【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，加熱爐的使用范圍越來越廣泛。爐中溫度進(jìn)行監(jiān)測和控制。采用單片機(jī)來對他們控制不僅具有控制方便，而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。LM324比較器，而主要是通過DS18B20數(shù)字溫度傳感器采集環(huán)境溫度，

　　

【正文】 A2A3A4A5A6A7P0P1P2P3P4P5P6P0P1P2P3P4P5P6P7A 12RDRDR E S E TR E S E TWRWR 圖 25 8255A 和 AT89C51 的連接 ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0809 是位 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，它是采用逐次逼近的方法完成 A/D轉(zhuǎn)換的。 ADC0809 由單 +5V 電源供電；片內(nèi)帶有鎖存功能的 8 路模擬多路開關(guān)，可對 8 路 0～ 5V 的輸 入模擬電壓分時進(jìn)行轉(zhuǎn)換，完成一次轉(zhuǎn)換約需 100181。S；片內(nèi)具有多路開關(guān)的地址譯碼器和鎖存器、高阻抗斬波器、穩(wěn)定的比較器， 256 電阻 T 型網(wǎng)絡(luò)和樹狀電子開關(guān)以及逐次逼近寄存器。 ADC0809 芯片的引腳如圖 26 所示，引腳功能說明如下； 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 18 通 道選 擇開 關(guān)通 道 地 址 鎖存 和 碼 譯定 時 和 控 制逐 次 逼 近 寄 存 器（ S A R ）開 關(guān) 樹 型D / A8 位 鎖存 和三 態(tài)門比 較 器C L O C KS T A R T0IN 12IN 34IN 56IN 7R E F （ + ）R E F （ — ）12?232?45?627?82 圖 26 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 0IN ~ 7IN ： 8 路模擬信號輸入端。 0D ~ 7D ： 8 位數(shù)字量輸出端。 START：啟動控制輸入端，高電平有效，用于啟動 ADC0809 內(nèi)部的 A/D轉(zhuǎn)換過程。 ALE：地址鎖存控制輸入端。 ALE 端可與 START 端接在一起，通過軟件輸入一個正脈沖，可立即啟動 A/D 轉(zhuǎn)換。 CLK：時鐘信號輸入端。 ADDA（ ADDB、 ADDC）： 8 路模擬選通開關(guān)的 3 位地址選通輸入端； CCV ：供電電源輸入端。 REFV （ +）：參考電壓正端。 REFV （ —）：參考電壓負(fù)端。 其地址碼與輸入通路的對應(yīng)關(guān)系如表 24 所示。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 19 表 24 地址和通道的對應(yīng)關(guān)系 地址碼 ADDC ADDB ADDA 對應(yīng)的輸入通道 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 1 1 1 IN7 ADC0809 與 AT89C51 單片機(jī)的接口設(shè)計 ADC0809 與單片機(jī) AT89C51 的硬件接口方式有：查詢方式、中斷方式和等待延時方式。采用中斷方式不浪費(fèi) CPU 的等待時間，但是如果A/D 轉(zhuǎn)換時間較短，也可以用程序查詢方式和等待查詢延時方式。下面介紹兩種最常用的方式：查詢方式和中斷方式。 1） 查詢方式 ADC0809 與單片機(jī) AT89C51 的硬件接口如圖所示AT89C517 4 L S 3 7 3D 觸 發(fā)ADC0809AL 3 . ?7 4 L S 0 27 4 L S 0 2OES TM R TAL EE O C0D7DAD DAA D D BCCL R ? ?VREF ?? ?VREF ?7IN 0IN 圖 27 ADC0809 與單片機(jī) AT89C51 的硬件接口電路 由于 ADC0809 具有三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器，其 8 位數(shù)據(jù)輸出端可以與數(shù)據(jù)總線相連。地址選通端 ADDA、 ADDB、 ADDC 分別與 AT89C51 地址總線的低三位 0A 、 1A 、 2A 相連，用于選通 0IN ~ 7IN 中的某一個通道。