【正文】 估計(jì)的效果。單片機(jī)軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種控制算法和邏輯控制。系統(tǒng)受環(huán)境影響大，不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法，難以用數(shù)碼管顯示，難以用鍵盤設(shè)定。 本文 充分利用了 SPCE061A 單片成熟的語音處理技術(shù) (具有較高的處理速度 ,能夠快速地處理較復(fù)雜的數(shù)字信號 )和 PC 機(jī)的圖形處理功能，來實(shí)現(xiàn)了語音播報(bào)溫度和打印溫黃石理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 度變化曲線的要求。由于溫度控制具有工況復(fù)雜、參數(shù)多變、運(yùn)行慣性大、控制滯后等特點(diǎn) ,它對控制調(diào)節(jié)器要求較高。在這方面以日本、美國、德國、瑞典等國技術(shù)領(lǐng)先，并且都生產(chǎn)出了一批商品化的性能優(yōu)異的溫度控制器及儀器儀表， 目前，國外溫度控制系統(tǒng)及儀表正朝著高精度智能化、小型化等方面快速發(fā)展。 technical corporation offers of insulting when the system is structured. Amplified the circuit and offered the temperature signal by PT1000 and voltage, realize through PID algorithm that controls the power and temperature of electric stove , use SSR solid state relay to carry out the part , make the static error of the system reduce to minimumly . This design has also fully utilized a slice of ripe pronunciation treatment technology of SPCE061A form (have higher processing speeds, can deal with more plicated digital signal fast ) graph processing function of and the PC , to realize the pronunciation report temperature and type the demand for changing the curve of temperature. The content of the full text includes mainly: The hardware system of the control system of the temperature is designed, the software system is designed, the characteristic , performance , structure , development , application , order parameter and pronunciation treatment technology of SPCE061A onechip puter. Keywords SPCE061A onechip puter。 由 PT1000 和電壓放大電路提供溫度信號 ,通過 PID 算法實(shí)現(xiàn)對電爐功率和水溫控制 ，使用 SSR 固態(tài)繼電器作執(zhí)行部件 ，使系統(tǒng)靜態(tài)誤差降低到最小。本次設(shè)計(jì)還充分利用 了 SPCE061A 單片成熟的語音處理技術(shù) (具有較高的處理速度 ,能夠快速地處理較復(fù)雜的數(shù)字信號 )和 PC 機(jī)的圖形處理功能，來實(shí)現(xiàn)了語音播報(bào)溫度和打印溫度變化曲線的要求。 Pt1000。 溫度控制系統(tǒng)在國內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然已經(jīng)十分廣泛但從國內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來講總體發(fā)展水平仍然不高，同國外的日本美國德國等先進(jìn)國家相比仍 然有著較大的差距目前我國在這方面總體技術(shù)水平處于 20世紀(jì) 80年代中后期水平成熟產(chǎn)品主要以 “ 點(diǎn)位 ” 控制及常規(guī)的 PID 控制器為主 ， 它只能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)控制難于控制滯后復(fù)雜時(shí)變溫度系統(tǒng)控制 ，即是說 適應(yīng)于較高控制場合的智能化自適應(yīng)控制儀表國內(nèi)技術(shù)還不十分成熟 ， 形成商品化并廣泛應(yīng)用的控制儀表較少備。 本文 以 對象為 1升凈水，容器為搪瓷器皿的 溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程為主， 介紹了利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，其中涉及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、元器件的選取和控制控制算法的選擇、和整體電路的設(shè)計(jì)以及部分電路的設(shè)計(jì)。 