智能烘箱溫度控制器設(shè)計學(xué)位學(xué)士論文

1、智能烘箱溫度控制器設(shè)計摘要: 電烘箱在機(jī)械、冶金、化工等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用，如機(jī)械零件的熱處理。在某些情況下，要求對電烘箱的溫度實現(xiàn)準(zhǔn)確控制，若采用一般控制方法則難以實現(xiàn)。以鉑熱電阻溫度傳感器PT100作為感應(yīng)烘箱溫度傳感器，它將溫度的變化轉(zhuǎn)換為電阻阻值的變化，由鉑熱電阻PT100組成的測量電橋?qū)⒑嫦錅囟鹊淖兓D(zhuǎn)換成電壓信號變換、再經(jīng)集成運放7650放大成05V的模擬電壓信號后，經(jīng)ADC0804轉(zhuǎn)換成8位數(shù)字信號送入AT89C52單片機(jī)系統(tǒng)， AT89C52單片機(jī)對所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)字濾波、變換等處理后送入164顯示模塊進(jìn)行顯示，同時輸出控制量，控制可控硅的導(dǎo)通從而控制加熱裝置開啟或關(guān)閉，實現(xiàn)對

2、烘箱溫度的智能控制。 本次設(shè)計所要求實現(xiàn)的溫度測量范圍為0300，分辨率為±1。測量結(jié)果用3位LED數(shù)碼管顯示。關(guān)鍵字:溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換 、實時測溫 指導(dǎo)教師簽字：The development of Intelligent Oven SystemStudent Name： Yaoxi Classe：098205234 Supervisor： Chenlijuan 目 錄第一章 緒論11.1 選題的依據(jù)及課題的意義11.2 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢11.3 本文的主要研究內(nèi)容第二章 烘箱系統(tǒng)的組成及工作原理2.1 系統(tǒng)的設(shè)計要求與技術(shù)指標(biāo)32.2系統(tǒng)組成框圖與功能分析3第三章

3、烘箱系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)3.1.1 時鐘電路53.1.2 復(fù)位電路53.2 溫度電路73.3 A/D 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計103.4 123.4.1 LED顯示接口電路123.4.2 鍵盤接口電路133.5 加熱控制電路153.6 報警電路16第四章 烘箱系統(tǒng)軟件設(shè)計184.1 軟件設(shè)計總體框圖184.2 系統(tǒng)子程序設(shè)計194.2.1 A/D 轉(zhuǎn)換子程序19顯示程序21鍵盤輸入程序22第五章 系統(tǒng)調(diào)試235.1 單片機(jī)系統(tǒng)調(diào)試235.2 溫度采集電路的調(diào)試235.3顯示電路的調(diào)試23第六章 結(jié)論256.1 實現(xiàn)功能256.2不完善之處25參考文獻(xiàn)26致謝27附錄一 電路原理圖28附

4、錄二 程序清單29 第一章 緒論1.1選題的依據(jù)及課題的意義在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，溫度是工業(yè)對象中主要的被控參數(shù)之一，例如在冶金、機(jī)械、食品、化工各類工業(yè)中，廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等，對工件的處理溫度要求嚴(yán)格控制，現(xiàn)代計算機(jī)溫度控制系統(tǒng)使溫度控制指標(biāo)得到大幅度的提高。溫度控制無論是在工業(yè)生產(chǎn)過程中，還是在日常生活中都起著非常重要的作用。在工業(yè)控制中，溫度控制是一個很重要的環(huán)節(jié)。溫度控制的好壞，往往影響成品的好壞。在日常生活中，過低的溫度滿足不了人們的需求，而過高的溫度則會造成能源的巨大浪費。特別是在當(dāng)前全球能源極度有限的情況下，掌握好對溫度的控制是必要的。本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，

5、主要部分包括傳感器溫度采集、A/D轉(zhuǎn)換、按鍵操作、顯示等部分。采用PID算法實現(xiàn)溫度控制功能，并使其達(dá)到要求的精度，完成對溫度的采集和實時顯示、超溫報警等功能的實現(xiàn)。1.2國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢已往的烘箱采用的是手控式的和電子式的溫度控制裝置，隨著人們對溫度控制的精度和操作簡便的要求的提高，人們又發(fā)明了以單片機(jī)為核心的溫度控制裝置，該種裝置是目前較先進(jìn)的溫度檢測和控制裝置。具有溫度控制準(zhǔn)確，操作簡便和結(jié)構(gòu)簡單等眾多的優(yōu)點。但它也還存在著許多的不足之出不能滿足人們某些方面的要求。例如其輸出結(jié)果常用數(shù)碼管顯示，結(jié)果不夠形象，對于復(fù)雜數(shù)據(jù)的處理更是力不從心。因此許多溫度控制系統(tǒng)增加了RS-232等

