D5-D3來自掃描計數(shù)器,D2-D0來自返回計數(shù)器,掃描線計數(shù)器和回掃線計數(shù)器值分別反應(yīng)出被按下鍵行.列值,假如在傳感器陣列中,返回線上數(shù)據(jù)直接進入傳感器RAM中對應(yīng)于陣列中正被掃中那行,這么每個開關(guān)位置就直接反應(yīng)為一個傳感器RAM位置。FIFO/傳感器RAM一個8x8RAM,在鍵盤方法和選通方法中它是一個先入先出(FIFO)存貯器,每一條新信息順次寫入,然后又按寫入次序讀出,在傳感器陣列掃描方法時,存貯器作為傳感器RAM,這時RAM中各行存著傳感器陣列中對應(yīng)行狀態(tài)。FIF0/傳感器RAM狀態(tài)在鍵盤或選通方法中,FIFO狀態(tài)跟蹤FIFO中字符數(shù)量注意它是"滿"還是"空",寫入或讀出過多均被認作犯錯,當FIFO非空時,狀態(tài)邏輯提供一個中止申請IRQ信號,在傳感器陣列掃描方法中,若測知某一傳感器改變時,IRQ則為有效高電平.FIFO狀態(tài)字低3位表示FIFO中字符數(shù),F表示FIFORAM已滿;O(overmn)表示越限錯誤,即試圖向已滿FIFO送另一字符;U(Underdone)表示取空錯誤,即試圖讀取已空FIFO.S/F有兩種含義:在傳感器掃描方法時,S/F表示在傳感器RAM中最少包含了一個傳感器閉合指示,在特殊錯誤方法時S/F位是犯錯標志,用來指示是否發(fā)生了多路同時閉合錯誤,Du位表示因為CLEARDISPLAY或CLEARALL命令尚末完成其消除操作而使顯示RAM尚不可用。3.顯示功效塊包含:顯示寄存器,16X8顯示RAM,顯示地址寄存器顯示RAM和顯示寄存器8279內(nèi)部有16X8顯示RAM,經(jīng)過顯示寄存器和兩個四位端口0UTA0-3,0UTBO-3來刷新顯示,顯示器能夠是白熾燈,也能夠是8段數(shù)碼管,顯示RAM能夠是16X8形式,也能夠組成兩個16x4RAM形式,顯示RAM可由CPU進行讀寫,被讀寫RAM字節(jié)地址由顯示地址寄存器指示.顯示地址寄存器保留目前CPU讀或?qū)懩莻€RAM地址,和正顯示著那兩個4位半字節(jié)地址,讀寫地址由CPU命令編程,也可置為每次讀寫后地址自動加1工作方法,在設(shè)置了正確工作方法后,顯示RAM可直接由CPU讀出,半字節(jié)A和半字節(jié)B地址自動由8279更新,以適應(yīng)由CPU送入數(shù)據(jù),A和B半字節(jié)可獨立送入,也可作為一個字送入,隨CPU所設(shè)置工作方法而定。3.I/O接口功效塊8279經(jīng)過數(shù)據(jù)緩沖器和I/O控制,使8279和CPU系統(tǒng)總線接口,I/O控制部分用CS.A0.RD和WR四條線控制CPU和8279之間數(shù)據(jù)交換,數(shù)據(jù)緩沖器是數(shù)據(jù)交換雙向通道,控制信號和數(shù)據(jù)交換間邏輯關(guān)系見下表:CSA0WRRD10CPU從8279讀狀態(tài)0101CPU向8279寫狀態(tài)10CPU從8279讀數(shù)據(jù)001CPU向8279寫數(shù)據(jù)1XXX數(shù)據(jù)緩沖器輸出呈三態(tài)x為任意數(shù)(0或1)3.2.38279操作由前所述,8279可適應(yīng)多種鍵盤和顯示器不一樣工作方法,這是因為8279內(nèi)各功效塊工作是可程控,用戶可依據(jù)自己要求,利用向8279寫命令字方法對8279工作方法等進行編程,從上表可見,只要同時使CS=0WR=0A0=1,則可向8279寫命令字,并在wR上升沿把命令打入8279。對CPU而言,8279只有兩個口地址,一個用于讀寫命令和狀態(tài)(CS=0,A0=1),一個用于讀寫數(shù)據(jù)(CS=0,A0=0)但用于編程命令字卻有多個,在8279中用于區(qū)分多種不一樣命令字方法是命令字代碼高3位(D7,D6,D5,)編碼而低5位是命令字真正內(nèi)容1.8279編程命令a.鍵盤/顯示器方法設(shè)置最高位最低位命令代碼000DDKKK其中DD為顯示方法,KKK為鍵盤方法DD008個8位字符顯示--左端傳入0116個8位字符顯示--左端送入108個8位字符顯示--右端送入1116個8位字符顯示--右端送入所謂左端送入是顯示器依據(jù)用戶送前后,從左端一位開始,向右逐位排列,到最右端一位以后,下一位再從最左端顯示,在這種顯示方法中,顯示器每個顯示管和8279中顯示RAM單元一一對應(yīng),RAM中O地址對應(yīng)最左面顯示字符,而15號單元對應(yīng)最右端顯示字符而右端送入方法是電子計算器中常見顯示方法,第一個送入數(shù)在最右端顯示字符上,而以后每送入一個新數(shù),顯示先左移一位然后把送入數(shù)仍放在最右端顯示字符上。KKK000編碼掃描鍵盤--2鍵連鎖001譯碼掃描鍵盤--2鍵連鎖010編碼掃描鍵盤--N鍵巡回011

