【正文】 其次，在我遇到設(shè)計(jì)與開發(fā)上的難題時(shí)，同組的同學(xué)以及其他關(guān)心我的同學(xué)朋友也都給了我很多幫助，解決了不少難點(diǎn)問題，使我能夠順利及時(shí)地完成本次設(shè)計(jì)，在這里一并表示感謝。89C51的P0口掃描輸出總是只有一位為高電平，即4位顯示器中僅有一位公共陰極為低電平，其它位為高電平。（1）計(jì)算機(jī)只輸出控制增量，即執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的變化部分，因而誤動(dòng)作影響小。在當(dāng)前EPROM容量不成問題的條件下，還是多多設(shè)置陷阱有益。l 通過報(bào)警器件輸出報(bào)警。 時(shí)鐘電路MCS51雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時(shí)鐘，必須外接元件。2號(hào)鍵：下降。l 尋址線：、AO、A1：片選信號(hào)，輸入信號(hào)線，低電平有效。本設(shè)計(jì)中選取=27Ω。R11，C4：構(gòu)成吸收回路，承受反向電壓。這時(shí)電極MT2的電壓為負(fù)；門極G出發(fā)電流為負(fù)。2) 使功率因數(shù)降低。當(dāng)P14=1時(shí)，MOC3041中的發(fā)光二極管不發(fā)光，內(nèi)部雙向可控硅不導(dǎo)通，所以功率雙向可控硅T1截止，負(fù)載RL中沒有電流流過。將單片機(jī)I/O口的8位線與顯示塊的發(fā)光二極管的引出端（a～dp）相連，共陰極低電平有效，選通有效后8位并行輸出口輸出不同的數(shù)據(jù)就點(diǎn)亮相應(yīng)的發(fā)光二極管，獲得不同的數(shù)字或字符。這兩種器件都具有成本低廉、配置靈活、與單片機(jī)接口方便的特點(diǎn)。請(qǐng)注意，引腳不能有TTL電平控制，必須直接接至+5V（引腳1）或數(shù)字地（引腳15）。內(nèi)部配置高精度參考電壓源和時(shí)鐘電路，使它不需任何外部電路和時(shí)鐘信號(hào)，就能完成A/D轉(zhuǎn)換，應(yīng)用非常方便。為了減少動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集的孔徑誤差,需要加入采樣/保持電路。熱敏電阻具有靈敏度高、體積小、響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn),最大的不足是非線性高。A0～A12地址線I/00～I(xiàn)/07雙向數(shù)據(jù)線片選線1片選線2寫允許線讀允許線 6264引腳圖 工作方式選擇方 式D0～D7H未選中（掉電）高阻L未選中（掉電）高阻HLHH輸出禁止高阻HLHL讀DOUTLLHH寫DINLLHL寫DIN 6264與89C51硬件連接 傳感器傳感器是檢測系統(tǒng)中與被測對(duì)象直接發(fā)生聯(lián)系的部分，是信息輸入的窗口，它為檢測系統(tǒng)提供必要的原始信息。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有多路實(shí)時(shí)檢測現(xiàn)場溫度參數(shù)電路設(shè)計(jì)，輸出控制電路設(shè)計(jì)，單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)。上述測量、控制、運(yùn)算、管理的過程不斷重復(fù)，使整個(gè)系統(tǒng)能夠按照一定的動(dòng)態(tài)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行工作，并且對(duì)被控參數(shù)或控制設(shè)備出現(xiàn)的異常狀態(tài)及時(shí)監(jiān)督并迅速做出處理?？刂破鲗⑴c反饋信號(hào)對(duì)應(yīng)的工程量與系統(tǒng)的給定值比較，控制器根據(jù)誤差產(chǎn)生控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作，使被控參數(shù)的值與系統(tǒng)給定的值相一致。這些功能是由傳感器的測量變送裝置、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)來完成的。在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的智能儀器無論是測量的準(zhǔn)確度、靈敏度、可靠性、自動(dòng)化程度、應(yīng)用功能等方面或在解決測試技術(shù)問題的深度及廣度方面都有了巨大的發(fā)展，以一種嶄新的面貌展現(xiàn)在人們的面前。本方案選用89C51芯片（內(nèi)部含有4KB的EEPOM），不需要向外擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，可使系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)更為簡單。