【正文】 ,不銹鋼形式的封裝可以保護(hù)傳感器不受腐蝕。 在本設(shè)計中僅掛接一片溫度傳感器 ，就可以執(zhí)行跳過命令 。單片機(jī)與數(shù)據(jù)采集芯片的連接如圖 。 圖 36 顯示電路 的數(shù)碼管與單片機(jī)連接圖 語音播報模塊 語音播報模塊 是以 ISD4004為核心的， ISD4004是 ISD4000系列語音 芯片的一第三章 硬件單元電路設(shè)計及相關(guān)參數(shù) 18 種 ,4000系列還有 ISD400 ISD4003等，個位上的數(shù)字表示語音錄放時間， 4004的錄放時間為 1 16，不同小類錄放時間不同。 （ 7） 串行 時鐘（ SCLK） 由控制器將時鐘信號通過該口發(fā)送給 ISD4004。 維持電流： 1uA 在輸入端加控制信號完成對輸出端負(fù)載的“通”“斷”控制SSR 內(nèi)部 的 光耦合器 OPTOS01 輸入端的負(fù)載是發(fā)光二極管， 這決定 了 輸入端與輸入信號電平 匹配， 使用時， SSR 輸入端 直接與單片機(jī)輸出口連接 ， 由 “1” 與“0” 邏輯電平控制。 圖 39 繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 第三章 硬件單元電路設(shè)計及相關(guān)參數(shù) 22 圖 310 繼電器控制模塊及加熱裝置 繼電器控制電路圖 下圖是 一個 控制電阻絲加熱的電路圖 ，單片機(jī) 通過 的輸出控制 繼電器 的開合并 進(jìn)行通訊 ,當(dāng)繼電器的開關(guān)閉合時，晶閘管的門極觸發(fā)電路導(dǎo)通，即晶閘管導(dǎo)通， 220V 的交流電壓直接加在加熱裝置 ，加熱裝置為日常用的 1kw 電阻性電爐 ， 進(jìn)行 加熱 ， 其電路圖如圖 310 所示。 復(fù)位電路 復(fù)位電路為單片機(jī)提供復(fù)位信號，復(fù)位的方式由系統(tǒng)的工作原理決定，由于水溫控制系統(tǒng)的水溫設(shè)定 是有手動完成，所以單片機(jī)的復(fù)位最好也由手動完成。 系統(tǒng)的供電電源電路如圖 所示。 設(shè)定狀態(tài)有效效 開始 顯示實際溫度 調(diào)用二進(jìn)制轉(zhuǎn) 換成 BCD 碼程序 初始化 設(shè)置串口方式 設(shè)置顯示位數(shù) 串口發(fā)送顯示 返回 Y N 第四章 系統(tǒng)各電源模塊程序設(shè)計 27 圖 45 語音播報模塊程序流程圖 執(zhí)行模塊程序 流程圖 讀取 18B20 的實時數(shù)據(jù)與設(shè)定值的比較，開始進(jìn)行加熱，在加熱的過程中需要進(jìn)行每 20 秒一次的跟蹤檢測，并 把 檢測到的實時數(shù)據(jù) 與設(shè)定值 比較，根據(jù)比較結(jié)果 判斷是否進(jìn)行 加熱 ， 其具體流程如圖 46所示。 語音模塊和數(shù)據(jù)采集模塊的程序在芯片的 介紹中都已經(jīng)給出，但是這兩個程序非常的復(fù)雜 ，通過調(diào)整以適應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計要求，難度很大，故這兩部分程序沒有在論文中給出 。中斷總允許 SETB EX0 ； 0INT 中斷允許 SETB EX1 ； 1INT 中斷允許 SETB PX1 CLR IT0 ； 0INT 為電平觸發(fā)方式，低電平有效 CLR IT1 ； 1INT 為電平觸發(fā)方式，低電平有效 AJMP SJCJ 鍵盤模塊程序 START: MOV P1, 07H ；輸入時 P1 口置 1 MOV A, P1 ；鍵狀態(tài)輸入 CJNE A, 07H, LOOP SJMP START LOOP: LCALL DAL 12ms ；延時 12ms MOV P1,07H ； P1 口置 1 附錄 34 MOV A,P1 ；鍵狀態(tài)輸入 CJNE A,07H, LOOP1 ；比較狀態(tài)是否一致，跳轉(zhuǎn) SJMP START LOOP1: MOV B,A ；暫存 A 值 LOOP2:MOV A,P1 CJNE A,07H,LOOP2 LCALL DAL 12ms MOV A,P1 CJNE A,O7H,LOOP2 ； 釋放循環(huán)狀態(tài) MOV A,B ；返回 A 值 顯示模塊程序 DIS:MOV R0， 30H ； R0 指向顯示緩存 MOV R2， 20H ； R2 存位選碼 DIS1:MOV A,R0 ；取數(shù)進(jìn)行譯碼 MOV DPTR,SEG MOVC A,A+DPTR ；段碼送 A 口 MOV DPTR,0FD01H MOVX DPTR,A MOV A,R2 INC DPTR MOVX DPTR,A ；位選碼送 A 口 ACALL DIMS ；延時 3~5ms MOV A,R2 附錄 35 JB ， DIS2 ；是否顯示完畢 INC R0 ；未完，取下一位 MOV A,R2 RR A ；下位位選碼 MOV R2， A AJMP DIS1 DIS2： RET DIMS:MOV R3， 70H ；延時子程序 DL1： NOP NOP DJNZ R3， DL1 RET SEG:DB 3FH,06H,5BH,4FH ； 0， 1， 2， 3 DB 66H,6DH,7DH,07H ； 4， 5， 6， 7 DB 7FH,6FH,77H,7CH ； 8， 9， A， B DB 39H,5EH,79H,71H ； C， D， E， F 控制電路程序設(shè)計 BIJ:MOV 37H,A ； 將設(shè)定溫度值送 A中 SUBB A,41H ； 設(shè)定溫度與實 際溫度進(jìn)行比較 JZ BIJ1 BIJ1:SETB ； 啟動加熱裝置 LCALL DAL 20s ； 延時 20s RET END 。 電路設(shè)計中由于考慮到成本，沒有完全發(fā)揮各器件的功能，如 ISD4004 芯片，其電源端分為 VSSD 和 VSSA 兩類， VSSD 代表數(shù)字電路電源端，而 VSSA是模擬電路 電源端，最好是單獨供電， 可以最大限度的降低噪聲，但是電路中并沒有設(shè)置兩組 +3V的直流電源。顯示子程序的功能是將顯示緩沖區(qū)內(nèi)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)先轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的 BCD 碼，分別存入十位和個位顯示區(qū)，然后通過串行通信口送出顯示。兩部分結(jié)構(gòu)相同，都是 由 變壓器、 橋式全波整流電路、電容 (C CC C9)濾波電路、三端固定輸出的集成穩(wěn)壓器 78LXX 構(gòu)成，一端接直流電源，另一端輸出直流電源， 不同之處在于 +5V 電路采用的是 78L05， + 采用的是 78L33。 外部諧振可以選擇石英晶體也可以選擇陶瓷諧振，考慮到成本 ， 設(shè)計中采用石英晶體諧振電路，電路中有兩個電容 C5， C7，諧振電路電容的大小影響振蕩頻率、穩(wěn)定性、和起振。 （ 3） 交流型 SSR 采用過零觸發(fā)技術(shù)， 避免了對 計算機(jī) 產(chǎn)生的 干擾。 固態(tài)繼電器 SSR工作原理 系統(tǒng) 執(zhí)行模塊 采用固態(tài)繼電器 SSR 進(jìn)行控制 , SSR 內(nèi)部可以劃分為三個部分：輸入電路、耦合電路、輸出電路。 語音錄放時間： 8— 16min （ 5） 串行 輸入（ MOSI） 串 行輸入端，主控制器 向該口發(fā)送的控制信號 ，ISD4004 獲得信號 輸入。 工作時，位選信號每次僅有一路輸出是“ 0”，另一路是“ 1”，同時 P2口 選通的數(shù)碼管相對應(yīng)的字形碼信號。 該溫度值被存儲在存儲器中，在單片機(jī)對 DS18B20進(jìn)行讀取時，溫度第三章 硬件單元電路設(shè)計及相關(guān)參數(shù) 16 值傳輸至單片機(jī)內(nèi)。單片機(jī)通過一線總線訪問 DS18B20 的話，需要經(jīng)過以下幾個步驟： 1. 復(fù)位 單片機(jī) 上電 后，向 DS18B20發(fā)送 不少于 480us的低電平信號 ， DS18B20會在最第三章 硬件單元電路設(shè)計及相關(guān)參數(shù) 15 長 60us的時間內(nèi)向的單片機(jī)返回一個脈沖信號，證明數(shù)據(jù)采集芯片正在待命，復(fù)位 完成 。 內(nèi)部只讀存儲器 (ROM)含有 64 位產(chǎn)品序列號 一根數(shù)據(jù)總線完成輸入輸出 通信 表 32 按鍵 控制描述 按鍵 名稱 功能 描述 K2 加 一 鍵 每按一次鍵，數(shù)字加 1 K3 減 一 鍵 每按一次鍵，數(shù)字減 1 K4 功能鍵 按鍵按下 ,系統(tǒng) 處于設(shè)定狀態(tài) ,再次按下 ,系統(tǒng) 設(shè)定完成 。 