【正文】 制的總體介紹硬件設(shè)計(jì)的總電路連接框圖如下圖：圖11 硬件設(shè)計(jì)的總電路連接框圖單片機(jī)控制熱水壺的硬件構(gòu)成包括8051芯片、8255芯片、地址鎖存器等組成的單片機(jī)控制電路、溫度檢測(cè)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、光電隔離電路、鍵盤及顯示電路和溫度加熱電路。 溫度檢測(cè)電路圖222 電源轉(zhuǎn)換電路在介紹溫度檢測(cè)電路之前，首先要說(shuō)明一下電源轉(zhuǎn)換電路。在本系統(tǒng)中通過(guò)溫度集成器AD590對(duì)外部55~+150℃范圍內(nèi)的溫度進(jìn)行采樣，在AD590的兩端分別接地和接電源，得到一定的壓差，因此會(huì)得到相應(yīng)的工作電壓，其輸出電流會(huì)隨溫度變化而變化。其主要原理為：將一待轉(zhuǎn)換的模擬輸入信號(hào)U1n與一個(gè)推測(cè)信號(hào)Ur相比較，根據(jù)推測(cè)信號(hào)大于還是小于輸入信號(hào)來(lái)決定增大還是減少該推測(cè)信號(hào)相等時(shí)，向D/A轉(zhuǎn)換器輸入的數(shù)字就是對(duì)應(yīng)模擬輸入量的數(shù)字量。ADC0809引腳功能說(shuō)明如下：IN0——IN7：8路輸入通道的模擬量輸入端。COLCK：時(shí)鐘輸入端。0809啟動(dòng)條件如下： （21）因此啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)用寫指令（使），=0，其端口地址為DFFFH。二十多個(gè)特殊功能寄存器。2)數(shù)據(jù)總線（DB）：數(shù)據(jù)總線寬度為8位，由P0口提供。因此，只需將外部振蕩器的信號(hào)接至引腳XTAL2，而把內(nèi)部反相放大器的輸入端XTAL1引腳接地。（2）在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，為保證復(fù)位電路可靠地工作，常將RC電路接施密特電路后再接入單片機(jī)復(fù)位端，特別適合于應(yīng)用系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)干擾大，電壓波動(dòng)大的工作環(huán)境。另一個(gè)則指出正在服務(wù)于 低優(yōu)先級(jí)中斷，并阻止除高優(yōu)先級(jí)中斷以外的其他中斷的響應(yīng)。當(dāng)用74LS373作為地址鎖存器時(shí),它們的鎖存控制端G和STB可直接與單片機(jī)的鎖存控制信號(hào)端ALE相連,在ALE下降沿進(jìn)行地址鎖存。RD：讀選通信號(hào)輸入端。PC0—PC7：C口的I/O線，或A口和B口的狀態(tài)控制信號(hào)線。8255的復(fù)位端與8051的復(fù)位端相連，都接到8051的復(fù)位電路上。工程上常用的隔離方法有光電隔離器、變壓器、繼電器和集成組件等，而光電隔離器有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。 光電隔離的電路在一般微機(jī)控制系統(tǒng)中，由于大都采用TTL電平，不能直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，所以通常加一個(gè)驅(qū)動(dòng)區(qū)，如7406和7407等。因而，在閉合和斷開的瞬間均伴隨著一連串的抖動(dòng)，抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短由按鍵的機(jī)械特性決定，一般為5~10ms，這是一個(gè)很重要的時(shí)間參數(shù)，在很多場(chǎng)合都要用到。這一點(diǎn)很容易通過(guò)分析RS觸發(fā)器的工作過(guò)程得到驗(yàn)證。平時(shí)無(wú)按鍵動(dòng)作時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。CPU在忙于各項(xiàng)工作任務(wù)時(shí),如何兼顧鍵盤的輸入，取決于鍵盤的工作方式。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是7段LED。