【文章內(nèi)容簡介】 IN7數(shù)字量輸出及控制線：11條 ST為轉(zhuǎn)換啟動信號。當(dāng)ST上跳沿時，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，ST應(yīng)保持低電平。EOC為轉(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。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE＝1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE＝0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7－D0為數(shù)字量輸出線。 CLK為時鐘輸入信號線。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，通常使用頻率為500KHZ。VREF（＋），VREF（－）為參考電壓輸入。ADC0809應(yīng)用注意事項 ：① ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S52單片機直接相連。② 初始化時，使ST和OE信號全為低電平。③ 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C端口上。④ 在ST端給出一個至少有100ns寬的正脈沖信號。⑤ 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號來判斷。⑥ 當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r，這時給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機了。ADC0809工作電路圖如圖26圖 26 ADC0809接線圖 鍵盤和顯示電路 鍵盤電路由于本次設(shè)計中所需按鍵不多，因此鍵盤采用14的獨立鍵盤。鍵盤的原理圖如圖 27圖 27 鍵盤電路 LED顯示器簡介 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，如果需要顯示的內(nèi)容只有數(shù)碼和某些字母，使用LED數(shù)碼管是一種較好的選擇。LED數(shù)碼管顯示清晰、成本低廉、配置靈活，與單片機接口簡單易行。 LED數(shù)碼管是由發(fā)光二極管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件。LED數(shù)碼管按電路中的連接方式可以分為共陰極和共陽極兩大類。共陽型是將各段發(fā)光二極管的正極連在一起，作為公共端COM，公共端COM接高電平，a～g、dp各筆段通過限流電阻接控制端。某筆段控制端低電平時，該筆段發(fā)光，高電平時不發(fā)光?？刂七@幾段筆段發(fā)光，就能顯示出某個數(shù)碼或字符。共陰型是將各數(shù)碼發(fā)光二極管的負(fù)極連在一起，作為公共端COM接地，某筆段通過限流電阻接高電平時發(fā)光。LED數(shù)碼管按其外形尺寸有多種形式，；按顯示顏色也有多種形式，主要有紅色和綠色；按亮度強弱可分為高亮和普亮，指通過同樣的電流顯示亮度不一樣，這是因發(fā)光二極管的材料不一樣而引起的。LED數(shù)碼管的使用與發(fā)光二極管相同，～2V額定電流為10mA，最大電流為40mA。靜態(tài)顯示時取10mA為宜，動態(tài)掃描顯示可加大，加大脈沖電流，但一般不超過40mA。當(dāng)LED數(shù)碼管與單片機相連時，一般將LED數(shù)碼管的各筆段引腳a、b、…、g、dp按某一順序接到MCS－51型單片機某一個并行I/O口D0、D…、D7，當(dāng)該I/O口輸出某一特定數(shù)據(jù)時，就能使LED數(shù)碼管顯示出某個字符。例如要使共陽極LED數(shù)碼管顯示“0”，則a、b、c、d、e、f各筆段引腳為低電平，g和dp為高電平，如表22。表22 共陽極LED數(shù)碼管顯示數(shù)字“0”時各管段編碼D7D6D5D4D3D2D1D0字段碼顯示數(shù)dpgfedcba11000000C0H0C0H稱為共陽極LED數(shù)碼管顯示“0”的字段碼，不計小數(shù)點的字段碼稱為七段碼，包括小數(shù)點的字段稱為八段碼。LED數(shù)碼管編碼方式有多種，按小數(shù)點計否可分為七段碼和八段碼；按共陰共陽可分為共陰字段碼和共陽字段碼，不計小數(shù)點的共陰字段碼與共陽字段碼互為反碼；按a、b、…、g、dp編碼順序是高位在前，還是低位在前，又可分為順序字段碼和逆序字段碼。甚至在某些特殊情況下將a、b、…、g、dp順序打亂編碼。