譯碼掃描鍵盤--N鍵巡回100編碼掃描傳感器陣列101

譯碼掃描傳感器陣列110選通輸入,編碼顯示掃描111選通輸入,譯碼顯示掃描其中2鍵連鎖和N鍵巡回是8279對鍵盤中被按下鍵兩種處理方法,編碼掃描和譯碼掃描是SL0-SL3對鏈盤和顯示器兩種掃描形。b.程序時鐘命令代碼001PPPPP此命令確定定時和控制中前置定標器分頻系數(shù),代碼PPPPP可形成2-31數(shù),前置定標器可對外部時鐘分頻,以得到內(nèi)部基頻,選基頻為100KHZ,可得到前面要求掃描和反跳時間,則分頻系數(shù)為;外部時鐘100KHZ復(fù)位脈沖過后若無代碼送入則自動為31。c.讀FIF0/傳感器RAM命令代碼:010AIXAAAX=任意此命令用于確定CPU讀操作對象是8279中FIF0/傳感器RAM,并確定8個RAM字節(jié)中哪一個被讀,其中AAA表示CPU要讀行,AI為自動加1特征位,在鍵盤掃描方法中這二者互不相干,對隨即每次讀取8279全部根據(jù)數(shù)據(jù)第一次進入FIF0同一次序自動送出數(shù)據(jù),全部隨即發(fā)生讀,全部是讀自FIFO,直到寫入新命令為止.在傳感器陣列方法中,AAA選擇傳感器RAM8行中一行若AI=1,則下一次讀取便讀自傳感器RAM中下一行。d.讀顯示器RAM命令代碼:011AIAAAACPU對8279寫此命令,則確定了CPU以顯示器RAM為數(shù)據(jù)源進行讀操作,其中AAAA為顯示器RAM地址,AI為自動加1特征位,若AI=1,則每讀一行RAM以后,行地址自動加1。e.寫顯示器RAM命令代碼:100AIAAAACPU向8279寫此命令,要求了下一步要對8279顯示RAM進行寫,尋址方法和自動加1功效均和讀顯示器RAM相同。f.顯示器寫入嚴禁/空格命令代碼:101XIWIWBLBLX=任意ABAB此命令用于屏蔽A或B端口輸出及使顯示器顯示空格,假如顯示器用作雙排4位顯示,則必需把其中一個4位屏蔽掉這么CPU送入顯示器信息就不會影響另二分之一,IW為屏蔽特征位,若對某一端口設(shè)置IW=1,則該端口就被屏蔽,有必需注意是:B0和D0對應(yīng),BL為顯示空格標志位,若某一端口BL置1,則此端口顯示空格.當要使一個單8位輸出格式顯示器空格時,則必需使兩個BL標志全全部置位,以使顯示完全空格。g.消除命令代碼:110CDCDCDCFCA此命令用于按一定格式清顯示器RAMFIF0狀態(tài),其中CD要求清除格式:CDCDCD0X全"0"(x為任意)10AB=16進制1020(0O100000)11全冊"1"當為"1"時許可清除顯示器(或用CA=1)CF清除FIFO狀態(tài)(包含中止),若CF=1,則清除FIF0狀態(tài),并對中止線復(fù)位自傳感器RAM指示器亦被置于0行CA為總清,其效果相當于CD和CF合成,當CA=1時,利用CD指示清除格式清除顯示器RAM,并清除FIF0狀態(tài),C孔也使內(nèi)部定時重新同時.在顯示器RAM被清除期間(約16us)不能寫入,同時在此期間FIFO最高有效位被置"1"當顯示RAM再度變?yōu)榭捎脮r即自動復(fù)位。h.中止結(jié)束/犯錯方法設(shè)置命令代碼:111EXXXXX=任意在傳感器陣列方法時,此命令使IRQ線變低,并許可對RAM再寫(檢測到一個傳感器位改變時,IRQ線可能已升高了,所以這么做可阻止在其復(fù)位以前把信息再度寫入RAM).在N鍵巡回工作方法,若E位被編程為"1",則芯片電路將在特殊犯錯方法下運行。在N鍵巡回方法特殊犯錯方法下關(guān)鍵用于檢驗鍵多重按下,若在一個回彈周期中發(fā)覺兩個鍵被按下,即可看成同時多重按下,并建立犯錯標志,阻止任何對FIF0深入寫入,同時設(shè)置中止(如中止尚末設(shè)置話),在此方法中,可用讀FIFO狀態(tài)字命令讀犯錯誤標志,而發(fā)CF=1清除命令,可使犯錯標志復(fù)位。