【正文】 V C CV C CV C CV C CV C C27abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpo0o1o2o3o4o5o6o7o0o1o2o3o4o5o6o7I N 1 O U T 1I N 2 O U T 2I N 3 O U T 3I N 4 O U T 4I N 5 O U T 5I N 6 O U T 6I N 7 O U T 7I N 8 O U T 8V C C G N DV C Cp0p1p2p3p4p5p6p7p0p1p2p3p4p5p6p7p0p1p2p3p4p5p6p7p0p1p2p3p4p5p6p7p0p1p2p3p4p5p6p7 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 22 分配，把系統(tǒng)的程序劃分為以下幾個(gè)主要模塊 : 初始化模塊：通過(guò)該模塊來(lái)對(duì)堆棧、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、中斷和特殊功能寄存器進(jìn)行賦值，有關(guān)寄存 器的清零，以及計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器的初值存放等。 如圖 所示。這樣當(dāng)選通某一位 LED 時(shí)，相應(yīng)的地址線輸出的是低電平，所以這里選用共陰 LED 數(shù)碼管。 顯示電路 設(shè)計(jì) 動(dòng)態(tài)掃描顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一。 圖 四相步進(jìn)電機(jī)與 89C51 單片機(jī)的接口電路 設(shè)其單拍相序?yàn)? A B C D ，電動(dòng)機(jī)工作方式記控制字如表 所示。由于設(shè)計(jì)系統(tǒng)精度的要求為 1/1000，因此選用 MAX197。 溫度 檢測(cè)接口電路設(shè)計(jì) A/D 轉(zhuǎn)換器 圖 MAX197 引腳 圖 C H 319C H 218C H 117C H 016V D D27R E F26R E F A D J25AGND15D77D68H B E N5DGND28D59D410D 3/ D 1 111D 2/ D 1 012D 1/ D 913D 0/ D 814C L K1CS2WR3RD4S H D N6I N T24C H 622C H 723C H 420C H 521U?M A X 19 7 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 13 由于溫度是一種模擬信號(hào)，則由信號(hào)采集電路采集的信號(hào)是一種模擬信號(hào)，而且頻率很低，但是單 片機(jī)所識(shí)別的是具有高低電位的數(shù)字信號(hào)，這就要求在信號(hào)處理號(hào)處理中必須把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)從而輸出給單片機(jī)處理。 如圖 所以。 當(dāng) 89C51 通電，時(shí)鐘電路開(kāi)始工作，在單片機(jī)的 RST 引腳加上大于 24 個(gè)時(shí)鐘周期以上的正脈沖，系統(tǒng)即初始復(fù)位。 XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 門電路。 P0 口能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LSTTL 門電路。 CPU 的選擇 單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，又稱微控制器，嵌入式微控制 器等，屬于第四代電子計(jì)算機(jī)。 系統(tǒng)的原理框圖如圖 所示。 本 文研究?jī)?nèi)容 溫度是工業(yè)控制中主要的被控參數(shù)之一，特別是在冶金、化工、建材、食品、機(jī)械等工業(yè)中，具有舉足重輕的作用。在工業(yè)的研制和生產(chǎn)中，為了保證生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定運(yùn)行并提高控制精度，采用微電子技術(shù)是重要的途徑。還 介紹了在加熱爐溫度控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)中的一些主要技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，該系統(tǒng)主要以 89C51 單片機(jī)為核心，由 LED 顯示電路，鍵盤輸入電路， 模擬 檢測(cè)電路，模 /數(shù)轉(zhuǎn)換電路， 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制 電路等構(gòu)成。 進(jìn)度計(jì)劃 第 1 天 查閱收集 資料 第 2 天 總體設(shè)計(jì)方案的確定 第 34 天 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 5天 溫度傳感器及接口電路設(shè)計(jì) 第 6 天 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 第 7 天 程序流程圖設(shè)計(jì) 第 8 天 軟件編寫與調(diào)試 第 9 天 設(shè)計(jì)說(shuō)明書完成 第 10 天 答辯 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī) 平時(shí)： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） II 摘 要 本文主要從硬件和軟件兩方面介紹了如何運(yùn)用 89C51 單片機(jī)設(shè)計(jì)加熱爐的溫度控制系 統(tǒng) ， 說(shuō)明了怎么 實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱爐溫度的控制， 并 對(duì)硬件原 理圖和程序流程圖作了簡(jiǎn)潔的描述。準(zhǔn)確測(cè)量和有效控制溫度是優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，低耗和安全生產(chǎn)的重要條件。 本課題采用 98c51 單片機(jī)來(lái)對(duì)溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡(jiǎn)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)。 具體 設(shè)計(jì)任務(wù)： 1. CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括 CPU 選擇，晶振電路，復(fù)位電路） 2. 溫度傳感器及接口電路設(shè)計(jì) 3. 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 4. 程序流程圖設(shè)計(jì)及程序清單編寫 5．溫度控制范圍： 01800℃ 6．工作電源 220V 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 7 閥門 步進(jìn)電機(jī) 加 熱 器 顯示 鍵盤 單 片 機(jī) A/D 轉(zhuǎn)換器 第 2章 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 加熱 爐溫度控制器 總體設(shè)計(jì)方案 加熱爐溫度控制框圖設(shè)計(jì) 單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)是以 89C5l單片機(jī)為控制核心，輔以采樣電路，驅(qū)動(dòng)電路， 步進(jìn)電機(jī) 電路對(duì)電爐爐溫進(jìn)行控制的微機(jī)控制系統(tǒng)。也就可以 達(dá)到 對(duì) 加熱爐 溫度的 調(diào)節(jié)和運(yùn)算放大器 溫度傳感器 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 8 控制。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，可分時(shí)用作低 8 位地址線和 8 位數(shù)據(jù)線；在 FLASH ROM 編程時(shí)，它輸入指令字節(jié)，而在驗(yàn)證程序時(shí)，則輸出指令。能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 門電路。接低電平時(shí)， CPU 只訪問(wèn)并執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器中的指令。 如圖 所示。 Y1 1 . 0 5 9 2 m H zC13 0 p FC23 0 p F 圖 時(shí)鐘電路 CPU 最小系統(tǒng)圖 89C51 單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振的振蕩頻率直接影響單片機(jī)的處理速度，頻率越大處理速度越快。熱電勢(shì)隨著測(cè)量端溫度升高而增加，熱電勢(shì)的大小只和熱電偶導(dǎo)體材質(zhì)以及兩端溫差有關(guān)，和熱電偶導(dǎo)體材質(zhì)的長(zhǎng)度、直徑無(wú)關(guān) 。 主要常用的逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器有 8 位分辨率的 ADC080 12 位分辨率的 MAX197 等。 、 、 和 分別經(jīng)光電耦合和驅(qū)動(dòng)電路再加到電動(dòng)機(jī) A、 B、 C、 D 繞組 。