【正文】 A口顯示 MOVX DPTR,A MOV A,R2 INC DPTR ；指向 8255B口 MOVX DPTR,A CALL DELAY ；延時(shí) RET 2022 級本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 20 頁 共 24 頁 DISINT0:MOV R2,0FEH ；選擇數(shù)碼管輸出 CLR A CALL DISP MOV A,7AH MOV R2,0FDH CALL DISP1 MOV A,79H MOV R2,0FBH CALL DISP MOV A,78H MOV R2,0F7H CALL DIS RET DELAY:MOV R6,10 ；延時(shí)子程序 DELY2:MOV R7,100 DELY1:DJNZ R7,DELY1 DJNZ R6,DELY2 RET CINT0:MOVX A,DPTR MOV R0,A SETB F0 RET TABLE:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H TABLE1:DB 040H,79H,024H,030H,19H,12H,02H,78H,00H,10H END 6 調(diào)試過程 硬件調(diào)試 2022 級本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 21 頁 共 24 頁 本次課題的硬件部分多是由芯片和各種總線構(gòu)成的，其中也加入了一些模塊輸入單元，如果對硬件電路進(jìn)行直接的焊接，或多或少的存在著損耗，因此這樣的電路板性能不是很穩(wěn)定，而學(xué)校沒有專用的設(shè)備去制 PCB 板，所以在硬件的制作上不能盡如人意。 把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極，使用時(shí)公共陽極接 +5V,每個(gè)發(fā) 光 二極管的陰極通過電阻與輸入端相連， 圖 ?？刂撇煌M合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。鎖存器用來 鎖存 P0口輸出的低 8位地址信息。當(dāng) /CS=0芯片被選中時(shí)，這兩位的 4種組合 00、 0 11分別用于選擇 A、 B、 C口和控制寄存器。當(dāng) /RD 為 0 時(shí)（ /WR 必為 1），所選的 8255處于讀狀態(tài)， 8255送出信息到 CPU。 8255A 腳圖與引腳 擴(kuò)展芯片 8255A的管腳主要有： a）數(shù)據(jù)線（ 8條）： D0～ D7為數(shù)據(jù)總線，用于傳送 CPU和 8255 之間的數(shù)據(jù)、命令和狀態(tài)字。 顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8255A 擴(kuò)展芯片的介紹 8255A可編程并行輸入 /輸出接口芯片 是 Intel 公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)外圍接口電路。 5V，177。該端為高電平時(shí)，打開三態(tài)輸出緩沖器 ，輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果。該端所加信號的上升沿將所有內(nèi)部寄存器清 0，下降沿開始進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。當(dāng) CBA=000時(shí)，選中 IN0； CBA=001時(shí)，選中 IN1?? 依此類推，當(dāng) CBA=111時(shí)，選中 IN7。直到 A／ D轉(zhuǎn)換完成， EOC變?yōu)楦唠娖?，指?A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號可用作中斷申請。 ADC0809 的工作過程 ADC0809 的工作過程是：首先輸入 3 位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。 A/D轉(zhuǎn)換接口技術(shù)的主要內(nèi)容是合理選擇 A/D轉(zhuǎn)換器和其他外圍器件，實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)的正確連接以及編制轉(zhuǎn)換程序。適宜在氧化性或惰性氣氛中工作。它適用于在氧化性和惰性氣氛中連續(xù)使用，短期使用溫度為 1200℃，長期使用溫度為 1000℃ 鎳鉻 康銅熱電偶： 這種熱電偶分度號為 “ E” 。分別是：鉑銠 10鉑 (分度號為 S)、鉑銠 13鉑 (R)、鉑銠 30鉑銠 6(B)、鎳鉻 鎳硅 (K)、鎳鉻 康銅 (E)、鐵 康銅 (J)、銅 康銅 (T)和鎳鉻硅 鎳硅 (N)。 LM324是四運(yùn)放集成電路，它采用 14腳雙列直插塑料封裝，外形如圖 。 同相比例運(yùn)算放大電路，輸入信 號從相同輸入端輸入，而反相輸入端通過電阻接地，并引入負(fù)反饋。 2022 級本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 10 頁 共 24 頁 系統(tǒng)組成 地VTC2R6200KR4RW1 500U3CALM324432111143211C1U3DALM324R510K100KR2L3R310KR1L1 圖 熱電偶測溫回路組成 系統(tǒng)分析計(jì)算 此電路是反相比例運(yùn)算電路和同相運(yùn)算放大電路，熱電偶傳輸來的弱電流信號經(jīng)過次電路的兩極放大，最終得到一個(gè)直流電壓值，輸入到 A/D轉(zhuǎn) 化器中。 