【正文】 .........................................................................................................27 第 4 章 PCB 板制作 ..........................................................................................................................29 Protel DXP 軟件介紹 ............................................................................................................29 原理圖 .................................................................................................................................33 PCB 板圖 .............................................................................................................................34 實(shí)物圖 .................................................................................................................................35 結(jié)論 .................................................................................................................................................37 致謝 .................................................................................................................................................38 參考文獻(xiàn) ..........................................................................................................................................39 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 3 第 1 章 緒論 課題設(shè)計(jì)背景和目的 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)。本溫度控制系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由溫度傳感器 LM35 對(duì)紙盒溫度進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換芯片得到相應(yīng)的溫度值，將所得的溫度值與設(shè)定溫度值相比較得到偏差。③ 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。 因此單片機(jī)對(duì)溫度的控制問題是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到的問題。另一部分是電子裝置，它主要完成對(duì)信號(hào)的接收、處理、對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行控制、溫度顯示等功能。未來主要的研究方向?qū)⑹侨绾螖U(kuò)大它 的溫度適用范圍 ,以及智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方面。隨著生產(chǎn)的發(fā)展 ,新型溫度傳感器還會(huì)不斷出現(xiàn) ,目前 ,國內(nèi)外通用的溫度傳感器及測(cè)溫儀大致有以下幾種 : 熱膨脹式溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、熱電偶、輻射式測(cè)溫儀表、石英溫度傳感器測(cè)溫儀。非接觸式檢測(cè)方法是利用物體的熱輻射特性 與溫度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)物體的溫度進(jìn)行檢測(cè)，主要有亮度法、全輻射法和比色法等。本課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè) 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 5 計(jì)兩部分。軟件程序編寫主要用來實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)、標(biāo)度轉(zhuǎn)換、 LED 顯示、繼電器控制等數(shù)據(jù)處理功能。當(dāng)溫度量值低于設(shè)定值時(shí)，使加溫 電路接通，降溫電路停止工作。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出 地址的高八位。讀端口時(shí)實(shí)際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線，經(jīng)過某種運(yùn)算或 變換后再寫回到端口鎖存器。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)，低電平有效。 XTAL2：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。 引腳介紹： ① 正電源 Vcc；②輸出；③輸出地 /電源地。 1 15 和 17～ 21： 8 位數(shù)字量輸出端。 12（ VREF（ +））和 16（ VREF（ ））：參考電壓輸入端 11（ Vcc）：主電源輸入端。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。一般用于顯示時(shí)鐘中的秒。 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 16 應(yīng)用舉例： ⑴電鈴 ⑵水位報(bào)警器 ⑶溫度報(bào)警器 半導(dǎo)體制冷片 半導(dǎo)體制冷片，也叫熱電制冷片，是一種熱泵。 風(fēng)扇以及散熱片的作用主要是為制冷片的熱端散熱，通常熱端的溫度在沒有散熱裝置的時(shí)候會(huì)達(dá)到 100 度左右，極易超過制冷片的承受極限，而且半導(dǎo)體制冷效率的關(guān)鍵就是要盡快降低熱端溫度以增大兩端溫差，提高制冷效果，因此在熱端采用大型的散熱片以及主動(dòng)的散熱風(fēng)扇將有助于散熱 系統(tǒng)的優(yōu)良工作。在此期間，一方面半導(dǎo)體制冷材料的優(yōu)值系數(shù)提高，另一方 面拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。 半導(dǎo)體制冷片的單個(gè)制冷元件對(duì)的功率很小，但組合成電堆，用同類型的電堆串、并聯(lián)的方法組合成制冷系統(tǒng)的話，功率就可以做的很大，因此 制冷功率可以做到幾毫瓦到上萬瓦的范圍。 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 19 第 3 章 系統(tǒng)軟件仿真 keil uVision Keil uVision2 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，使用接近于傳統(tǒng) c 語言的語法來開發(fā)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用 ,而且大大的提高了工作效率和項(xiàng)目開發(fā)周期 ,他還能嵌入?yún)R編，您可以在 關(guān)鍵的位置嵌入，使程序達(dá)到接近于匯編的工作效率。 