熱電阻溫度傳感器熱時(shí)間常數(shù)測(cè)試設(shè)計(jì)靜態(tài)法.doc

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)熱電阻溫度傳感器熱時(shí)間常數(shù)測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要由主程序、D/A轉(zhuǎn)換子程序、讀取電壓值子程序、中斷方式DATA0809子程序、T0定時(shí)器定時(shí)20ms子程序、帶借位減法子程序、顯示子程序和延時(shí)程序組成。其中可以分為以下幾個(gè)功能模塊：（1） 主模塊，分為系統(tǒng)的初始化、各子程序的調(diào)度管理等部分。（2） 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，主要通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器將AT89C51從P1口送出的數(shù)字轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量。（3） 溫度檢測(cè)模塊，分為采樣保持與溫度對(duì)應(yīng)的電壓值和通過(guò)DATA0809輸入給單片機(jī)。（4） 熱時(shí)間常數(shù)計(jì)算模塊，通過(guò)20ms定時(shí)的巡回檢測(cè)，由帶借位減法子程序和無(wú)符號(hào)數(shù)乘除法程序計(jì)算熱時(shí)間常數(shù)。（5） 基于74LS164的顯示模塊（它又可以分為初始化子程序、寫入處理子程序及顯示子程序等部分）。我們?cè)谧鱿到y(tǒng)軟件設(shè)計(jì)之前，還應(yīng)該注意的是首先要開(kāi)辟一些數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，用以存放臨時(shí)數(shù)據(jù)。因?yàn)楸鞠到y(tǒng)軟件用到的寄存器很多，為防止破壞寄存器中的數(shù)據(jù)，特在AT89C51的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)RAM中開(kāi)辟一些存儲(chǔ)單元。從30H5FH用來(lái)存放一些結(jié)果/數(shù)據(jù)，顯示緩沖區(qū)在72H-74H。在程序運(yùn)行的開(kāi)始，首先初始化。4.1初始化程序設(shè)計(jì)初始化程序中包括系統(tǒng)的初始化以及各芯片的初始化。系統(tǒng)的初始化主要是設(shè)置各輸出/輸入口的初始狀態(tài)、開(kāi)中斷、置定時(shí)器的工作方式及定時(shí)常數(shù)、顯示緩沖區(qū)清零。各芯片的初始化程序設(shè)計(jì)，我們可以通過(guò)芯片管腳與單片機(jī)不同的連接方式，來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件，這在硬件電路部分已詳細(xì)介紹。確定傳感器溫度采樣值T（n）計(jì)算=M開(kāi)始 輸入測(cè)試小電流AT89C51送D/A轉(zhuǎn)換延時(shí)1s等信號(hào)輸出單元輸出信號(hào)確定介質(zhì)溫度讀取溫度值存30H中輸入加熱大電流AT89C51送D/A轉(zhuǎn)換調(diào)D/A程序延時(shí)等待10s，信號(hào)輸出單元輸出電流計(jì)算溫度傳感器溫度下降百分比KK632？送顯示結(jié)束N確定熱平衡溫度置計(jì)數(shù)單元M=0置T=20ms定時(shí)A/D轉(zhuǎn)換及結(jié)果輸入20ms定時(shí)到？M+1MYNY初始化輸入小電流以便保證測(cè)量4.2主程序設(shè)計(jì) 圖4-1主程序流程圖熱電阻溫度傳感器熱時(shí)間常數(shù)測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)必須充分考慮到各部分器件的特點(diǎn)。其主程序流程圖如圖4-1所示。4.3A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖YN程序入口初始化數(shù)據(jù)緩沖區(qū)選0809通道0清中斷發(fā)生標(biāo)志啟動(dòng)A/D開(kāi)中斷中斷發(fā)生標(biāo)志是否為0？讀A/D結(jié)果送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)置中斷發(fā)生標(biāo)志子程序結(jié)束圖4-2A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖圖4-2是A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖，采用中斷方式。由AT89C51，啟動(dòng)A/D(P2.7=0、=0或非后控制)；讀數(shù)據(jù)(P2.7=0、=0或非后控制),硬件撤消中斷4.4顯示子程序當(dāng)系統(tǒng)傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)給74LS164時(shí)，利用UART模式0。