6、的接口電路，增強(qiáng)了與上位機(jī)的聯(lián)系，并通過編程可實時的畫出溫度曲線，更有利于對溫度進(jìn)行控制，更可進(jìn)一步觀察溫度變化的規(guī)律。PID等算法的運用使的溫度的控制更加的精確。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和完善，微機(jī)被廣泛運用與檢測和控制領(lǐng)域。微機(jī)在測控技術(shù)中的運用，使得傳統(tǒng)的測控手段，方法和設(shè)備發(fā)生了根本的變化，形成了自動化，實時化和智能化的微機(jī)檢測與控制系統(tǒng)。用PC機(jī)替代單片機(jī)，PC機(jī)的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和人機(jī)對話功能可以用來彌補(bǔ)單片機(jī)控溫的不足。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和自動化程度的進(jìn)一步提高，烘箱做為實驗室的常用設(shè)備也在不斷的發(fā)展，由原來單一的產(chǎn)品逐漸向多個方向發(fā)展，比如電腦控溫、真空烘箱等等。第二章 烘箱系統(tǒng)的組

7、成及工作原理2.1 系統(tǒng)的設(shè)計要求與技術(shù)指標(biāo)本課題的任務(wù)是應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)對一脫蠟烘箱進(jìn)行溫度控制。具體技術(shù)要求如下：1. 設(shè)計一路溫度采集電路；2. 設(shè)計鍵盤、顯示接口電路，可時實顯示和設(shè)定溫度值；3. 設(shè)計輸出控制接口電路和報警電路；4. 控溫范圍為0300，精度為±12.2系統(tǒng)組成框圖與功能分析本系統(tǒng)主要由四大部分組成：數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換電路模塊、控制電路模塊、鍵盤顯示模塊、加熱驅(qū)動模塊、報警電路模塊。各模塊主要功能：一、數(shù)據(jù)采集、放大、轉(zhuǎn)換模塊完成溫度信號的測量放大和轉(zhuǎn)換。二、控制模塊主要包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、各種接口電路。三、顯示模塊主要是通過7279鍵盤顯示來實現(xiàn)。四、加熱驅(qū)動電路

8、模塊主要完成單片機(jī)控制可控硅加熱。五、報警電路模塊實現(xiàn)在烘箱溫度超過設(shè)定溫度時發(fā)出警告。1硬件電路組成框圖簡化的硬件組成框圖如下： 加熱控制控制對象鍵盤顯示電路單片機(jī)控制A/D轉(zhuǎn)換電路溫度轉(zhuǎn)換電路報警顯示 圖2.1硬件原理圖2、基本功能使用pt100構(gòu)成電橋測量溫度，溫度的信號經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換電路后進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)顯示溫度，控制加熱設(shè)備等功能，同時可通過鍵盤可設(shè)置電路參數(shù)3、軟件的基本組成軟件主要有主程序，A/D轉(zhuǎn)換程序，鍵盤輸入等幾部分組成，主要實現(xiàn)第三章 烘箱系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)時鐘電路 圖3.1 單片機(jī)時鐘電路圖3.2 單片機(jī)復(fù)位電路3.2 溫度模塊方案論證與比較方案1

9、：采用集成溫度傳感器的采集電路集成溫度傳感器的原理是基于硅基p-n結(jié)對溫度的敏感效應(yīng)，它有三種類型： 1. 線性輸出集成溫度傳感器，電壓與溫度成比例關(guān)系； 2. 臨界點輸出集成溫度傳感器，探測溫度以防止過熱，臨界溫度點的調(diào)整可通過電阻設(shè)置來完成。 3. 數(shù)字傳感器，用數(shù)據(jù)總線傳輸溫度值，用數(shù)字輸出取代模擬輸出。集成溫度傳感器的工作溫度范圍是有限的，通常在-55150之間，且具有價格低廉、設(shè)計簡易、測量精確等優(yōu)越性。集成溫度傳感器搭乘個人電腦的班車而得到迅猛發(fā)展，個人電腦及外設(shè)這些需要熱電偶的地方，即是需求集成溫度傳感器的地方。集成溫度傳感器特有的低價格是制造商手中的法寶，在溫度傳感器中集成溫度

