【文章內(nèi)容簡介】 沖區(qū)初始化、鍵盤掃描及鍵處理等程序NYNY開始設(shè)置椎棧指針7279初始化定時器/計數(shù)器0初始化RAM區(qū)初始化24C02數(shù)據(jù)的讀取開中斷顯示轉(zhuǎn)各處理子程序鍵掃，判斷是否有 鍵按下分析鍵值 系統(tǒng)主程序框圖是否為功能鍵系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)存分配情況： 20H26H 各數(shù)據(jù)符號位 3FH 溫度給定值存放單元 40H47H 采樣數(shù)據(jù)結(jié)果存放單元 48H4FH PID控制值存放單元 50H5AH 采樣值存放單元 68H KP存放單元 69H KI存放單元 6AH KD存放單元 6BH 存放e(i) 符號位30H 6CH 存放e(i1) 符號位31H 6DH 存放e(i2) 符號位32H 6EH 存放e(i) e(i1) 符號位33H 6FH 存放e(i1) e(ti2) 符號位34H70H 存放（ei ei1）（ei1 ei2） 符號位35H71H72H 存放Kp（ei ei1） 符號位33H73H74H 存放Kiei 符號位30H75H76H 存放KD[（ei ei1）（ei1 ei2）] 符號位35H77H78H 存放Kp（ei ei1）+ Kiei 符號位36H79H7AH 存放△ui 符號位37H7BH7CH 存放ui7DH7EH 存放ui1（初值為0） 在整個軟件的設(shè)計過程中，使用了模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計思想使得程序具有靈活可變的特點并且具有較強的可移植性，為系統(tǒng)的二次開發(fā)及類似系統(tǒng)的開發(fā)提供了極大的便利。HD7279是一片具串行接口的，可同時驅(qū)動8位共陰式數(shù)碼管的智能顯示驅(qū)動芯片，該芯片同時還可以連接多達64鍵的鍵盤矩陣，單片即可完成LED顯示，鍵盤接口的全部功能。因為HD7279使用串行接口，必須嚴(yán)格的依據(jù)HD7279的工作時序圖進行編程才能正確的接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。HD7279A的指令結(jié)構(gòu)類型：(1)、不帶數(shù)據(jù)的純指令，指令的寬度為8個BIT。即單片機需發(fā)送8個CLK脈沖,如圖。T1=50us。T2=8us。 T3=8us HD7279不帶數(shù)據(jù)的純指令時序圖T4=25us HD7279帶數(shù)據(jù)的指令時序圖(2)帶有數(shù)據(jù)的指令，寬度為16個BIT，即微處理器需發(fā)送16個CLK脈沖。(3)讀取鍵盤數(shù)據(jù)指令，寬度為16個BIT，前8個為微處理器發(fā)送到HD7279A的指令，后8個BIT為HD7279A返回的鍵盤代碼。執(zhí)行此指令時，HD7279A的DATA端在第9個CLK脈沖的上升沿變?yōu)檩敵鰻顟B(tài)，并與第16個脈沖的下降沿恢復(fù)為輸入狀態(tài)，等待接收下一個指令,。T5=25us。 T6=8us。 T7=8us通過分析HD7279控制指令，設(shè)計讀取鍵盤獲得鍵值的程序流程圖如下：HD7279獲得鍵值CS=0發(fā)送復(fù)位指令A(yù)4H按鍵輸入否？YN發(fā)送讀鍵盤指令15H讀出鍵碼按鍵釋放否？取得鍵值返回NY鍵處理子程序:在本系統(tǒng)設(shè)計中主程序在一直判斷是否有鍵按下，如果無鍵按下則一直判斷鍵盤，若有鍵按下則將所讀到的鍵值存到A中，然后再用A與給定的鍵值相比較若鍵值勤相等則轉(zhuǎn)到相應(yīng)的子程序中去。在本系統(tǒng)中共設(shè)定了五個功能鍵分別是定顯房間18號鍵、輪顯鍵、參數(shù)加1鍵、參數(shù)減1鍵、給定溫度T設(shè)定鍵、P參數(shù)設(shè)定鍵、I參數(shù)設(shè)定鍵和D參數(shù)設(shè)定鍵，對應(yīng)的鍵值分別是1FH、1EH、1DH、1CH、17H、16H、15H、14H、0FH（輪顯）、0DH（加1鍵）、0CH（減1鍵）、07H、06H、05H和04H（分別為定溫鍵和定KI、KP、KD鍵）。在7279中的AG和DP為顯示數(shù)據(jù)，分別對應(yīng)7段LED數(shù)碼管的各段。當(dāng)對應(yīng)的數(shù)據(jù)位為‘1’時，該段點亮，為‘0’時則不亮。此指令靈活，通過造字形表，可以顯示用戶所需的字符。