【正文】 ................................ 20 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................... 21 附錄 A 源程序清單 .................................................................................................... 22 附錄 B 電路原理圖 ..................................................................................................... 32 1 1 前言 課題的背景與意義 在近四十年的時(shí)間里，電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了從電子管、晶體管、中小規(guī)模集成電路到大規(guī)模集成電路這樣四個(gè)階段，尤其是隨著半導(dǎo)體集成技術(shù)的飛躍發(fā)展，七十年代初誕生了一代新型的電子計(jì)算機(jī) —— 微型計(jì)算機(jī)，使得計(jì)算機(jī)應(yīng)用日益廣泛；而單片微型計(jì)算機(jī)的問世，則更進(jìn)一步推動(dòng)了這一發(fā)展趨勢，使計(jì)算機(jī)應(yīng)用滲透到各行各業(yè)，達(dá)到了前所未有的普及程度。 2 課題舉例簡介 在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，電流 、 電壓 、 溫度 、 壓力 、 流量 、 流速和開關(guān)量都是常用的主要被控參數(shù) 。 圖 21 單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)方案原理示意圖 傳感器把測量的烘箱溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成弱電壓信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)放大電路，送入低通濾波電路，以消除噪音和干擾，濾波后的信號(hào)輸入到 A/D轉(zhuǎn)換器（ ADC0809）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入主機(jī)。 溫度測量可以選用半導(dǎo)體集成溫度傳感器 AD590，它的響應(yīng)速度快，與單片機(jī)接口簡單。 為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力， D/A轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)之間進(jìn)行光電隔離。 CW7805 為三端固定輸出集成穩(wěn)壓器，其輸入和輸出電壓都為固定值，它的輸入電壓為 +10V，輸出電壓為 +5V。 時(shí)序 MCS5l 單片機(jī)的一個(gè)執(zhí)器周期由 6 個(gè)狀態(tài) (s1— s6)組成，每個(gè)狀態(tài)又持續(xù) 2 個(gè)接蕩周期，分為 P1 和 P2 兩個(gè)節(jié)拍。 對于雙字節(jié)單機(jī)器指令，通常是在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)從程序存儲(chǔ)器中讀人兩個(gè)字節(jié)，但 Movx 指令例外， Movx 指令是訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的單字節(jié)雙機(jī)器周期指令，在執(zhí)行 Movx 指令期間，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器被訪問且被選通時(shí)跳過兩次取指操作，實(shí)現(xiàn)延時(shí)功能。時(shí)鐘頻率用 12MHZ時(shí) C 取 22uF,R 取 1KΩ。 如單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)電路原理圖所示 ， 雙向可控硅管和加熱絲串接在交流 220V、 50Hz是 電回路 。 設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn) 在達(dá)到對溫度的檢測和控制的基礎(chǔ)上，達(dá)到一定的測控精度，并盡量使系統(tǒng)的可靠性高、穩(wěn)定性好、性價(jià)比高、速度快、使用靈活、實(shí)現(xiàn)容易、便于擴(kuò)充。A。 圖 35 信號(hào)處理電路 10 主電路 主電路如圖 36所示，溫度檢測信號(hào)輸入 ADC0809的 IN3引腳，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果輸入 AT89C51，結(jié)果從 P1口輸出驅(qū)動(dòng) 2個(gè) LED實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示功能。 圖 38 過零檢測電路 12 4 軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的控制軟件可設(shè)計(jì)為一個(gè)主程序和一個(gè) T0通道中斷服務(wù)程序。 