10、傳感器價格最低，但它也有兩個弱點，即受溫度限制和受電磁干擾。采用集成數(shù)字溫度傳感器設(shè)計電路,可以省略A/D轉(zhuǎn)換電路。傳感器直接輸出數(shù)字信號電路簡單而且生產(chǎn)成本低，測量精確。但集成溫度傳感器工作溫度范圍通常在-55°C150°C達(dá)不到設(shè)計的要求，因此在本次畢設(shè)中未采用幾集成溫度傳感器。方案2：采用溫度傳感器PT100作為電橋電路的采集電路鉑電阻在0的額定電阻值是100 ，它是一種標(biāo)準(zhǔn)化的器件。鉑金屬的長期穩(wěn)定性、可重復(fù)操作性、快速響應(yīng)及較寬的工作溫度范圍等特性使其能夠適合多種應(yīng)用。Pt100傳感器是利用鉑電阻的阻值隨溫度變化而變化、并呈一定函數(shù)關(guān)系的特性來進(jìn)行測溫，其溫度/阻

11、值對應(yīng)關(guān)系為：（1）-200<t<0時， =1001+At+Bt2+Ct3（t-100） （3.1）（2）0t850時， =100（1+At+Bt2） （3.2）式中，a,b,c均為系數(shù)。 PT100的電阻阻值。 Pt100溫度傳感器的主要技術(shù)參數(shù)如下：測量范圍：-200+850；允許偏差值：A級±（0.150.002t）， B級±（0.300.005t）；熱響應(yīng)時間<30s；最小置入深度：熱電阻的最小置入深度200mm；允通電流5mA。另外，Pt100溫度傳感器還具有抗振動、穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、耐高壓等優(yōu)點其測溫電路的工作原理：溫度傳感器PT100作為電

12、橋電路的一個橋臂，電橋在某一溫度時呈現(xiàn)平衡狀態(tài)，其輸出為零；當(dāng)溫度發(fā)生變化時，PT100的阻值也跟著發(fā)生變化，電橋的平衡被打破，電橋?qū)⑤敵鲆粋€電壓值，這樣就實現(xiàn)了溫度信號到電壓信號的轉(zhuǎn)變。由于電橋輸出的電壓信號很小(毫伏級)，所以應(yīng)經(jīng)過一個高精度而且放大倍數(shù)也很匹配的運放該將信號進(jìn)行放大。電壓量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)變方法是將放大后的電壓信號輸入A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器將電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號，這樣就完成了溫度采集的過程。應(yīng)當(dāng)注意的是：使用運放時，要考慮到該運放的放大倍數(shù)是否能達(dá)到系統(tǒng)的要求，要能夠?qū)崿F(xiàn)對其放大倍數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。 由于PT100的技術(shù)參數(shù)可以滿足本次畢設(shè)的要求。因此采用了其電路原理圖如圖

13、3.4。圖3.3 溫度轉(zhuǎn)換及放大電路1. 溫度轉(zhuǎn)換電路： 圖3.4 溫度轉(zhuǎn)換電路這部分電路完成PT100的電阻到電壓的轉(zhuǎn)換。根據(jù)（3.1）可以得到設(shè)計溫度要求范圍內(nèi)的PT100的電阻阻值。在電橋中上兩橋臂用了10K的電阻，下臂分別用100的電阻和PT100，且R3調(diào)到等于100（0的阻值），可以保證流過PT100的電流適中。設(shè)電橋輸出電壓為，R3、PT100兩端電壓計作和，電源電壓。則有： （3.3） （3.4） （3.5） （3.6）根據(jù)（3.1）得： （3.7）即可得到08502.運放放大電路： 圖3.5運放放大電路這部分電路主要完成對前級電橋輸出電壓的放大和濾波。為使最終輸出取R7=10

