【正文】 串口通訊電路、電源電路所組成。 sbit B1=P0^1。 //AD 轉(zhuǎn)換十次的平均值 unsigned char Ain,Vin。 unsigned char code num1[]={0xa3,0xb1}。 unsigned char code num9[]={0xa3,0xb9}。j++)。j124。 //鍵盤掃描函數(shù)聲明 void keyprocess(void)。 else if(p12= =0) //若第 3行有鍵按下 KeyNum=3+i*4。 //鍵盤掃描函數(shù)調(diào)用 keyprocess()。 //行線 2引腳定義 sbit P2_2=P2^2。delay) for(i=0。delay1ms) for(i=0。 unsigned char code num5[]={0xa3,0xb5}。 //電壓 : unsigned char code ma2[]={.}。 unsigned char ad_result_data[10]。在本系統(tǒng)中，我們用的編程方法是 C語(yǔ)言編程法。 中斷處理方式中， CPU 響應(yīng)中斷請(qǐng)求后，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序，在中斷服務(wù)程序中判別鍵盤上閉合鍵的鍵號(hào)，并做相應(yīng)的處理，方法 與程序查詢方式相同。鍵盤掃描程序一般應(yīng)具備下述 4 點(diǎn)功能。 第 714 腳： D0D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。每個(gè)字符占據(jù) 8個(gè)方格的寬度， 11個(gè)方格的高度，即 11 行 8列，但是，并不是顯示一個(gè)字符一定要用 11行 8列，也可以是 7 行 8 列等。其工作特點(diǎn)是：在 VT1 加上正電壓和在 VT2 負(fù)電壓，當(dāng) VT1 導(dǎo)通時(shí)，加熱制冷片上的電壓相對(duì)于接地來(lái)講是正向的，當(dāng) VT1 截止 VT2 導(dǎo)通時(shí)，加熱制冷片上的電壓相對(duì)于接地來(lái)講是反向的。在項(xiàng)目中 ，考慮到成本的問(wèn)題，采用電橋電路，原理圖如 圖 41 所示： 圖 41PT100 信號(hào)調(diào)整原理圖 換向電路圖（輸出電路圖） 由于在本項(xiàng)目中用的是半導(dǎo)體加熱制冷片對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行加熱和制冷的，而通過(guò)上面的分析，我們已經(jīng)知道半導(dǎo)體加熱制冷片的工作特性是：正電壓時(shí)加熱、負(fù)電壓時(shí)制冷。12V。 ， LM7812 用 lm78/lm79 系列三端穩(wěn)壓 IC 來(lái)組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過(guò)流、過(guò)熱及調(diào)整管的保護(hù)電 路，使用起來(lái)可靠、方便，而且價(jià)格便宜。MAX3222,MAX3232 在 引 腳 ， 封 裝 和 功 能 上 各 自 兼 容 符 合 行 業(yè) 標(biāo) 準(zhǔn) 的MAX242,MAX232。采用三線制，將導(dǎo)線一根接到電橋的電源端，其余兩根分別接到熱電阻所在的橋 臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導(dǎo)線線路電阻帶來(lái)的測(cè)量誤差。工業(yè)用熱電阻安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，與控制室之間存在一定的距離，因此熱電阻的引線對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)有較大的影響。 與熱電偶的測(cè)溫原理不同的是，熱電阻是基于電阻的熱效應(yīng)進(jìn)行溫度測(cè)量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。而雙金屬溫度計(jì)和玻璃管溫度計(jì)都是適合用在現(xiàn)場(chǎng)顯示的溫度計(jì)，因 此不適合在本項(xiàng)目中使用。 2020屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖三 湯姆遜效應(yīng)示意圖 在本系統(tǒng)中要求加熱和制冷的功率盡可能大一些、工作溫度范圍（ 0℃80℃ ） 、性價(jià)比要高等。 