【正文】 法來平衡單片機的端口驅(qū)動能力，以提高整體的抗干擾能力。因此本設計中只要涉及輸出控制都是采用低電平驅(qū)動。7 CPU軟件抗干擾 看門狗設計單片機最易受干擾的是內(nèi)部計數(shù)器PC的值。在受強干擾的時，PC值改變，改變后的值又是隨機的，為一不確定值。因此，對系統(tǒng)內(nèi)核CPU進行R軟件抗干擾顯得尤為重要，本設計采用的是看門狗設計。 這樣, 就可以進行總體調(diào)試了。把編寫好的程序放在電腦里，使用偉福仿真器來仿真，看看8個數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)是否正確，按下按鍵后能否在數(shù)碼管上顯示設定的值，反復的調(diào)試、修改程序，使達到預期的效果。看門狗(Watchdog)電路是嵌入式系統(tǒng)需要的抗干擾措施之一。本文用X25045芯片設計了一種新的看門狗電路，具有體積小、占用I/O口線少和編程方便的特點，可廣泛應用于儀器儀表和各種工控系統(tǒng)中。系統(tǒng)在運行時，通常都會遇到各種各樣的現(xiàn)場干擾，抗干擾能力是衡量工控系統(tǒng)性能的一個重要指標?？撮T狗(Watchdog)電路是自行監(jiān)測系統(tǒng)運行的重要保證，幾乎所有的工控系統(tǒng)都包含看門狗電路。在8096系列單片機和增強型8051系列單片機中，該系統(tǒng)已經(jīng)做在芯片內(nèi)部，用戶只要用軟件開放它就可以，使用很方便。但目前工控系統(tǒng)仍在使用廉價的普通型8051系列單片機，則看門狗電路必須由用戶自己建立?？撮T狗電路一般有軟件看門狗和硬件看門狗兩種。軟件看門狗不需外接硬件電路，但系統(tǒng)需要出讓一個定時器資源，這在許多系統(tǒng)中很難辦到，而且若系統(tǒng)軟件運行不正常，可能導致看門狗系統(tǒng)也癱瘓。硬件看門狗是真正意義上的“程序運行監(jiān)視器”，如計數(shù)型的看門狗電路通常由555多諧振蕩器、計數(shù)器以及一些電阻、電容等組成，分立元件組成的系統(tǒng)電路較為復雜，運行不夠可靠。X25045芯片簡介X25045是美國Xicor公司的生產(chǎn)的標準化8腳集成電路，它將EEPROM、看門狗定時器、電壓監(jiān)控三種功能組合在單個芯片之內(nèi)，大大簡化了硬件設計，提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了對印制電路板的空間要求，降低了成本和系統(tǒng)功耗，是一種理想的單片機外圍芯片。X25045引腳如圖1所示。圖51 X25045引腳圖其引腳功能如下。CS：片選擇輸入；SO：串行輸出，數(shù)據(jù)由此引腳逐位輸出；SI：串行輸入，數(shù)據(jù)或命令由此引腳逐位寫入X25045；SCK：串行時鐘輸入，其上升沿將數(shù)據(jù)或命令寫入，下降沿將數(shù)據(jù)輸出；WP：寫保護輸入。當它低電平時，寫操作被禁止；Vss：地；Vcc：電源電壓；RESET：復位輸出。X25045在讀寫操作之前，需要先向它發(fā)出指令，指令名及指令格式如表1所示。表1 X25045指令及其含義X25045看門狗電路設計及編程X25045硬件連接圖如圖2所示。X25045芯片內(nèi)包含有一個看門狗定時器，可通過軟件預置系統(tǒng)的監(jiān)控時間。在看門狗定時器預置的時間內(nèi)若沒有總線活動，則X25045將從RESET輸出一個高電平信號，經(jīng)過微分電路CR3輸出一個正脈沖，使CPU復位。圖2電路中，CPU的復位信號共有3個：上電復位(CR2)，人工復位(S、RR2)和Watchdog復位(CR3)，通過或門綜合后加到RESET端。CR3的時間常數(shù)不必太大，有數(shù)百微秒即可，因為這時CPU的振蕩器已經(jīng)在工作。圖52X25045看門狗電路硬件連接圖看門狗定時器的預置時間是通過X25045的狀態(tài)寄存器的相應位來設定的。