3.2.48279編程舉例通用鍵盤顯示接口板,能直接掛在Z80.8031.6502總線上編程方法全部相同,通?？砂聪铝写涡?設(shè)定分頻系數(shù)(復(fù)位后分頻系數(shù)為31);選擇鍵盤/顯示工作方法;消除顯示RAM和FIF0狀態(tài);將顯示數(shù)據(jù)寫入顯示RAM中……下面用8031匯編程序?qū)?279初始化ORG0000HMOVDPTR,#7000H;指向8279數(shù)據(jù)口INCDPTR;指向8279控制口MOVA,#00H;設(shè)定8279工作方法M0VX@DPTR,AMOVA,#0GFH;清除8279內(nèi)部顯示RAM狀態(tài)MOVX@DPTR,AMOVA,#22HMOVX@DPTR,A;設(shè)定8279分頻系數(shù)LOOP:MOVXA,@DPTRJBACC.7,LOOP;顯示RAM清除完成嗎?MOVA,80H;指向第一位數(shù)碼管MOVX@DPTR,AMOVA,9FH;輸出"1"一個字形MOVDPTR,#7000HMOVX@DPTR,AINCDPTRLOOP1:M0VXA,@DPTRANDA,#07HCJNEA,#00H,L00P2AJMPLOOP1;無鍵按下轉(zhuǎn)LOOP2:MOVDPTR,#7000H;有鍵按下將鍵值送累加器AMOVXA,@DPTR鍵值由8279行掃描信號(SL0-SL3)和列信號(RL0-RL7)組成,不一樣組合矩陣將得到不一樣鍵,但在同一矩陣中不會有相同鍵值,這對初學者編制鍵顯示程序大為方便.下表是通用鍵盤板鍵值:名稱0123456789鍵值C1C8C9D0D8E0C2CAD1D9名稱ABCDEFLASTNEXTEXEC鍵值DAC3CBD2D3DBE3E2E1字形,和數(shù)碼管極性.連接方法相關(guān),8279上通常選擇共陰極數(shù)碼管,通用鍵盤板字形代碼以下:字形01234567代碼0C9F4A0B9929288F字形89ABCDEF代碼080988386C1A68F8關(guān)鍵點亮一個數(shù)碼管必需選通位和字形,鍵盤顯示板8個數(shù)碼管位地址以下:數(shù)碼管LED1LED2LED3LED4LED5LED6LED7LED8位地址80818283848586873.362256芯片介紹62256是32K低功耗靜態(tài)RAM存放器.用P0和P2來擴展外部ram（就是用P0和P2和62256對應(yīng)管腳相連接），假設(shè)P3.6接WR，P3.7接RD，P2.7接CS，那么就能夠確定外部RAM一個地址，想往外部RAM一個地址寫一個字節(jié)時，地址能夠定為XBYTE[0x8000]，其中WR，CS為低，RD為高，那就是（也就是P2.7和P3.6輸出了低電平，而P3.7輸出了高電平，目標當然是要選通62256而且向62256寫入數(shù)據(jù)），其它位能夠依據(jù)情況自己定（也就是其它位是什么不打緊，關(guān)鍵就是控制wr，cs，rd那多個位要符合選通，讀，寫要求就能夠了），現(xiàn)在我們向62256中寫個26進去就能夠使用這條語句：XBYTE[0x8000]=26MCS-51單片機系統(tǒng)擴展時，通常使用P0口作為地址低8位（和數(shù)據(jù)口分時復(fù)用），而P2口作為地址高8位，它共有16根地址總線，尋址空間為64KB。3.3.162256引腳功效A0–A14

地址總線(Address)D0/D7

輸入/輸出口(nput/output)CS

端口選擇(Chipselect)WE

輸入始能(Writeenable)OE

輸出始能(Outputenable)VCC

電源始能(Powersupply)VSS

接地(Ground)Program:讀寫操作#include<reg51.h>#include<absacc.h>#defineramaddressXBYTE[0X0000]//外部存儲器地址unsignedcharsum;voidmain(){unsignedcharxdata*pt;//外部存儲器類型指針unsignedchari,sumtemp;pt=&ramaddress;//首地址P1=0x0f;for(i=0;i<20;i++){*(pt+i)=i+1;//write外部存儲器操作}sum=0;for(i=0;i<20;i++){sumtemp=*(pt+i);//read外部存儲器操作sum=sum+sumtemp;}P1=sum;//read結(jié)果在P1口display.3.3.262256引腳圖3.474LS373介紹八D鎖存器(3S,鎖存許可輸入有回環(huán)特征)簡明說明：373為三態(tài)輸出八D透明鎖存器，共有54S373和74LS373兩種線路結(jié)構(gòu)型式，其關(guān)鍵電器特征經(jīng)典值以下(不一樣廠家俱體值有差異)：型號TPDPD54S373/74S3737ns525mW54LS373/74LS37317ns120mW373輸出端Q0～Q7可直接和總線相連。