賽貝克效應(yīng) 在兩種不同導(dǎo)體構(gòu)成的回路中，如果兩個(gè)接頭出的溫度不同，回路中有電動(dòng)勢(shì)存在，這種電動(dòng)勢(shì)就稱為賽貝克電動(dòng)勢(shì)或溫差電動(dòng)勢(shì)（圖一）。 F S3 S2 S1 2020屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 第三 章： 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī) 的 選型 單片機(jī)的種類繁多，所以選擇一款合適的單片機(jī)真的不太容易，要考慮的方面。 看看能不能得到更好的結(jié)果。但是，此方案需要額外加一個(gè)攪拌器，而攪拌器又需要額外提供電能，這樣會(huì)增加成本。但是這種方法適合在大型工業(yè)場(chǎng)合，因?yàn)槊恳恢袩崃黧w的飽和熱都是一定的，要想改變那就必須改變一些參數(shù)，比如壓強(qiáng)?，F(xiàn)在只剩不銹鋼材料了 。所以在這里，我們可以選擇用熱導(dǎo)率大 的材料制成的反應(yīng)釜。 所以最佳解決方案：用半導(dǎo)體加熱制冷片進(jìn)行加熱和制冷 物場(chǎng)分析 在技術(shù)系 統(tǒng)的 “ 參數(shù)屬性 ” 不明顯的情況下，矛盾矩陣表便無(wú)法有效地發(fā)揮作用。 但是根據(jù)能量守恒的原理，又 出現(xiàn)了新的問(wèn)題：半導(dǎo)體加熱制冷片在制冷的時(shí)候，它的另一面的熱量該如何散去？如果不及時(shí)散熱的話會(huì)燒壞半導(dǎo)體加熱片的，所以這個(gè)問(wèn)題必須解決。到底有沒(méi)有這種物質(zhì)呢？或是某個(gè)特定的電路呢？ 利用所學(xué)的知識(shí)，發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體對(duì)電壓的反響有很高的要求，而且半導(dǎo)體有 賽貝克效應(yīng) 、珀?duì)柼?yīng)和湯姆遜效應(yīng)。但是如何用電來(lái)制冷呢？提到電制冷我們應(yīng)該立刻想到冰箱和空調(diào)的原理。經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前用在電阻絲系統(tǒng)的電壓一般都為 220V。再者， 燃燒這些燃料還會(huì)產(chǎn)生有害氣體，如：二氧化硫和一氧化碳?xì)怏w等，這些都對(duì)環(huán)境會(huì)造成一定的污染。（參數(shù)： 17 溫度） Setp2：參數(shù)在時(shí)間 /空間上是否交叉 否， 嘗試用時(shí)間或空間分離方法 是，嘗試系統(tǒng)級(jí)別分離方法 Step 3 ：參數(shù)分別向三個(gè)方向（系統(tǒng)層級(jí)）轉(zhuǎn)化的可能性？ （ A） 加熱和制冷向 超系統(tǒng)轉(zhuǎn)化 ； （ B） 加熱和制冷向子 系統(tǒng)轉(zhuǎn)化 ； （ C） 加熱和制冷向反系 統(tǒng)轉(zhuǎn)化 ； 下面就進(jìn)一步分析系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化所產(chǎn)生的加熱方式： （ A） 加熱和制冷向超系統(tǒng)轉(zhuǎn)化 用加熱蒸汽加熱、冷卻水制冷 先從 加熱說(shuō)起： 如果用蒸汽加熱，那首先我們到解決的問(wèn)題就是加熱蒸汽的來(lái)源。 在本項(xiàng)目中要遵 循以下的解決問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)： 標(biāo)準(zhǔn) 目的是否達(dá)到 標(biāo)準(zhǔn) 成本是否允許 控制要求 ： 反應(yīng)釜里溫度控制在 60℃ ~70℃，低于 60 ℃ 要進(jìn)行加熱操作，溫度大于 70℃開(kāi)始制冷操作。 所以本次課題就是設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，來(lái)控制反應(yīng)釜里的物質(zhì)的反應(yīng)溫度。單片機(jī)是整個(gè)溫控的中央處理器，溫度控制算法是在單片機(jī)中進(jìn)行運(yùn)算的。而目前，對(duì)于溫度的采集技術(shù)也獲得的很大的發(fā)展，現(xiàn)在溫度變送器主要有兩種，一種是熱電偶溫度變送器，另一種是熱電阻溫度變送器。