【正文】 溫度能夠穩(wěn)定在設定值附近。 ``本科 畢業(yè)（設計）論文 26 第 7 章 結束語 通過本次畢業(yè)設計 ，最終設計出了一套基于單片機的水溫控制系統(tǒng)的電子裝置。另外，由于在設計中存在數(shù)字電路`基于單片機的水溫控制系統(tǒng) 25和模擬電路，因此在布線時就需要考慮它 們之間互相干擾問題，特別是地線上的噪音干擾，數(shù)字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強，對信號線來說，高頻的信號線盡可能遠離敏感的模擬電路器件，對地線來說，整個 PCB 對外界只有一個結點，所以必須在 PCB 內(nèi)部進行處理數(shù)、模共地的問題，而在板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實際上是分開的它們之間互不相連，只是在 PCB 與外界連接的接口 （ 如插頭等 ） 。 4 布線 在本次的 PCB 制作中，采用手動布線的方式，在布線中一般的信號線采用10mil,電源線和地線采用 20mil,這樣可以提高電路的抗干擾能力，增強系統(tǒng)的可靠性。 是否到 5S？ 取 ADC 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)上傳 N Y 2Hz 中斷 返 回 加熱時間到否？ 關閉繼電器 清中斷 N Y 10mS 中斷 返 回 圖 定時 10mS 中斷流程圖 `基于單片機的水溫控制系統(tǒng) 23利用中斷定時 10mS 來確定加熱時間，當加熱時間足夠的時候，此時關閉繼電器，并清除中斷退出，當加熱時間不足時，直接跳轉到清除中斷語令 并退出，等待下一 10mS 中斷命令發(fā)出 。 ``本科 畢業(yè)（設計）論文 20 第 5 章 水溫控制系統(tǒng)軟件設計 程序結構 在基于單片機的水溫控制系統(tǒng)中，程序結構主要由主程序和以下幾個部分的子程序組成： LED 顯示程序 、鍵盤掃描程序、鍵值處理程序、 A/D 采樣及上傳程序、 PID 計算程序、語音播報程序和繼電器控制程序。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點。 b 直流電阻 是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬能表測量。該器件符合 RS232 標準。 語音播報模塊 1)SPY0030 芯片介紹 圖 SPY0030 引腳圖 ``本科 畢業(yè)（設計）論文 16 SPY0030 作為一款語音放大芯片 ,可以直接接收來自于單片機輸出的模擬信 號進行放大 ,與 LM386 相比 ,具有音質更好的特點。動態(tài)掃描的方法是用其接口電路把所有顯示器的 8 個筆畫段 ah 同名端連在一起，而每一個顯示器的公共極 COM 各自獨立的受 I/O 線控制。 8 段數(shù)碼管又稱為 8 字形數(shù)碼 管，分為 8 段： A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 P。 數(shù)據(jù)顯示模塊 1)74LS138 芯片介紹 圖 74LS138 引腳圖 74LS138 是用 TTL 與非門組成的 3 線 8 線譯碼器，它輸入的 3 位二進制代碼共有 8 種狀態(tài)，且每個輸入代碼對應一根輸出 線上的高、低電平信號狀態(tài)。因此采用 10 倍電壓放大，基本滿足 SPCE061A 數(shù)模轉換。 3 語音播報 單元 語音播放水溫設置溫度，并播報整數(shù)溫度變化。系統(tǒng)默認的電壓監(jiān)測低限為 。 APWMO 波形是通過寫入 P_TimeA_Ctrl 單元的 B9B6 選擇一個脈寬數(shù) (以計數(shù)溢出周期數(shù)定義 )產(chǎn)生出來的，即每 16 個計數(shù)溢出周期將產(chǎn)生一個由上述單元定義的脈寬。 表 時鐘頻率列表 時鐘源 A 的頻率 時鐘源 B 的頻率 Fosc/2 2048Hz Fosc/256 1024Hz 32768Hz 256Hz 8192Hz TMB1 4096Hz 4Hz 1 2Hz 0(默認 ) 1（默認） EXT1 EXT2 向定時器的 P_TimerA_Data(讀 /寫 )($700AH)單元或 P_TimerB_Data(讀 /寫 )($700CH)單元寫入一 計數(shù)值 N 后，選擇一個合適的時鐘源，定時器 /計數(shù)器將在所選的時鐘頻率下開始以遞增的方式計數(shù) N， N+1， N+2…0xFFFE ， 0xFFFF。 相比之下， FIQ 中斷的優(yōu)先級較高而 IRQ 的中斷優(yōu)先級較低。另外有一個通道只作為語音輸入通道，通過內(nèi)置 自動增益控制放大器的麥克風通道(MIC_IN)輸入。 SPCE061A 具備兩個可編程輸入輸出端口： A 口和 B 口。默認的Fosc、 CPUCLK 分別為 MHz 和 Fose/8。此外， SPCE061A 有 3 個 PIQ 中斷和 14 個 IRQ 中斷，并且?guī)в?