【正文】 仿真器和編程器，簡化了設(shè)計(jì)，所以本次設(shè)計(jì)采用方案二。 P89V51RD2 的典型特性是它的 X2 方式選項(xiàng)。利用該特性，設(shè)計(jì)工程師可使應(yīng)用程序以傳統(tǒng)的 80C51 時(shí)鐘頻率（每個(gè)機(jī)器周期包含 12 個(gè)時(shí)鐘）或 X2 方式（每個(gè)機(jī)器周期包含 6 個(gè)時(shí)鐘）的時(shí)鐘頻率運(yùn)行，選擇 X2 方式可在相同時(shí)鐘頻率下獲得 2 倍的吞吐量。從該特性獲益的另一種方法是將時(shí)鐘頻率減半而保持特性不變，這樣可以極大地降低電磁干擾 EMI 。 Flash 程序存儲(chǔ)器支持并行和串行在系統(tǒng)編程（ ISP）。并行編程方式提 供了高速的分組編程（頁編程）方式，可節(jié)省編程成本和上市時(shí)間。 ISP 允許在軟件控制下對(duì)成品中的器件進(jìn)行重復(fù)編程。應(yīng)用固件的產(chǎn)生 /更新能力實(shí)現(xiàn)了 ISP 的大范圍應(yīng)用。 P89V51RD2 也可采用在應(yīng)用中編程（ IAP），允許隨時(shí)對(duì) Flash 程序存儲(chǔ)器重新配置，即使是應(yīng)用程序正在運(yùn)行也不例外。路的選擇 C 系列 LCD 顯示可以顯示字母、數(shù)字符號(hào)、中文字型及圖形，具有繪圖及文字畫面混合顯示功能。提供三種控制接口，分別是 8 位微處理器接口， 4 位微處理器接口及串行接口（ OCMJ4X16A/B 無串行接口）。所有的功能， 包含顯示 RAM，字型產(chǎn)生器，都包含在一個(gè)芯片里面，只要一個(gè)最小的微處理系統(tǒng)，就可以方便操作模塊。內(nèi)置 2M位中文字型 ROM CGROM 總共提供 8192 個(gè)中文字型 16x16 點(diǎn)陣 ， 16K位半寬字型 ROM HCGROM 總共提供 126 個(gè)符號(hào)字型 16x8 點(diǎn)陣 ，64 x 16位字型產(chǎn)生 RAM CGRAM ，另外繪圖顯示畫面提供一個(gè) 64x256 點(diǎn)的繪圖區(qū)域（ GDRAM），可以和文字畫面混和顯示。提供多功能指令：畫面清除（ Display clear）、光標(biāo)歸位（ Return home）、顯 示打開 /關(guān)閉（ Display on/off）、光標(biāo)顯示 /隱藏（ Cursor on/off）、顯示字符閃爍（ Display character blink）、光標(biāo)移位（ Cursor shift）、顯示移位（ Displayshift）、垂直畫面卷動(dòng)（ Vertical line scroll）、反白顯示（ By_line reverse display）、待命模式（ Standby mode）。 為了較方便的顯示 LED，本系統(tǒng)采用了直接三極管驅(qū)動(dòng) LED，然后再接到單片機(jī)上去，這大大的降低了成本，也節(jié)省了元器件。它還具 有可用程序來實(shí)現(xiàn)多種功能、通用性強(qiáng)、使用靈活的特點(diǎn)。 如果使用 LCD 顯示在經(jīng)濟(jì)上不能降低成本，編程也比較繁瑣，反而顯得不合理。故選擇用 LED 作為顯示電路。 目前，溫度傳感器沒有統(tǒng)一的分類方法。按輸出量分類有模擬式溫度傳感器和數(shù)字式溫度傳感器。按測溫方式分類有接觸式溫度傳感器和非接觸式溫度傳感器。按類型分類有分立式溫度傳感器（含敏感元件）、模擬集成溫度傳感器和智能溫度傳感器（即數(shù)字溫度傳感器）。溫度傳感器是最早開發(fā)，應(yīng)用最廣的一類傳感器。常用的溫度傳感器有熱電阻、熱敏電阻和熱電偶。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下，本世紀(jì) 相繼開發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器、 PN 結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應(yīng)，根據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律，相繼開發(fā)了聲學(xué)溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。 