導(dǎo)體 A 和 B 組成的熱電偶閉合電路在兩個(gè)接點(diǎn)處有兩個(gè)接觸電勢 eAB(T)與 eAB(T0)，又因?yàn)?T＞ T0，在導(dǎo)體 A和 B中還各有一個(gè)溫差電勢。這個(gè)電場阻礙了電子的擴(kuò)散，達(dá)到動平衡時(shí)，在接觸區(qū)形成一個(gè)穩(wěn)定的電位差，即接觸電勢，其大小為： ? ? ? ?BAAB NNekTe /ln/? 式 41 式中 k—— 玻耳茲曼常數(shù)， k= 1023J/K； e—— 電子電荷量， e＝ 1019 C； T—— 接觸處的溫度， K； NA， NB—— 分別為導(dǎo)體 A和 B的自由電子密度。熱電動勢的大小與兩種導(dǎo)體材料的性質(zhì)及 接點(diǎn)溫度有關(guān)。接點(diǎn) 1 通常是焊接在一起的，測量時(shí)將它置于測溫場所感受被測溫度，故稱為測量端 (或工作端熱端）。 c)構(gòu)造簡單，使用方便。其優(yōu)點(diǎn)是： a)測量精度高。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。另外，該引腳被略微拉高。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。當(dāng) P3口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1時(shí)，被定義為高阻輸入。 單片機(jī)的選用 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。鎖 存 器通過數(shù)據(jù)線輸出數(shù)據(jù)給單片機(jī)。單片機(jī)的 ALE腳向 ADC0809 的 CLK發(fā)出電信號。 系統(tǒng)的組成 為了更直觀的了解本設(shè)計(jì)，我將整個(gè)系統(tǒng)分為了三個(gè)設(shè)計(jì)模塊： LED 顯示模塊、 A/D轉(zhuǎn)換模塊以及數(shù)據(jù)采集模塊，以下就是各個(gè)模塊的功能簡介： a） LED模塊為系統(tǒng)提供采時(shí)，通過使用典型的 LED數(shù)碼管，結(jié)合動態(tài)掃描程序?qū)崿F(xiàn)溫度的顯示功能 ； b）數(shù)據(jù)采集模塊利用小信號放大器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集 ； c） A/D轉(zhuǎn)換模塊 和其他外圍器件，實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)的正確連接以及編制轉(zhuǎn)換程序。經(jīng)過放大濾波電路處理后，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，結(jié)合典型的 A/D轉(zhuǎn)換電路，選擇 ADC0809芯片做主打芯片，實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換功能再與單片機(jī)相連，其中用 AT89C51 芯片代替 8031 系列芯片。此外，由于應(yīng)用場合和測溫環(huán)境的不同，在選擇熱電偶的分度號上是有所不同的，其原因是制作熱電偶的材料不同，決定了它的特性，從而直接導(dǎo)致了所測溫度環(huán)境的選擇。 A/D 轉(zhuǎn)換器的速度越快，即對模擬信號的采樣時(shí)間單位分得越細(xì)，圖形記錄就越真實(shí)。 采用 MCS51 單片機(jī)來對溫度進(jìn)行 檢測 ，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。從前必需 由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件方法來實(shí)現(xiàn)了 ， 這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。 e)單片機(jī)在人類生活中的應(yīng)用 自從單片機(jī)誕生以后，它就步入了人類生活，如洗衣機(jī)、電冰箱、電子玩具、收錄機(jī)等家用 電器配上單片機(jī)后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人們喜愛。 d)單片機(jī)在分布式多機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用 在比較復(fù)雜的系統(tǒng)中，常采用分布式多機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)作為產(chǎn)品中的控制器，能充分發(fā)揮它的體積小、可靠性高、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可大大提高機(jī)器的自動化、智能化程度。 單片機(jī)的應(yīng)用 由于單片機(jī)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，它已成為科技領(lǐng)域的有力工具，人類生活的得力助手。單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微機(jī)。