一個由指令BREAK 控制的軟中斷。 ``本科 畢業(yè)（設計）論文 4 第 3 章 單片機 SPCE061A 結構及工作原理 本系統(tǒng)采用 SPCE061A 芯片作為核心部件，目前有兩種封裝形式 ： 84 引腳的 PLCC84 封裝和 80 引腳的 LQFP80 貼片封裝。 水溫控制系統(tǒng)的方案選擇 驅動部分 方案一 ：此方案采用 89C51 單片機 實現(xiàn)，但是 89C51 單片機 需要外接模數(shù)轉換器來 滿足數(shù)據(jù)采樣。 SPCE061A 具備 全雙工異步通訊的串行接口，可實現(xiàn)多機通訊， 并 組成分布式控制系統(tǒng) ；其 紅外收發(fā)通訊接口，可用于近距離的雙機通訊或制作紅外遙 控裝置 ； A/D， D/A 轉換接口可以方便用于各種數(shù)據(jù)采集、處理和控制輸出，并為與用戶系統(tǒng)友好的交互打下基礎 ； A/D， D/A 轉換接口與 CPU 的 DSP 運算功能結合在一起，可實 現(xiàn)語音識別功能，使其方便地運用于數(shù)字聲音和語音識別應用領域。該系統(tǒng)通過鉑電阻和電壓放大電路 將溫度信號送至數(shù)據(jù)處理單元，經(jīng)過運算轉換后將信號輸出至 74LS138，然后通過數(shù)碼管實現(xiàn)顯示功能。 溫度信號由 PT1000 和電壓放大電路提供，并通過 PID算法實現(xiàn)水溫控制。 方案二：此方案采用 SPCE061A 單片機實現(xiàn)，此單片機內(nèi)置 8 路 ADC 和 2路 DAC，且集成開發(fā)環(huán)境中，配有很多語音播放函數(shù)，用 SPCE061A 實現(xiàn)語音播放極為方便。 2K 字的 SRAM 和 32K 字的閃存 ROM 僅占一頁存儲空間， 32 位可編程的多功能 I/O 端口；兩個 10 位定時器 /計數(shù)器； 32768Hz 實時時鐘；低電壓復位 /監(jiān)測功能； 8 通道 10 位模數(shù)轉換輸入功能并具有內(nèi)置自動增益控制功能的麥克風輸入方式；雙通道 10 位 DAC 方式的音頻輸出功能；內(nèi)置在線仿真板接口 。對閃存設置保密設定后，其內(nèi)容不能再通過 ICE 被讀寫，也就可以使程序不被 他人讀取。這樣，可以避免系統(tǒng)在喚醒初始時刻讀 ROM 出現(xiàn)錯誤。IOA[70]口為鍵喚醒源，通過讀 P_IOA_Latch 單元來鎖存 IOA[70]端口的電平狀態(tài)，從而可激活其喚醒功能。``本科 畢業(yè)（設計）論文 8 DAC DAC2 轉換輸出的模擬量電流信號分別通過 AUD1 和 AUD2 管腳輸出 。 TimerA為通用計數(shù)器， TimerB 為多功能計數(shù)器。時鐘源 A 和時 鐘源 B 組合，為 TimerA 提供多種計數(shù)速度。因此，時鐘源 B 能用于一個精確的時間計數(shù)器。導致電源電壓過低的原因很多，如電壓的反跳、負載過重、電池能量不足 等 。 6 繼電器 /熱電爐 單元是 通過三極管控制繼電器開關來完成對熱電爐功率控制。 2)信號采集 (測溫 )部分電路 設計 圖 測溫部分電路圖 `基于單片機的水溫控制系統(tǒng) 13通過溫度的變化，將影響到 Pt 電阻阻值的變化，然后通過調整分壓電阻 R3的阻值來使電路獲得合適的輸入信號，經(jīng)過兩級放大后，輸出至 SPCE061A 的A/D 轉換端口。否則譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平，這 3 個端也叫作 “片選 ”輸入端，利用片選的作用可以將多片連接起來以擴展譯碼器的功能。 在 該 LED 數(shù)碼管中，所有筆段的 LED 發(fā)光二極管的負極連接在一起， 所以在連接方式上來說屬于共陰極連接方法。 3)數(shù) 碼顯示部分電路設計 圖 輸出顯示電路圖 從單片機的 A 端口 (IOA8IOA15)輸出的信號通過 2 個 4470 歐姆的排阻的限流、穩(wěn)流作用后，將信號輸入數(shù)碼管 LED5641A，作為位選碼，通過對IOA8IOA15 的設置，可以顯示 09 的數(shù)字，并顯示小數(shù)點。在圖中有兩個跳線，其作用在于可以測量 DAC 的輸出波形；另外拔掉跳線，可以斷開 DAC 到喇叭放大的通路，使得 DAC 通道處于開路狀態(tài)。 2)串行通信單元電路設計 圖 串 行通信電路圖 該部分接收來自 于單片機 串行信號輸出 引腳輸出的采樣溫度值的 TTL 電平信號，經(jīng)過 HIN232CP 電平轉換芯片后，轉換成 RS232 電平信號輸出至 9 針插孔的信號采集端口，可以比較方便的實現(xiàn)串口打印、串口紀錄等等功能。而對于線圈所加的工作電壓，一般不 要超過額定工作電壓的 倍，否則會產(chǎn)生較大的電流而把線圈燒壞。 鍵盤接口模塊 圖 鍵盤接口電路圖 該部分主要用于溫度設置，共 3 個鍵。如果此時采樣值為 1，則將該溫度值與設定溫度值進行比較，當水溫高于設定溫