8位并行輸出口輸出不同的字節(jié)數(shù)據(jù)即可獲得不同的數(shù)字或字符，通常將控制發(fā)光二極管的8位字節(jié)數(shù)據(jù)成為段選碼。8位LED動(dòng)態(tài)顯示電路只需要兩個(gè)8位I/O口?，F(xiàn)實(shí)的亮度同驅(qū)動(dòng)電流大小、電亮?xí)r間和關(guān)斷時(shí)間有關(guān)，調(diào)整電流大小和時(shí)間參數(shù)（掃描頻率），可以控制LED顯示亮度并穩(wěn)定顯示。，經(jīng)7407后，送到光電耦合器4N25。選用不同的電熱器件，啟動(dòng)的過(guò)程也不一樣。 開始初始化開始加熱嗎？加熱溫度采樣 是按鍵按下？N溫度到設(shè)定值？Y停止加熱，蜂鳴器響主程序結(jié)束N按鍵處理YY圖31主程序流程圖 8255的程序設(shè)計(jì) 8255的程序的初始化8255的編程如下：由第四章可得8255各端口地址是：A口地址：FF7CH B口地址：FF7DH C口地址：FF7EH 控制口地址：FF7FH假設(shè)要求8255工作方式0，且A口作為輸出，B口作為輸出，C口作為輸入，則工作程序如下：MOV A,81 H 。將DATA1送B口輸出MOV DPTR,0FF7EH 。PC5=1如果想把C口的第6位PC5復(fù)位，相應(yīng)的控制字為：00001010B=0AH。8255命令口地址送DPTR MOVX DPTR，A 。取段選碼 MOV DPTR，7F02H 。子程序返回DSEG： DB 3FH，06H，5BH 。CCSCAN： MOV DPTR，F(xiàn)F7DH ；指向PB口 MOV A， 00H MOVX DPTR，A ；PB口輸出全零 INC DPTR INC DPTR ；指向PC口 MOVX A，DPTR ；讀PC口 CPL A ANL A，0FH ；屏蔽高4位 RET ；返回 熄滅顯示器子程序，以防掃描鍵盤時(shí)，影響顯示器的顯示，因?yàn)轱@示器的位掃描線與鍵盤列掃描線共用。并行I/O口線增加到32，且可進(jìn)行位處理。我相信這次的課程設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)我今后的工作會(huì)有一定的幫助，我也相信我以后會(huì)做的更好！由于條件有限，只編制部分子程序，希望日后可以進(jìn)行總體調(diào)試，以對(duì)系統(tǒng)做進(jìn)一步的改進(jìn)。通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)讓我明白了自己對(duì)單片機(jī)的整體運(yùn)用還不太會(huì)，在實(shí)踐方面尤為薄弱，這也充分說(shuō)明了要想把一種知識(shí)學(xué)會(huì)，一定要到實(shí)際行動(dòng)中去。另一個(gè)重要電路是溫度檢測(cè)和加熱控制電路，該電路完成了溫度信號(hào)的采樣和溫度的控制，并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換將信號(hào)送到單片機(jī)的控制電路中。顯示D，E，F(xiàn)DL1ms： MOV R7，01H 。指向下一顯示數(shù)據(jù)單元MOV A，R3 JNB ，OUT 。指向PA口 MOVX DPTR，A ?？刂谱炙偷娇刂瓶? 。例如，如果想把C口的第6位PC5置1,相應(yīng)的控制字為:00001011B=0BH，程序如下：MOV DPTR,0FF7FH 。A口地址→DPTRMOVX A,DPTR 。 報(bào)警裝置首先通過(guò)按鍵對(duì)要達(dá)到的溫度進(jìn)行設(shè)定，通過(guò)加熱裝置對(duì)水進(jìn)行加熱，當(dāng)加熱溫度達(dá)到或超過(guò)設(shè)定值時(shí)，將加熱信號(hào)送到8051中，通過(guò)微處理器處理后，輸出到P1口報(bào)警，并通過(guò)三極管驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器或蜂鳴器報(bào)警。過(guò)零檢測(cè)電路由變壓器B的其中一個(gè)繞組L3和電容器C2組成。通過(guò)8255的掃描輸出經(jīng)2003來(lái)實(shí)現(xiàn)位選，用來(lái)顯示設(shè)定的溫度值和當(dāng)前的溫度值，以便進(jìn)行調(diào)節(jié)。即在每一瞬間只使某一位顯示相應(yīng)字符。根據(jù)顯示方式不同，為選線與段選線的連接方法不同。