當三態(tài)許可控制端OE為低電平時，Q0～Q7為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負載或總線。當OE為高電平時，Q0～Q7呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動總線，也不為總線負載，但鎖存器內(nèi)部邏輯操作不受影響。當鎖存許可端LE為高電平時，Q隨數(shù)據(jù)D而變。當LE為低電平時，D被鎖存在已建立數(shù)據(jù)電平。當LE端施密特觸發(fā)器輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善400mV。引出端符號：D0～D7數(shù)據(jù)輸入端OE三態(tài)許可控制端（低電平有效）LE鎖存許可端Q0～Q7輸出端3.5DS1820介紹新“一線器件”體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟Dallas半導(dǎo)體企業(yè)數(shù)字化溫度傳感器DS1820是世界上第一片支持“一線總線”接口溫度傳感器。一線總線獨特而且經(jīng)濟特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)構(gòu)建引入全新概念。DS18B20、DS1822“一線總線”數(shù)字化溫度傳感器同DS1820一樣，DS18B20也支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為-55°C~+125°C，在-10~+85°C范圍內(nèi),精度為±0.5°C。DS1822精度較差為±2°C?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”數(shù)字方法傳輸，大大提升了系統(tǒng)抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。和前一代產(chǎn)品不一樣，新產(chǎn)品支持3V~5.5V電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便。而且新一代產(chǎn)品更廉價，體積更小。DS18B20、DS1822特征DS18B20能夠程序設(shè)定9~12位分辨率，精度為±0.5°C?？蛇x更小封裝方法，更寬電壓適用范圍。分辨率設(shè)定，及用戶設(shè)定報警溫度存放在EEPROM中，掉電后仍然保留。DS18B20性能是新一代產(chǎn)品中最好！性能價格比也很出色！DS1822和DS18B20軟件兼容，是DS18B20簡化版本。省略了存放用戶定義報警溫度、分辨率參數(shù)EEPROM，精度降低為±2°C，適適用于對性能要求不高，成本控制嚴格應(yīng)用，是經(jīng)濟型產(chǎn)品。繼“一線總線”早期產(chǎn)品后，DS1820開辟了溫度傳感器技術(shù)新概念。DS18B20和DS1822使電壓、特征及封裝有更多選擇，讓我們能夠構(gòu)建適合自己經(jīng)濟測溫系統(tǒng)。3.5.1DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)鍵由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20管腳排列以下DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方法時接地）。光刻ROM中64位序列號是出廠前被光刻好，它能夠看作是該DS18B20地址序列碼。