熱電偶作為測溫原件具有結(jié)構(gòu)簡單、較高的精準(zhǔn)度、測量范圍寬、具有良好的敏感度優(yōu)點(diǎn)，在溫度測量中應(yīng)用最為廣泛。 熱敏電阻是用一種半導(dǎo)體材料制成的敏感原件，其特點(diǎn)是電阻隨溫度變化而顯著變化，能直接將溫度的變化轉(zhuǎn)換為能量的變化，具有靈敏度高、體積小、較穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)特性好等優(yōu)點(diǎn)，常用于遠(yuǎn)距離測量和控制中。熱電阻在工業(yè)上廣泛應(yīng)用于測量 200～ +500℃范圍的溫度，隨著科 技的發(fā)展熱電阻溫度計(jì)的測量范圍低溫端可達(dá)左右，高溫端可測到 1000℃。熱電阻溫度傳感器的特點(diǎn)是精度高，適宜低溫。在 560℃以下的溫度測量中，它的輸出信號(hào)比熱電偶容易測量。箱的溫度一般在 250℃范圍內(nèi)，范圍比較窄，也比較低，對(duì)精度的要求也比較低，綜合考慮熱電阻、熱電偶和熱敏電阻的特點(diǎn)，選用熱電阻比較好。另外，熱電阻又有鉑電阻、銅電阻、鐵電阻和鎳電阻等，各有其特點(diǎn)，由于鉑電阻穩(wěn)定性好，性能可靠，本設(shè)計(jì)選用了常用的鉑電阻 Pt100 作為溫度傳感器 6577 作為傳感器 6577 作為溫度傳感芯片這是一種將溫度轉(zhuǎn)換為均衡頻 率方波的傳感器 溫度→頻率 其主要特點(diǎn)如下方波輸出無需 A/D 轉(zhuǎn)換與單片機(jī)計(jì)數(shù)端直接相連。 溫度測量范圍 40~+125℃。 較低的測量誤差。測量溫度是 +25℃時(shí)誤差范圍為177。 ℃測量溫度是 +125℃時(shí)誤差范圍為177。 ℃。 不需外接元件體積小 最大 3mm 3mm 適合用作溫度測量探頭。需要注意的是該傳感芯片將溫度轉(zhuǎn)換為頻率是以絕對(duì)溫度 K 為前提因此對(duì)頻率的計(jì)數(shù)結(jié)果應(yīng)減去 273 才能得到攝氏度這當(dāng)然可以在軟件編寫時(shí)方便地做運(yùn)算處理。 ℃，除了方案二的鉑電阻，其他的都達(dá)不到要求，所以本設(shè)計(jì)選擇方案二。 A/D 轉(zhuǎn)換芯片的選擇： A/D 轉(zhuǎn)換器當(dāng)確定使用 A/D 轉(zhuǎn)換器以后，按下列原則選擇 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片。 根據(jù)前向通道的總誤差，選擇 A/D 轉(zhuǎn)換器精度及分辨率。 根據(jù)信號(hào)對(duì)象的變化率及轉(zhuǎn)換精度要求，確定 A/D 轉(zhuǎn)換速度，以保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。 根據(jù)環(huán)境條件選擇 A/D 轉(zhuǎn)換芯片的一些環(huán)境參數(shù)要求，如工作溫度、功耗、可靠性等級(jí)性能。 根據(jù)單片機(jī)接口特征，考慮如何選擇 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸出狀態(tài)。 其它，還要考慮到成本、資源、是否是流行芯片等因素。本系統(tǒng)采用 ADC0809構(gòu)成 A/D 轉(zhuǎn)換電路。― 1280KHZ 之間?？衫?AT89C52 提供的 地址鎖存允許信號(hào)ALE 經(jīng) D 觸發(fā)器二分頻所得， ALE 腳的頻率是 AT89C52 單片機(jī)時(shí)鐘頻率的 1/6。由于 ADC0809 具有輸出三態(tài)鎖存器，故其 8 位數(shù)據(jù)輸出引腳可直接與數(shù)據(jù)總線相連。 