單片機(jī)把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機(jī)的可靠性與抗干擾能力。概括的講：一塊芯片就成了一臺計(jì)算機(jī)。 單片機(jī)簡介 單片機(jī)的概念 單片機(jī)也被稱為微控制器（ Microcontroler），它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片 ,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。 b）集成度高、體積小、有很高的可靠性。為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、 I/O 口的邏輯操作以及位處理功能。 f）單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。機(jī)電一體化產(chǎn)品是指集成機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體，具有智能化特征的機(jī)電產(chǎn)品，例如微機(jī)控制的車床、鉆床等。單片機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力和控制功能，可 使系統(tǒng)保持在最佳工作狀態(tài)，提高系統(tǒng)的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。單片機(jī)的高可靠性和強(qiáng)抗干擾能力，使它可以置于惡劣環(huán)境的前端工作。另一方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。 例如：在冶金工業(yè)、化工生產(chǎn)、電力工程、造紙行業(yè)、機(jī)械制造和食品加工等諸多領(lǐng)域中，人們都需要對各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測和控制。它將線圈上的衰減振蕩模擬波形變化量高速轉(zhuǎn)換成單位時(shí)間的電壓量數(shù)字信號以供 MCU信息處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化處理，起到了將模擬信號數(shù)字化極為關(guān)鍵的橋梁作用。由于熱電偶是一種有源傳感器，測量時(shí)不需外加電源，使用十分方便，所以常被用作測量爐子、管道內(nèi)的氣體或液體的溫度及固體的表面溫度。 設(shè)計(jì)思路 本系統(tǒng)用熱電偶為檢測溫度元件，通過溫度傳感器將被測溫度轉(zhuǎn)換為電量，經(jīng)過放大濾波電路處理，其中用到 LM324四運(yùn)放集成電路 來實(shí)現(xiàn)。 軟件系統(tǒng)原則 a） 我們的程序采用模塊化設(shè)計(jì)，軟件結(jié)構(gòu)清晰，簡潔 ； b）我們將設(shè)計(jì)的程序存儲區(qū)及數(shù)據(jù)存儲區(qū)盡量合理化規(guī)劃，便于設(shè)計(jì)功能的擴(kuò)展； c）我們對各個(gè)功能程序與運(yùn)行結(jié)果及運(yùn)行要求都作了簡要說明，以便查詢 。由于轉(zhuǎn)換后的電壓值較小達(dá)不到觸發(fā)信號的要求值，固要在熱電偶轉(zhuǎn)換后的電壓值在送達(dá)到 CPU前加一個(gè)放大電路，用來放大弱電信號。當(dāng) OE 變高電平時(shí)允許輸出。 電路圖 本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)電路圖如下圖 ： 8+ 5V2 207 4 L S07P A0P A1P A27 4 L S06P A3P B7P B08 2 55R STCSD 7 D0RDWRA1A07 4 L S02I N7VTG ND+ 5VV R E F ( )I N1I N0V R E F ( + )E OCOEA LES TA RTD 7 D0A0A1A2A D DCA7C LKA DC 08 097 4 L S747 4 LS3 73GDCKR STP 2 .6I N T1RDP 2 .7WRP0A LE8 9C 51A D DBA D DA 圖 溫度控制系統(tǒng)電路圖 4 硬件設(shè)計(jì) 本章主要是介紹硬件幾部分的芯片選型。 2022 級本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 6 頁 共 24 頁 AT89C51芯片結(jié)構(gòu)及特性： 與 MCS51 兼容 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 5個(gè)中斷源 壽命： 1000寫 /擦循環(huán) 可編程串行通道 數(shù)據(jù)保留時(shí)間 : 10 年 低功耗的閑置和掉電模式 靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 32可編程 I/O線三級程序存儲器鎖定 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 128*8 位內(nèi)部 RAM P2. 4/AD 12P2. 5/AD 13P2. 6/AD 14P2. 7/AD 15PS ENAL E/ PROGEA /VDDP0 .7 /AD7P0 .6 /AD6P0 .5 /AD5P0 .4 /