表23為共陰極和共陽極LED數(shù)碼管幾種八段編碼表。表23 共陰極和共陽極LED數(shù)碼管幾種八段編碼共陰順序小數(shù)點暗共陰逆序小數(shù)點暗共陽順序小數(shù)點亮共陽順序小數(shù)點暗dp g f e d c b a16進(jìn)制a b c d e f g dp16進(jìn)制00 0 1 1 1 1 1 13FH1 1 1 1 1 1 0 0FCH40HC0 H10 0 0 0 0 1 1 006H0 1 1 0 0 0 0 0 60H79HF9 H20 1 0 1 1 0 1 15BH1 1 0 1 1 0 1 0DAH24HA4 H30 1 0 0 1 1 1 14FH1 1 1 1 0 0 1 0F2H30HB0 H40 1 1 0 0 1 1 066H0 1 1 0 0 1 1 066H19 H99 H50 1 1 0 1 1 0 16DH1 0 1 1 0 1 1 0B6H12 H92 H60 1 1 1 1 1 0 17DH1 0 1 1 1 1 1 0BEH02 H82 H70 0 0 0 0 1 1 107H1 1 1 0 0 0 0 0E0H78 HF8 H80 1 1 1 1 1 1 17FH1 1 1 1 1 1 1 0FEH00 H80 H90 1 1 0 1 1 1 16FH1 1 1 1 0 1 1 0F6H10 H90 HLED數(shù)碼管顯示電路在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中可分為靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。① 靜態(tài)顯示方式。在靜態(tài)顯示方式下，每一位顯示器的字段需要一個8位I/O口控制，而且該I/O口須有鎖存功能，N位顯示器就需要N個8位I/O口，公共端可直接接+5V（共陽）或接地（共陰）。顯示時，每一位字段碼分別從I/O控制口輸出，保持不變直至CPU刷新顯示為止。也就是各字段的亮滅狀態(tài)不變。靜態(tài)顯示方式編程較簡單，但占用I/O口線多，即軟件簡單、硬件成本高，一般適用顯示位數(shù)較少的場合。② 動態(tài)掃描顯示方式。當(dāng)要求顯示位數(shù)較多時，為簡化電路、降低硬件成本，常采用動態(tài)掃描顯示電路。所謂動態(tài)掃描顯示電路是將顯示各位的所有相同字段線連在一起，每一位的a段連在一起，b段連在一起…g段連在一起，共8段，由一個8位I/O口控制，而每一位的公共端（共陽或共陰COM）由另一個I/O口控制。這種連接方式由于將多位字段線連在一起，當(dāng)輸出字段碼時，由于多門同時選通，每一位將顯示相同的內(nèi)容。因此要顯示不同的內(nèi)容，必須采取輪流顯示的方式。即在某一瞬間時，只讓某一位的字位線處于選通狀態(tài)（共陰極LED數(shù)碼管為低電平，共陽極為高電平），其他各位的字位線處于開斷狀態(tài)，同時字段線上輸出這一位相應(yīng)要顯示字符的字段碼。在這一瞬時，只有這一位在顯示，其他幾位暗。同樣在下一瞬時，單獨顯示下一位，這樣依次輪流顯示，循環(huán)掃描。由于人的視覺滯留效應(yīng)，人們看到的是多位同時穩(wěn)定顯示。本設(shè)計為動態(tài)顯示，電路如圖25所示。顯示器由4個LED數(shù)碼管組成。輸入有12個信號，～、INT0、TT0。若想使LED發(fā)光則必須保證有足夠大的電流流過LED的各段。流過LED的電流大時，LED發(fā)光亮度高；流過LED的電流小時，LED發(fā)光亮度就低，為了使LED 能夠長期可靠地工作應(yīng)使流過LED的電流為其額定電流。為LED顯示器提供電流的電路稱為LED的驅(qū)動電路。動態(tài)顯示電路的驅(qū)動電路分為段驅(qū)動電路和位驅(qū)動電路兩種。段驅(qū)動電路考慮到所有的段電流均流過位選線，因此位驅(qū)動電路的驅(qū)動能力應(yīng)為段驅(qū)動能力的8倍(最嚴(yán)重情況八段全亮)。驅(qū)動電路可采用分立元件電路，也可采用集成驅(qū)動電路，此外有些硬件譯碼電路本身包括驅(qū)動電路。由于這里采用動態(tài)輸出，且單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定了數(shù)碼管可以直接由單片機驅(qū)動。因此采用分立元件的顯示驅(qū)動電路也很簡單。 LED顯示電路LED數(shù)碼管顯示原理圖如圖28。圖28 LED數(shù)碼管顯示原理圖 報警電路報警電路原理如圖29。圖29 聲光報警電路原理圖 溫度控制電路 本次設(shè)計的溫度控制主要通過調(diào)節(jié)固態(tài)繼電器的通斷時間來完成，當(dāng)系統(tǒng)的溫度過高時，通過停止加熱器工作和水冷降溫，是否通水由直動式電磁閥控制，電磁閥的工作狀態(tài)與加熱器正好相反，因此還需加一個常閉型的繼電接觸器，溫度控制電路圖如圖210所示。