當(dāng)被測量隨時(shí)間變化很快，可用一系列動(dòng)態(tài)參數(shù)來描述和表征傳感器的動(dòng)態(tài)特性。電橋是運(yùn)放的輸入信號(hào)源，考慮信號(hào)源內(nèi)阻影響，可做等效變換。此外，在模擬量輸出通道中，為了實(shí)現(xiàn)多回路控制，需要通過多路開關(guān)將控制量分配到各條支路上。另外，當(dāng)START信號(hào)出現(xiàn)高電平時(shí)，標(biāo)志狀態(tài)STS開始變?yōu)楦唠娖剑钡睫D(zhuǎn)換過程結(jié)束才變?yōu)榈仉娖?。設(shè)A=0，12位A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間為25，這與的狀態(tài)無關(guān)。電子顯示器可分為主動(dòng)發(fā)光型和非主動(dòng)發(fā)光型兩大類。2．D7段譯碼驅(qū)動(dòng)器。 MOC3041芯片是一種集成的帶有光耦的雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路。雙向可控硅可以看作是兩個(gè)單向可控硅反向并聯(lián)在一起組成。所以，一般不采用第四象限的出發(fā)方式。光電耦合器的集電極電流與發(fā)光二極管的電流之比稱為光電耦合器的電流傳輸比CTR。 簡易式鍵盤接口電路設(shè)計(jì) 8255可編程并行I/O接口設(shè)計(jì)MCS51系列單片機(jī)共有4個(gè)8位并行I/O口，這些I/O口一般是不能完全提供給用戶使用的，在外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，提給用戶使用的I/O口只有P1和P3口的部分口線。8255的D0～。在完成設(shè)定上限值的工作后，使用1號(hào)鍵和2號(hào)鍵設(shè)定需要的溫度控制系統(tǒng)的下限值，然后按下3號(hào)鍵，將這個(gè)下限值確定，也就是將這個(gè)下限值保存到專用的寄存器里，然后系統(tǒng)進(jìn)去實(shí)時(shí)的溫度測量和控制工作中。 MCS51的口線P11接報(bào)警電路的輸入端,當(dāng)P11口輸出低電平時(shí),7046輸出為高電平,發(fā)光二極管兩端電壓差接近5V,，由壓電效應(yīng)而發(fā)出蜂鳴音報(bào)警。 軟件抗干擾設(shè)計(jì)程序在運(yùn)行過程中，有時(shí)由于某種噪聲干擾的影響，會(huì)出現(xiàn)死循環(huán)現(xiàn)象，或者出現(xiàn)程序“亂飛”（執(zhí)行程序跨段丟失）現(xiàn)象，從而影響系統(tǒng)的正常工作。比例調(diào)節(jié)器的作用:比例調(diào)節(jié)器對(duì)偏差是即時(shí)反應(yīng)的,偏差一旦出現(xiàn),調(diào)節(jié)器立即產(chǎn)生控制作用,使輸出量朝著減小偏差的方向變化,控制作用的強(qiáng)弱決定于比例系數(shù)。否則將TX與TH比較，如果TX≥TH則報(bào)警，并置P13口為高電平，通過光耦合器關(guān)閉可控硅，停止加熱器加熱，并調(diào)顯示。顯示緩沖區(qū)中各存儲(chǔ)單元用于存放相應(yīng)LED顯示管欲顯示字符的字形碼地址偏移量，故CPU可以根據(jù)這個(gè)地址偏移量通過查找字形碼表來找出所需顯示字符的字形碼，以便送到字形口顯示。 Fuzzy switching。本文采用的是三路信號(hào)采集，如果實(shí)現(xiàn)效果更好的控制，可以采用多路控制。因?yàn)橛檬职聪乱粋€(gè)鍵時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)所按鍵在閉和位置和斷開位置之間跳動(dòng)幾下才穩(wěn)定到閉和狀態(tài)的情況。增大積分時(shí)間常數(shù)將減慢靜差的過程，但可減小超調(diào)，提高穩(wěn)定性。當(dāng)彈飛的程序落到非程序區(qū)時(shí)，前一個(gè)條件即不滿足。該系統(tǒng)所須的堆棧、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)也都足夠了，所以也不必進(jìn)行外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。復(fù)位電路通常采用上電復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。：圖中行線通過電阻接+5V，當(dāng)鍵盤上沒有鍵閉合時(shí)，所有的行線和列線斷開，行線呈高電平。當(dāng)這個(gè)引腳為低電平時(shí)，8255輸出數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息到CPU，CPU對(duì)8255A進(jìn)行讀操作。的大小由下式計(jì)算：=/ （26）式中：為工作電壓的峰值；為MOC3041輸出端的最大允許電流。 雙向可控硅電路 輸出控制電路的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)當(dāng)中，采納了Motorola公司推出的單片集成可控硅驅(qū)動(dòng)器件MOC3041作為為對(duì)輸出的驅(qū)動(dòng)和控制。