1 方案設(shè)計(jì)與論證 總體方案設(shè)計(jì) 經(jīng)過題目的分析，根據(jù)題目要求，現(xiàn)提出以下三種設(shè)計(jì)方案。 方案 2 （框圖如圖 2） 此方案是傳統(tǒng)的二位式模擬控制方案，其基本思想與方案一相同，但由于采用上下限比較電路，所以控制精度有所提高。單片機(jī)系統(tǒng)可用數(shù)碼管顯示水溫的實(shí)際值，能用鍵盤輸入設(shè)定值，并可實(shí)現(xiàn)打印功能。 驅(qū)動(dòng)控制部分 本 系統(tǒng)是以單片機(jī)為控制核心的控制系統(tǒng)，因此單片機(jī)的選擇尤其重要，根據(jù)系統(tǒng)需求，我們設(shè)計(jì)了兩種方案。此外 51 單片機(jī)內(nèi)部無在線仿真、編程接口，因此就 需要用仿真器來實(shí)現(xiàn)軟硬件調(diào)試，較為繁瑣。而且 SPCE061A 單片機(jī)內(nèi)嵌 32K 字閃存 FLASH，處理速度高，集成開發(fā)環(huán)境中，配有很多語音播報(bào)系數(shù)，實(shí)現(xiàn)語音播報(bào)極為方便，另外，比較方便的是該芯片內(nèi)置在線仿真、編程接口，可以方便實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試，這大大加快了系統(tǒng)的開發(fā)與調(diào)試。本系統(tǒng)的溫度傳感器我們設(shè)計(jì)了兩種方案。 鉑熱電阻與溫度關(guān)系式為： Rt=R0（ 1+At+Bt*t） 其中： Rt：溫度為 t攝氏度時(shí)的電阻； R0：溫度為 0攝氏度時(shí)的電阻； T：任意溫度； A、 B：溫度系數(shù) A=*102/℃ B=*107/℃ 經(jīng)過比較最終我們選擇鉑電阻 Pt1000 做為本系統(tǒng)的溫度傳感器 。因此長期以來國內(nèi)外科技工作者對溫度控制器進(jìn)行了廣泛深入的研究，產(chǎn)生了大批溫度控制器，如性能成熟應(yīng)用廣泛的 PID調(diào)節(jié)器、智能控制 PID 調(diào)節(jié)器、自適應(yīng)控制等 。 模糊控制與一般的自動(dòng)控制的根本區(qū)別是，不需要建立精確的數(shù)學(xué)模型，而是運(yùn)用模糊理論將人的經(jīng)驗(yàn)知識、思維推理， 其 控制過程的方法與策略是由所謂模糊控制器來實(shí)現(xiàn)。 采用模糊控制其優(yōu)點(diǎn)是不需要粗確知道被控對象的數(shù)學(xué)模型，而且適用于有較大滯后特性的控制對象。 其調(diào)節(jié)規(guī)律是連續(xù)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)校正的一種有效 方 法，它的參數(shù)整定方式簡便，結(jié)構(gòu)改變靈活（ PI、 PD、 ? ）。對一個(gè)控制系統(tǒng)而言，合理地設(shè)置這三個(gè)參數(shù)可取得較好的控制效果。 采用 PID 控制其優(yōu)點(diǎn)是理論和技術(shù)都很成熟，在單片機(jī)上用軟件較易實(shí)現(xiàn)，可以達(dá)到較小的靜態(tài)誤差，但必須仔細(xì) 調(diào)整控制參數(shù)，才能獲得較好的效果。因此將控溫過程分成兩段，誤差較大時(shí)用模糊 控制，接近設(shè)定溫度時(shí)改用 PID 控制。 靜態(tài)控制精度為 攝氏度。 為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過方案設(shè)計(jì)與論證 ,該系統(tǒng)采用了如下設(shè)計(jì)方案 ： （ 1）采用凌陽十六位 SPCE061A 型單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度控制，能使系統(tǒng)電路簡單，可靠性高。 （ 5）借助 PC 機(jī)圖形處理功能進(jìn)行溫度變化曲線的打印。并有鍵盤設(shè)定、語音播放、數(shù)據(jù)顯示、打印電路。 數(shù)據(jù)顯示：采用三位八段數(shù)碼管顯示，設(shè)置溫度與測量溫度，顯示小數(shù)點(diǎn)后 1位數(shù)字。 單片機(jī)系統(tǒng) 單片機(jī)系統(tǒng)是整個(gè)硬件系統(tǒng)的核心，它既是協(xié)調(diào)整機(jī)工作的控制器，又是 處理數(shù)據(jù)、系統(tǒng)管理及實(shí)現(xiàn)控制算法的處理器。 圖 6 即為單片機(jī)的最小系統(tǒng)組成圖，其接線比較簡單，在 OSC0、 OSC1 端接上晶振電容，在鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入 VCP 端接上相應(yīng)的電容電阻后即 可工作。它的 CPU 內(nèi)核采用凌陽最新推出的 181。’n SP?所形成的 16 位 181。 SPACE061A 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 7所示?！痭SP? 內(nèi)核是一個(gè)通用的核結(jié)構(gòu)。 