14、K、R6調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)碾娮柚怠?（3.8） （3.9）故有 ，所以選2K的電位器作R6。 圖3.7 A/D轉(zhuǎn)換電路 3.4 LED顯示接口電路本系統(tǒng)采用的是LED數(shù)碼管顯示顯示接口是智能化儀器儀表中人機(jī)接口的一個重要組成部分，一方面通過顯示器監(jiān)視參數(shù)輸入的狀態(tài)，另一方面，通過顯示器顯示儀器儀表測量和控制的結(jié)果和運行的狀態(tài)。目前常用的顯示器有LED顯示器，LCD顯示器，平面等離子顯示器，CRT顯示器等，LED顯示器由于其體積小，驅(qū)動方便，亮度大，壽命長而得到廣泛應(yīng)用，而LCD由于其所需功率甚低，在一些便攜式儀器中得到廣泛應(yīng)用，另外點陣式LCD，由于它能方便地顯示各種圖形和符號，因此，越來越多的復(fù)雜

15、儀器也開始采用這一顯示技術(shù)。.1 LED顯示器結(jié)構(gòu)LED顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段組成的顯示器，有7段和“米”字段之分，這種顯示器有共陽極和共陰極兩種。如圖七所示，共陰極LED顯示器的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，當(dāng)某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)的段就被點亮，同樣，共陽極LED顯示器的發(fā)光二極管的陽極連接在一起，通常此公共陽極接正電壓，當(dāng)某發(fā)光二極管的陰極接低電平時，發(fā)光二極管被點亮，相應(yīng)的段被顯示。 圖3.8 7段LED顯示器引腳及原理圖共陰極和共陽極LED數(shù)碼管的幾何尺寸和字形是相同的，使用時要加以注意，另外，每一種LED又有不同的發(fā)光顏色，如:紅、綠、黃、橙等。

16、 一般地，發(fā)紅光的LED，每段流過5mA的平均電流，就可以有較滿意的亮度，7mA電流會更亮些，10mA以上也不會再亮多少，但長期運行于10mA以上會縮短其壽命，最大電流平均值不得超過30mA，LED顯示器允許的反向電壓最大值為5V，此時的反向電流一般小于10uA，小尺寸的LED顯示器每段只有一個發(fā)光二極管，其正向壓降約為1.5V，一般最大不大于2V，大尺寸的LED顯示器每段可能由數(shù)個發(fā)光二極管串聯(lián)，每段壓降也要增大。七段LED數(shù)碼管的字高有7.6mm、10.8mm、12.5mm、15.4mm、20.3mm、25.4mm和45.7mm等幾種。.2 顯示電路方案比較方案一：采用74LS164 芯片

17、驅(qū)動在本次設(shè)計中，用單片機(jī)的串行口來外接3片74LS164作為6位LED顯示器的靜態(tài)顯示接口，把單片機(jī)的RXD作為數(shù)據(jù)輸出線，TXD作為移位時鐘脈沖。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個顯示器都要占用單獨的具有鎖存功能的I/O接口用于筆劃段字形代碼。這樣單片機(jī)只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路就可以了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時，再發(fā)送新的字形碼。使用這種方法，占用CPU的內(nèi)部資源少，控制程序簡單，但占用較多的硬件資源。故本次設(shè)計采用可提供單獨鎖存的I/O接口電路的串并轉(zhuǎn)換電路74LS164。其電路原理圖如圖3.9所示。 圖3.9 164顯示電路 74LS164為TTL單向8位移位寄存器，可實現(xiàn)串行輸入、并行

18、輸出的功能。它的A、B（第1、2腳）為串行數(shù)據(jù)輸入端，2個引腳按邏輯與運算規(guī)律輸入信號，公用一個輸入信號時可并接。T（第8腳）為時鐘輸入端，可連接到串行口的TXD端。每一個時鐘信號的上升沿加到T端時，移位寄存器移一位，8個時鐘脈沖過后，8位二進(jìn)制數(shù)全部移入74LS164中。R（第9腳）為復(fù)位端，當(dāng)R0時，移位寄存器各復(fù)位為0，只有當(dāng)R1時，時鐘脈沖才起作用。Q1Q8（第36和1013引腳）并行輸出端分別接LED顯示器的dp、g、f、e、d、c、b、a各段對應(yīng)的引腳上。所謂時鐘脈沖端，其實就是需要高、低、高、低的脈沖，在74LS164獲得時鐘脈沖的瞬間，如果數(shù)據(jù)輸入端（第1、2腳）是高電平，則就

