【正文】 計算機 控制技術 課程設計 XXII 結 論 本設計完成了單片機對電熱水壺的控制。 在本次課程設計中 首先是硬件方案的確定， 接下來 是對系統(tǒng)整體電路中各子模塊電路的設計，包括檢測電路、 A/D 轉換電路、 微控制器的工作電路、顯示電路 測量電路以及抗干擾的設計 。既讓我們懂得了怎樣把理論應用于實際，又讓我們懂得了在實踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。 無論是在硬件還是軟件設計上，我都遇到了不少的問題， 在克服困難的過程中，我學到了許多，特別是在課堂上學不到的 東西 。另一個重要電路是溫度 檢測和加熱控制電路，該電路完成了溫度信號的采樣和溫度的控制，并通過 A/D 轉換電路的模數(shù)轉換將信號送到單片機的控制電路中。 8 0 5 5 初 始化開 始調 顯 示 子 程 序 并 熄 滅 子 程 序調 全 列 置 零 掃 描 子 程 序有 按 鍵 否 ?調 顯 示 子 程 序 延 時 約 1 0 m s調 全 列 置 零 掃 描 子 程 序確 有 按 鍵 ?定 位 鍵 號調 顯 示 子 程 序 并 熄 滅 子 程 序調 全 列 置 零 掃 描 子 程 序按 鍵 釋 放返 回6 列 完 序NNNYYNNYY 計算機 控制技術 課程設計 XXI 圖 43 程序流程圖 熄滅顯示器子程序，以防掃描鍵盤時，影響顯示器的顯示，因為顯示器的位掃描線與鍵盤列掃描線共用。關 于詳細程序清單在此省略，圖 31 給出了主程序流程圖，顯示部分控制是通過定時器中斷來實現(xiàn)的。過一定的時間后， 電熱器件的工作電壓才達到額定電壓。把 INTO 和 INT1 產生的中斷綜合處理，即可得到電源電壓過零的時刻。電阻 R3 的作用是限制觸發(fā)電流，當雙向可控硅 KS 的功率較小時， R3 的值可由 30Ω改為 100Ω。 加熱電路和報警裝置 加熱電路 計算機 控制技術 課程設計 XVI 圖 361 加熱電路圖 電熱器件由雙向可控硅 KS 控制， KS 由光電耦合器 4N25 和晶體管 9013 觸發(fā)。 系統(tǒng)應用 對于顯示部分，從 8255 輸出的顯示信息經 74LS373 鎖存緩沖，用來對 LED 的各段進行段選，各位 LED 顯示器采用共陰極接法，通過控制陰極的電位來實現(xiàn)各位的選通。 動態(tài)顯示方式需要較大的驅動電流，所以一般都是通過驅動器來驅動 LED 的。 要向每位顯示不同的字符，必須采用掃描顯示方法。 3． LED 動態(tài)顯示方式的原理 在多位 LED 顯示時，為了簡化電路，降低成本，將所有位的段選線并聯(lián)在疫區(qū)，由一個 8 位 I/O 口控制，形成段選線的多路復用，而共陰極點火供養(yǎng)幾點分別由相應的I/O 口線控制，實現(xiàn)各位的分時選通。 N 根 LED 顯示器由N 根位選線和 8*N 根段選線。只要將一個 8 位并行輸出口語顯示塊的發(fā)光二極管因交相聯(lián)即可。當某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮；共陽極 LED 顯示塊的發(fā)光二極管陽極并接。 LED 顯示原理及顯示方式 1． LED 顯示器結構 LED 顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。 CPU 對鍵盤的掃描采用程序控制方式，一旦進入鍵掃描狀態(tài) ,則反復地掃描鍵盤，等待用戶從鍵盤上輸入命令或數(shù)據(jù)。 3．鍵盤的工作方式 單片機應用系統(tǒng)中，鍵 盤掃描只是 CPU 的工作內容之一。因此個按鍵彼此將相互發(fā)生影響，所以必須將、列線信號配合起來并作適當?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。行線通過上拉電阻接到 +5V 上。