【正文】 個中斷源 可編程串行通道 低功耗閑置和掉電模式 1片內(nèi)振蕩器和時鐘電路89C51單片機的接法及引腳功能為:VCC（40）：接＋5V電源 GND（20）：接地P0口（39－32）：P0口為8位漏極開路雙向I/O口，每個引腳可吸收8個TTL門電流。 RST（9）：復(fù)位輸入。 PSEN（29）：外部程序存儲器的選通信號。 XTAL1（19）：反向振蕩器放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。根據(jù)要求，本系統(tǒng)的溫度檢測電路主要由溫度傳感器、運算放大器及A/D轉(zhuǎn)換器組成。其具體參數(shù)如下：表31名稱型號分度號測溫范圍 ℃允許偏差偶絲直徑鎳鉻—鎳硅WREUK長期短期0—300℃177。因溫度傳感器熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。此熱電偶是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來非常方便。必須指出，熱電偶溫度傳感器補償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極，使溫度傳感器熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響，不起補償作用。處理過程為：首先要把溫度信號經(jīng)運算放大器進(jìn)行放大，然后用A/D轉(zhuǎn)換器把放大后的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入單片機。因此本系統(tǒng)采用MAX6675作為溫度傳感器的信號轉(zhuǎn)換設(shè)備。因此，在基于微處理器的單片機嵌入式工業(yè)測溫系統(tǒng)中，由MAX6675構(gòu)成的單片機熱電偶測溫解決方案，具有良好的實用價值。對于K型熱電偶，電壓變化率為(41μV/℃)，電壓可由如下公式來近似熱電偶的特性。U2=(41μV/℃)T0在數(shù)字控制器的控制下，ADC首先將UU2轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,即獲得輸出電壓U0的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)就代表測量點的實際溫度值T。CS變低將停止任何轉(zhuǎn)換過程，CS變高將啟動一個新的轉(zhuǎn)換過程。 溫度控制電路設(shè)計本系統(tǒng)的另一個重要環(huán)節(jié)為溫度的控制。其具體參數(shù)為：表32 鐵鉻鋁電熱合金參數(shù)類型鐵鉻鋁電熱合金品牌上海合金廠型號GB／T12341995材質(zhì)25AL5常溫電阻（Ω）功率300180000（W）主要用途加熱產(chǎn)品認(rèn)證GB／T12341995最高耐溫1400（℃）規(guī)格1（mm）鐵鉻鋁高電阻電熱合金具有電阻率高、電阻溫度系數(shù)小、使用溫度高的特點。我為本系統(tǒng)選擇的雙向可控硅型號為標(biāo)準(zhǔn)型BTA24，其規(guī)格為：型號:標(biāo)準(zhǔn)型,電流:25（A）,電壓:600800（V）,觸發(fā)電流:3550(mA)（A）,封裝形式:TO220,控制方式:雙向。如圖38所示：圖344 溫度控制電路原理圖89C51單片機對溫度的控制是通過雙向可控硅實現(xiàn)的。在過零同步脈沖同步后經(jīng)驅(qū)動器7407和光電耦合器MOC3021輸出送到可控硅的控制極上。其中，X5045是SPI總線格式的具有看門狗、電源監(jiān)控和PROM數(shù)據(jù)存儲的多功能芯片，目前應(yīng)用較為廣泛，使用者可根據(jù)自己所選擇的具體MCU來配置外圍看門狗電路及電源監(jiān)控。由于報警電路的設(shè)計非常簡單，在此不做贅述。每個獨立式按鍵單獨占有一根I/O口線，每根I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其它I/O口線的工作狀態(tài)。具體鍵盤電路圖如下：圖37 鍵盤硬件連接圖2溫度顯示電路動態(tài)掃描顯示接口是單片機中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一。在輪流點亮掃描過程中，每位顯示器的點亮?xí)r間是極為短暫的（約1ms），但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位顯示器并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。4 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 軟件設(shè)計概述本次設(shè)計的加熱爐溫度控制系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合相應(yīng)的軟件來實現(xiàn)的。