19、會有一個1進(jìn)入到74LS164的內(nèi)部。如果數(shù)據(jù)輸入端是低電平，則就有一個0進(jìn)入其內(nèi)部。在給出了8個脈沖后，最先進(jìn)入74LS164的第一個數(shù)據(jù)就到達(dá)了最高位，然后再來一個脈沖，從單片機(jī)RXD端輸出的數(shù)據(jù)就 進(jìn)入到第一片74LS164中，當(dāng)?shù)诙€8個脈沖到來后，第一個數(shù)據(jù)就進(jìn)入第二片74LS164，而新的第二個數(shù)據(jù)就進(jìn)入到了第一片74LS164中，這樣依次類推。方案二：HD7279鍵盤顯示電路HD7279A，它共有28個引腳。它是一片具有串行接口的，可同時驅(qū)動8位共陰式數(shù)碼管（或64只獨立）的智能顯示驅(qū)動芯片，該芯片同時還可連接多達(dá)64鍵盤矩陣，單片即可完成LED顯示、鍵盤接口的全部功能。 HD7

20、279內(nèi)部含有譯碼器，可直接接受BCD碼或16進(jìn)制碼，并同時具有2種譯碼方式.此外,還具有多種控制指令 ,如消隱,閃爍,左移,右移,段尋址等. 3.10 硬件鍵盤顯示電路為了電路的簡潔方便，因此選擇了7279鍵盤顯示。3.5 加熱控制電路控制部分最主要是電子開關(guān)電路。電子開關(guān)電路一般由光電耦合芯片、繼電器、雙向可控硅的等電子器件組成。電路要實現(xiàn)控制回路（輸入）與負(fù)載回路（輸出）之間的電隔離及信號耦合，可達(dá)到無觸點，無火花接通和斷開電器的目的。電子開關(guān)電路應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，如用于計算機(jī)的接口、微機(jī)的測控系統(tǒng)、自動控制等領(lǐng)域。本次畢設(shè)采用光電耦合器和雙向可控硅等元件設(shè)計等器件構(gòu)成開關(guān)電路,該電路除

21、用于控制交流接觸器，還可以用于控制燈光、加熱器等，但一定要注意雙向可控硅的參數(shù)是否能滿足負(fù)載的要求。工作原理：在輸入端加一個控制信號，就可以控制輸出端的“通”和“斷”，實現(xiàn)“開關(guān)”功能。其中耦合電路是以光電耦合器作為輸入、輸出間的通道，又在電氣上實現(xiàn)電隔離，以防止輸出端對輸入端的影響。吸收電路由電阻、電容組成，它是為了防止電源中帶來尖峰電壓、浪涌電流對開關(guān)器件的沖擊和干擾而設(shè)的。如圖3.11所示電路圖3.11 控制電路原理圖圖中R1的阻值由下式確定：R31V/1.2A，1.2A為雙向開關(guān)的額定電流。當(dāng)主電網(wǎng)電壓為220V時，V/2*220=308V，則R1=308/1.2=250所以，可控硅S

22、CR的規(guī)格應(yīng)依R31的大小進(jìn)行選擇。3.6 報警電路 本設(shè)計當(dāng)溫度超過300時，這就需要報警。電路中采用燈報警，就是點亮一個發(fā)光二極管。當(dāng)P3.4為0時，報警燈亮；當(dāng)P3.4為1時，報警燈不亮。電路圖如圖3.12所示。圖3.12 報警電路發(fā)光二極管發(fā)出的光必須達(dá)到一定的強(qiáng)度，一般要求流過發(fā)光二極管的電流為510mA，限流電阻R31應(yīng)?。?（3.10）其中：Vcc 電源電壓VOF 發(fā)光二極管的管壓降,一般為1.52.0VIF 要求流過發(fā)光二極管的電流第四章 烘箱系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1 軟件設(shè)計總體框圖 主程序框圖如圖4.1所示開始工作單元清0竄口初始化，并規(guī)定波特率定時器0初始化，開中斷調(diào)鍵掃程序采

