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正文內(nèi)容

論文單片機(jī)溫度控制設(shè)計正文(編輯修改稿)

2024-08-23 12:13 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 顯示模塊設(shè)計顯示器模塊由四位一體的共陰數(shù)碼管和1個驅(qū)動芯片組成。 顯示模塊原理圖單個LED是由7段發(fā)光二極管構(gòu)成的顯示單元。有10個引腳,對應(yīng)于7個段、一個小數(shù)點(diǎn)和兩個公共端。在顯示電路中,這些發(fā)光二極管有兩種接法:共陽極接法和共陰極接法。本設(shè)計中需要用4個LED組成顯示單元,并采用動態(tài)顯示方式。由于使用4個單個LED進(jìn)行顯示的連線比較復(fù)雜,同時單片機(jī)的端口驅(qū)動能力也難以保證,而需要加入專門的驅(qū)動芯片。所以,采用了4個LED連體的、內(nèi)部已將其相應(yīng)段接好的共陰極LED,它具有12個引腳,含7個段和4個公共端,為提高數(shù)碼管的亮度,可在位選線上加入一個三極管驅(qū)動電路。由單片機(jī)控制的顯示電路中,要選取合適的電阻,才能保證LED的亮度,過大或者過小都無法讓LED正常顯示。若考慮印制板布線的方便,可以采用貼片電阻和排阻來節(jié)省空間。 按鍵模塊設(shè)計在一個系統(tǒng)中顯示部分是輸出部分,而按鍵則是系統(tǒng)的輸入部分,操作人員可以通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)或命令,實(shí)現(xiàn)人機(jī)通信?,F(xiàn)在的設(shè)備中把按鍵作為輸入設(shè)備幾乎是必不可少的。按鍵作為控制的輸入其重要性不言而喻。普通的4腿按鍵實(shí)際上是分兩組,每組中的兩個是相通,而兩組直接是通過上面的按鈕來控制通段狀態(tài)的。簡單理解成開關(guān)就可以了,按下去兩端就形成短路,松開手就形成開路。單片機(jī)就是通過判斷是否短路,而獲得這個按鍵是否被人按下。 按鍵控制電路 報警模塊設(shè)計本文中所設(shè)計的報警電路較為簡單,由一個自我震蕩型的蜂鳴器(只要在蜂鳴器兩端加上超過3V的電壓,蜂鳴器就會叫個不停)。在溫度達(dá)到一定的上界或者下界時(在文中我們設(shè)置的上界溫度是100℃,下界溫度是0℃),報警電路開始工作。 報警電路原理圖3 軟件系統(tǒng)設(shè)計 軟件系統(tǒng)的整體設(shè)計本系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計方法。整個系統(tǒng)由初始化模塊、溫度采集模塊,A/D轉(zhuǎn)換模塊,顯示、按鍵和報警模塊構(gòu)成。初始化模塊EEPROM數(shù)據(jù)存儲模塊溫度顯示模塊A/D轉(zhuǎn)換模塊溫度采集模塊塊塊溫度顯示模塊E2PROM數(shù)據(jù)讀出模塊中斷服務(wù)模塊E2PROM數(shù)據(jù)讀出模塊 程序設(shè)計總體框圖 鍵盤/顯示程序設(shè)計顯示程序段八段LED數(shù)碼管顯示原理是通過同名管腳上所加電平的高低來控制發(fā)光二級管是否點(diǎn)亮從而顯示不同字形的。數(shù)碼管的顯示分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種,靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是各LED管能穩(wěn)定地同時顯示各字形;動態(tài)顯示是指LED輪流地一遍一遍顯示各字符,人們由于視覺器官惰性,從而看到的是各LED似乎在同時顯示不同字形。為了減少硬件開銷,提高系統(tǒng)的可靠性并降低成本,單片機(jī)控制系統(tǒng)通常采用動態(tài)掃描顯示,而在此程序中采用的就是動態(tài)顯示。程序流程圖就不再介紹。動態(tài)顯示采用軟件法把欲顯示的十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)字形碼,故它通常需要在RAM區(qū)建立一個顯示緩沖區(qū)。