【文章內(nèi)容簡介】 轉(zhuǎn)換成的攝氏溫標(biāo)。A1A2 溫度檢測電路將AD590放入0℃的冰水混合溶液中，，因此A1與A2兩輸出端之間的電壓為0V即對應(yīng)于0℃。 AD590溫度與電流的關(guān)系攝氏溫度AD590電流經(jīng)10K電壓00C100C200C300C400C500C600C1000C(1) 單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計復(fù)位電路是單片機(jī)應(yīng)用中重要的一環(huán)，它對單片機(jī)抗干擾有重要作用。在振蕩運(yùn)行的情況下，要實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，必須使RST引腳至少保持兩個機(jī)器周期的高電平。復(fù)位期間不產(chǎn)生ALE及PSEN信號。復(fù)位后。寄存器內(nèi)容寄存器內(nèi)容PC0000HTMOP00HACC00HTCON00HB00HTH000HPSW00HTH100HSP07HTL000HDPTR0000HTL100HP0P30FFHSCON00HIPxxx00000SBUF不定IE0xx00000PCON0xxxxxxx(2) 單片機(jī)時鐘電路的設(shè)計單片機(jī)的時鐘產(chǎn)生方法有兩種：內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。本系統(tǒng)中8031單片機(jī)采用內(nèi)部時鐘方式。最常用的內(nèi)部時鐘方式是采用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路?！?2MHz之間。電容值無嚴(yán)格要求，但電容取值對振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小和振蕩電路起振速度有少許影響，一般可在20pF～100pF之間取值。(3) 8031單片機(jī)最小系統(tǒng)一個最小8031單片機(jī)系統(tǒng)有CPU（8031）、8位3態(tài)D鎖存器74LS37ROM或RAM，時鐘電路和復(fù)位電路等基本電路組成。(三) A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計由信號處理電路輸出的信號為模擬信號，而單片機(jī)只能處理數(shù)字量，所以必須首先將模擬量經(jīng)過一定電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，單片機(jī)才能處理，這種電路被稱為A/D轉(zhuǎn)換電路，是模擬系統(tǒng)與計算機(jī)之間的接口部件。1. A/D轉(zhuǎn)換的常用方法A/D轉(zhuǎn)換的常用方法有：雙積分式A/D轉(zhuǎn)換、逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換、計數(shù)型A/D轉(zhuǎn)換等。雙積分式A/D轉(zhuǎn)換的工作原理是將對輸入電壓的測量，轉(zhuǎn)換成對基準(zhǔn)源積分時間的測量，再測量時間（脈沖寬度信號）或頻率（脈沖頻率），然后由定時器/計數(shù)器獲得數(shù)字值。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是分辯率高、精度高、抗干擾性好；主要缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換速度慢。逐次逼近型A/D由一個比較器和D/A轉(zhuǎn)換器通過逐次比較邏輯構(gòu)成，順序地增加內(nèi)部D/A的輸入值，并將其輸出電壓與A/D測量輸入電壓比較，當(dāng)二者相等時，內(nèi)部D/A的輸入值就是A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是速度快、功耗低；主要缺點(diǎn)是抗干擾性差。2 .A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)有：分辨率、精度、量程、轉(zhuǎn)換時間等。分辨率（Resolution）分辨率反映轉(zhuǎn)換器所能分辨的被測量的最小值。通常用輸出二進(jìn)制代碼的位數(shù)來表示。8位A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率為8位。精度（Precision）精度指的是轉(zhuǎn)換的結(jié)果相對于實(shí)際的偏差，精度有兩種表示方法：絕對精度和相對精度。絕對精度用最低位（LSB）的倍數(shù)來表示，如：177。1LSB；相對精度用絕對精度除以滿量程值的百分?jǐn)?shù)來表示，如：177。%。同樣分辨率的轉(zhuǎn)換器其精度可能不同。量程（滿刻度范圍—Full Scale Range）量程是指輸入模擬電壓的變化范圍。如：某轉(zhuǎn)換器具有10V的單極性范圍或?5～+5V的雙極性范圍，它們的量程都為10V。