【正文】 軟件調(diào)試方法 ........................................... 32 結(jié)論分析 33 第 6 章 總結(jié)與展望 34 總結(jié) 34 展望 35 參考文獻(xiàn) 36 致 謝 37 附 錄 1 1．系統(tǒng)總程序清單 1 2．系統(tǒng)的原理圖 9 3．外文資料原文 9 4．外文資料譯文 13 第 1章 緒 論 1 第 1 章 緒 論 課題的背景及其意義 二十一世紀(jì)是科技高速發(fā)展的信息時代，電子技術(shù)、微型單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用更是空前廣泛， 伴隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的不斷發(fā)展，需要對各種參數(shù)進(jìn)行溫度測量。 在單片機(jī)溫度測量系統(tǒng)中的關(guān)鍵是測量溫度、控制溫度和保持溫度，溫度測量是工業(yè)對象中主要的被控參數(shù)之一。其中，有部分應(yīng)用場合對精度提高的幅度要求也不是特別高。同時 DS18S20 能提供九位溫度讀數(shù)，它無需任何外圍硬件即可方便地構(gòu)成溫度檢測系統(tǒng)。溫度是工業(yè)生產(chǎn)過程中重要的被控參數(shù)之一，當(dāng)今計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在這方面的應(yīng)用，已使溫度控制系統(tǒng)達(dá)到自動化、智能化，比過去單純采用電子線路進(jìn)行 PID 調(diào)節(jié)的控制效果要好得多，可控性方面也有了很大的提高 。單片機(jī)軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實(shí)現(xiàn)各 種控制算法和邏輯控制。 單片機(jī)的發(fā)展概況 1970 年微型計(jì)算機(jī)研制成功之后，隨之即出現(xiàn)了單片機(jī)（即單片微型計(jì)算機(jī)） — 美國 Intel 公司 1971 年生產(chǎn)的 4 位單片機(jī) 4004 和 1972 年生產(chǎn)的雛形 8 位單片機(jī) 8008，這也算是單片機(jī)的第一次公眾亮相。 由于 16 位單片機(jī)推出的時間較遲、價(jià)格昂貴、開發(fā)設(shè)備有限等多種原因，至今還未得到廣泛應(yīng)用。 而在眾多的 51 系列單片機(jī)中，要算 ATMEL 公司的 AT89C51 更實(shí)用，也是一種高效微控制器，因?yàn)樗坏?8051 指令、管腳完全兼容，而且其片內(nèi)的 4K 程序存儲器是 FLASH 工藝的，這種工藝的存儲器，用戶可以用電的方式達(dá)到瞬間擦除、改寫。另外 ,AT89C51 還具有 MCS51 系列單片機(jī)的所有優(yōu)點(diǎn)。 AT89C51 系列引腳功能 AT89C51 有 40 引腳雙列直插（ DIP）形式。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。 P1 口 ——8 位、準(zhǔn)雙向 I/O 口。 P2 口可以驅(qū)動 4 個LSTTL 負(fù)載。 ——INT1外部中斷 1，輸入。在編程時，其上施加 21V 的編程電壓。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 輸出： PSEN——片外程序存儲器選通信號，低電平有效。 C51 系列包含有兩個 16 位的可編程定時器 /計(jì)數(shù)器分別稱為定時器 /計(jì)數(shù)器 T0 和定時器 /計(jì)數(shù)器 T1；在 C51 部分產(chǎn)品中，還包含有一個用做看門狗的8 位定時器。 當(dāng)定時器 /計(jì)數(shù)器設(shè)置為計(jì)數(shù)工作方式時，計(jì)數(shù)器對來自輸入引腳 T0（ ）和 T1（ ）的外部信號計(jì)數(shù)，外部脈沖的下降沿將觸發(fā)計(jì)數(shù)。當(dāng)輸入至內(nèi)部時鐘信號時要通過一個二分頻觸發(fā)器，而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。實(shí)時控制、故障自動處理、單片機(jī)與外圍設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳送往往采用中斷系統(tǒng)。 AT89C51 在每個機(jī)器周期的 S5P2 時對 INT0、線上中斷請求信號進(jìn)行一次檢測 ,檢測方式和中斷觸發(fā)方式的選取有關(guān)。在串行口進(jìn)行發(fā)送 /接收數(shù)據(jù)時 ,每當(dāng)串行口發(fā)送 /接收完一組串行數(shù)據(jù)時串行口電路自動使串行口控制寄存器 SCON 中的 RI 或 TI 中斷標(biāo)志位置位，并自動向 CPU 發(fā)出串行口中斷請求 ,CPU 響應(yīng)串行口中斷后便立即轉(zhuǎn)入串行口中斷服務(wù)程序執(zhí)行。 3． VCC： +5V 工作電壓。 11． OE： 輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。按比例將信號放大的電路，稱為比例運(yùn)算放大電路，簡稱比例電路。 多片 74LS164 串聯(lián)，能實(shí)現(xiàn)多位 LED 靜態(tài)顯示。這種顯示器有共陽極和共陰極兩種。另外考慮到一般的測量現(xiàn)場的電磁環(huán)境非常的惡劣，各種干擾信號較強(qiáng)，模擬信號很容易受到干擾而產(chǎn)生測量誤差，影響測量精度。 