同時，單片機對輸入的數(shù)字量進(jìn)行處理，經(jīng)過PID控制算法對溫度進(jìn)行控制。A/D轉(zhuǎn)換模塊：把溫度傳感器測量的溫度信號經(jīng)MAX665轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。除了上述功能以外，本著操作友好、功能齊全、安全可靠的設(shè)計原則，該系統(tǒng)的程序還具有報警提示功能、鍵抖動處理功能、看門狗等功能。數(shù)據(jù)存儲器RAM用于存放運算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標(biāo)志位等。它的地址分配如下：50H，51H存儲AD值的下限。58H，59H存儲報警值的下限。 按鍵處理子程序鍵盤是若干按鍵的集合，是向系統(tǒng)提供操作人員干預(yù)命令及數(shù)據(jù)的接口設(shè)備，也是本控制系統(tǒng)的重要部分。這種轉(zhuǎn)換就稱為標(biāo)度變換或工程量轉(zhuǎn)換。其中，Am、Ao、Nm、No對一個檢測系統(tǒng)來說是常數(shù)。兩個16位定時器實際上都是16位加一計數(shù)器，其中，T0由兩個8位特殊功能寄存器TH0和TL0構(gòu)成，T1由TH1和TL1構(gòu)成。89C51單片機的定時/計數(shù)器T0和T1可由軟件對特殊功能寄存器TMOD中控制位C/進(jìn)行設(shè)置，以選擇定時、計數(shù)功能。本系統(tǒng)采用的就是89C51片內(nèi)計數(shù)器對按鍵及其顯示進(jìn)行定時，其流程圖如下YYNYNYNY計數(shù)器=10計數(shù)器1NY返回返回令顯示標(biāo)得0定時計數(shù)器1一致？保存定時器=0？定時器=10定時器=0？按鍵定時器1保存到鍵編碼比較區(qū)返回恢復(fù)現(xiàn)場調(diào)編碼子程序顯示位≥5？A/D允許標(biāo)志開始讀鍵狀態(tài)計數(shù)器=0？裝定時初值保護(hù)現(xiàn)場按顯示指針?biāo)鸵晃坏芥i存器選新的一位送給譯碼器顯示指針+1顯示碼指針+1圖44定時子程序流程圖 PID控制算法在過程控制中，按偏差的比例（P）、積分（I）和微分（D）進(jìn)行控制的PID控制器（亦稱PID調(diào)節(jié)器）是應(yīng)用最為廣泛的一種自動控制器。連續(xù)系統(tǒng)PID控制器的微分方程為：y(t)= KP[e(t)+1/T1*∫e(t)dt+TD * de(t)/dt 式中 y(t)為控制器的輸出；e(t)為控制器的輸入；KP比例放大系數(shù)；TI為控制器的積分時間常數(shù)；TD為控制器的微分時間常數(shù)。采樣周期T是兩次采樣之間的時間間隔。決定采樣周期T的因素有很多，其中包括：加于對象的干擾信號頻率，對象的動態(tài)特性，使用的控制算法和執(zhí)行器的類型，控制回路數(shù)，對象所要求的控制質(zhì)量等。常用的方法有擴充臨界比例度整定法和擴充響應(yīng)曲線法兩種。本次設(shè)計的PID控制參數(shù)選用經(jīng)驗法的一種—優(yōu)選法進(jìn)行確定，具體做法為：根據(jù)經(jīng)驗，先把其他參數(shù)固定，待選出最佳參數(shù)后，再換另一個參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選，直到把所有的參數(shù)優(yōu)選完畢為止。本人本著簡潔明快、實用、操作友好的思想，同時從一定的審美角度進(jìn)行面板的設(shè)計，設(shè)計所得的控制面板如圖上圖所示控制面板。并且指示燈與設(shè)定狀態(tài)相對應(yīng)。5 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試通常包括實驗室硬件聯(lián)調(diào)、實驗室軟件聯(lián)調(diào)、實驗室系統(tǒng)仿真、仿真考機運行和現(xiàn)場安裝調(diào)試等幾個環(huán)節(jié)。這類錯誤包括錯線、開路、短路、相位錯等。電源故障包括電壓值不符合設(shè)計要求，電源引線和插座不對，功率不足，負(fù)載能力差等。通電后執(zhí)行開發(fā)機的讀寫指令，對樣機的存儲器、I/O端口進(jìn)行讀寫操作、邏輯檢查，若有故障，可用示波器觀察有關(guān)波形（如選中的譯碼器輸出波形、讀寫控制信號、地址數(shù)據(jù)波形以及有關(guān)的控制電平）。在調(diào)試過程中若發(fā)現(xiàn)用戶系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，可能有下列情況：電源系統(tǒng)供電不足，或聯(lián)機時公共地線接觸不良，或用戶系統(tǒng)主板負(fù)載過大，或用戶的各級電源濾波不完善等。調(diào)試好后，檢查其電壓值、負(fù)載能力、極性等均符合要求，才能加到系統(tǒng)的各個部件上。