【正文】 公共的七段碼輸出口，一個選擇 LED 位的數(shù)位選擇口（本系統(tǒng)中選用共陰極接法，則為所有 LED 的共陰極端），顯示時，從左到右（或從右到左）依次輪流點亮每一位顯示器，并保持一段時間。積分電阻 RINT等于滿度電壓時對應(yīng)的電阻值 (當(dāng)電流為 20μA 、輸入電壓 = 時， RINT=200kΩ) ，此時基準(zhǔn)電壓 V+RI和 VRI之間為 2V，由電阻 R R3和電位器 R2分壓取得。 （ 3）參考電壓的調(diào)節(jié) 在使用 A/D 轉(zhuǎn)換器時，為保證其轉(zhuǎn)換精度，要求輸入電壓滿量程使用。 VREF：輔助參考電壓。 /WR：用來啟動轉(zhuǎn)換的控制輸入，相當(dāng)于 ADC 的轉(zhuǎn)換開始（ /CS=0 時），當(dāng) /WR由 HI 變?yōu)?LO時，轉(zhuǎn)換器被清除；當(dāng) /WR 回到 HI 時，轉(zhuǎn)換正式開始。該芯片內(nèi)有輸出數(shù)據(jù)鎖存器，當(dāng)與計算機連接時，轉(zhuǎn)換電路的輸出可以直接連接在 CPU 數(shù)據(jù)總線 上 1． A/D 轉(zhuǎn)換器是將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。經(jīng)過電橋法冷端補償和兩個同相放大器放大后輸出放大電壓分別是 和 。 0P07 放大器的具體參數(shù)： 開環(huán)增益 (v/181。在此電路中，只要運放 A1和 A2性能對稱 (主要指輸入阻抗和電壓增益 )，其漂移將大大減小，具有高輸入阻抗和共模抑制比，對微小的差模電壓很敏感，適宜于測量遠(yuǎn)距離傳輸過來的信號，因而十分易于與微小輸出的傳感器配合使用。當(dāng)輸入短路時（由于一些原因使輸入級的 Q 點發(fā)生微弱變化，比如：溫度），輸出將隨時間緩慢變化，這樣就形成了零點漂移。采用單電源供電的運放，輸出在電源與地之間的某一范圍變化。 Uab 與熱電勢減小量相等， Uab 與熱電勢迭加后輸出電勢則保持不變，從而達到了冷端補償?shù)淖詣油瓿伞．?dāng)擴散達到動態(tài)平衡時，得到一個穩(wěn)定的接觸電勢。其測溫上限長期為 900℃ ，短期可達 700℃ 。圖 7 是 8031 與 8155 的接口電路，存儲器 RAM 和 I/O 口的地址分配如下。 C口的工作方式與 A、 B 口工作關(guān)系如 表 ： 8155 片內(nèi)設(shè)置了一個 14位的減法計數(shù)器，用于對外部輸入的脈沖信號進行減 1計數(shù)。其中，命令字用于選擇 I/O口的工作方式，狀態(tài)字用于選擇 A 口和B口和定時器當(dāng)前的工作狀態(tài)，其格式如 下 ： 在控制信號中， IO/M =1 時， CPU 選擇對存儲器進行讀 /寫操作。 IO/M 為 1時，選擇 I/O 口； I/O 為 0 時，選擇存儲器。 RST/VPD：復(fù)位信號 /掉電保護 此端保持兩端周期的高電平，可以使單片機復(fù)位。 成都電子機械高等?？茖W(xué)校 04 級畢業(yè)設(shè)計 9 ： EA/VPP， PSEN， ALE， RST EA/VPP：片內(nèi)外程序存儲器選擇 /編程電壓 EA/VPP=1， CPU 從片內(nèi)程序存儲器開始執(zhí)行程序，即 PC 首先指向片內(nèi) ROM。 擴充外部 ROM：當(dāng)讀取內(nèi)部程序存儲 器超過 0FFFH（ 8051）、 1FFFH（ 8052）時，自動讀取外部 ROM。起作為輸出時可驅(qū)動 4 個 LS 0 當(dāng)作輸入時 ,出在高阻抗的狀態(tài) ,其輸出緩沖器可驅(qū)動 8個 LS TTL(外部的上拉電阻 ). VDD:電源 +5V. VSS:GND 接地 . （ 5） ALE/PROG (ADDRESSLATCHENABLE) 地址鎖存器使能信號端有三種功能 : 8051 外接 RAM/ROM:ALE 接地址鎖存器 8282(8212)的 STB 腳 ,74373 的 EN 腳 ,當(dāng) CPU對外部存儲器進行存取時 ,用以鎖住地址的低位地址 . 8051 未外接 RAM/ROM:在系統(tǒng)中未使用外部存儲器時 ,ALE 腳也會有 1/6 石英晶體的振蕩頻率 ,可作為外部時鐘。 方案二： 8051 和 8031 具有相同的功能，但 8051 內(nèi)部增加了 ROM/EPROM 從而使存儲的空間加大，在設(shè)計中不許要擴展其他硬件。 通過它的外圍器件，能夠以小的信號控制比較大的信號。工業(yè)用的裝配式熱電偶作為測量溫度的變送器通常和顯示儀器、記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用。