【導(dǎo)讀】溫度控制不好就可能引起生產(chǎn)安全，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量等一系列問題。行工件的加工與處理。不論是在生活中還是在工業(yè)生產(chǎn)過程中，溫度的變化對生活、生產(chǎn)。的某些細(xì)節(jié)環(huán)節(jié)都會(huì)造成不同程度的影響，所以適時(shí)地對溫度進(jìn)行控制具有重要的意義。度控制系統(tǒng)使溫度控制指標(biāo)得到了大幅度提高。于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和生活等領(lǐng)域，數(shù)量高居各種傳感器之首。用正在市場中逐漸占有一席之地,并在日漸成熟中占有巨大的市場前景。列等等齊全系列溫度控制器。溫度控制器的發(fā)展與研究已越來越勢不可擋,但目前溫控器。間關(guān)系變化，這主要在控制程序設(shè)計(jì)中考慮。溫度控制范圍：如0～500℃，這就涉及到測溫元件、電爐功率的選擇等。溫度一致性為℃，溫度不確定性℃，計(jì)算機(jī)接口包括RS-232標(biāo)準(zhǔn)配置，重量，福祿克公司旗下的HART公司更是溫度校準(zhǔn)的恒溫曹世界第一。銷量的公司，HART設(shè)計(jì)的獨(dú)一無二的控制技術(shù)能夠給出±的溫度穩(wěn)定性。設(shè)置點(diǎn)的超高分辨力可達(dá)到小數(shù)點(diǎn)后5位的高精度。

　　

【正文】 序不能正常運(yùn)行陷入死循環(huán)時(shí)，因不能及時(shí)發(fā)出復(fù)位脈沖，硬時(shí)鐘或軟時(shí)鐘運(yùn)行至既定的定時(shí)時(shí)間，硬時(shí)鐘會(huì)輸出一個(gè)復(fù)位脈沖使單片機(jī)復(fù)位。軟時(shí)鐘可產(chǎn)生 中斷，在中斷服務(wù)子程序中進(jìn)行相應(yīng)處理。 “看門狗”技術(shù)可以采用硬件電路實(shí)現(xiàn)，也可采用軟件技術(shù)通過內(nèi)部定時(shí) /計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)。 北 華 化航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 26 硬件抗干擾措施 為提高系統(tǒng)的可靠性，除了對系統(tǒng)供電、接地及傳輸過程抗干擾以外，更重要的是在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)不同的干擾采取相應(yīng)的措施。 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的干擾很大程度上來源于模擬輸入通道，如傳感器， A/D 轉(zhuǎn)換電路等。傳統(tǒng)的方法是抑制相應(yīng)的模擬信號干擾，如在輸入回路中接入模擬濾波器，使用雙積分式A/D 轉(zhuǎn)換器、 V/I 轉(zhuǎn)換，采用專用隔離放大器等。由于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)是一個(gè)數(shù)字 — 模擬混 合的系統(tǒng)，所以，采用數(shù)字隔離技術(shù)，即光電隔離技術(shù)將是更好的選擇。 光電隔離是通過光電耦合器實(shí)現(xiàn)的。光電耦合器是將一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)光敏三極管封裝在一個(gè)外殼里的器件。發(fā)光二極管與光敏三極管之間用透明絕緣體填充，并使發(fā)光管與光敏管對準(zhǔn)，則輸入電信號使發(fā)光二極管發(fā)光，其光線又使光敏三極管產(chǎn)生電信號輸出，從而既完成了信號的傳遞，又實(shí)現(xiàn)了信號電路與接收電路之間的電氣隔離，割斷了噪聲從一個(gè)電路進(jìn)入另一個(gè)電路的通路。除隔離和抗干擾功能以外，光電耦合器還可用于實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。光電耦合的響應(yīng)時(shí)間一般不超過幾微秒。采用光電隔離 技術(shù)，不僅可以把主機(jī)與輸入通道進(jìn)行隔離，而且還可以把主機(jī)與輸出通道進(jìn)行隔離，構(gòu)成所謂 “ 全浮空系統(tǒng) ” 。 雖然采取了各種干擾措施，但由于各種原因，仍然可能出現(xiàn)各種掉電、飛程序、死機(jī)等系統(tǒng)完全失靈的情況。系統(tǒng)監(jiān)控（也稱為 uP,即 Microprocessor 監(jiān)控）是針對上述情況而設(shè)置的最后一道防線，用以確保系統(tǒng)的可靠性。 北 華 化航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 27 第 5 章 軟件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原則 系統(tǒng)的操作過程和工作過程在程序的設(shè)計(jì)過程中起著很重要的指導(dǎo)作用，因此，在軟件設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下設(shè)計(jì)原則： (1)采用模塊程序設(shè)計(jì)。 (2) 采 用自頂向下的程序設(shè)計(jì)。 (3) 外部設(shè)備和外部事件盡量采用中斷方式與 CPU 聯(lián)絡(luò) , 這樣 , 既便于系統(tǒng)模塊化 , 也可提高程序效率。 (4) 近幾年推出的單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng) , 有些是支持高級語言的 , 如 C51 與 PL/M96 的編程和在線跟蹤調(diào)試。 (5) 目前已有一些實(shí)用子程序發(fā)表 , 程序設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)使用 , 其中包括運(yùn)行子程序和控制算法程序等。 (6)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮到軟件抗干擾措施。 工作流程 烤箱在上電復(fù)位后先處于停止加熱狀態(tài)，這時(shí)可以用 “+1” 鍵設(shè)定預(yù)置溫度，顯示器顯示預(yù)定溫度；溫 度設(shè)定好后就可以按啟動(dòng)鍵啟動(dòng)系統(tǒng)工作了。溫度檢測系統(tǒng)不斷定時(shí)檢測當(dāng)前溫度，并送往顯示器顯示，達(dá)到預(yù)定值后停止加熱并顯示當(dāng)前溫度；當(dāng)溫度下降到下限（比預(yù)定值低 2℃）時(shí)再啟動(dòng)加熱。這樣不斷重復(fù)上述過程，使溫度保持在預(yù)定溫度范圍之內(nèi)。啟動(dòng)后不能再修改預(yù)置溫度，必須按復(fù)位 /停止鍵回到停止加熱狀態(tài)再重新設(shè)定預(yù)置溫度。 功能模塊 根據(jù)上面對工作流程的分析，系統(tǒng)軟件可以分為以下幾個(gè)功能模塊： (1)鍵盤管理：監(jiān)測鍵盤輸入，接收溫度預(yù)置，啟動(dòng)系統(tǒng)工作。 (2)顯示：顯示設(shè)置溫度及當(dāng)前溫度。 (3)溫度檢測及溫度值 變換：完成 A/D 轉(zhuǎn)換及數(shù)字濾波。 (4)溫度控制：根據(jù)檢測到的溫度控制電爐工作。 (5)報(bào)警：當(dāng)預(yù)置溫度或當(dāng)前爐溫越限時(shí)報(bào)警。 北 華 化航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 28 資源分配 為了便于閱讀程序，首先給出單片機(jī)資源分配情況。 數(shù)據(jù)存儲器的分配與定義見下表 51 表 51溫度控制軟件數(shù)據(jù)存儲器分配表 地址 功能 名稱 初始化值 50H~51H 當(dāng)前檢測溫度，高位在前 TEMP1~TEMP0 00H 52H~53H 預(yù)置溫度， 高位在前 ST1~ST0 00H 54H~56H BCD碼顯示緩沖區(qū)，百位、 十位、個(gè)位 T100， T10， T 00H 57H~58H 二進(jìn)制顯示緩沖區(qū)，高位在 前 BT1， BT0 00H 59H~7FH 堆棧區(qū) 報(bào)警允許標(biāo)志 F0=0時(shí)禁止報(bào)警； F0=1時(shí)允許報(bào)警 F0 0 程序存儲器： EPROM27256的地址范圍為 0000H~7FFFH I/O 口： ~—— 鍵盤輸入； 、 —— 報(bào)警控制和電爐控制。 A/D 轉(zhuǎn)換器0809：通道 0~通道 7 的地址為 7FF8H~7FFFH，使用通道 0。 功能軟件設(shè)計(jì) 鍵盤管理模塊 上電或復(fù)位后系統(tǒng)處于鍵盤管理狀 態(tài)，其功能是監(jiān)測鍵盤輸入，接收溫度預(yù)置和啟動(dòng)鍵。程序設(shè)有預(yù)置溫度合法檢測報(bào)警，當(dāng)預(yù)置溫度超過 500℃時(shí)會(huì)報(bào)警并將溫度設(shè)定在500℃。鍵盤管理子程序流程圖如圖 51 所示。 鍵盤管理子程序 KIN： KIN: ACALL CHK ；預(yù)置溫度合法性檢測 MOV BT1， ST1 北 華 化航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 29 圖 51鍵盤管理子程序流程圖 MOV BT0， ST0 ；預(yù)置溫度送顯示緩沖區(qū) LCALL DISP ；顯示預(yù)置溫度 KIN0： ACALL KEY ；讀鍵值 JZ KIN0 ；無鍵閉合和重新檢測 ACALL DISPACALL DISP ；二次調(diào)用顯示子程序延時(shí)去抖 ACALL KEY ；再檢測有無鍵按下 JZ KIN0 ；無鍵按下重新檢測 JB ， S10 MOV A， 100 ；百位鍵按下 AJMP SUM S10： JB ， S1 A預(yù) 置 溫 度合 法 檢 查預(yù)置溫度 → 顯 示 緩 沖區(qū)調(diào) 用 顯 示子 程 序有鍵閉合調(diào) 用 顯 示子 程 序延時(shí)去抖有鍵閉合P 1 . 1 ＝ 0P 1 . 2 ＝ 0P 1 . 3 ＝ 0P 1 . 