顯示緩沖區(qū)內(nèi)包含的存儲單元個數(shù)常和系統(tǒng)中LED顯示器的個數(shù)相等。顯示緩沖區(qū)的起始地址很重要,它決定了顯示緩沖區(qū)在RAM中的位置。顯示緩沖區(qū)中的每個存儲單元用于存放相應(yīng)LED顯示管欲顯示字符在字形碼表中的地址偏移量,故CPU可以根據(jù)這個地址偏移量通過查字形碼表找出所需顯示的字形碼,以便送到字形口顯示。鍵盤的處理程序在設(shè)計中,對于按鍵的消抖采用了軟件消抖的方法,有效的節(jié)約了成本。按鍵的處理程序流程圖略。 4 系統(tǒng)測試系統(tǒng)測試使用的測試工具有:DT92N萬用表一塊;+12V直流電源一個;MCS51C語言編譯器;AT89S51串行下載線一條;本設(shè)計的測試分為硬件測試和軟件測試兩類。 系統(tǒng)硬件測試自制前應(yīng)先對各元件其質(zhì)量及參數(shù)進(jìn)行細(xì)心的檢測,再根據(jù)所需的體積設(shè)計一款合適的線路板??偠灾?,良好的元件質(zhì)量、合適的印板布局是有效提高自制成功率的保證。用數(shù)字集成電路檢測儀對LED數(shù)碼管進(jìn)行檢測,檢測方法由自己確定。 (1)將元器件插入印制板相應(yīng)位置,并焊接、剪腳。(2)焊接電源引腳。在整機(jī)調(diào)試前還需仔細(xì)檢查如下幾個方面:(1) 各級不同的半導(dǎo)體管有無誤裝,管腳安裝是否正確,線路的連接和元件的安裝是否有誤,電解電容“+”,“﹣”極性是否裝接正確。(2) 輸入輸出是否焊對。(3) 各焊點(diǎn)有無虛焊、漏焊、碰焊,多股線有無斷股。(4) 將歪斜的元件扶直排齊,排除元器件裸線相碰之處。線頭等異物應(yīng)清理干凈。 系統(tǒng)軟件測試用Keil uvision2對51系列單片機(jī)程序編寫時,可借助該軟件對所編寫的程序進(jìn)行調(diào)試,將源程序按規(guī)定的格式輸入到PC機(jī)。手工編寫:這種方法是最原始,但又是一種最簡捷的調(diào)試方法,且不必增加調(diào)試設(shè)備。這種方法的實(shí)質(zhì)就是按照單片機(jī)的一些C語言編程,將源程序輸入計算機(jī)。在進(jìn)行編程時,要特別注意延時程序、采集數(shù)據(jù)、計算的程序。必須準(zhǔn)確無誤地計算,以免出錯。同時,在編寫顯示和按鍵程序時需注意以下問題:(1)顯示部分必須要保證顯示無閃爍既無錯誤。(2)在某個鍵按下的時候,被按鍵的簧片總會有輕微抖動,這種抖動常會持續(xù)10ms左右,因此,CPU在按鍵抖動期間掃描鍵盤必然會得到錯誤的鍵號,因此軟件的消抖對系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。 5 總 結(jié)隨著社會的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們越來越重視溫度因素,許多產(chǎn)品對溫度范圍要求嚴(yán)格,而目前市場上普遍存在的溫度檢測儀器大都是單點(diǎn)測量,同時還有溫度信息傳遞不及時、精度不夠的缺點(diǎn),不利于控制者根據(jù)溫度變化及時做出決定。因此,一種能夠同時測量多點(diǎn),并且實(shí)時性高、精度高,能夠綜合處理多點(diǎn)溫度信息的測控系統(tǒng)的設(shè)計就成為當(dāng)今的熱點(diǎn)。本課題就是在這樣的形式下,提出一種基于單片機(jī)的溫度測控系統(tǒng)用于溫室大棚內(nèi)溫度的控制,以提高大棚農(nóng)作物的產(chǎn)量,增加其經(jīng)濟(jì)效益。本次設(shè)計主要是針對溫室大棚內(nèi)溫度因子的檢測與控制,主要涉及單片機(jī)、傳感器等元件的選取與應(yīng)用,以及鍵盤輸入、顯示電路、報警電路等硬件方面的設(shè)計。這樣由單片機(jī)、傳感器及外圍設(shè)備組成一個完整的溫室溫度檢測與控制系統(tǒng)。通過這次制作,我有很大的收獲。首先,在制作過程中使理論和實(shí)踐相結(jié)合,加深了對理論知識的理解。理論是在理想狀態(tài)下的真理,所以我們應(yīng)該
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