雙向可控硅在觸發(fā)后，主電路的電流可雙向流過；而在控制觸發(fā)方面，雙向可控硅也具有雙向性，故雙向可控硅在觸發(fā)時(shí)有四種觸發(fā)方式：第一象限觸發(fā)：MT2+，G+。在紅外線的作用下,雙向可控硅可以雙向?qū)?與過零觸發(fā)器一起輸出同步脈沖,去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)外部的雙向可控硅。本設(shè)計(jì)采用的是第三類，用的芯片是74LS374。當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮；共陽極LED顯示塊的發(fā)光二極管陽極并接，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。l 數(shù)據(jù)格式控制端接地，可與8位單片機(jī)兼容，12位數(shù)據(jù)分兩次傳送。l 為數(shù)據(jù)格式選擇端。 CD4051引腳圖 CD4051真值表輸入狀態(tài)接通通道INHCBACD40510000010011201023011341004510156110671117 CD4051在工作時(shí)，從引腳A、B、C輸入通道號(hào)，經(jīng)三八譯碼器單元譯碼后，選通8個(gè)通道開關(guān)TG中的一個(gè)。 A/D轉(zhuǎn)換電路A/D轉(zhuǎn)換接口是系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集前向通道的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。以具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻為例,這類熱敏電阻隨著溫度的上升而阻值下降,并在下降過程中把溫度量的變化轉(zhuǎn)換成電量的變化。這種情況下可利用MCS51單片機(jī)所具有的擴(kuò)展功能擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。家禽的孵化原理其實(shí)很簡單，主要是提供雞蛋到雛雞轉(zhuǎn)變所需要的條件，因此，抓好孵化過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的管理工作，盡可能地為孵化提供最佳的條件，孵化率就能夠得到保障。因此，在這種控制系統(tǒng)中，需要有將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，以及將數(shù)字控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬控制信號(hào)的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)畢業(yè)論文目 錄第1章 緒 論 1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)簡介 1 課題來源 2 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 3 設(shè)計(jì)思路 3第2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 4 89C51單片機(jī)簡介 4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 4 傳感器 6 傳感器的選擇 6 熱敏電阻的特點(diǎn) 6 溫度檢測電路設(shè)計(jì) 7 A/D轉(zhuǎn)換電路 9 多路開關(guān)的選擇 9 AD574結(jié)構(gòu)及原理 11 AD574與單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì) 13 顯示接口電路設(shè)計(jì) 14 顯示技術(shù)的發(fā)展及其特點(diǎn) 14 LED顯示接口設(shè)計(jì) 14 輸出控制電路設(shè)計(jì) 16 輸出控制電路元件簡介 17 輸出控制電路的設(shè)計(jì) 20 簡易式鍵盤接口電路設(shè)計(jì) 22 8255可編程并行I/O接口設(shè)計(jì) 22 鍵盤電路及其說明 23 復(fù)位電路 25 時(shí)鐘電路 26 報(bào)警電路 26第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 28 主程序設(shè)計(jì) 28 軟件抗干擾設(shè)計(jì) 29 增量式PID算法程序設(shè)計(jì) 30 控制部分程序 32 鍵盤模塊 32 顯示子程序 33 數(shù)據(jù)采集模塊 35第4章 結(jié) 論 36參考文獻(xiàn) 37致 謝 38附 錄Ⅰ 39附 錄Ⅱ 47附 錄Ⅲ 48II第1章 緒 論 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)簡介計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由主體(包括硬件、軟件與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu))和被控對(duì)象兩大部分組成，工業(yè)生產(chǎn)過程中的自動(dòng)控制系統(tǒng)因被控對(duì)象、控制算法及采用的控制器結(jié)構(gòu)不同而有所區(qū)別。