如果采用模塊程序設(shè)計技術(shù)，則逐個模塊分別調(diào)試。同時也可以發(fā)現(xiàn)用戶系統(tǒng)中的硬件故障，軟件算法及硬件設(shè)計錯誤。若用戶系統(tǒng)是在開發(fā)機的監(jiān)控下運行時，還要考慮用戶緩沖單元是否和監(jiān)控程序的工作單元發(fā)生沖突。調(diào)試好以后，再使各個任務(wù)程序同時運行，如果操作程序無錯誤，一般情況下就能正常運行。89C51單片機，體積小，重量輕，抗干擾能力強，對環(huán)境要求不高，價格低廉，可靠性高，靈活性好，即使是非電子計算機專業(yè)人員，通過學(xué)習(xí)一些專業(yè)基礎(chǔ)知識以后也能依靠自己的技術(shù)力量，來開發(fā)所希望的單片機應(yīng)用系統(tǒng)。為期將近半個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計，我不但上網(wǎng)查閱了一些電子技術(shù)的應(yīng)用知識，并對畢業(yè)論文所需的資料進(jìn)行了仔細(xì)地了解和收集，為現(xiàn)在的畢業(yè)設(shè)計做了充分的準(zhǔn)備,也培養(yǎng)了我獨立思考和動手的能力，同時也讓我了解到了自己的不足，我會繼續(xù)努力，完善自我，為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)做貢獻(xiàn)。最后，感謝我的學(xué)校、我的老師們和班級里所有的同學(xué)，他們給了我一個溫馨、向上的學(xué)習(xí)環(huán)境和一切無私的幫助。多字節(jié)無符號數(shù)減法子程序SUB2: MOV A, R0 SUBB A, R1 MOV R0, A INC R0 INC R1 DJNZ R2, SUB2 JC ALAM1 RETADD1: MOV R2, 2 CLR C 。(37H,38H)DV1: CALL RLC7 。標(biāo)度變換子程序 ACALL XRDY1 MOV 40H, 10H MOV 41H, 11H MOV 42H, 16H MOV 43H, 17H MOV R0, 42H MOV R1, 40H MOV R2, 2 ACALL SUB1 ACALL XRDY1 ACALL RDY0 MOV 42H, 16H MOV 43H, 17H MOV 44H, 14H MOV 45H, 15H MOV R0, 42H MOV R1, 44H MOV R2, 2 ACALL SUB1 ACALL RDN1 ACALL RDN0 MOV 44H, 12H MOV 45H, 13H MOV 46H, 10H MOV 47H, 11H MOV R0, 44H MOV R1, 46H MOV R2, 2 ACALL SUB1 MOV R2, 40H MOV R3, 41H 。EEPROM讀寫 MOV R0, 3 。純寫子程序 CLR CS MOV A, 2 MOV C, EPB MOV , C CALL WRZ MOV A, B CALL WRZ MOV A, R1 CALL WRZ SETB CSWREN: CLR CS 。讀子程序 SETB DI SETB DO CLR CKRDZ1: MOV C, DO SETB CK RLC A CLR CKDJNZ R2, RDZ1 RETRDN0: MOV B, 50H MOV R0, 10H ACALL RD2 RET
。寫子程序WR2: ACALL XWR INC R1 INC B ACALL XWR INC R1 INC B RETWRN0: MOV R1, 10H MOV B, 50H ACALL WR2 RETWRN1: MOV R1, 12H MOV B, 52H ACALL WR2 RETXWRY0: MOV R1, 14H MOV B, 54H ACALL WR2 RETWRY1: MOV R1, 16H MOV B, 56H ACALL WR2 RETWAMIN: MOV R1, 18H MOV B, 58H ACALL WR2 RETWAMAX: MOV R1, 1AH MOV B, 5AH ACALL WR2 RETRD2: ACALL XRD INC B INC A INC R0 ACALL XRD INC B INC R0 RETXRD: CLR EA 。寫程序(寫允許，寫，寫保護(hù)) MOV R0, 3 。 →(32H,33H,34H,35H) MOV 37H, 44H MOV 38H, 45H ACALL DV32 。二進(jìn)制→BCD碼轉(zhuǎn)換子程序 MOV 33H, 0 。雙字節(jié)除法子程序 MOV R4, 10H 。判斷按鍵是否按下，按下進(jìn)行按鍵操作，未按下繼續(xù)運行 ORL A, 0F0H CPL A CJNE A, 0, AD ACALL KOPTAD: JNB ADB, START 。首先，感謝學(xué)校的精心安排和指導(dǎo)老師的用心輔導(dǎo)，以及各位曾經(jīng)教育我、傳