要對接受到的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換、存儲和各種換算，還要將檢測到的給定值進行比較，比較值相符合，發(fā)出相應(yīng)的換算的步進脈沖，以達到控制目的。根據(jù)該半導(dǎo)體器件的摻雜層數(shù)的不同推舟的距離在 20mm170mm 之間。隨著單片機應(yīng)用的推廣和普及，微控制技術(shù)必將不斷發(fā)展，日益完善。 可以很方便地實現(xiàn)多機和分布控制。 根據(jù)本溫度 系統(tǒng)的設(shè)計要求，該系統(tǒng)是由單片機和溫度傳感器與一體的綜合設(shè)計，由于是用單片機采集溫度信號，所以在之前必須對溫度信號進行放大和轉(zhuǎn)換，就應(yīng)該選擇放大器和 A/D 轉(zhuǎn)換器，本系統(tǒng)要實現(xiàn)人工智能化，就必須有對溫度進行設(shè)定，所以還需要設(shè)計鍵盤與單片機系統(tǒng)進行溝通。本系統(tǒng)是以單片機的基本語言匯編語言來進行軟件設(shè)計 編程的 ， 其 指令的執(zhí)行速度快，節(jié)省存儲空間。它能方便地組裝成各種智能化的控制設(shè)備及各種智能儀器儀表。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機通過軟件的方法實現(xiàn)。在半導(dǎo)體產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)過程中，有一道關(guān)系到半導(dǎo)體器件性能的關(guān)鍵 工序 —— 在外延片上均勻地生長若干不同厚度的摻雜層，生長的方法是 ： 首先，將待加工 的外延片放在液相外延爐中預(yù)熱，在推桿的前端并列放 著幾個小方框， 小方 框中裝有不同的慘雜物。因而推桿的運動是步進式的。 溫度傳感器的選擇 根據(jù)設(shè)計要求，由于此設(shè)計屬于工業(yè)生產(chǎn)范圍，所以對傳感器的要求也很高。 鍵盤的選擇 根據(jù)設(shè)計思路知道，設(shè)計要求能夠?qū)崿F(xiàn)人機對話，也就是可以根據(jù)不同元器件的生產(chǎn)需要進行人為的設(shè)置溫度，控制溫度上限、下限以及對各個溫度點的設(shè)置，從而來控制電動機的運行實現(xiàn)推舟生產(chǎn)過程。我們之所以選用步進電機是因為其具有可靠的快速啟動和停止的功能，如果負(fù)荷 不超過其所提供的動態(tài)轉(zhuǎn)矩值，就能夠在一剎那間啟動與停 止，符合系統(tǒng)設(shè)計的需要。 單片機 8051 8051 是 MCS51 系列單片機中的一個產(chǎn)品， MCS51 系列單片機是 Intel 公司推出的通用型單片機。 外部數(shù)據(jù)存儲器讀取（ RAM）：兩個 /PSEN 脈沖被跳過不會輸出。 8051 硬件如下圖： 綜上所述：單片機的 4個并行口線，除 P1口可以作為用戶使用的 I/O 口線，在需要擴展片外存儲器時， P0， P2 口只能用作數(shù)據(jù)總線和地址總線，由 于 P0 口在擴展時，既可作為數(shù)據(jù)總線又可作為地址總線，所以它作為地址總線時，需要外加地址鎖存器。即使不訪問外部存儲器， ALE 仍然以震蕩頻率的 1/6周期性的向外輸出正脈沖，用它作為外部定時基準(zhǔn)。 PC2， A 口選通信號線 PC3， B 口中斷請求信號線。 VSS，接地端。 C 口工作于 ALT3 方式時， B 口工作于基本輸入 /輸出， A 口工作于選通工作方式。 任何時刻都可以設(shè)置定時器的初值和工作方式，但是必須將啟動命令寫入命令寄存器。 前向通道包括： A/D 轉(zhuǎn)換 器 、傳感器、放大器 溫度傳感器： 我們知道，在推舟工作區(qū)中，推舟摻雜的工作溫度范圍為 700℃ ~ 400 ℃ 。熱電勢 ET與溫度差（ T – T0）成正比，即 ET =SAB（ T – T0） SAB 為賽貝克西蜀，又稱為熱電勢率，它是熱電偶的最重要的特征量，其符號和大取決于熱電極材料的相對特性。 Rcu 與熱電偶冷端同處于 177。在這里選用集成放大器 0P07 型， 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及 硬件圖如 下 ： 工作原理 ： 一般可將運放簡單地視為：具有一個信號輸出端口（ Out）和同相、反相兩個高阻抗輸入端的高增益直接耦合電壓放大單元，因此可采用運放制作同相、反相及差分放大器。經(jīng)過特殊設(shè)計的運放可以允許輸出電位在從負(fù)電源到正電源的整個區(qū)間變化。輸入阻抗很高，采用對稱電路結(jié)構(gòu)，而且被測信號直接加到輸入端，從而保證了較強的抑制共模 信號的能力。(3 ～ 18)V，典型供電為 177。25℃ ） 177。在這里選用 ADC0804 芯片做為模數(shù)轉(zhuǎn)換器。