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 20 由于 ALE 和 START 連在一起， ALE=START= P? ， ADC0809 在鎖存通道地址的同時啟動 A/D 轉(zhuǎn)換。在讀取 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果時。OE= P? 產(chǎn)生的正脈沖信號用于打開三態(tài)輸出鎖存器。 ADC0809的 EOC 信號與 AT89C51 的 相連，作為 A/D 轉(zhuǎn)換是否結(jié)束的狀態(tài)信號供 T89C51 查詢。 采用查詢方式分別對 8 路模擬信號順序采樣，并依次把 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)存儲區(qū)，其采樣轉(zhuǎn)換程序如下： MOV TEMPL0 ， 08H ；設(shè)置通道個數(shù) MOV R1 ， 2AH ；置數(shù)據(jù)區(qū)首地址 MOV DPTR ， 5000H ；指向通道 0 START： MOVX @DPTR ， A ；啟動 A/D 轉(zhuǎn)換 MOV R3 ， 32 ；設(shè)置延時 LOOP100： DJNZ R3 ， LOOP100 ；延時完成 TEST： NB ， TEST ；標(biāo)志位為 1？不為等待 MOVX A ， @DPTR ；取出 A/D 轉(zhuǎn)換值 MOV @R1 ， A ；送入數(shù)據(jù)區(qū) INC R1 ；指針加 1 CJNE R1 ， 2FH， START； 判斷數(shù)據(jù)區(qū)滿？ 2） 中斷 方式 ADC0809 作為 AT89C51 單片機(jī)的一個外部擴(kuò)展并行口 I/O 口，口地址取決于所連接的中斷口，選通通道取決于地址地位，中斷方式的主要特點是將轉(zhuǎn)換完成信號接在單片機(jī)的中斷口上，轉(zhuǎn)換完成 A/D 轉(zhuǎn)換器發(fā)出信號單片機(jī)把它當(dāng)作一個中斷來處理。所以本設(shè)計中 A/D 轉(zhuǎn)換器連接成查詢方式。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 21 運(yùn)算放大器 LM324 本次設(shè)計所用的運(yùn)算放大器是 LM324，而 LM324 的系列器件為價格便宜的帶有真差動輸入的四運(yùn)算放大器。與單電源應(yīng)用場合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點。該四放大器可以工作在低到 3 伏或者 高到 32 伏的電源下，靜態(tài)電流為 MC1741 的靜態(tài)電流的五分之一。共模輸入范圍包括負(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)用場合中采用外部偏置元件的必要性。它的性能特點是短跑保護(hù)輸出 、真差動輸入級、底偏置電流為最大 100mA、每封裝含四個運(yùn)算放大器、具有內(nèi)部補(bǔ)償?shù)墓δ?、共模范圍擴(kuò)展到負(fù)電源、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的引腳排列、輸入端具有靜電保護(hù)功能。 運(yùn)算放大器 LM324 的引腳圖如圖 25： 圖 28 運(yùn)算放大器 LM324 的引腳圖 由于本次設(shè)計中采集電路所采集到的信號值與我們所預(yù)期的結(jié)果有時會有很大的差距，因此信號值要被真實地反 映出來，須采用放大電路進(jìn)一步處理。按比例將信號放大的電路，稱為比例運(yùn)算放大電路，簡稱比例電路。對于比例電路，在實際應(yīng)用中可分為以下幾種，下面也做一些簡單的介紹。 1．反相比例放大器 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 22 如圖 24 所示，集成運(yùn)放的同相輸入端通過電阻 R 接地，電阻 lR 與信號源串聯(lián)，另一端接到運(yùn)放的反相輸入端，運(yùn)放的輸出端與反相輸入端之間接有電阻 fR ，為保證集成運(yùn)放輸入級兩邊對稱， RRRfl/? （ 21） 比例電路輸出電壓與輸入電壓之間的函數(shù)關(guān)系為： RRUUlfi /0 ?? （ 22） RRUUAlfiu //0 ??? （ 23） 圖 29 反向比例電路 注意：反相比例電路的特點是深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路。因此，集成運(yùn)放的反相輸入端為 “虛地 ”點，它的共模輸入電壓可視為零，對運(yùn)放的共模抑制要求低；比例電路的輸入電阻小，可視為 llrR? ，因此對輸入電流有一定要求；輸出電阻 0r 視為零，在適應(yīng)不同大小負(fù)載的能力較強(qiáng)。 