程序設(shè)計(jì) 源程序如下： include define uchar unsigned char int a,temp,h。 sbit P2_5=P2^5。 /*CPU 開中斷 */ PX1=1。 /*預(yù)置計(jì)數(shù)初值 */ TL0=(655361)%256。 //讀取 AD 采樣值 OE=0。h50。 for(h=0。 P2_6=0。 P2_5=0。 P2_2=0。 if(a50) a=50。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型 上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。 功能模塊 （ 1）智能原理圖設(shè)計(jì)（ ISIS） 豐富的器件庫：超過 27000 種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件； 智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件； 智能化的連線功能：自動(dòng)連線功能使連接導(dǎo)線簡(jiǎn)單快捷，大大縮短繪圖時(shí)間； 支持總線結(jié)構(gòu)：使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明清晰； 可輸出高質(zhì)量圖紙：通過個(gè)性化設(shè)置，可以生成印刷質(zhì)量的 BMP 圖紙，可以方便地供 WORD、 POWERPOINT 等多種文檔使用。 4． Proteus 可提供的調(diào)試手段 Proteus 提供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。 仿真 仿真圖如下： 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 28 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 29 第 4 章 PCB 板制作 Protel DXP 軟件介紹 Altium 公司作為 EDA 領(lǐng)域里的一個(gè)領(lǐng)先公司，在原來 Protel 99SE 的基礎(chǔ)上，應(yīng)用最先進(jìn)的軟件設(shè)計(jì)方法，率先推出了一款基于 Windows20xx 和 Windows XP 操作系統(tǒng)的 EDA設(shè)計(jì)軟件 Protel DXP。 Protel DXP 20xx 已不是單純的 PCB（印制電路板）設(shè)計(jì)工具，而是由多個(gè)模塊組成的系統(tǒng)工具，分別是 SCH（原理圖）設(shè)計(jì)、 SCH（原理圖）仿真、 PCB（印制電路板）設(shè)計(jì)、Auto Router（自動(dòng)布線器）和 FPGA 設(shè)計(jì)等，覆蓋了以 PCB 為核心的整個(gè)物理設(shè)計(jì)。 4. 重復(fù)式設(shè)計(jì) Protel DXP 20xx 提供重復(fù)式設(shè)計(jì)，類似重復(fù)層次式電路設(shè)計(jì)，只要設(shè)計(jì)其中一部分 電路圖，即可以多次使用該電路圖，就象有很多相同電路圖一樣。 10. 可 定義電路板設(shè)計(jì)規(guī)則 在原理圖設(shè)計(jì)時(shí)，定義電路板設(shè)計(jì)規(guī)則是非常實(shí)際的。 16. 改良焊點(diǎn)連接線 Protel DXP 20xx 提供自動(dòng)修剪焊點(diǎn)連接線的功能，使自動(dòng)布線后焊點(diǎn)連接更恰當(dāng)。它可以對(duì)當(dāng)前所畫的原理圖進(jìn)行仿真 ,在整個(gè)設(shè)計(jì)周期都可以查看和分析電路的性能指標(biāo) ,及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中所存在的問題并加以改正。 板層分割焊接 14. 改善加強(qiáng)板層分割功能 Protel DXP 20xx 提供了加強(qiáng)的板層分割功能，對(duì)于板層的分割自動(dòng)以不同顏色來表示，讓設(shè)計(jì)者更容易辨別與管理。 8. 超強(qiáng)的比較功能 Protel DXP 20xx 新增了超強(qiáng)的比較功能，能對(duì)兩個(gè)相同格式的文件進(jìn)行比較，以得到其版本的差異性，也可以對(duì)不同格式的文件進(jìn)行比較，例如電路板文件與網(wǎng)絡(luò)報(bào)表文件等。 3. 多重組態(tài)的設(shè)計(jì) Protel DXP 20xx 支持單一設(shè)計(jì)多重組態(tài)。 設(shè)計(jì)理念 Protel DXP20xx 是 Altium 公司于 20xx 年推出的最新版本的電路設(shè)計(jì)軟件，該軟件能實(shí)現(xiàn)從概念設(shè)計(jì)，頂層設(shè)計(jì)直到輸出生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及這之間的所有分析驗(yàn)證和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的管理。 它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這些虛擬儀 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 27 器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。 旋轉(zhuǎn)元件 左下角旋轉(zhuǎn)工具欄 元件連線 在引腳上鼠標(biāo)指針變成 X 狀， 單擊，移動(dòng)到目的引腳，再次單擊。這些功能是： 1．原理布圖 2． PCB 自動(dòng)或人工布線 3． SPICE 電路仿真 革命性的特點(diǎn) 1．互動(dòng)的電路仿真 用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如 RAM， ROM，鍵盤，馬達(dá)， LED， LCD， AD/DA，部分SPI 器件，部分 IIC 器件。 } proteus 軟件介紹 界面 軟件簡(jiǎn)介 Proteus 軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。 P2_2=1。 if(atemp) { P2_0=1。 P2_3=0。 P2_4=0。 P2_5=0。 P2_6=0。 OE=1。 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 21 IT1=1。 main() { TMOD=0x01。 sbit P2_3=P2^3。 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 20 另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 日常生活方面：空調(diào)、冷熱兩用箱、飲水機(jī)、電子信箱等。 半導(dǎo)體制冷片熱慣性非常小，制冷制熱時(shí)間很快，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鐘，制冷片就能達(dá)到最大溫差。 約飛的理論得到實(shí)踐應(yīng)用后，有眾多的學(xué)者進(jìn)行研究到六十年代半導(dǎo)體制冷材料的優(yōu)值系數(shù)，才達(dá)到相當(dāng)水平，得到大規(guī)模的應(yīng)用，也就是我們現(xiàn)在的半導(dǎo)體制冷片件。在制冷片工作期間，只要冷熱端出現(xiàn)溫差 ，熱量便不斷地通過晶格的傳遞，將熱量移動(dòng)到熱端并通過散熱設(shè)備散發(fā)出去。 當(dāng)斷開低壓控制開