： 字形碼表顯示字符顯示碼顯示字符顯示碼07EH 87FH130H 97BH26DH t0FH379H p67H433H I0DH55BHd3DH 65FH熄滅碼00H770H A/D 轉(zhuǎn)換子程序為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力，系統(tǒng)在每10ms進行采樣，分別對八個房間的溫度進行了輪采，每一通道都采滿10次后對數(shù)據(jù)進行中值平均濾波。將10次采樣的數(shù)據(jù)存放在 50H到5AH單元中，每對一個通道的采樣值進行處理完后才能進行下一個通道的采樣。0DFFFH。 選擇通道的真值表ALE C B A 接通通道 1 0 0 0 IN0 1 0 0 1 IN1 1 0 1 0 IN2 1 0 1 1 IN3 1 1 0 0 IN4 1 1 0 1 IN5 1 1 1 0 IN6 1 1 1 1 IN7 0 X X X 均不通開始送采樣通道個數(shù)送結(jié)果單元首址送10次采樣標(biāo)志位送采樣地址啟動采樣延時等待讀采樣結(jié)果到目的單元目的單元地址加1判斷是否完成10次采樣 N NY調(diào)濾波子程序并保存濾波結(jié)果采樣通道地址加18通道采完？ N Y 返回 A/D轉(zhuǎn)換流程圖 PID計算子程序PID是整個系統(tǒng)的核心部分，也是系統(tǒng)的難點所在。PID控制規(guī)律是目前使用最多的而且比較典型的一種控制規(guī)律。PID控制是使控制動作（例如閥門）既和當(dāng)前的誤差有一定的關(guān)系（比例關(guān)系），又和過去產(chǎn)生過誤差的歷史情況有一定關(guān)系（積分關(guān)系），還和誤差的變化趨勢有一定的關(guān)系（微分關(guān)系）。如果說積分部分的主要作用是消除靜差，那么微分部分的作用則是按照誤差的變化趨勢，在適當(dāng)?shù)臅r機或是加速控制動作，或是減緩控制動作，使控制過程得到較為穩(wěn)定的變化，不產(chǎn)生振蕩，而且不產(chǎn)生過大的超調(diào)現(xiàn)象?？梢?，PID控制具有較好的控制效果。在本系統(tǒng)的設(shè)計中使用了增量式PID控制算法其算法的如圖511所示。本程序設(shè)計主要須要解決兩個關(guān)鍵問題：第一個是編寫一個單字節(jié)帶符號數(shù)的減法子程序，以便計算eieiei1ei2及（eiei1）（ei1ei2）；第二個是編寫一個雙字節(jié)帶符號數(shù)的加法子程序，以解決算法中三項值的累加及計算輸出值ui。單字節(jié)帶符號數(shù)的減法子程序設(shè)被減數(shù)在R1，其符號位為20H（當(dāng)為正數(shù)時，20H為0；當(dāng)為負(fù)數(shù)時，20H為1。以下類同）。減數(shù)在R2中，其符號位為21H。差在R3中，其符號位為22H。當(dāng)兩個帶符號數(shù)相減時，有4種情況：(a) 如果兩數(shù)均為正數(shù)，直接將R1的內(nèi)容減去R2中的內(nèi)容，再判C標(biāo)志位，若C為0則說明夠減，將兩數(shù)之差送R3符號位（22H）置0；若C標(biāo)志位為1表示不夠減，此時需將兩數(shù)之差求補（取反加1）后再送R3，符號位（22H）置1。(b) 如被減數(shù)為正，減數(shù)為負(fù)，這樣兩數(shù)相減，實為兩數(shù)的絕對值相加。此時，又分兩種情況：一般情況下，將兩數(shù)之各送R3即可，但當(dāng)兩數(shù)之和大于FFH時，應(yīng)設(shè)為FFH（這種設(shè)置在增量式輸出的情況下不會影響控制結(jié)果），且兩種情況下均應(yīng)使符號位（22H）置0。(c) 如被減數(shù)為負(fù)，減數(shù)為正，此時雙應(yīng)把兩數(shù)的絕對值相加。但符號位（22H）應(yīng)置1。其它處理同(b)。(d) 如果兩數(shù)均為負(fù)數(shù)，此時應(yīng)將減數(shù)（絕對值）被減數(shù)（絕對值），其它處理同(a)。雙字節(jié)帶符號數(shù)的加法子程序由于增量式PID算式中的比例、積分、微分三項均由兩個單字節(jié)數(shù)相乘，結(jié)果都為雙字節(jié)數(shù)。其中比例項KP（eiei1）的符號位同eiei1，積分項KIei的符號位同ei ，微分項KD[（eiei1）（ei1ei2）]的符號位同（eiei1）（ei1ei2）。要實現(xiàn)上述三個雙字節(jié)帶符號數(shù)相加，則需編制雙字節(jié)帶符號數(shù)的加法子程序。 PID控制輸出有兩種方法:控制雙向可控硅的導(dǎo)通角；控制雙向可控硅的導(dǎo)通時間。如果利用控制雙向可控硅導(dǎo)通角的方法對加熱機構(gòu)進行控制則需擴展一片DAC0832，由計算機進行PID運算后，自DAC0832送出控制信號（05V），再經(jīng)電壓/電流（V/I）轉(zhuǎn)換后，送晶閥管調(diào)壓裝置改變晶閥管的導(dǎo)通角，使加熱機構(gòu)兩端的電壓發(fā)生變化從而改變溫度。