13 圖 41 溫度控制系統(tǒng)程序框圖 14 PID 控制算法 前面提到，大多數(shù)的溫度控制系統(tǒng)可以看作一階純滯后環(huán)節(jié)，由于本系統(tǒng)純滯后時(shí)間較小，故可采用 PID（比例、積分、微分）控制算法實(shí)施控制。如果先對內(nèi)存進(jìn)行分配，本系統(tǒng)可分配為： 00H～ 07H， R0～ R7 供主程序使用 08H～ 0FH， R′ 0～ R′ 7 供 T0中斷服務(wù)程序使用 20H 定時(shí) 1s時(shí)間常 數(shù)（初值為 10） 21H 8255A口數(shù)據(jù)暫存（顯示器段碼） 22H 8255B口數(shù)據(jù)暫存（ D/A數(shù)據(jù)） 17 23H 8255C口數(shù)據(jù)暫存 24H 8031 P1 口的 T給定 BCD值暫存?！?，準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性都可以令人滿意。 數(shù)碼顯示調(diào)試： 調(diào)試中發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管的亮度一直很微弱，用萬用表測量可知，其輸入電壓只有 ，勉強(qiáng)能夠發(fā)光，而 89C51輸出的電壓依然為 5V左右，分析知 89C51在串行口工作方式下，負(fù)載很重，發(fā)光二極管分得的電流較小，使其不能正常發(fā)光。 為期將近半個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不但上網(wǎng)查閱了一些單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用知識(shí)，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(jì)做了充的準(zhǔn)備，也培養(yǎng)了我獨(dú)立思考和動(dòng)手的能力。s MOVX A， DPTR ；讀 A/D結(jié)果 MOV R1， A ；暫存于 2BH～ 2EH INC R1 DJNZ R4， ADC2 ； A/D 測量 4次完否？ 28 MOV R7， 3 MOV R1， 2BH ； A/D 暫存值地址首址 CLR C MOV R5， 0 ； 4次 A/D 值求和高位 MOV A， R1 PJZ2： INC R1 ADDC A， R1 ； 2次 A/D 值相加 MOV R6， A JNC PJZ1 INC R5 ；有進(jìn)位，高位加 1 PJZ1： DJNZ R7， PJZ2 ； 4次求和，結(jié)果在 R5R6 中 MOV R7， 2 PJZ3： MOV A， R5 RR A MOV R5， A MOV A， R6 RRC A MOV R6， A ； R5R6 右移 1 位 DJNZ R7， PJZ3 ； R5R6 右移 2位（除以 4）得平均值 在 R6 中 MOV R0， A ；平均值存在于 25H～ 28H INC R0 ；修改參數(shù)存放地址 INC R3 ；修改通道號(hào) DJNZ R2， ADC3 ；判 4路 A/D轉(zhuǎn)換完否 RET 溫度 A/D值經(jīng)標(biāo)度變換并把它轉(zhuǎn)換為供顯示的 4位 BCD碼，以及把整數(shù) 部分存于 32H（十六進(jìn)制數(shù)）的程序如下： BDBH： MOV A， 28H ；取溫度 A/D 值 MOV B， 5 29 MUL AB ； 5倍 A/D 即含 1位小數(shù)的實(shí)際溫度 MOV R3， B MOV R4， A ；暫存于 R3R4 CLR A MOV R5， A MOV R6， A ； BCD 結(jié)果單元清“ 0” MOV R7， 16 ；循環(huán)計(jì)數(shù)初值為 16 BCD1： CLR C MOV A， R4 RLC A MOV R4， A MOV A， R3 RLC A MOV R3， A ；待轉(zhuǎn)換數(shù)左移 1位， D7→ Cy MOV A， R6 ；結(jié)果單元內(nèi)容帶進(jìn)位位自身相加 ADDC A， R6 DA A MOV R6， A MOV A， R5 ADDC A， R5 DA A MOV R5， A DJNZ R7， BCD1 ； R5R6 為 BCD 碼值 MOV 30H， A MOV 31H， R6 ；送 30H， 31H MOV A， 28H ；取溫度 A/D值 CLR C RRC A ；除以 2 MOV 32H， A ； T溫度值（整數(shù)）→ 32H 30 RET DISUP： MOV R0， 7CH ；顯示緩沖區(qū)首址 MOV R3， 01H ；最左位 LED的位碼 MOV R1， 23H ； PC 口暫存單元地址 DIS0： MOV DPTR， 7002H ； PC 口 MOV A， R3 ；取位碼 XCHD A， R1 ；低 4位交換 MOV A， 23H MOVX DPTR， A ；位碼從 PC口輸出 MOV DPTR， 7000H ； PA 口 MOV A， R0 ；取顯示數(shù)據(jù) ADD A， 32 ；加偏移量 MOVC A， A+PC ；查表得段碼 MOV R2， A ；暫存 CJNE R3， 04H， DIS1 ；不是第三位 LED，轉(zhuǎn) DIS1 MOV A， 24H ；取 T 給定 BCD 碼值 CLR C 。為了提高自己應(yīng)用知識(shí)的能力，利用單片機(jī)知識(shí)與 PC 機(jī)技術(shù)，以“熱爐溫度控制”為例，作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。因軟件還要校正測溫值，故基本符合上述數(shù)值即可。