圖210 溫度控制電路 直動式電磁閥原理：通電時，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)閉。在真空、負(fù)壓、零壓時能正常工作，但通徑一般不超過25mm。固態(tài)繼電器的使用非常簡單，只要在控制端加TTL 電平，即可實現(xiàn)對繼電器的開關(guān)，使用時完全可以用NPN 型三極管接成電壓跟隨器的形式驅(qū)動。 為高電平時，三極管驅(qū)動固態(tài)繼電器工作接通加熱器工作， 為低電平時固態(tài)繼電器關(guān)斷，加熱器不工作。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 溫度檢測與控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計第三章 溫度檢測與控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計在控制系統(tǒng)中,控制器最常用的控制規(guī)律是PID控制。PID控制系統(tǒng)原理框圖如圖31所示。系統(tǒng)由PID控制器和被控對象組成。 PID調(diào)節(jié)器控制原理Rin（k） +Yout（k）++—被控對象比例微分積分圖31 PID控制系統(tǒng)原理框圖 PID控制器是一種線性控制器,一種它根據(jù)給定值rin(t)與實際輸出值yout(t)構(gòu)成控制偏差： Error(t)=rin(t)yout(t) PID控制就是對偏差信號進(jìn)行比例、積分、微分運算后，形成一種控制規(guī)律。即，控制器的輸出為： （）或?qū)懗蓚鬟f函數(shù)的形式： （）左中， kp——比例系數(shù)；Ti——積分時間常數(shù)；T d——微分時間常數(shù)。簡單說來，PID控制器各校正環(huán)節(jié)的作用如下：（1） 比例環(huán)節(jié)：成比例地反映控制系統(tǒng)的偏差信號error(t),偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用，以減小偏差。比例控制： Gc(s)= Kp （2） 積分環(huán)節(jié)：主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無差度。積分作用的強盡弱取決于積分時間常數(shù)Ti，Ti越大，積分作用越弱，反之則越強。積分控制： Gc(s) = Kp/Tis（3） 微分環(huán)節(jié)：反偏差信號的變化趨勢（變化速率），并能在偏差信號變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期修正信號，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減少調(diào)節(jié)時間。微分控制： Gc(s) = KpTds 位置式PID算法基本PID控制器的理想算式為 () 式中u(t)——控制器(也稱調(diào)節(jié)器)的輸出；e(t)——控制器的輸入（常常是設(shè)定值與被控量之差，即）；Kp——控制器的比例放大系數(shù)；Ti ——控制器的積分時間；Td——控制器的微分時間。設(shè)u(k)為第k次采樣時刻控制器的輸出值，可得離散的PID算式 ()式中 為積分系數(shù)， 為微分系數(shù)。由于計算機的輸出u(k)直接控制執(zhí)行機構(gòu)（如閥門），u(k)的值與執(zhí)行機構(gòu)的位置（如閥門開度）一一對應(yīng)，所以通常稱式(2)為位置式PID控制算法。位置式PID控制算法的缺點：當(dāng)前采樣時刻的輸出與過去的各個狀態(tài)有關(guān)，計算時要對e(k)進(jìn)行累加，運算量大；而且控制器的輸出u(k)對應(yīng)的是執(zhí)行機構(gòu)的實際位置，如果計算機出現(xiàn)故障，u(k)的大幅度變化會引起執(zhí)行機構(gòu)位置的大幅度變化。 數(shù)字PID參數(shù)的整定PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被控過程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時間和微分時間的大小。PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計算整定法。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過理論計算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計算數(shù)據(jù)未必可以直接