【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 片機(jī)的一組 I/O口正好相符合。轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μs，量程為 0到 5V上可以分析，本系統(tǒng)采用該模數(shù)轉(zhuǎn)換器，量化誤差也足以滿足系統(tǒng)要求，綜合各種參數(shù)跟本系統(tǒng)十分符合，故選擇 ADC0809作為本系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊。 驅(qū)動(dòng) ADC0809最基本連接是在 VCC接 +5V電壓為 ADC0809的工作電壓， GND接地， REF+和 REF為參考電壓，功能是與輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)，其典型值為REF+=+5v， REF=0v，本系統(tǒng)電源電壓正好也為 +5v，所以采用電源 電壓。如表 ： 溫度值 /℃ AD590電流 /μ A 經(jīng) 10千歐 /V 經(jīng)放 大電路輸出 ADC0809的輸出 0 0 00 10 19 20 32 30 4B 40 64 50 7D 60 96 70 AF 80 C8 90 E1 100 FA 表 輸入輸出對(duì)照表 基于單片機(jī)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 INT0INT7為 8個(gè)模擬量輸入通道，本系統(tǒng)中只用一個(gè)模擬量輸入就是 AD590的輸出端，故只選擇 INT0作為作為模擬量的輸入 ADDA， ADDB， ADDC，是 8路模擬通道地址輸入選擇斷，從表 ，變?yōu)檫x擇 INT0作為模擬量的輸入通道。 ADDC ADDB ADDA 選擇通道 0 0 0 Int0 0 0 1 Int1 0 1 0 Int2 0 1 1 Int3 1 0 0 Int4 1 0 1 Int5 1 1 0 Int6 1 1 1 Int7 表 模擬通道地址輸入選擇表 D7D0為數(shù)據(jù)輸出線，也是我們將要得到的數(shù)字量，所以應(yīng)該將他接入到 89C51的 P0口上。 CLK為 時(shí)鐘脈沖輸入端 因?yàn)?ADC0809內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，需要外接時(shí)鐘信號(hào)， 要求時(shí)鐘頻率不高于 640KHZ，而 89C51的 ALE，當(dāng)不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，該端以時(shí)鐘頻率的 1/6輸出固定的正脈沖信號(hào)，所以將 ADC0809的 CLK通過(guò)分頻器接到 89C51的 ALE端。 由于 89c51的 ALE輸出 1/6的時(shí)鐘頻率 ,計(jì)算： 12M/6=2M 2M/4=500KHz 在 ADC0809可以接受的頻率范圍之內(nèi)。 基于單片機(jī)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 ALE為地址鎖存信號(hào)。在上升沿將通道地址所存到鎖存器。 Stare 為啟動(dòng)控制信號(hào)，在上升沿，所有內(nèi)部寄存器清零，下降的時(shí)候開(kāi)始 AD轉(zhuǎn)換這倆個(gè)管腳一起控制 ADC0809的啟動(dòng)過(guò)程，而單片機(jī)的 WR端輸出為低電平輸出控制，所以將這倆個(gè)管腳通過(guò)非門電路并聯(lián)到單片機(jī)的 （ WR）管腳，當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行寫出操作時(shí)，通 過(guò) WR管腳啟動(dòng) ADC0809的模數(shù)轉(zhuǎn)換。 OE端為數(shù)據(jù)輸出端控制端， 當(dāng) A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開(kāi)輸出三態(tài)門， 輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量，而單片機(jī)的 RD端輸出也為低電平輸出控制，所以將它通過(guò)非門接到單片機(jī)的 RD端，當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行讀入操作時(shí)，打開(kāi) ADC0809的數(shù)據(jù)輸出控制。 EOC端 A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出 端 ，當(dāng) A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平 ，此引腳接到 89C51的 ，用于判斷溫度轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，結(jié)束的話就取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，沒(méi)有的話就繼續(xù)等待轉(zhuǎn)換。 