WR：寫信號輸入，接受微機系統(tǒng)或其它數(shù)字系統(tǒng)控制芯片的啟 動輸入端，低電平有效，當(dāng) CS、 WR 同時為低電平時，啟動轉(zhuǎn)換。 VIN（ +）、 VIN（ ）：差動模擬電壓輸入。 ADC0804 的零點無須調(diào)整。地線的正確連接方法如圖 所示。 在實際應(yīng)用中，靜態(tài)顯示的亮度高，占用 CPU 的時間短，但它的成本高。 顯示中 8155 的擴展 I/O 口經(jīng) 7407 電流放大后來驅(qū)動三位 LED 數(shù)碼顯示管。 740 7407 電路的外部引腳圖如下 ： VCC：正電源端， +5V GND：接地端 XA：輸入端 XY：輸出端 成都電子機械高等專科學(xué)校 04 級畢業(yè)設(shè)計 23 鍵 盤 在微機系統(tǒng)中鍵盤是最常用的輸入設(shè)備，鍵盤通常由數(shù)字鍵和功能鍵組成，其規(guī)模取決于系統(tǒng)的要求。單片機系統(tǒng)鍵盤接口的目的是為了控制鍵盤 ，而鍵盤電路不能影響總線。其過程是在查詢到有按健按下后延時一段時間（ 12ms~20ms） ,再查詢一次看是否有按健按下，若第一次查詢不到，則說明前一次查詢結(jié)果為干擾或抖動，若這一次查詢到有按健按下，則說明信號已經(jīng)穩(wěn)定，然后判斷閉和按健的按碼。當(dāng)有鍵閉合時，與閉合鍵相連的兩條 I/O 口線之間短路。 “RUN” 鍵用來啟動系統(tǒng)工作，當(dāng)沒有按該鍵時系統(tǒng)處于爐溫預(yù)熱狀態(tài)，也就是爐溫保持在 700℃ 的狀態(tài)，該狀態(tài)由加熱器進行控制這里不進行介紹。 /OE：輸出使能。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 DIR：采用動態(tài) 3 位顯示，顯示時間由實驗測定，各模塊設(shè)計完成后要進行測試，盡量使其內(nèi)聚性強、模塊間耦合性強，并采用數(shù)據(jù)耦合。 （ 3）子程序執(zhí)行完畢返回主循環(huán)，等待下一次鍵人 （ 1）定時中斷服務(wù)程序 采樣定時由定時器 0 的定時操作完成，定時器 0的溢出時間受采樣周期 ?控制。 50ms 中斷一次 MOV TL0,0AFH SETB TR0 。 成都電子機械高等?？茖W(xué)校 04 級畢業(yè)設(shè)計 31 鍵 盤輸入中斷服務(wù)程序 當(dāng)有鍵入操作時 8051 的外部中斷服務(wù)程序，中斷服務(wù)程序流程圖如圖所示。 2) 主程序 MIAN：完成鍵盤的掃描、溫度的采集及轉(zhuǎn)換，溫度值的顯示，但溫度值高于最高設(shè)定值時顯示器顯示 FFFH，低于最低設(shè)定時，顯示 000H 3) 鍵盤掃描子程序 KEYS：完成鍵盤的掃描并根據(jù)按下的鍵值執(zhí)行相應(yīng)的功能，主要是進行溫度的設(shè)定。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度 . 硬件接線 全 圖見末尾附錄 成都電子機械高等?？茖W(xué)校 04 級畢業(yè)設(shè)計 29 第 六 章 軟件設(shè)計 軟件設(shè)計思路 ： 系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，這樣可以使程序功能清晰明了，便于檢查修改。 ⒉ .功能說明： 在設(shè)計軟件程序中，有時在硬件電路增加一些專用 IC，就可簡化軟件程序的設(shè)計，但唯一缺點就是提高了成本。 成都電子機械高等?？茖W(xué)校 04 級畢業(yè)設(shè)計 25 （ 4） 鍵盤與 8051 實際接線圖如下 ： 本電路經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換、十進制、乘 顯示，省略 D1（小數(shù)）取 3 位數(shù)整數(shù)輸出，最大轉(zhuǎn)值 =FFH（ 225）， 放大器 741為放大 101 倍時，則本電路的最大 顯示值 值為 750 （ 5） 求鍵值 根據(jù)按鍵的位置求鍵值的方法很多，對于 44 的鍵盤，采用查表法求?。? 鍵識別碼 =行碼求反（高 4位） +列碼（低 4 位） 按鍵 行碼 列碼 鍵識別碼 0 1110 0111 00010111 17H 1 1110 1011 00011011 1BH 2 1110 1101 00011101 1DH 3 1110 1110 00011110 1EH 4 1101 0111 00100111 27H 5 1101 1011 00101011 2BH 6 1101 1101 00101101 2DH 7 1101 1110 00101110 2EH 8 1011 0111 01000111 47H 9 1011 1011 01001011 4BH * 1011