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。具有控制工藝簡(jiǎn)單，成本低的優(yōu)點(diǎn)。反應(yīng)釜利用導(dǎo)熱介質(zhì)通過(guò)反應(yīng)釜的夾套來(lái)提高釜內(nèi)物料的溫度 ,通過(guò)攪拌機(jī)的攪拌使物料均勻、提高導(dǎo)熱速度 ,并使其溫度均勻。所以我們想通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，來(lái)對(duì)電子應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行研究。問(wèn)題是如何把溫度控制在需要的范圍內(nèi)呢？ 2020屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 矛盾分析 物理矛盾 PC(Physical contradictions)－規(guī)定之子系統(tǒng) (組件 /操作 ) 必須擁有 A特性以完成必要的功能，以及 nonA 或 AntiA 特性要滿足問(wèn)題的條件。這就意味著要要用到很多測(cè)量和控制儀表，這無(wú)疑使增加了工藝成本和工藝流程的復(fù)雜程度。這樣就可以達(dá)到加熱和制冷之間的切換的目的了。 評(píng)價(jià)：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 1，此方法可行；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 此方法不可行。那能不能一路電路就可以實(shí)現(xiàn)加熱和制冷呢？ 要想解決這個(gè)問(wèn)題先得解決一個(gè)疑惑：一路電路怎么會(huì)產(chǎn)生兩種工作狀態(tài)呢？我們都知道，電源是有正負(fù)極之分的，電源輸出的電壓也是有方向的，所以只要我們改變電源電壓的方向就有可能會(huì)有不同的狀態(tài)。每個(gè)個(gè)體的尺寸并不是很大，而功率一定，所以我們可以用聚少成多的 原理來(lái)提高加熱功率。所以總成本為： 49（ 108+20） =6272 元 評(píng)價(jià)方案三：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 1，此方 法 可行。根據(jù)這三者的關(guān)系建立如下的物場(chǎng)模型： 現(xiàn)在我們還得解決兩個(gè)問(wèn)題，第一個(gè)是如何很好的利用這個(gè)熱場(chǎng)，也就是說(shuō)如何提高溫度的傳遞效率。可是，現(xiàn)在沒(méi)有用銅和鋁材料制成的反應(yīng)釜。 解決方案 二： 傳熱面積越大，傳熱效率越高， 我們可以讓熱源盡可能覆蓋整個(gè)反應(yīng)釜， 但是一旦傳熱面積增大了，這就意味著成本會(huì)增加，而且工藝也會(huì)變得復(fù)雜，所以這種方法不是最理想的方法。所以最終確定用玻璃真空套來(lái)保溫。所以，我們完全可以把這些方案綜合起來(lái)再考慮分析一下。經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的物場(chǎng)模型如下： 2020屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 總結(jié)： 問(wèn)題解決完畢，現(xiàn)在進(jìn)行總結(jié)。 主要 性能 (1)高速 :1 個(gè)時(shí)鐘 / 機(jī)器周期 ,增強(qiáng)型 8051 內(nèi)核 ,速度比普通 8051 快 8～12 倍 (2)寬電壓 :～ ,～ (STC12LE5A60S2 系列 ) (3)增加第二復(fù)位功能腳 (高可靠復(fù)位 ,可調(diào)整復(fù)位門檻電壓 ,頻率 12MHz 時(shí) ,無(wú)需此功能 ) (4)增加外部掉電檢測(cè)電路 ,可在掉電時(shí) ,及時(shí)將數(shù)據(jù)保存進(jìn) EEPROM,正常工作時(shí)無(wú)需操作 EEPROM (5)低功耗設(shè)計(jì) :空閑模式 , (可由任意一個(gè)中斷喚醒 ) (6)低 功耗設(shè)計(jì) :掉電模式 (可由外部中斷喚醒 ) ,可支持下降沿 / 上升沿和遠(yuǎn)程喚醒 (7)工作頻率 :0～ 35MHz,相當(dāng)于普通 8051:0～ 420MHz (8)時(shí)鐘 :外部晶體或內(nèi)部 