4． DS18S20 具有 55176。 6． DS18S20 的測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以 “一線總線 ”串行傳送給CPU，同時還可以傳送給 CRC 校驗(yàn)碼，它具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯的能力。 圖 32 溫度采樣單元 溫度傳感器： 廣義來講，一切隨溫度變化而物體性質(zhì)亦發(fā)生變化 的物質(zhì)均可作為溫度傳感器。 符合上述條件的常用溫度傳感器有熱電偶、熱電阻、光輻射溫度計(jì)、玻璃溫度計(jì)、半導(dǎo)體集成溫度傳感器等。實(shí)際上，由于模數(shù)轉(zhuǎn)換器器件的非線性失真、量化噪聲及接收機(jī)噪聲等因素的影響采樣速率一般取 fs=。雙斜率轉(zhuǎn)換器包括兩個主要部分：一部分電路采樣并量化輸人電壓，產(chǎn)生一個時域間隔或脈沖序列，再由一個計(jì)數(shù)器將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量輸出。而顯示部分在整個的設(shè)計(jì)過程中的作用也是很大的。 圖 43 按鍵流 程圖 N Y N 中 斷 =0? =0? =0? =0? 轉(zhuǎn) IR1 轉(zhuǎn) IR4 轉(zhuǎn) IR2 轉(zhuǎn) IR3 返 回 N Y N Y Y 第 4章 軟件設(shè)計(jì) 29 顯示流程圖 圖 44 為系統(tǒng)的顯示流程圖。 2．元器件損壞：由于對元器件使用要求的 不熟悉及制作調(diào)試過程中操作不當(dāng)致使器件損壞。應(yīng)特別注意電源的走線，防止電源之間的短路和極性錯誤，并重點(diǎn)檢查擴(kuò)展系統(tǒng)總線（地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線）是否存在相互間的短路或與其它信號線的短路。通過對錯誤程序的修改使其實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。 1．計(jì)算程序的調(diào)試方法 計(jì)算程序的錯誤是一種靜態(tài)的固定的錯誤，因此主要用單拍或斷點(diǎn)運(yùn)行方式來調(diào)試。綜合調(diào)試一般采用全速斷點(diǎn)運(yùn)行方式，這個階段的主要工作社排除系統(tǒng)中遺留的錯誤以提高系統(tǒng)的動態(tài)性能和精度。在單片機(jī)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了一種用帶有E178。當(dāng)然，這與老師和同學(xué)的熱心幫助也是分不開的。 所以，學(xué)習(xí)單片機(jī)在我國是有著廣闊前景的。 參考文獻(xiàn) 36 參考文獻(xiàn) [1] 張毅剛 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].高等教育出版社 .2021年 1月，第 1版： 137156 [2] 曹巧媛主編 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用 (第二版 ). 北京 :電子工業(yè)出版 社 ,2021 [3] 何力民編 . 單片機(jī)高級教程 . 北京 :北京航空大學(xué)出版社 ,2021 [4] 金發(fā)慶等編 . 傳感器技術(shù)與應(yīng)用 .北京機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021 [5] 王錦標(biāo)，方崇智．過程計(jì)算機(jī)控制．北京：清華大學(xué)出版社， 1997； 36～ 40 [6] 邵惠鶴．工業(yè)過程高級控制．上海：上海交通大學(xué)出版社， 1997； 58— 62， 78— 101 [7] 胡壽松．自動控制原理．北京：國防工業(yè)出版社， 2021； 103— 124 [8] 劉伯春．智能 PID調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用．電子自動化， 1995； (3)： 20～ 25 [9] Katsuhiko Ogata． Moden Control Engineering． Publishing house of electronics industry， 2021： 1 96— 202 [10] 周潤景，張麗娜．基于 PROTEUS 的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 [M]．北京 :航空航天大學(xué)出版社 ,～ P326 [11] 王忠飛，胥芳． MCS51 單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用 [M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2021． P268273 [12] 劉國鈞，陳紹業(yè)，王鳳翥 .圖書館目錄 .第 1版 .北京：高等教育出版社， 1957 [13] 傅承義，陳運(yùn)泰，祁貴中 .地球物理學(xué)基礎(chǔ) .北京：科學(xué)出版社， 1985， 447 [14] Microchip 24C01B/02B 8 位 PIC174。 感謝同學(xué)在我遇到困境時向我伸出援助之手，同窗之誼我們社會再續(xù)；在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯謝意！ 