START CLOCK INT0 EOC INT1 INT2 21 INT3 22 INT4 23 INT5 INT6 24 INT7 25 26 ADDA ADDB 27 ADDC ALE 28 Vcc GND Vref + Vref OE 圖 22 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 MC14433 是 3 又 1/2 位 BCD 碼輸出、雙積分式的 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，轉(zhuǎn)換速度約1～ 10 次 /s，需177。 5V 工作電源，其模擬量輸入電壓，基準(zhǔn)電源相應(yīng)為 200mV 或2V。 ADC0809 是 8 位、逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，具有地址鎖存控制的 8 路模擬開關(guān)，應(yīng)用單一＋ 5V 電源，其模擬量輸入電壓的范圍為 0～ 5V，對(duì)應(yīng)的數(shù)字量輸出為 00～ FFH，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100us，無需調(diào)零或調(diào)整滿量程。 根據(jù) MC14433 和 ADC0809 的特性可以看出， ADC0809 的轉(zhuǎn)換速度快，且只需單一的 +5V 電 源，使用起來比 MC14433 方便的多。本系統(tǒng)的要求溫度控制誤差在177。 2℃內(nèi)，采用 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，其最大量化誤差為177。 1/255 250℃＝177?！?，完全能滿足要求。 控制方法的選擇在連續(xù)生產(chǎn)過程中，控制算法一般可分為模糊控制算法 PID 算法。 ,具有模糊邏輯“概念”的抽象能力和非線性處理能力 ,且對(duì)過程參數(shù)的變化不敏感 ,是模糊數(shù)學(xué)同控制理論相結(jié)合的產(chǎn)物 IBM 公司的大林于 1968 年針對(duì)生產(chǎn)過程中含純滯后的控制對(duì)象的控制算法，該算法的設(shè)計(jì)目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個(gè)合適的數(shù)字控制器 ,使整個(gè)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為帶有原純滯 后時(shí)間的一階慣性環(huán)節(jié) ,而本設(shè)計(jì)并非純滯后時(shí)間的一階慣性環(huán)節(jié)。而 PID 控制技術(shù)成熟 ,控制結(jié)構(gòu)簡單 ,參數(shù)易調(diào)整 ,不必求出被控對(duì)象的數(shù)字模型便可以調(diào)節(jié) ,所以在溫度測控系統(tǒng)中通常采用 PID 算法。 PID 調(diào)節(jié)是 Proportional 比例 、 Integral（積分）、 Differential（微分）三者的縮寫，是連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)最成熟、應(yīng)用最為廣泛的一種調(diào)節(jié)方式。 PID 調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)輸入的偏差值，按比例、積分、微分的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行運(yùn)算，其運(yùn)算結(jié)果用以輸出控制。比例作用是調(diào)節(jié)器輸出變化量與輸入變化量成比例的一種控制作 用，被控量一旦出現(xiàn)偏差，比例控制作用將使其朝著減少偏差的方向變化，控制作用的強(qiáng)弱取決于比例系數(shù)。積分作用是指調(diào)節(jié)器的輸出與輸入的積分成比例的作用，積分控制的特點(diǎn)是調(diào)節(jié)器的輸出與偏差存在的時(shí)間有關(guān)，只要有偏差存在，輸出就隨時(shí)間不斷增加，直到偏差被消除，系統(tǒng)才能達(dá)到穩(wěn)定。微分作用是指輸出與輸入的導(dǎo)數(shù)成比例的控制作用。其特點(diǎn)是輸出只能反映偏差的變化速度。