0 ＝ 0返回啟動(dòng)加熱1 0 0 →A1 0 →A1 →AA ＋預(yù)置溫度 →預(yù) 置 溫 度數(shù) 據(jù) 區(qū)鍵釋放AYNYNNYYYNNNYNY北 華 化航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 30 MOV A， 10 ；十位鍵按下 AJMP SUM S1： JB ， S0 MOV A， 01 ；個(gè)位鍵按下 SUM： ADD A， ST0 ；預(yù)置溫度按鍵 +1 MOV ST0， A MOV A， 00H ADDC A， ST1 MOV ST1， A KIN1： ACALL KEY ；判斷閉合鍵釋放 JNZ KIN1 ；未釋放繼續(xù)判斷 AJMP KIN ；閉合鍵釋放繼續(xù)掃描鍵盤 S0： JNB ， KIN ；無鍵按下重新掃描鍵盤 RET ；啟動(dòng)鍵按下返回 KEY： MOV A， P1 ；讀鍵值子程序 CPL A ANL A， 0FH RET 預(yù)置溫度合法性檢測子程序 CHK(用雙字節(jié)減法比較預(yù)置溫度是否大于 500℃(01F4H))： CHK： MOV A， 0F4H ；預(yù)置溫度上限低 8位送 A CLR C SUBB A， ST0 ；低 8 位減，借位送 CY MOV A， 01H ；預(yù)置溫度上限高 8 位送 A SUBB A， ST1 ； 高 8 位帶借位減 JC OUTA ；預(yù)置溫度越界，轉(zhuǎn)報(bào)警 MOV A， 00H ；預(yù)置溫度合法標(biāo)志 RET OUTA： MOV ST1， 01H ；將 500 寫入預(yù)置溫度數(shù)據(jù)區(qū) MOV ST0， 0F4H CLR ；發(fā)報(bào)警信號 s ACALL SETB ；停止報(bào)警 RET 北 華 化航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 31 顯示模塊 顯示子程序 的功能是將顯示緩沖區(qū) 57H 和 58H 的二進(jìn)制數(shù)據(jù)先轉(zhuǎn)換成三個(gè) BCD 碼，分別存入百位、十位和個(gè)位顯示緩沖區(qū)（ 54H、 55H和 56H 單元），然后通過串口送出顯示。 顯示子程序 DISP： DISP： ACALL HTB ；將顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 BCD 碼 MOV SCON， 00H ；置串行口為方式 0 MOV R2， 03H ；顯示位數(shù)送 R2 MOV R0， T100 ；顯示緩沖 區(qū)首地址送 R0LD： MOV DPTR， TAB ；指向字型碼表首地址 MOV A， @R0 ；取顯示數(shù)據(jù) MOVC A， @A+DPTR ；查表 MOV SBUF， A ；字型碼送串行口 WAIT： JBC TI， NEXT ；發(fā)送結(jié)束轉(zhuǎn)下一個(gè)數(shù)據(jù)并清中斷標(biāo)志 SJMP WAIT ；發(fā)送未完 等待 NEXT： INC R0 ；修改顯示緩沖區(qū)指針 DJNZ R2， LD ；判 3位顯示完否，未完繼續(xù) RETTAB： ? ；字型碼表（略） BCD 碼轉(zhuǎn)換子程序 HTB： HTB： MOV A， BT0 ；取二進(jìn)制顯示數(shù)據(jù)低 8位 MOV B， 100 ；除 100，確定百位數(shù) DIV AB MOV T100， A ；百位數(shù)送 54H 單元 MOV A， 10 ；除 10，確定十位 XCH A， B DIV A， B MOV T10， A ；十位數(shù)送 55H 單元 MOV T， B ；個(gè)位數(shù)送 56H 單元 MOV A， BT1 ；取二進(jìn)制顯示數(shù)據(jù)高 8 位 JNZ LH1 ；高位不為 0轉(zhuǎn) LH1 繼續(xù)高 8 位轉(zhuǎn)換 RET ；高位為 0 結(jié)束，返回 LH1： MOV A， 06H ；高位不為 0，低位轉(zhuǎn)換結(jié)果加 256（因?yàn)闇囟葦?shù)據(jù)不會(huì)大于 500，所以高 8 位最多為 01H，即 256） ADD A， T DA A ；個(gè)位加 6（十進(jìn)制加） MOV T， A ；結(jié)果送回個(gè)位 北 華 化航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 32 MOV A， 05H ADDC A， T10 DA A ；十位加 5（十進(jìn)制加） MOV T10， A ；結(jié)果送回十位 MOV A， 02H ADDC A， T100 DA A ；百位加 2（十進(jìn)制加） MOV T100， A ；結(jié)果送回百位 RET 溫度檢測模塊 A/D 轉(zhuǎn)換采用查詢方式。為提高數(shù)據(jù)采樣的可靠性，對采 樣溫度進(jìn)行數(shù)字濾波。數(shù)字濾波的算法很多，這里采用 4次采樣取平均值的方法。如前所述，本系統(tǒng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果乘2正好是溫度值，因此， 4 次