而利用改變導(dǎo)通時間的辦法則比較簡單，只須輸出一定占空比的PWM波適時的改變雙向可控硅的通斷就行了。因此本系統(tǒng)選擇了控制導(dǎo)通時間的方法去控制加熱執(zhí)行機構(gòu)。 本系統(tǒng)中每T0在每10ms來一次中斷,每來一次中斷則使標(biāo)志位3EH單元加1直到加到FFH表示一次完整的控制周期。因為PID算法算出的U值范圍為00FFH所以經(jīng)PID算法算出來的U值可以看成是控制的一個占空比，當(dāng)U值小于3EH單元的數(shù)值時則表示還需繼續(xù)加熱，大于則表示超出占空比不需加熱，由此來控制加熱機構(gòu)的導(dǎo)通時間，從而控制溫度。 PWM波輸出控制原理圖第五章 實驗與調(diào)試本次設(shè)計主要是調(diào)試及排故過程。單片機應(yīng)用系統(tǒng)的硬件和軟件調(diào)試是交叉進行的，但通常是先排除系統(tǒng)中明顯的硬件故障，尤其是電源故障，才能安全的進行軟件調(diào)試和綜合調(diào)試。電源故障：若系統(tǒng)中存在著電源故障，一旦加電后，會造成系統(tǒng)某些元件的永久性損壞，甚至損壞芯片。因此電源必須單獨調(diào)試好以后才能加到系統(tǒng)的各個部件中。一般的錯誤有：電壓值不符和要求（如A/D轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓）、電源引出線和插座不對應(yīng)、電源的真正負(fù)極之間短路、電源負(fù)載能力差等。原理問題：也就是邏輯性錯誤，由于設(shè)計過程中的疏忽，導(dǎo)致錯線，開路，短路，漏接線等錯誤。還有就是PCB板制作過程中的工藝，質(zhì)量問題，導(dǎo)致斷線漏線，及打孔時的技術(shù)問題。元器件失效：由于焊接時的虛焊，器件本身已損壞或性能差，由于組裝錯誤造成的元件失效，諸如電容、二極管的極性安裝錯誤或集成芯片的安裝方向錯誤等導(dǎo)致元器件失效。一、靜態(tài)調(diào)試 第一步，在系統(tǒng)加電之前，用萬用表根據(jù)硬件原理圖和PCB版圖仔細(xì)核對電路，并核對器件的型號、規(guī)格和安裝方向是否符合要求。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，并重點檢查系統(tǒng)的總線是否存在相互間的短路與其他信號線間的短路。第二步，加電后檢查各插件上的電位，仔細(xì)測量各點電位是否正常，尤其是單片機插件上的各點電位。第三步，測量單片機的晶振端是否正常。在本次的畢業(yè)設(shè)計中，很多是因為晶振不起振造成系統(tǒng)工作異常。第四步，在不加電的情況下，插上除單片機以外的所有器件，用仿真線將開發(fā)系統(tǒng)與系統(tǒng)相連。二、在線仿真調(diào)試用已調(diào)試好的子程序?qū)Ω鲉卧娐愤M行調(diào)試，對硬件的錯誤逐一進行排查。如在本系統(tǒng)的調(diào)試中發(fā)現(xiàn)了A/D轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓太低造成模數(shù)轉(zhuǎn)換不穩(wěn)定；在對通信單元電路調(diào)試中發(fā)現(xiàn)一上拉電阻的阻值選取不當(dāng)，造成下位機的發(fā)送數(shù)據(jù)為亂碼。在線仿真調(diào)試的優(yōu)點是方便、快捷，避免燒寫芯片時多次插拔芯片造成芯片引腳的損壞。三、電路調(diào)試在整個設(shè)計過程中，硬件性能的優(yōu)良直接影響了設(shè)計結(jié)果的精度，在調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)并處理了一系列的問題。具體問題以及解決方案見下： ，繼電器的輸出節(jié)點等器件部分，采用光藕隔離使外界雜散信號無法干擾CPU的運行，即易受干擾的輸入或輸出接點用光藕隔離。，使電橋兩端的的電壓平衡。PT100先用200歐的電阻代替，調(diào)節(jié)可變電阻，使之兩端電壓近似相等，達到電橋平衡。，調(diào)節(jié)可變電阻使最后輸出的電壓值在0V5V之間變化。加到0809的0通道中采樣送單片機經(jīng)過處理后送顯，結(jié)果能達到0050的變化范圍。4. 鍵盤顯示電路是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ),在調(diào)試過程中主要注意了以下幾個方面：HD7279A需要一外接的RC振蕩電路以供系統(tǒng)工作，其典型值分別為R=,C=15PF。如果芯片無法正常工作，請首先檢查此振蕩電路。在確保硬件電路正確的前