實(shí)際的A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的最大輸入/輸出值總是比滿刻度值小。轉(zhuǎn)換時間（Conversion Time）A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間是指:從啟動轉(zhuǎn)換開始，直至取得穩(wěn)定的數(shù)字量或模擬量所需的時間稱為轉(zhuǎn)換時間。轉(zhuǎn)換時間與轉(zhuǎn)換器原理及其位數(shù)有關(guān)。同種工作原理的轉(zhuǎn)換器，通常位數(shù)越多，轉(zhuǎn)換時間越長。本系統(tǒng)采用ADC0809大規(guī)模集成電路芯片，它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，輸出的數(shù)字信號有三態(tài)緩沖器，可以和單片機(jī)直接接口。ADC0809的主要技術(shù)指標(biāo)為：分辨率：8位；單電源供電：+5V；最大不可調(diào)誤差小于177。1LSB；轉(zhuǎn)換時間為100μs（時鐘頻率為640KHz）；模擬輸入范圍：單極性0～5V；不必進(jìn)行零點(diǎn)和滿刻度調(diào)整；功耗為15Mw；ADC0809由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個8位A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。8路模擬量開關(guān)8路A/D轉(zhuǎn)換器三態(tài)輸出鎖存器地址鎖存與譯碼 器 ADC0809轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部機(jī)構(gòu)框圖4. ADC0809管腳功能及定義。 ADC0809管腳結(jié)構(gòu)圖IN0～I(xiàn)N7：8通道模擬量輸入。ADDA、ADDB、ADDC：A、B、C為地址輸入線，用于選通IN0～I(xiàn)N7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如表23所示。ALE：地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A、B、C三條地址線的地址信號進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。D0～D7：8位輸出數(shù)據(jù)線（三態(tài)），A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果由這8根線傳送給單片機(jī)。OE：允許輸出信號。當(dāng)OE=1時，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；當(dāng)OE=0時，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。START：轉(zhuǎn)換啟動信號。START為正脈沖，其上跳沿所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，START應(yīng)保持低電平。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當(dāng)EOC為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。CLK：時鐘輸入信號。因ADC0809的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，頻率范圍為10KHz～，典型值為640KHz。表23 通道的選擇表CBA選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN75. ADC0809與8031的接口電路ADC0809有8個通道的模擬量輸入，在程序控制下，可令任意通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并可得到相應(yīng)的8位二進(jìn)制數(shù)字量。三、溫度控制系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)本章將介紹軟件的總體設(shè)計。有了各個功能塊的軟件實(shí)現(xiàn)方法，軟件的總體設(shè)計就變得簡單了，軟件設(shè)計中一個重要的思想就是采用模塊化設(shè)計，把一個大的任務(wù)分解成若干個小任務(wù)，分別編制實(shí)現(xiàn)這些小任務(wù)的子程序，然后將子程序按照總體要求組裝起來，就可以實(shí)現(xiàn)這個大任務(wù)了。這種思路對于可重復(fù)使用的子程序顯得尤為優(yōu)越，因?yàn)椴粌H程序結(jié)構(gòu)清晰，而節(jié)約程序存儲空間。（一）系統(tǒng)初始化程序系統(tǒng)初始化程序是為了在進(jìn)入主程序循環(huán)之前，做好必要的準(zhǔn)備工作，包括如下內(nèi)容：1．