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)處理的都是數(shù)字量。在養(yǎng)雞業(yè)日益發(fā)展的今天，家禽企業(yè)的競爭也日趨激烈，現(xiàn)在的競爭除了技術(shù)的競爭之外，最重要的就是成本的競爭，想方設(shè)法提高孵化率，降低孵化成本，是增強(qiáng)大型孵化場競爭力的重要手段。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展89C51型單片機(jī)片內(nèi)有128B的RAM，在實(shí)際應(yīng)用中僅靠這256B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。熱敏電阻的工作原理很簡單,即在溫度的作用下,熱敏電阻的有關(guān)參數(shù)將發(fā)生變化,從而變換成電量輸出。，圖中用于零點(diǎn)調(diào)整，用于溫度調(diào)整。CD4051共有16支引腳，它們是:l 三個(gè)通路選擇輸入端A、B、C；l 片選控制端INH；l 8個(gè)通道IN/OUT端；l 1個(gè)公共IN/OUT端；l 三個(gè)電源端、。當(dāng)CE=1時(shí)，=0，且R/=0時(shí)，轉(zhuǎn)換過程開始；而CE=1，=0，而R/=1時(shí)，數(shù)據(jù)可以被讀出。 AD574與單片機(jī)接口電路圖l 數(shù)據(jù)線DB0到DB11，高8位接于P00到P07，低4位接于P04到P07。共陰極LED顯示塊的發(fā)光二極管共地。其功能是輸入BCD碼，經(jīng)鎖存、譯碼后輸出7段顯示器的字型碼，并帶段輸出驅(qū)動(dòng)器，如MC1451MC14495。輸出部分包括一個(gè)硅光敏雙向可控硅和過零觸發(fā)器。因此，在MOC3041的輸出回路中加入R2和C1組成的RC回路，降低電壓上升率dy/dt?？刂苹芈废蘖麟娮璧挠?jì)算電阻的作用是限制流過MOC3041輸出端的電流不要超過1A。 8255引腳圖l 控制線：、 ：讀信號(hào)，輸入信號(hào)線，低電平有效。本設(shè)計(jì)采用8255A可編程并行輸入輸出接口擴(kuò)展獨(dú)立式按鍵，采用五按鍵鍵盤，所以在五個(gè)I/O口上接五個(gè)按鍵組成一個(gè)五按鍵的簡易式鍵盤。 t0 t1 t2 t3 鍵盤的機(jī)械抖動(dòng)示意圖 復(fù)位電路原理圖 復(fù)位電路MCS51復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。軟件上也不用考慮讀取外部程序存儲(chǔ)器的問題。二、 軟件陷阱指令冗余使彈飛的程序安定下來是有條件的，首先彈飛的程序必須落到程序區(qū)，其次必須執(zhí)行到冗余指令。如果積分時(shí)間常數(shù)大，積分作用弱，反之為強(qiáng)。在程序的設(shè)計(jì)當(dāng)中，考慮了鍵的去抖動(dòng)問題。本設(shè)計(jì)在充分滿足系統(tǒng)功能要求的前提下,留有余地以便二次開發(fā),具有廣泛的通用性。 Simplified indirect inference method。開始顯示緩沖區(qū)指針置初值30H送R0掃描模式置初值FEH送R1R1送P2口取顯示數(shù)據(jù)查表轉(zhuǎn)換為段數(shù)據(jù)送P0口延時(shí)1ms顯示緩沖器指針R0+1R1=0？R1左移一位返回YN 顯示子程序流程圖 數(shù)據(jù)采集模塊　數(shù)據(jù)采集的主要任務(wù)是巡回檢測三點(diǎn)的溫度參數(shù)并把它們存在外部RAM指定單元,。否則，也就是≤≤當(dāng)溫度在正常范圍內(nèi)，調(diào)顯示，顯示采集到的溫度值。比例調(diào)節(jié)器雖然簡單快速,但對(duì)于系統(tǒng)響應(yīng)為有限值的控制對(duì)象存在靜差。該系統(tǒng)采用了兩種CPU抗干擾技術(shù)：指令冗余、軟件陷阱。第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 主程序設(shè)計(jì)。鍵盤的特點(diǎn)鍵盤實(shí)際上是一組按鍵開關(guān)的組合。 89C51與8255的接口電路 鍵盤電路及其說明將輸入方式的I/O口的每根線上各接一個(gè)按鍵，就可以組成一個(gè)八按鍵的簡易式鍵盤。因此在大部分的MCS51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中都免不了要進(jìn)行I/O