當按鍵到達 b 時，一旦與非門 2 的輸出端呈現(xiàn) 低電平時， RS 觸發(fā)器將出現(xiàn)狀態(tài)的翻轉，此時， OUT2 端輸出為 1， OUT1 端輸出為 0， OUT1 又引回與非門 2 的一個輸入端，鎖住與非門 2，保證其輸出恒為 1，這樣即使按鍵出現(xiàn)抖動，也不會影響 OUT2 的輸出，因此 OUT1 的輸出也恒為 0。此時即使由于按鍵的機械性能使按鍵因彈性抖動而產生瞬間不閉合，只要按鍵不返回原始狀態(tài)，雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)不會發(fā)生改變，輸出保持為 0，不會產生抖動的波形。為了確保按鍵的狀態(tài)，必須消除按鍵抖動的影響，這也是按鍵抗干擾的主要的一個方面。 計算機 控制技術 課程設計 XI 圖 251 鍵盤抖動波形圖 由于機械觸點的彈性作用，一個按鍵開關在閉合時不會馬上穩(wěn)定地接通，在斷開時也不會一下斷開。 8255 的編程如下： 各端口地址是： A 口地址： FF7CH B 口地址： FF7DH C 口地址： FF7EH 控制口地址： FF7FH 8255 的工作方式可由 CPU 寫入一個控制字到 8255 控制字寄存器來選擇。 8255 與 8051 的外部接口電路 計算機 控制技術 課程設計 X 圖 332 8255 與 8051 的外部接口電路 由上圖可以看出 8051 通過地址鎖存器與 8255 相連， 8255 的片選信號 CS 及口地址選擇線 A0、 A1 分別由 8051 的 、 、 經地址鎖存器 74LS373 后提供。 Vcc： +5V 電源線。 PA0— PA7： A 口的 I/O 線、 I/O 方向由命令字編程設定。 WR：寫選通信號輸入段。 IO/M： RAM/IO 口選擇信號輸入端。還有地址鎖存器和多路轉換的地址 /數(shù)據(jù)總線，可直接與 MCS51 單片微機相連接。 2．主要復位電路 （ 1）上電復位和開關復位組合電路：在單片機系統(tǒng)設計過程中，經常會使用上電復位和手動復位，最常用的上電復位和開關復位組合電路為： 圖 324 上電復位和開關復位組合電路 在這兩種簡單復位電路中，干擾容易串人復位端，在大多數(shù)情況下，不會造成單片機錯誤復位，但會引起內部某些寄存器錯誤復位。通常接的外部信號一般為頻率低于 12MHZ 的方波信號。通道地址A， B， C 由數(shù)據(jù)總線 DB0， DB2， DB2 提供。 EOC 經非門與 8051 相接， 0809 與 8051 采用中斷方式聯(lián)絡，外部中斷 1 服務子程序讀 A/D 轉換結果，并啟動下一次轉換。 Vcc: 電源輸入端。在此輸出端供給一個有效信號則打開三態(tài)輸出鎖存緩沖器，把轉換后的結果送至外部數(shù)據(jù)線。 ALE 有效將三位地址 A、 B、 C 鎖存到地址鎖存器中。片內有 8 路模擬開關、模擬開關的地址鎖存與譯碼電路、比較器 、 256R 電阻 T 型網絡、樹狀電子開關、逐次逼近寄存器 SAR、三態(tài)輸出鎖存，緩沖器、控制與時序電路等。選擇不同的 A/D 轉換芯片，與單片機的接口電路要求不同，必須依芯片對控制電路的 要求設置，接口電路必 計算機 控制技術 課程設計 VI 須滿足這些要求。電流 1μ A/K 其輸出電壓為 100mV/℃，經運算放大器LM358 進行 I/V 轉化后，再送入 A/D 轉換電路中進行模數(shù)轉換，經過微處理器處理即可送到 LED 顯示器顯示溫度。 Vo 的值為 Io 乘上 10K,以室溫 25℃而言 ,輸出值為 (10K298μA)。 3. 精度：經過激光平衡調整， AD590 的校準精度可達 +和 ℃，全溫區(qū)范圍線性度可達 +和 ℃（ AD590M）當其在 10℃溫區(qū)范圍內校正后測量，精度可達 +和 ℃，在全溫區(qū)范圍內（ 55~+145℃） 使用，精度也可高達 +、 1℃。 3 電熱水壺控制系統(tǒng)的硬件 設計 溫度檢 測電路和 A/D 轉換器的電路 AD590 溫度傳感器的概念 AD590 是一種二端式的集成溫度傳感器。 三位數(shù)碼管在設置溫度操作時顯示當前設置的溫度，另三位數(shù)碼管其余時間實時顯示電熱水壺中水的實際溫度。上電復位后，設置溫度