RC 振蕩器可選 ,在 ISP 下載編程用戶程序時(shí)設(shè)置 (9) 8/16/20/32/40/48/52/56/60/62K 字節(jié)片內(nèi) Flash 程序存儲(chǔ)器 ,擦寫(xiě)次數(shù) 10 萬(wàn)次以上 (10) 1280 字節(jié)片內(nèi) RAM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (11)芯片內(nèi) EEPROM 功能 ,擦寫(xiě)次數(shù) 10 萬(wàn)次以上 (12) PWM（ 2 路） /PCA（可編程計(jì)數(shù)器陣列， 2路） 也可用來(lái)當(dāng) 2路 D/A 使用 也可用來(lái)再實(shí)現(xiàn) 2個(gè)定時(shí)器 也可用來(lái)再實(shí)現(xiàn) 2個(gè)外部中斷（上升沿中斷 /下降沿中斷均可分別或同時(shí)支持 (13) A/D 轉(zhuǎn)換，共 8 路 ,10 位精度 ADC,速度可達(dá) 25 萬(wàn)次 / 秒 ； (14) 4 個(gè) 16 位定時(shí)器 ,兼容普通 8051 的定時(shí)器 T0/T1,2 路 PCA 實(shí)現(xiàn) 2 個(gè)定時(shí)器 (15)可編程時(shí)鐘輸出功能 ,T0 在 輸出時(shí)鐘 ,T1 在 輸出時(shí)鐘 ,BRT 在 輸出時(shí)鐘 (16)硬 件看門狗 (W D T ) (17)高速 SPI 串行通信端口 (18)全雙工異步串行口 (UART),兼容普通 8051 的串口 (19)先進(jìn)的指令集結(jié)構(gòu) ,兼容普通 8051 指令集 ,有硬件乘法 / 除法指令 2020屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 (20)通用 I/O 口 (36/40/44 個(gè) ) ,復(fù)位后為 : 準(zhǔn)雙向口 / 弱上拉 (普通 8051 傳統(tǒng) I/O 口 ) 可設(shè)置成四種模式 :準(zhǔn)雙向口 / 弱上拉 ,推挽 / 強(qiáng)上拉 ,僅為輸入 / 高阻 ,開(kāi)漏 每個(gè) I/O 口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá)到 20mA,但整個(gè)芯片最大不得超過(guò) 100Ma. 半導(dǎo) 體加熱制冷片 工作原理 半導(dǎo)體制 冷又稱為溫差電致冷或熱電 制 冷。當(dāng)改變電流的方向時(shí)，吸熱端 會(huì)變?yōu)榉艧岫耍艧岫藭?huì)變?yōu)槲鼰岫恕? （ 5） 工作電流： Imax=12（額定電壓?jiǎn)?dòng)時(shí)） （ 6） 額定電壓： DC12V（ Vmax： ） （ 7） 致冷功率： Qcmax 115W （ 8） 裝配壓力： 85N/cm2 （ 9） 工作環(huán)境：溫度范圍 55℃～ 83℃（過(guò)高的環(huán)境溫度降直接影響制冷效率） （ 10） 封裝工藝：四周標(biāo)準(zhǔn) 704 硅橡膠密封 （ 11） 包裝標(biāo)準(zhǔn)：泡沫盒包裝 ,存放 條件 環(huán)境溫度 10℃～ 40℃ （ 12） 存放條件： 40~60℃ 低溫端 高溫端電流吸熱低溫端 高溫端電流放熱 2020屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 散熱器 ： 散熱系統(tǒng)主要是傳導(dǎo)冷量和熱量 ,散熱風(fēng)扇的功率 電壓是 (導(dǎo)冷模塊、導(dǎo)熱模塊、散熱風(fēng)扇、風(fēng)扇外罩和鏈接用的螺絲 )。 熱電阻工作原理 熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器。 相比較而言，熱敏電阻的溫度系數(shù)更大，常溫下的電阻值更高（通常在數(shù)千歐以上），但互換性較差，非線性嚴(yán)重，測(cè)溫范圍只有 50~300℃ 左右，大量用于家電和汽車用溫度檢測(cè)和控制。采用三線制是為了消除連接導(dǎo)線電阻引起的測(cè)量誤差。 MAX3222,MAX3232帶有 2 個(gè)接收器和 2 個(gè)驅(qū)動(dòng)器。 — 177。8V。標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)一般為 05V 的電壓信號(hào)、 420MA 的電流信號(hào)或 110KHZ