第三章 硬件單元電路設(shè)計及相關(guān)參數(shù) 11 P2 口： P2 口的性質(zhì)功能與 P1 口基本相同，不同之處在于在進(jìn)行 Flash 編程和程序校檢時， P2口可以獲取 16位地址的外部數(shù)據(jù)，但是 P1口只能獲取低8位地址 P3 口： P3 口是 的性質(zhì)功能與 P P2口重疊，但是 P3口除了作為一般的I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表 所示 : 表 31 P3口的第二功能 除此之外， P3 口還 可以 接收 控制信號，這些控制信號一般 用于 f閃速存儲器編程和程序校驗。 中斷源 6個 具有良好的兼容性， MCS51系列 產(chǎn)品 的 指令系統(tǒng) 完全可應(yīng)用于 AT89C51 圖 23 傳統(tǒng)繼電器 第二章 系統(tǒng)總體框圖和方案對比論證 7 方案 2：使用較為新型的固態(tài)繼電器，完成強(qiáng)弱電信號銜接?？尚械姆桨赣幸韵聝蓚€： 方案 1： 以 SK040G 語音芯片直接驅(qū)動的 的擴(kuò)音器。 鉑電阻傳感器將測得的溫度線號傳到信號放大器，進(jìn)行電壓信號放大，之后由單片機(jī)對信號進(jìn)行處理并做出反應(yīng)。 結(jié)論：基于以上對比，本設(shè)計采用方案 2。電路可以采用集成電路也可以采用分立式電路。預(yù)先溫度設(shè)定，系統(tǒng)將根據(jù)設(shè)定的溫度進(jìn)行控制 溫度控制系統(tǒng)經(jīng)歷了較長的發(fā)展歷程，技術(shù)越來越成熟，其理論框架基本不會再有較大的改動，而電子科技的發(fā)展為其性能的提升創(chuàng)造了空間。數(shù)據(jù)采集模塊 將使用 DS18B20 數(shù)字化溫度傳感器 ， DS18B20 突出的特點是 無需數(shù)模裝換，可以直接接入單片機(jī)，減少信號失真。語音播報部分采用集成芯片，進(jìn)行語音對外傳輸，選用 ISD4004 在很大程度上優(yōu)化了系統(tǒng)，ISD4004 采用的是“直接模 擬量存儲”技術(shù)，該技術(shù)優(yōu)勢明顯可以直接進(jìn)行模擬數(shù)據(jù)的錄入，即語音播報部分內(nèi)容可以直接輸入，無需模數(shù)裝換，存儲，再數(shù)模裝換，不但簡化了流程，而且最大限度的減少失真 ，輸出效果較好 。例如，現(xiàn)代化的泳池，當(dāng)前社會在實用性的基礎(chǔ)上更加講究舒適性，表現(xiàn)在室內(nèi)泳池上，就是泳池 的 水溫要保持在一個適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，以使身處泳池之中人的體表感官保持舒適；在家居生活中，技術(shù)較新的產(chǎn)品為了在性能上出眾，以達(dá)到增加銷量的目的，越來越多的人性化設(shè)計開始使用到家電之中，以電飯煲為例，現(xiàn)在 的電飯煲不在簡簡單單的能煮飯，如果飯煮好后主人沒能及時將飯盛出，電飯煲會根據(jù)溫度進(jìn)行自身調(diào)節(jié)， 以使其中的飯始終保持在適宜食用的溫度范圍內(nèi)，這其中用到的就是溫度控制。鍵盤輸入及控制系統(tǒng)運(yùn)作 以單片機(jī)為控制核心 ,達(dá)到設(shè)定的水溫時，進(jìn)行語音播報。而方案 2使用的 AT89C51 單片機(jī)在以前接觸過，較為了解，使用起來比較簡單方便。鉑熱電阻的 突出性能是在 高溫和氧化性介質(zhì)中很穩(wěn)定， 線性度非常好，因此 它 通常用于 工業(yè)測溫。 語音播報模塊 語音播報模塊實現(xiàn)的途徑是通過 單片機(jī)控制語音播放器件傳輸?shù)綌U(kuò)音器 ,將預(yù)先設(shè)定好的語音播放出來。 控制實現(xiàn)模塊 控制實現(xiàn)模塊的方案理 論上的方案都是通過繼電器銜接電爐，完成弱電信號對強(qiáng)電的控制，而使 用什么樣的繼電器對電路的完成效率有著很大的影響，主要由以下兩種選擇： 方案 1：使用傳統(tǒng)電磁式繼電器，電磁式繼電器結(jié)構(gòu)簡單、實用， 單片機(jī)傳送高電平信號至三極管，三極管正向?qū)ㄐ盘杺髦?2號接口，繼電器電流輸入口兩個反向電壓作用，磁性消 失，原本被吸附彈片落下，連接高壓兩端電路，電路導(dǎo)通，開始加熱。 主要性能參數(shù)： 16 位定時 ／計數(shù)器 2 個 P1 口： P1 口同樣是 雙向 I/O 口 ，引腳也是八個，但是 P1 口 各 引腳 的不同之處在于其 帶內(nèi)部上拉電阻的， P1 可以通過 吸收或輸出電流 的 方式由其輸出緩沖級完成對 TTL 邏輯門電路 的驅(qū)動，可以驅(qū)動的個數(shù)為 4個 。各個鍵的功能描述如表 32 所示。 溫度轉(zhuǎn)化與輸出過程全部采用數(shù)字量 內(nèi)部帶有