64位光刻ROM排列是：開始8位（28H）是產(chǎn)品類型標號，接著48位是該DS18B20本身序列號，最終8位是前面56位循環(huán)冗余校驗碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM作用是使每一個DS18B20全部各不相同，這么就能夠?qū)崿F(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20目標。DS18B20中溫度傳感器可完成對溫度測量，以12位轉(zhuǎn)化為例:用16位符號擴展二進制補碼讀數(shù)形式提供，以0.0625℃/LSB形式表示，其中S為符號位。這是12位轉(zhuǎn)化后得到12位數(shù)據(jù)，存放在18B20兩個8比特RAM中，二進制中前面5位是符號位，假如測得溫度大于0，這5位為0，只要將測到數(shù)值乘于0.0625即可得到實際溫度；假如溫度小于0，這5位為1，測到數(shù)值需要取反加1再乘于0.0625即可得到實際溫度。比如+125℃數(shù)字輸出為07D0H，+25.0625℃數(shù)字輸出為0191H，-25.0625℃數(shù)字輸出為FF6FH，-55℃數(shù)字輸出為FC90H。3.5.2DS18B20溫度傳感器存放器DS18B20溫度傳感器內(nèi)部存放器包含一個高速暫存RAM和一個非易失性可電擦除E2RAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL和結(jié)構(gòu)寄存器。暫存存放器包含了8個連續(xù)字節(jié)，前兩個字節(jié)是測得溫度信息，第一個字節(jié)內(nèi)容是溫度低八位，第二個字節(jié)是溫度高八位。第三個和第四個字節(jié)是TH、TL易失性拷貝，第五個字節(jié)是結(jié)構(gòu)寄存器易失性拷貝，這三個字節(jié)內(nèi)容在每一次上電復(fù)位時被刷新。第六、七、八個字節(jié)用于內(nèi)部計算。第九個字節(jié)是冗余檢驗字節(jié)。該字節(jié)各位意義以下：TMR1R011111低五位一直全部是1，TM是測試模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測試模式。在DS18B20出廠時該位被設(shè)置為0，用戶不要去改動。R1和R0用來設(shè)置分辨率，以下表所表示：（DS18B20出廠時被設(shè)置為12位）分辨率設(shè)置表:R1R0分辨率溫度最大轉(zhuǎn)換時間009位93.75ms0110位187.5ms1011位375ms1112位750ms依據(jù)DS18B20通訊協(xié)議，主機控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必需經(jīng)過三個步驟：每一次讀寫之前全部要對DS18B20進行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最終發(fā)送RAM指令，這么才能對DS18B20進行預(yù)定操作。復(fù)位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DS18B20收到信號后等候16～60微秒左右，后發(fā)出60～240微秒存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復(fù)位成功。3.5.3DS1820使用中注意事項DS1820即使含有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點，但在實際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面問題：較小硬件開銷需要相對復(fù)雜軟件進行賠償，因為DS1820和微處理器間采取串行數(shù)據(jù)傳送。所以，在對DS1820進行讀寫編程時，必需嚴格確保讀寫時序，不然將無法讀取測溫結(jié)果。在使用PL/M、C等高級語言進行系統(tǒng)程序設(shè)計時，對DS1820操作部分最好采取匯編語言實現(xiàn)。(2)在DS1820相關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS1820數(shù)量問題，輕易使人誤認為能夠掛任意多個DS1820，在實際應(yīng)用中并非如此。