連接方法如圖 36所示： 圖 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 基于單片機(jī)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 數(shù)碼顯示電路 顯示電路采用 7段 BCD碼所存譯碼顯示驅(qū)動(dòng)器 CD4511,來(lái)驅(qū)動(dòng) 陰極 LED數(shù)碼管 ，這樣可以省去繁瑣的拆字程序和查表程序，節(jié)省很大一部分 CPU資源是時(shí)間。如圖 。 圖 CD4511封裝和邏輯圖 CD4511的 特點(diǎn)：具有 BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動(dòng)功能的 CMOS電路能提供較大的拉電流。可直接驅(qū)動(dòng) LED顯示器。 其管腳功能和連接原理如下： BI： 4腳是消隱輸入控制端，當(dāng) BI=0時(shí)，不管其它輸入端狀態(tài)如何 ，數(shù)碼 管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示 數(shù)字。 所以這里接電源電壓高電位使其能夠顯示當(dāng)前要顯示的數(shù)值。 LT： 3腳是測(cè)試輸入端，當(dāng) BI=1， LT=0 時(shí)，譯碼輸出全為 1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示 “8”。它主要用來(lái)檢測(cè)數(shù)碼管是否損壞。 這里也接電源電壓使其能夠正常工作。 基于單片機(jī)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 LE：鎖定控制端，當(dāng) LE=0時(shí)，允許譯碼輸出。 LE=1時(shí)譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在 LE=0時(shí)的數(shù)值 ，這里保持一直溫度顯示，不需要鎖定控制功能，所以也接電源電壓 。 A A A A為 8421BCD碼輸入端 ，本系統(tǒng)中我們用p2口作為單片機(jī)的輸出 接入到 cd4511的數(shù)據(jù)輸入，由于顯示的溫度為 2位數(shù)，需要用到倆個(gè) CD4511， ，單片機(jī) p2口直接輸出壓縮型 BCD碼片能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示。 如表 13為 CD4511的真值表，對(duì)應(yīng)的可以看到各引腳輸入的電平與輸出的關(guān)系 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g， 為譯碼輸出端，輸出為高電平 1有效 ，因?yàn)?CD4511的 CMOS電路提供的電流較大，所以需要外接限流電阻，接上 200Ω限流電阻就可。 基于單片機(jī)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 表 3 CD4511 真值表 ： 表 輸 入 輸 出 LE BI LI D C B A a B c d e f g 顯示 X X 0 X X X X 1 1 1 1 1 1 1 8 X 0 1 X X X X 0 0 0 0 0 0 0 消隱 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 3 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 4 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 5 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 6 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 7 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 9 基于單片機(jī)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 CD4511與數(shù)碼顯示管的連接方法如圖 圖 鍵盤輸入電路與加熱控制電路 本系統(tǒng)的 鍵盤控制需要完成以下功能，能夠控制溫度的升高和降低且在設(shè)置溫度的時(shí)候顯示電路能夠顯示當(dāng)前設(shè)置的溫度，還能夠按下一個(gè)鍵時(shí)為查看當(dāng)前的溫度。 本系統(tǒng)中水的溫度，基本在 0度 100度之間，溫度之間的相差不是很大，綜合考慮使用獨(dú)立鍵盤，使用六個(gè)鍵來(lái)控制溫度的升高和降低，再用另一個(gè)鍵來(lái)用于用戶控制顯示當(dāng)前設(shè)置的溫度。 控制鍵分倆組一組增加溫度，一組降低溫度， 3個(gè)鍵分別為，增加 1℃，增加 5℃，增加 10℃。另一組與其對(duì)應(yīng)減少。用 P1口的16這 6個(gè)引腳來(lái)用于控制溫度，第 基于單片機(jī)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 當(dāng)前設(shè)置的溫度，其中這 些按鍵都并聯(lián)在外部中斷口 INT0上。 