23、樣溫度并保存溫度值送顯設(shè)定溫度采樣溫度？開可控硅，使加熱器加熱關(guān)可控硅采樣溫度極限溫度？清報警標(biāo)志報警N NNYYN 圖4.1 主程序框圖 4.2 系統(tǒng)子程序設(shè)計1.AD 轉(zhuǎn)換時序ADC0804 控制信號的時序圖如下圖4.2 所示圖4.2 ADC0804 控制時序圖根據(jù)控制時序圖，可見各控制信號時序關(guān)系為：當(dāng)CS 與WR 同時為低電平，A/D 轉(zhuǎn)換器被啟動，且在WR 上升沿后100s 模數(shù)轉(zhuǎn)換完成，轉(zhuǎn)換結(jié)果存入數(shù)據(jù)鎖存器；同時，INTR 自動變?yōu)榈碗娖剑员硎颈敬无D(zhuǎn)換結(jié)束。此時，如果CS、RD 同時來低電平，則數(shù)據(jù)鎖存器三態(tài)門打開，數(shù)字信號送出，而在RD 高電平到來后三態(tài)門處于高阻狀態(tài)。簡而言

24、之，即當(dāng)CS 與WR 同時為低，啟動A/D 轉(zhuǎn)換；然后短暫延時（如0.1ms）后，將CS 與RD 同時為低，則可開始讀取A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果。A/D開始啟動A/D 轉(zhuǎn)換讀取A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)datdat/10，商為百位數(shù)顯示百位數(shù)dat/10，商為十位數(shù)顯示十位數(shù)余數(shù)為個位數(shù)顯示個位數(shù)返回返回圖4.3 A/D 轉(zhuǎn)換的流程圖 顯示程序本次設(shè)計用了8個七段共陽極數(shù)碼，開辟顯緩區(qū)單元40H47H，顯示程序采用查表的方法把40H47H中的內(nèi)容顯示出來。其程序框圖如圖4.4所示。開始顯緩單元40HR0計數(shù)單元賦初值#08HR7對相應(yīng)的顯緩單元寫入命令查表將送顯示的值存入A中R7減1為0？返回N Y Y 圖4.

25、4 顯示子程序框圖4.2.4 鍵盤輸入程序本次設(shè)計的鍵盤是獨立式鍵盤，采用行掃描法。本次按鍵選擇子程序采用查詢方式來實現(xiàn)按鍵的識別，這時CPU只要一有空閑就調(diào)用鍵盤掃描程序，查詢鍵盤，識別鍵值，并予以處理。程序流程圖如4.7所示：開始鍵掃有鍵按下否？是否為設(shè)置鍵？進(jìn)入閃爍控制鍵識別加鍵 減 鍵 移位鍵確認(rèn)鍵返回NN Y Y 圖4.7 鍵掃程序流程圖第五章 系統(tǒng)調(diào)試5.1單片機(jī)系統(tǒng)調(diào)試最小系統(tǒng)是系統(tǒng)的核心，必須保證它的正常工作。首先得保證線路連接正確和導(dǎo)通，有時系統(tǒng)板工作不正常往往是這方面的原因；另外AT89C52的P口必須得正常工作，其調(diào)試方法是：將AT89C52的P口與調(diào)試好的顯示電路連接起

26、來，再利用E2PROM仿真器編寫簡單的程序，比如說讓P1口的某一位輸出方波，然后用示波器去檢查波形是否正確；或者讓P1口的某一位置高電平/低電平，然后用萬用表去檢查引腳上的電平。還可以測試外部中斷口和內(nèi)部定時器的工作情況，測試方法是：在P口正常工作的情況下，可以通過改變外部中斷和定時中斷到來前后P 口的電平來檢測外部中斷和定時中斷的工作情況。5.2溫度采集電路的調(diào)試首先調(diào)試采樣轉(zhuǎn)換電路。用電阻箱模擬PT100，先將打到100檔，用萬用表測量電橋輸出端的電壓，同時調(diào)節(jié)精密電位器R3使得萬用表示數(shù)為零。此時電橋平衡。再用萬用表測運放輸出端，看電壓是否為0。實際上應(yīng)該是0.01V左右，不可能真的為0

27、。再將電阻箱打到138.5（100），用萬用表測電橋輸出端電壓，與理論值相比較。實際值是45.8mV。再用萬用表測運放輸出電壓，看看是否是5V左右。實際上比5V小，此時調(diào)節(jié)電位器R6使運放輸出電壓接近5V。由于運放給的工作電壓為±5V，所以一般是達(dá)不到5V輸出的，因此可以加大運放的工作電壓，從而使運放輸出電壓為5V。注意運放的工作電壓要對稱地加大，且不可超過±15V。作好后再把電阻箱打到100檔，看看運放輸出電壓是多少。如果趨于0V就表示調(diào)好了，否則就說明放大電路或是電橋存在問題，要重復(fù)上面的工作找原因。實際上此時運放輸出為0.22V，根據(jù)上述分析可以認(rèn)定采樣電路調(diào)好了。A