如表2所示，X25045狀態(tài)寄存器共有6位有含義，其中WDWD0和看門狗電路有關(guān)，其余位和EEPROM的工作設置有關(guān)。8 測試方法和測試結(jié)果 系統(tǒng)測試儀器及設備雙路跟蹤穩(wěn)壓穩(wěn)流電源DH1718E5直流穩(wěn)壓電源數(shù)字示波器Tektronix TDS1002偉福E6000/L 仿真器多功能數(shù)字表GDM8145數(shù)字萬用表0～100℃溫度計、調(diào)溫電熱杯、秒表 測試方法由于系統(tǒng)不完善，我采用的是分步調(diào)試的方法，步驟如下： （1）在水杯中存放1L凈水，放置在1KW的電爐上，打開控制電源，系統(tǒng)進入準備工作狀態(tài)。（2）先調(diào)零，先將OP07的3腳短路，然后調(diào)節(jié)滑動變阻器，使六腳輸出為0。（3）在改變溫度使溫度為35℃時輸出為0V，溫度為95℃時輸出為5V。在65℃。 （4）在結(jié)合軟件進行水溫控制，假如設定溫度為88℃，而實際溫度為55℃，那么就加熱使水問到達88℃，此時水爐會自動斷電，當水溫低與88℃，水爐有會自動加熱實現(xiàn)控制的作用。 （5）然后在雙機通訊，用鍵盤設定溫度，結(jié)合軟件加以控制。 測試結(jié)果（1）測量溫度與給定溫度的相應值如表1所示 表 1給定溫度（℃）實測溫度（℃）相對誤差給定溫度（℃）實測溫度（℃）相對誤差13535046563％24543％57573％35553％68583％上表用溫度計標定測溫系統(tǒng)。分別是水溫穩(wěn)定在35℃、45℃、55℃、65℃、75℃、85℃，觀察系統(tǒng)測量溫度值和實際溫度值，盡量校準系統(tǒng)使測量誤差在1℃以內(nèi)。記錄測量數(shù)據(jù)填入表1。由上表可以看出，實測溫度和給定溫度之間的絕對溫度超出了177。1℃之間，由于系統(tǒng)顯示數(shù)值沒有小數(shù)部分，所測結(jié)果只能以度來衡量，其實際誤差是稍大于177。1℃的，測量結(jié)果不是很滿足系統(tǒng)誤差的要求。這也是這個系統(tǒng)設置不全的一方面?？梢允钦{(diào)0的過程中由于調(diào)不到0，我把反饋電阻R18給換了，我第一次換的是20K的雖然能調(diào)到但波動很大，后來我又換了一個10K的，那波動就小了很多，也能調(diào)到要求的范圍了。但我覺得還是有問題，這個問題是我到現(xiàn)在還沒解決的，在設計的過程中有些電阻是自己去估計取出來的，有些還是很有問題的，我認為這是導致誤差的主要原因。因此我認為可以通過改變電路中一些電阻或電容的阻值來得到改善。注意，在測量的過程中，也就是在使用AD590傳感器的時候，為了避免器件一被測液體的直接接觸，應將傳感器裝入保護套管中，或?qū)⑵骷糜操|(zhì)乙烯樹脂等材料密封，以避免被測液體對傳感器的腐蝕和對測量精度產(chǎn)生影響?？偨Y(jié) 根據(jù)設計要求，調(diào)試完成的系統(tǒng)應作全面的指標測試。測試過程如下： ，輸入范圍能滿足40一90C區(qū)分度為1 C的要求。 ，觀察水溫變化情況．測量水溫靜態(tài)誤差，該誤差應能滿足要求。 ，觀察系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間和超調(diào)量，并能根據(jù)需要改變系統(tǒng)控制參數(shù)，實現(xiàn)不同的控制品質(zhì)要求。 通過這次實驗, 了解了傳感器A/D590的特性和其應用。也收獲了很多關(guān)于單片機相互通信的知識。特別是對PID算法有了一定的了解。在整個系統(tǒng)的制作過程中，溫度的采樣遇到了很大的困難，電阻值沒有調(diào)準。還有在PCB板的制作過程中預先沒有設置好線條的粗細，在加220V電壓的線路中，線條應該加粗，防止相互之間的干擾.附錄 系統(tǒng)硬件總原理圖以上就是整個電路的框圖, 將前述各單元電路連接起來，就可構(gòu)成完整的系統(tǒng)硬件電路圖