2．同相比例放大器 如圖 29 所示，為同相比例電路，為保證電路輸入對稱仍要求： RRRfl/? （ 25） 輸出電壓與輸入電壓的函數(shù)關(guān)系為： 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 23 UURUilf ??? )/1(0 （ 26） RRUUAlfiu /1/0 ??? （ 27） 圖 210 同相比例電路 注意：同相比例電路的特點是深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路。電路的輸入電阻很大，可達(dá) 100M 以上；輸出電阻很小可視為零，因此有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力。由于 iU U U????，集成運(yùn)放的共模抑制比要求較高，這是缺點。 移位寄存器 74LS164 移位寄存器 74LS164 的引腳如圖 211 所示： 圖 211 移位寄存器 74LS164 引腳圖 74LS164 為串行輸入、并行 輸出移位寄存器，其引腳功能如下： 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 24 A、 B —— 串行輸入端； Q0～ Q7 —— 并行輸出端； MR —— 清除端，低電平有效； CLK —— 時鐘脈沖輸入端，上升沿有效。 多片 74LS164 串聯(lián)，能實現(xiàn)多位 LED 靜態(tài)顯示。每擴(kuò)展一片 164 就可增加一位顯示。 MR 接 +5V，不清除。 數(shù)碼顯示管 LED 圖 212 數(shù)碼顯示管 LED 引腳圖 LED 顯示器是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常見的輸出器件，而在單片機(jī)的應(yīng)用上也是被廣泛運(yùn)用的。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(jī)接口簡單易行。 LED 數(shù)碼管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件，它是由若干個發(fā)光二極管組成的。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時，相應(yīng)的一個點或一個筆畫發(fā)亮，控制不同組合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符，常用的 LED 數(shù)碼管有7 段和 “米 ”字段之分。這種顯示器有共陽極和共陰極兩種。共陰極 LED顯示器的發(fā)光二極管的陰極連在一起，通常此共陰極接地。當(dāng)某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮，相應(yīng)的段被顯示。同樣，共陽極 LED 顯示器的發(fā)光二極管的陽極接在一起，通常此共陽極接正電河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 25 壓，當(dāng)某個發(fā)光二極管的陰極接低電平時，發(fā)光二極管被點亮，相應(yīng)的段被顯示。本次設(shè)計所用的 LED 數(shù)碼管顯示器為共陽極。 LED 數(shù)碼管的使用與發(fā)光二極管相同，根據(jù)材料不同正向壓降一般為 ～ 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)掃描顯示可加大脈沖電流，但一般不超過 40MA。 數(shù)字溫度計 DS18S20 在傳統(tǒng)的模擬信號遠(yuǎn)距離的溫度測量系統(tǒng)中，需要很好的解決引線誤差補(bǔ)償問題、多點切換誤差問題和放大電路零 點漂移誤差問題等技術(shù)。另外考慮到一般的測量現(xiàn)場的電磁環(huán)境非常的惡劣，各種干擾信號較強(qiáng)，模擬信號很容易受到干擾而產(chǎn)生測量誤差，影響測量精度。因此，在溫度測量系統(tǒng)中，采用抗干擾能力較強(qiáng)的新型數(shù)字溫度傳感器是解決這些問題的最有效的方案。在實際的溫度測量過程中被廣泛應(yīng)用，同時也取得了良好的測量效果。 DS18S20 數(shù)字溫度計的主要特性： 1． DS18S20 的適應(yīng)電壓范圍更寬，其范圍為： ，而且它能夠直接由數(shù)據(jù)線獲取電源 (寄生電源 )，無需外部工作電源。 2． DS18S20 提供了 9 位攝氏溫度測量，具有非易 失性、上下觸發(fā)門限用戶可編程的報警功能。 3． DS18S20 通過 1Wire174?？偩€與中央微處理器通信，僅需要