28、/D轉(zhuǎn)換電路要結(jié)合程序一起調(diào)試。由于用到了外部中斷1（INT1），所以在運行時可以用萬用表測89C52的 WR和RD腳，看看電平是否滿足正確的時序。5.3 顯示電路的調(diào)試本電路由于有5個按鍵（外加一個單獨的復(fù)位鍵）和8個數(shù)碼管，所以此電 路單獨制作一塊PCB板，用了一個四腿的插排與最小系統(tǒng)板連接通訊。此電路是接在單片機(jī)實驗箱與最小系統(tǒng)板上直接連P1.0P1.3口進(jìn)行調(diào)試的。將程序通過串行線由電腦輸入單片機(jī)再通過仿真線輸入最小系統(tǒng)板，運行程序，則164鍵盤顯示板上就會顯示運行結(jié)果。如初始狀態(tài)數(shù)碼管顯COOL，通過按鍵盤上預(yù)先設(shè)定好的功能鍵，數(shù)碼管依次進(jìn)行顯示， 結(jié)束顯示功能，按下此鍵時能夠顯示結(jié)

29、束標(biāo)志STOP，清零顯示功能，則要使的按下此鍵，可實現(xiàn)所有顯示的清零，信息發(fā)送與信息接收功能鍵，此時只要附個固定值，按下此鍵時，能夠正確顯示出所設(shè)定的值。這樣便可確定顯示及鍵盤的硬件電路的可行性。硬件調(diào)試：首先要檢查數(shù)碼管是否能被點亮。上電前，用萬用表測量，簡單的方法：把萬用表的紅表筆接到數(shù)碼管的3或8腳上（系統(tǒng)采用共陽極數(shù)碼管），黑表筆接到其余的腳，如果每一段都被點亮，則說明數(shù)碼管是好的。再送一個小程序使八個數(shù)碼管顯示“00000000”，實際操作說明顯示電路完全正確。軟件調(diào)試：軟件調(diào)試是根據(jù)子程序和主程序間的順序來調(diào)試的?？砂达@示子程序、A/D采樣子程序、數(shù)制轉(zhuǎn)換子程序。但在調(diào)試中必須注意

30、到時序，即延時問題。只有充分考慮到這些各方面的問題，顯示部分的調(diào)試才會相對順利。細(xì)致分析下來，有以下問題在調(diào)試時需要注意：（1）制作鍵值表，以便在掃描鍵盤時通過程序讀取被按鍵的行首鍵號，然后再查鍵值表即可知道什么鍵被按下。（2）判斷是否有鍵按下，無鍵按下時為FFH。（3）按鍵的去抖動。被按鍵的簧片總會有輕微的抖動，這種抖動會持續(xù)10ms。（4）求鍵值，由于鍵盤上所有按鍵的鍵值都存放在鍵值表中，可以利用查表指令求得被按鍵的鍵值。(5) 按鍵的類型判別。第六章 結(jié)論參考文獻(xiàn)1. 沈紅衛(wèi).基于單片機(jī)的智能系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)M.北京:.電子工業(yè)出版社,20052. 張友德、趙志英、涂時亮. 單片微型機(jī)原理

31、、應(yīng)用與實踐（第四版）M. 上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2003年6月5. 趙家貴等 .新編傳感器電路設(shè)計手冊M.北京：中國計量出版社，2002 6. 高曉蓉 .傳感器技術(shù)M.成都：西南交通大學(xué)出版社，2003 7. 趙負(fù)圖.傳感器集成電路手冊M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20019. 王福瑞. 單片微機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計大全M. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，199810. 張友德等 .單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實驗M. 上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，199111. 蘇軍. 傳感器技術(shù)在生產(chǎn)實踐中的研究與應(yīng)用M.北京：北方工業(yè)大學(xué)，200312. 徐芳芳，陳平等. 多點溫度測試系統(tǒng)J. 山東理工大學(xué)學(xué)報J. 2005