當單總線上所掛DS1820超出8個時，就需要處理微處理器總線驅(qū)動問題，這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設(shè)計時要加以注意。(3)連接DS1820總線電纜是有長度限制。試驗中，當采取一般信號電纜傳輸長度超出50m時，讀取測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。當將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離可達150m，當采取每米絞合次數(shù)更多雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離深入加長。這種情況關(guān)鍵是由總線分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成。所以，在用DS1820進行長距離測溫系統(tǒng)設(shè)計時要充足考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。(4)在DS1820測溫程序設(shè)計中，向DS1820發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等候DS1820返回信號，一旦某個DS1820接觸不好或斷線，當程序讀該DS1820時，將沒有返回信號，程序進入死循環(huán)。這一點在進行DS1820硬件連接和軟件設(shè)計時也要給一定重視。

4軟件設(shè)計在微機測控系統(tǒng)中，軟件關(guān)鍵性和硬件設(shè)置一樣關(guān)鍵。硬件是軀體，軟件是靈魂，當系統(tǒng)硬件電路確定以后，系統(tǒng)關(guān)鍵功效還要靠軟件來實現(xiàn)。假如說硬件決定了產(chǎn)品造價，那么在硬件搭配合理前提下軟件在很大程度上就決定了產(chǎn)品性能。為了滿足系統(tǒng)要求，編制軟件時必需符合以下基礎(chǔ)要求:易了解性、易維護性。通常是指軟件系統(tǒng)輕易閱讀和了解，輕易發(fā)覺和糾正錯誤，輕易修改和補充。因為生產(chǎn)過程自動化程度不停提升，測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，設(shè)計人員極難在短時間內(nèi)就對整個系統(tǒng)了解無誤，軟件設(shè)計和調(diào)試不可能一次完成，有些問題是在運行中逐步暴露出來，這就要求編制軟件輕易了解和修改。在軟件設(shè)計方法中，結(jié)構(gòu)化設(shè)計是最好一個設(shè)計方法，這種設(shè)計方法是由整體到局部，然后再由局部到細節(jié)，先考慮整個系統(tǒng)所要實現(xiàn)功效，確定整體目標，然后把這個目標分成一個個任務(wù)。任務(wù)中能夠分成若干個子任務(wù)，送樣逐層細分，逐一實現(xiàn)。本儀表就是采取這種模塊化設(shè)計方法。這么不僅使得設(shè)計目標明確、思緒清楚，而且在檢錯、調(diào)試時也很方便。當出現(xiàn)問題時，能夠依據(jù)問題種類和現(xiàn)象來判定是哪一部分出問題，很輕易找出故障所在和故障原因。同時，采取模塊化程序結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，對于系統(tǒng)功效擴充和修改也提供了很大方便。實時性。實時性是本系統(tǒng)基礎(chǔ)要求。即要求系統(tǒng)立即響應(yīng)外部事件發(fā)生，并立即給出處理結(jié)果。多年來，因為硬件集成度和速度提升，配合對應(yīng)軟件，實時性輕易滿足要求，尤其是對于匯編語言編制軟件?？蓽y試性。系統(tǒng)軟件可測試性含有兩方面含義:其一是指比較輕易地制訂出測試準則，并依據(jù)這些準則對軟件進行測定；其二是軟件設(shè)計完成后，首先在模擬環(huán)境下運行，經(jīng)過靜態(tài)分析和動態(tài)仿真運行，證實正確無誤后才可投入實際運行。正確性。正確性對整個系統(tǒng)含相關(guān)鍵意義。系統(tǒng)要進行大量運算，算法正確性和正確性問題對控制結(jié)果有直接影響，所以在算法選擇、位數(shù)選擇方面要適合要求。可靠性?？煽啃允窍到y(tǒng)軟件最關(guān)鍵指標之一，它要求兩方面