把顯示緩沖區(qū)的初始數(shù)顯示到LED0、LED1和LED2，顯示緩沖區(qū)72H-74H共三個(gè)單元中，對(duì)應(yīng)數(shù)碼管LED0-LED2。程序流程圖如圖4-3所示。Y顯示子程序入口送設(shè)定值（72H）到A 帶C標(biāo)志移位送C到I/O口（8次）字節(jié)送完？NY送采集值（73H）到A 帶C標(biāo)志移位 送C到I/O口（8次）字節(jié)送完？送采集值到（74H）到A帶C標(biāo)志移位送C到I/O口（8次）字節(jié)送完？N子程序結(jié)束YN 圖4-3顯示子程序流程圖4.5定時(shí)子程序流程圖本設(shè)計(jì)中我們選用T0，方式1。方式1與方式0相似，但采用了16位計(jì)數(shù)器，即高位，低位各8位。定時(shí)器的編程包括：（l）置工作方式。 （2）置計(jì)數(shù)初值。 （3）中斷設(shè)置。 （4）啟動(dòng)定時(shí)器。 子程序流程圖如下：TIMER0中斷服務(wù)程序置T0工作方式1置TH0、TL0計(jì)書數(shù)初值置TR0、啟動(dòng)計(jì)數(shù)TF0=1？N中斷返回Y 圖4-4定時(shí)子程序流程圖4.6延時(shí)程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)中要調(diào)用延時(shí)子程序。當(dāng)然這里所要的延時(shí)時(shí)間也并沒(méi)有特別要求像時(shí)鐘一樣的精度，大致可以就行。 下面就延時(shí)1ms的子程序作簡(jiǎn)要的說(shuō)明，其它的延時(shí)程序的設(shè)計(jì)和這個(gè)原理是一樣的，就不再一一說(shuō)明了。說(shuō)是1ms的延時(shí)，其實(shí)更精確的說(shuō)應(yīng)該是1.251ms。設(shè)一個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間為TP。一條MOV指令要用一個(gè)TP，一個(gè)NOP指令也要一個(gè)TP，而DJNZ指令要用兩個(gè)TP，所以，內(nèi)部循環(huán)延時(shí)時(shí)間：TP+TP+2TP70=142 TPs。外循環(huán)延遲時(shí)間：TP+(內(nèi)部延時(shí)+2 TP )8=1153TP=115312/11.0592=1251s=1.251ms即運(yùn)行完這個(gè)程序需要1.251ms，也就是我們所要用的近似于1ms的延時(shí)。延時(shí)時(shí)間主要與兩個(gè)因素有關(guān)：一是內(nèi)循環(huán)指令的執(zhí)行時(shí)間；二是外循環(huán)時(shí)間常數(shù)（內(nèi)循環(huán)的循環(huán)次數(shù)）的設(shè)置，子程序流程圖如圖4-5所示。延時(shí)子程序入口置外循環(huán)時(shí)間常數(shù)置內(nèi)循環(huán)時(shí)間常數(shù)內(nèi)循環(huán)時(shí)間常數(shù)=0？外循環(huán)時(shí)間常數(shù)=0？NN子程序結(jié)束YY圖4-5延時(shí)子程序流程圖總 結(jié)本設(shè)計(jì)通過(guò)AT89C51單片機(jī)和外圍器件的配合使用，介紹了一個(gè)完整的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全部過(guò)程，給出了一種智能型熱電阻溫度傳感器熱時(shí)間常數(shù)測(cè)試設(shè)計(jì)（靜態(tài)法）的實(shí)現(xiàn)方法。在這個(gè)設(shè)計(jì)中首先介紹了現(xiàn)如今存在的多種測(cè)量方法和器件，經(jīng)過(guò)各方面的論證最后得到適合本系統(tǒng)的一種方案；然后詳細(xì)的介紹了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)；最后給出了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和部分設(shè)計(jì)的程序流程圖。由于本系統(tǒng)中所需要連接的硬件電路相對(duì)的復(fù)雜，而且在制作的過(guò)程中電路板中電線連接的繁雜而導(dǎo)致的信號(hào)干擾，再加上設(shè)計(jì)時(shí)間的限制和能力的有限，硬件電路的后期的調(diào)試過(guò)程中，最終沒(méi)有達(dá)到我們預(yù)期的目標(biāo)。而本方案也一個(gè)完美無(wú)缺的測(cè)量熱電阻溫度傳感器熱時(shí)間常數(shù)的方案，比如我們還可以在顯示熱時(shí)間之前還可以顯示環(huán)境的實(shí)際溫度來(lái)使我們的方案和功能更加的完善，所以不足之處，在所難免，還望大家指正和批評(píng)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，從開(kāi)始檢索資料到最終系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成的整個(gè)步驟，我們投入了許多的時(shí)間和精力，但是從中我們學(xué)到的知識(shí)更多。我學(xué)到了怎樣去查詳細(xì)而豐富的資料，怎樣使用Protel