停止X25043內(nèi)部的看門狗。2．設(shè)定X25043內(nèi)部WDT為定時器模式，并允許內(nèi)部WDT中斷。3．設(shè)定UO端口狀態(tài)，全部設(shè)定為輸入狀態(tài)，降低功耗。4．初始化E2PROM，5．從護(hù)E2PROM讀入校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，將校準(zhǔn)數(shù)據(jù)寫到內(nèi)存。6．啟動位于E2PROM內(nèi)的看門狗。7．將E2PROM的片選端CS置為1，使E2PROM進(jìn)入待機(jī)模式，以降低功耗。8．設(shè)定校準(zhǔn)按鍵為中斷允許狀態(tài)。9．總中斷允許設(shè)為l。10．示模塊開始。11．PID參數(shù)初始化。12．PWM參數(shù)初始化。（二）程序的主循環(huán)框架程序的主循環(huán)框架如圖3．1，在系統(tǒng)進(jìn)行一系列的準(zhǔn)備工作即初始化之后，程序就主循環(huán)，主循環(huán)的工作是進(jìn)行采樣時間控制、控制測量過程、LED顯示循環(huán)、按鍵并且處理、數(shù)據(jù)查表處理、線性插值、數(shù)據(jù)顯示，然后周而復(fù)始地進(jìn)行主循環(huán)程序。在主程序循環(huán)的過程中隨時響應(yīng)按鍵中斷，進(jìn)入校準(zhǔn)程序。對參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置操作作為線性調(diào)整的最值主程序循環(huán)開始判斷狀態(tài)態(tài)正常顯示狀態(tài)進(jìn)入校準(zhǔn)狀態(tài)送LED顯示數(shù)據(jù)按鍵去抖動A/D采樣判斷按鍵數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換為顯示碼寫入EPROMPWM控制校準(zhǔn)完畢清標(biāo)志位主程序下一次循環(huán) 主程序邏輯圖主程序：ORG 0000HAJMP MAINORG 0100HAD0 EQU 7FF8HPORT EQU 4100HPORTA EQU 4101HPORTB EQU 4102HPORTC EQU 4103HMAIN:MOV SP，60H； 設(shè)置堆棧MOV DPTR，PORT； 8155初始化MOV A，03H； 8155A口、B口為輸出，C口為MOVX@DPTR，A； 輸入方式MOV 50H，19H； 溫度設(shè)定值存于50H單元，設(shè)定值為25MOV R0，30H； 顯示緩沖區(qū)30H到37H清0MOV A，00HML0：MOV@R0，AINC R0CJNE R0，38H，ML0ML1：ACALL KEYCJNE 52H，0EH，ML2； 如果是A/D轉(zhuǎn)換鍵，則進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換ACALL ADACALL FILTACALL FUZZYACALL DIRML2：ACALL T10； 等待采樣時間AJMP ML1（三）校準(zhǔn)程序正常情況下數(shù)字溫度表運(yùn)行在測量顯示狀態(tài)下，校準(zhǔn)的啟動是通過響應(yīng)按鍵SET鍵長按2s的方式來實(shí)現(xiàn)的。校準(zhǔn)程序入口也就是設(shè)在單獨(dú)的子程序中，進(jìn)入子程序后，進(jìn)行如下操作：、干擾檢查。.進(jìn)入循環(huán)活動狀態(tài)。，如果已經(jīng)在校準(zhǔn)狀態(tài)，則表示是在校準(zhǔn)中途按下SET鍵，表示放棄校準(zhǔn)，此時不保存校準(zhǔn)數(shù)據(jù)到E2PROM，直接復(fù)位系統(tǒng)，進(jìn)入正常測量顯示狀態(tài)。 NXET是否按下。 NETX是否按下。，相同則不往E2PROM里寫入，不相同則開始寫入E2PROM。.寫入E2PROM。(放電時間比率)。 NEXT是否按下。，退出校準(zhǔn)程序，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存入E2PROM，重新初始化系統(tǒng)，進(jìn)入測量狀態(tài)。四、控制算法的研究（一）PID算法的研究PID是一種負(fù)反饋控制，用設(shè)定的控制目標(biāo)值與受控對象的輸出反饋值相比較，對其差作比例、微分、積分后用來控制受控對象。PID控制規(guī)則： (41)式中占為比例帶，介為積分時間，與為微分時間。傳遞函數(shù)為： (42 )的改變對控制作用影響很大:越大，比例調(diào)節(jié)的殘差越大，從這一點(diǎn)說，越小能使殘差越小。但小則使調(diào)節(jié)系統(tǒng)的開環(huán)增益加大，從而可能導(dǎo)致系統(tǒng)激烈振蕩甚至不穩(wěn)定，系統(tǒng)首先要穩(wěn)定，所以比例帶的設(shè)定必須保證一定的穩(wěn)定裕度越大即積分速度越小，積分作用越弱，使過度時間變長，達(dá)到穩(wěn)定的速度越慢。越小積分速度越快