張兆祥 20210 年 6 月于長春電子科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 圖書管理系統(tǒng) 1 附 錄 1．系統(tǒng)總程 序清單 主程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0013H LJMP IN1 ORG 0030H MAIN： MOV SP， 60H MOV P1， 0FH SETB SETB EA SETB EX1 MOV 5AH， 0 MOV 5BH， 2 MOV 5CH， 5 MOV 5DH， 0 MOV 28H， 0 MOV TCON， 05H MOV 29H， 01H MOV 35H， 10 MOV 37H， 10 LOOP： MOV A， 35H CJNE A， 1， NEXT LJMP N1 NEXT： LCALL AD MOV R2， 0 MOV R3， 40H LCALL Q1 MOV 3AH， R2 電子科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 圖書管理系統(tǒng) 2 MOV 3BH， R3 LCALL BJ LCALL DIR LCALL TIM LJMP LOOP NI： LCALL SD N4： MOV A， 35H CJNE A， 2， N2 MOV A， R4 ADD A， 1 MOV 52H， A CLR C MOV A， R4 SUBB A， 1 MOV 53H， A MOV A， 31H MOV 5AH， A MOV A， 32H MOV 5BH， A MOV A， 33H MOV 5CH， A MOV A， 34H MOV 5DH， A RET IN1： PUSH PSW PUSH ACC CLR EX1 MOV A， P1 RRC A JC M1 MOV 35H， 1 LJMP TT M1： RRC A JC M2 電子科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 圖書管理系統(tǒng) 3 MOV 35H， 2 MOV A， 28H SETB MOV 28H， A LJMP TT M2： RRC A JC M3 MOV 35H， 3 MOV A， 。 致謝 37 致 謝 在 四 年的讀書生活在這個季節(jié)即 將劃上一個句號，而于我的人生卻只是一個逗號，我將面對又一次征程的開始。近兩年，國內(nèi)也出現(xiàn)了許多高精度的溫度控制系統(tǒng)產(chǎn)品，但相對于用戶來說，價(jià)格還是偏高。 第 6章 總結(jié)與展望 35 展望 單片為我們改變了什么？縱觀我們現(xiàn)在生活的各個領(lǐng)域，從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，到飛機(jī)上各種儀表的控制，從計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動化過程的實(shí)時控制和數(shù)據(jù)處理， 以及我們生活中廣泛使用的各種智能 IC 卡、電子寵物等，這些都離不開單片機(jī)。 通過三個月的設(shè)計(jì)，我也有很深的感觸：當(dāng)今社會在飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)發(fā)展的速度更是迅猛無比，尤其是單片機(jī)技術(shù)在未來社會發(fā)展中一定會起著十分重要的作用，而通過本次設(shè)計(jì)無論是 從硬件實(shí)現(xiàn)還是到整個程序的完成，無不是對我個人專業(yè)能力的一次提高和體現(xiàn)。一般情況下，這樣一個應(yīng)用系統(tǒng)就算研制成功了。調(diào)試時，用 第 5章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)論分析 33 防真器的寫命令，將數(shù)據(jù)寫入計(jì) 算程序的參數(shù)緩沖單元，然后從計(jì)算程序開始運(yùn)行到結(jié)束，運(yùn)行的結(jié)果和正確數(shù)據(jù)比較，如果對有的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，都沒有發(fā)生錯誤，則該計(jì)算程序調(diào)試成功；如果發(fā)現(xiàn)結(jié)果不正確，改用單步運(yùn)行方式，即可檢查出錯誤所在。 錯誤的原因有：中斷控制寄存器（ IE， IP）的初值設(shè)置不正確，使 CPU沒有開放中斷或不許某個中斷源請求；或者對片內(nèi)的定時器、串行口等特殊功能寄存器和擴(kuò)展的 I/O 口編程有錯誤，造成中斷沒有被激活；或者某一中斷服務(wù)程序不是以 RETI 指令作為返回主程序的指令， CPU 雖已返回到主程序但內(nèi)部中斷狀態(tài)寄存器沒有被清除，從而不響應(yīng)中斷；或由于外部中斷源的硬件故障使外部 中斷請求無效。第三步是在不加電情況下，除單片機(jī)以外，插上所有的元器件，最后用仿真適配器將樣機(jī)的單片機(jī)插座和仿真器的仿真接口相連，為聯(lián)機(jī)調(diào)試做準(zhǔn)備。 3．電源故障：設(shè)計(jì)中存在電源故障，即上電后將造成元器件損壞、無法正常供電，電路不能正常工作。已達(dá)到為本系統(tǒng)提供對溫度的顯示和監(jiān)控的目的。其中光電耦合器 MOC3041 的作用是將單片機(jī)系統(tǒng)與可控硅SCR 電路隔開，避免在高壓過程中的干擾信號影響單片機(jī)的運(yùn)行；可控硅 SCR的作用是相當(dāng)于一個固態(tài)的觸點(diǎn)，使