通常的7段LED顯示塊中有8個(gè)發(fā)光二極管，故也有人叫做8段顯示器。而在執(zhí)行鍵入命令或處理輸入數(shù)據(jù)過(guò)程中，CPU將不再響應(yīng)鍵入要求，直到CPU返回重新掃描鍵盤為止。2)按鍵的識(shí)別方法矩陣鍵盤按鍵的識(shí)別方法分兩步進(jìn)行：第一步，識(shí)別鍵盤有無(wú)鍵被按下；第二步，如果有鍵被按下，識(shí)別出具體的按鍵。同樣，在松開按鍵的過(guò)程中，只要一接通a，輸出為1，在接通a的過(guò)程中，即使產(chǎn)生了彈性抖動(dòng)，只要按鍵不與按鍵b發(fā)生接觸，RS觸發(fā)器的輸出將保持不變。 按鍵接口電路的消抖措施消除按鍵抖動(dòng)影響通常有硬件、軟件兩種方法。利用光電隔離器也可完成電平轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換后的輸出電平與其供電電壓值有關(guān)，而與光隔輸入端無(wú)關(guān)。光敏三極管接收光以后便導(dǎo)通。 單片機(jī)的抗干擾電路 光電隔離抗干擾的簡(jiǎn)介單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的開關(guān)信號(hào)，往往是通過(guò)芯片給出的低壓電流如TTL電平信號(hào)，這種電平信號(hào)一般不能直接驅(qū)動(dòng)外設(shè)，而需經(jīng)接口轉(zhuǎn)換等手段處理后才能用于驅(qū)動(dòng)設(shè)備開啟或關(guān)閉，如不加隔離可能會(huì)串到測(cè)控系統(tǒng)中造成系統(tǒng)誤動(dòng)作或損壞：因此在接口處理中亦應(yīng)包括隔離技術(shù)。8255片內(nèi)256*8位靜態(tài)RAM，在速度上與MCS51完全匹配。RESET：復(fù)位信號(hào)輸入段。圖241 8255的引腳圖AD0—AD7：三態(tài)地址/數(shù)據(jù)總線。 74LS373地址鎖存器芯片介紹由于MCS51單片機(jī)的P0口是分時(shí)復(fù)用的地址/數(shù)據(jù)總線,因此在進(jìn)行程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)，必須利用地址鎖存器將地址信號(hào)從地址/數(shù)據(jù)總線中分離開來(lái)。MCS51的中斷具有兩級(jí)優(yōu)先級(jí)，每一個(gè)中斷源都可以通過(guò)對(duì)中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP中的相應(yīng)位置或清0，編程為兩級(jí)中斷中的任一級(jí)——高優(yōu)先級(jí)和低優(yōu)先級(jí)，置1為高優(yōu)先級(jí)，清0為低優(yōu)先級(jí)。在本系統(tǒng)里主要用到的是上電復(fù)位和開關(guān)復(fù)位的組合。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。5/6個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)。A，B，C地址線上的信息由ALE上升沿打入地址鎖存器74LS373。GND：接地端。START：為啟動(dòng)控制輸入端。此時(shí)，D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入即為對(duì)應(yīng)模擬輸入信號(hào)的數(shù)字量，將此數(shù)字輸入就完成了A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程。要選擇好的A/D轉(zhuǎn)換器芯片，選擇A/D轉(zhuǎn)換芯片的原則從轉(zhuǎn)換精度、轉(zhuǎn)換速度、模擬信號(hào)輸入通道數(shù)以及成本、供貨來(lái)源等全面考慮。的值為Io乘上10K,以室溫25℃而言,輸出值為圖221 AD590引腳圖其主要技術(shù)參數(shù)有：1)范圍為55~+150℃。2)這個(gè)按鍵還具有啟動(dòng)電熱水壺開始工作的作用。整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵電路是單片機(jī)控制電路，完成信號(hào)的輸入和輸出的轉(zhuǎn)換，即可將