對(duì)于固定不變的偏差，不管偏差量多大，均不能有微分作用輸出了避免動(dòng)作過于頻繁，消除由于頻繁動(dòng)作引起的振蕩現(xiàn)象 Protel 是 Protel 公司在 80年代末推出的 EDA 軟 件，在電子行業(yè)的 CAD 軟件中，它當(dāng)之無愧地排在眾多 EDA軟件的前面，是電子設(shè)計(jì)者的首選軟件，它較早就在國內(nèi)開始使用，在國內(nèi)的普及率也最高，有些高校的電子專業(yè)還專門開設(shè)了課程來學(xué)習(xí)它，幾乎所有的電子公司都要用到它，許多大公司在招聘電子設(shè)計(jì)人才時(shí)在其條件欄上常會(huì)寫著要求會(huì)使用 Protel。早期的 Protel 主要作為印制板自動(dòng)布線工具使用，運(yùn)行在 DOS環(huán)境，對(duì)硬件的要求很低，在無硬盤 286 機(jī)的 1M 內(nèi)存下就能運(yùn)行，但它的功能也較少，只有電原理圖繪制與印制板設(shè)計(jì)功能，其印制板自動(dòng)布線的布通率也低，而現(xiàn)今的 Protel 已發(fā)展到 Protel 99（網(wǎng)絡(luò)上可下載到它的測試板），是個(gè)龐大的 EDA 軟件，完全安裝有 200 多 M，它工作在 WINDOWS95 環(huán)境下，是個(gè)完整的板級(jí)全方位電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它包含了電原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電路混合信號(hào)仿真、多層印制電路板設(shè)計(jì)（包含印制電路板自動(dòng)布線）、可編程邏輯器件設(shè)計(jì)、圖表生成、電子表格生成、支持宏操作等功能，并具有 Client/Server （客戶 /服務(wù)器）體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)還兼容一些其它設(shè)計(jì)軟件的文件格式，如 ORCAD， PSPICE，EXCEL 等，其多層印制線路板的自動(dòng)布線可實(shí)現(xiàn)高密度 PCB 的 100％布通率。在國內(nèi) Protel 軟件較易買到，有關(guān) Protel 軟件和使用說明的書也有很多，這為它的普及提供了基礎(chǔ)。 Protel 軟件的原廠商 Altium 公司推出了 Protel 系列的高端版本 Altium Designer 。 Altium Designer ，它是完全一體化電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)的一個(gè)新版本，也是業(yè)界第一款也是唯一一種完整的板級(jí)設(shè)計(jì)解決方案。 Altium Designer 是業(yè)界首例將設(shè)計(jì)流程、集成化 PCB 設(shè)計(jì)、可編程器件（如 FPGA）設(shè)計(jì)和基于處理器設(shè)計(jì)的嵌入式軟件開發(fā)功能整合在 一起的產(chǎn)品，一種同時(shí)進(jìn)行PCB 和 FPGA 設(shè)計(jì)以及嵌入式設(shè)計(jì)的解決方案，具有將設(shè)計(jì)方案從概念轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K成品所需的全部功能。 這款高端版本 Altium Designer 除了全面繼承包括 99SE， Protel 2020在內(nèi)的先前一系列版本的功能和優(yōu)點(diǎn)以外，還增加了許多改進(jìn)和很多高端功能。Altium Designer 拓寬了板級(jí)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)界限，全面集成了 FPGA 設(shè)計(jì)功能和 SOPC 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能，從而允許工程師能將系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的 FPGA 與 PCB 設(shè)計(jì)以及嵌入式設(shè)計(jì)集成在一起。 Designer 以強(qiáng)大 的設(shè)計(jì)輸入功能為特點(diǎn)，在 FPGA 和板級(jí)設(shè)計(jì)中，同