SPCE061A 單片機(jī)的 硬件 結(jié)構(gòu) SPCE061A 芯片內(nèi)部集成了 ICE (在線實(shí)時(shí)仿真 /除錯(cuò)器 )、 FLASH (閃存 )、SRAM (靜態(tài)內(nèi)存 )、通用 I/O 端口、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、中斷控制、 CPU時(shí)鐘鎖相環(huán) (PLL)、 ADC (模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器 )、 DAC (數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器 )輸出、 UART (通用異步串行輸入輸出接口 )、 SIO (串行輸入輸出接口 )、低電壓監(jiān)測 /低電壓復(fù)位等模塊。其結(jié)構(gòu)如圖 所示。 1 16 位算術(shù)邏輯運(yùn)算 181。 181。程序設(shè)計(jì)者可利用這些復(fù)合式的指令，撰寫更精簡的程序代碼，進(jìn)而增加程序代碼密集度 (Code Density)。二者都可以用于有符號數(shù)相乘 (signed signed) 或無符號數(shù)與有符號數(shù)相乘 (unsigned signed)的運(yùn)算。這兩條指令大大的提升了 181。通用寄存器包括： R1~R4，作為算術(shù)邏輯運(yùn)算的來源及目標(biāo)寄存器。 2. 堆棧指針寄存器 SP (Stack Pointer) SP 是用來紀(jì)錄堆棧地址的寄存器， SP 會(huì)指向堆棧的頂端。當(dāng) CPU 執(zhí)行 pop 時(shí)、子程序返回 ret、以及從 ISR 返回 reti 時(shí)， SP 會(huì)遞增以反映堆棧用量的減少?！痭SP 提供了一種方便的尋址方式，即基址尋址方式 [BP+IM6]；程序設(shè)計(jì)者可通過 BP 來存取 ROM 與 RAM 中的數(shù)據(jù)，包括：局部變量（ Local Variable）、函數(shù)參數(shù)（ FunctionParameter）、返回地址（ Return Address）等等。 CPU 每執(zhí)行完一個(gè)指令，就會(huì)改變 PC 的值，使其指向下一條指令的地址。其中包含兩個(gè) 6 位的區(qū)段選擇字段 : CS (Code Segment)， DS (Data Segment)，它們可與其它 16 位的寄存器結(jié)合在一起形成一個(gè) 22 位的地址，用來尋址 4M字容量的內(nèi)存?！痭SP 有四個(gè) 1 位的標(biāo)志 : N、 Z、 S、 C，即 SR 寄存器中間的 4 個(gè)位（ B6~B9）。如果運(yùn)算結(jié)果大于 65535(0xFFFF)，則標(biāo)志位 C 被置為 1。 B15=0 則 N=0； B15=1 則 N=1。有符號數(shù)運(yùn)算的運(yùn)算結(jié)果可能會(huì)大于 0x7FFF 或小于 0x8000。而 JVC(N==S)， JVS(N!=S)則可用來判斷溢出。 [2]．進(jìn)位標(biāo)志 C 一般用于無符號數(shù)運(yùn)算的進(jìn)、借位判斷。 下面我們舉幾個(gè)例子來分析說明標(biāo)志位 [例 ]: R1=32767， R2=32767，求二者之和。 R1=12345 //設(shè)值后的標(biāo)志位為 N=1， Z=0， S=0， C=1，此時(shí) R1=0xCfC7 R2=1 //設(shè)值后的標(biāo)志位為 N=1， Z=0， S=0， C=1，此時(shí) R2=0xFFFF R1+=R2 //運(yùn)算后的標(biāo)志位為 N=1， Z=0， S=1， C=1，此時(shí) R1=0xCfC6 作為無符號數(shù)看待，此時(shí)： ‘C’ 為 1 說明有進(jìn)位產(chǎn)生；若作為有符號數(shù)看待，此時(shí)： ‘N=S’ 說明無溢出產(chǎn)生， ‘S’ 為 1 說明運(yùn)算結(jié)果為負(fù)。 數(shù)據(jù)總線和地址總線 181。通常，地址線的高 6 位稱為內(nèi)存地址的 Page Selector，簡稱為頁碼（ Page）；而低 16 位則稱為內(nèi)存地址的偏移量（ Offset）。（注意： SPCE061A 只有 32K字閃存 FLASH，僅占一頁存儲(chǔ)空間，所以 CS字段和 DS 字段在 SPCE061A 用不到，都設(shè)為 0 SPCE061A 單片機(jī) 的特點(diǎn)極其主要性能 (1) 181。 ② 具有較強(qiáng)的中斷處理能力 181。另外， 181。’nSP? 指令系統(tǒng)的指令格式緊湊，執(zhí)行迅速 ,并且其指令結(jié)構(gòu)提供了對高級語言的支持 ,這可以大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間。在本系統(tǒng)中我們用 PLCC84 封裝形 式 ， 它的排列如圖 9所示 。 表 1 管腳描述表 管腳名稱 管腳功能 IOA0?IOA15 （ 41?48， 53?60） I/OA 口， 16個(gè) IOB0?IOB15 （ 51， 81?76，68?64） I/OB 口， 16個(gè) OSCI 13 振蕩器輸入，采用石英振時(shí)，接晶振 OSCO 12 振蕩器輸出，采用石英振時(shí)，接晶振 黃石理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 RES?B 6 復(fù)位信號輸入，低電平有效 ICE_EN 16 ICE 使能端，接在線調(diào)試器 PROBE 的使能腳ICE_EN ICE_CLK