32、,5(19):6468 13. A.P.Goutzoulis and D.R.Pape. Design and Fabrication of Acousto-optic devicesM, Marcel Dekker. New York, 199414. C.C. Wong,C.C. Chen, A hybrid clustering and gradient descent approach for fuzzy modeling, IEEE Tram. On systemJ, Man and Cybernetics-Prat B, 1999, 29(6) 致 謝在這里我首先要感謝的是我的指導(dǎo)

33、老師陳黎娟老師，他在我們的畢設(shè)過程中給了我們很大的指導(dǎo)和幫助。在我們遇到困難的時候總是耐心的幫助我們分析錯誤，理清我們的思路，并且教給我們很多調(diào)試程序的經(jīng)驗和實際設(shè)計過程中應(yīng)注意的問題，對我的設(shè)計提出了許多寶貴的意見，使我們能在規(guī)定時間內(nèi)保質(zhì)保量地完成了畢業(yè)設(shè)計。在此對她給予的幫助表示衷心的感謝！我還要感謝我們電子系的其他老師。感謝他們?yōu)槲覀兲峁┝水呍O(shè)的場地和必要的元器件和設(shè)備，給了我們大學(xué)畢業(yè)之前的一次鍛煉的機(jī)會。在此我還要感謝在設(shè)計中幫助過我的同學(xué)，尤其是我的搭檔亢子云同學(xué)。畢設(shè)中，我們密切合作，共同參與了兩部分的設(shè)計和調(diào)試。在此對他給予的幫助表示衷心的感謝！附件一 電路原理圖硬件電路總原

34、理圖附件二 源程序adc_read data 30h ;采樣數(shù)據(jù)暫存單元adc_BCD data 31h ；采樣值轉(zhuǎn)化成溫度值存儲單元disp_flash data 32h ；閃爍控制位單元T2CON data 0c8HRCAP2L data 0caHRCAP2H data 0cbHTl1 data 0ccHTH2 data 0cdHflash_bit data 33hkey_touch bit 00H ；按鍵標(biāo)志位flash bit 01hflash1 bit 02hled_alarm bit p3.4out_si bit p3.5ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BHL

35、JMP INTT0ORG 0100HMAIN: mov sp,#67h mov r0,#7fhlp1: mov r0,#00h ；工作單元清0djnz r0,lp1mov r0,#00hmov T2CON,#30H ；串口初始化，并規(guī)定波特率mov TH2,#0FFHMOV TL2,#0ECHMOV RCAP2H,#0FFHMOV RCAP2L,#0ECHMOV SCON,#50HMOV PCON,#00HORL T2CON,#04HMOV TMOD,#00000001B ；定時器0初始化MOV TH0,#00HMOV TL0,#00HMOV IE,#10000010B ；開中斷clr TR0

36、MOV 43H,#10MOV 44H,#10MOV 45H,#0MOV 46H,#0MOV 47H,#0WAIT: mov r2,#2fhlpp: lcall DEALYYLCAll KEY_DEALDJNZ R2,lpplcall adc0804mov a,p0mov adc_read,aLCALL ADC_TEMPmov a,adc_BCDmov b,#100div abmov a,bmov b,#10div abmov 41h,a mov 42h,b lcall disp jb tr0,lp2 lcall t_control lcall alarmlp2: mov a,adc_bcd M

37、OV SBUF,A jnb ti,$ clr ti lJMP WAITt_control: mov r1,45h cjne r1,#00,t4 mov a,#00h ljmp t5t4: mov a,#00h mov b,#100t3: add a,b djnz r1,t3t5: push acc mov a,46h mov b,#10 mul ab mov r1,a pop acc add a,r1 add a,47h cjne a,adc_bcd,$+1 jc t1 clr out_si rett1: setb out_si retalarm: mov a,adc_bcd cjne a,#

38、80,$+1 jc t2 clr led_alarm rett2: setb led_alarm retINTT0: CLR EA PUSH ACC PUSH PSW SETB RS0 CLR RS1 INC DISP_flash MOV A,DISP_flash CJNE A,#03H,$+1 JC INT0_RET MOV DISP_flash,#00H cpl flashINT0_RET: MOV TH0,#00H MOV TL0,#00H POP PSW POP ACC SETB EA RETIADC_TEMP: MOV A,ADC_READ push acc mov b,#05 div ab mov b,a pop acc add a,b mov adc_bcd,a retadc0804: m