如圖 圖 鍵盤電路 溫度加熱電路將加熱控制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)器，來(lái)驅(qū)動(dòng)固體繼電器（ SSR）工作，從而接通或斷開(kāi)加熱絲兩端電源，實(shí)現(xiàn)對(duì)水的加熱控制。 固體繼電器特點(diǎn)： (1)驅(qū)動(dòng)電流小，僅僅幾毫安與 TTL,CMOS等數(shù)字電路兼容 (2)無(wú)觸點(diǎn)，無(wú)火花干擾壽命長(zhǎng)，耐腐蝕 (3)能承受的浪涌電流大，一般為額定值的 612倍 所以單片機(jī)的 P1口，通過(guò)電路放大就可以控制 SSR來(lái)接通加熱絲，加熱水溫度 連接接方法如圖 ： 基于單片機(jī)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 圖 加熱電路 基于單片機(jī)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 4 程序設(shè)計(jì) 主程序設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)軟件同樣將對(duì)各個(gè)模塊編寫程序，主程序調(diào)用各個(gè)模塊來(lái)運(yùn)行整個(gè)系統(tǒng)。主程序首先對(duì) 89C51 的端口和所用內(nèi)存初始化。然后系統(tǒng)不停的重復(fù)調(diào)用各個(gè)模塊，用于更快捷的做出控制反應(yīng)。調(diào)用順序分別為溫度檢測(cè)模塊，數(shù)值轉(zhuǎn)化模塊，顯示模塊，和比較加熱模塊。鍵盤模塊采用中斷掃描方式，這樣可以節(jié)省很多 CPU 資源。 主程序流程圖如圖 所示： 基于單片機(jī)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 開(kāi)始 內(nèi)存單元清零 關(guān)閉加熱絲，端口初始 化 外部中斷初始 化 調(diào)用溫度檢測(cè)模塊 調(diào)用數(shù)值轉(zhuǎn)換模塊 調(diào)用 BCD 顯示模塊 調(diào)用比較控制模塊 無(wú)條件轉(zhuǎn)換 結(jié)束 基于單片機(jī)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 根據(jù)流程圖編寫程序，程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP JIANPAN ORG 0030H MAIN: MOV SP,60H ；堆追指令賦值 MOV P1 ,7FH ；關(guān)閉加熱絲，鍵盤初始化 CLR IT0 ； IT0 低電平有效 SETB EA ； CPU 中斷開(kāi)放 SETB EX0 ；允許外部中斷 0控制 SETB PX0 ；外部中斷 0 高優(yōu)級(jí)先控制 MOV 50H ,00H ； ADC0809 檢測(cè)值緩沖區(qū)清零 MOV 60H ,00H ；數(shù)值轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)單元清零 MOV 70H , 00H ；顯示內(nèi)存單元清零 MOV 80H , 00H ；鍵盤輸入單元基于單片機(jī)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 清零 XUNHUAN: ACALL WENDU ；調(diào)用溫度檢測(cè)模塊 ACALL ZHUANHUA ；調(diào)用數(shù)值轉(zhuǎn)換模塊 ACALL BCD ；調(diào)用 BCD 顯示模塊 ACALL JIARE ；調(diào)用比較加熱模塊 AJMP XUNHUAN ；跳轉(zhuǎn)到主程序重新開(kāi)始執(zhí)行 END 溫度檢測(cè)模塊 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量通常采用查詢方式和中斷方式傳送到單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。本控制系統(tǒng)采用單片機(jī)通過(guò)查詢方式測(cè)試EOC 的狀態(tài)，可以判斷轉(zhuǎn)換是否完成。 為了實(shí)現(xiàn)溫度的準(zhǔn)確檢測(cè)，采用了平均值濾波法抗干擾。即連續(xù) 2 次啟動(dòng) ADC0809 進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，求取轉(zhuǎn)換結(jié)果的平均值，存入指定單元，以得到檢測(cè)溫度值。最后將計(jì)算的結(jié)果存入溫度檢測(cè)緩沖區(qū) 50H。如圖 所示。 基于單片機(jī)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 開(kāi)始 轉(zhuǎn)換單元初始化 啟動(dòng) ADC0809 累加轉(zhuǎn)換結(jié)果 求平均值 轉(zhuǎn)換是否結(jié)束 2 次轉(zhuǎn)換是否結(jié)束 存結(jié)果 Y N N Y 返回 基于單片機(jī)的溫度自動(dòng)控制系