【導(dǎo)讀】行接口打印單元組成。該系統(tǒng)通過(guò)鉑電阻和電壓放大電路將溫度信號(hào)送至數(shù)據(jù)處。理單元，經(jīng)過(guò)運(yùn)算轉(zhuǎn)換后將信號(hào)輸出至74LS138，然后通過(guò)數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)顯示功能。統(tǒng)的語(yǔ)音播報(bào)功能和串行接口打印功能。

　　

【正文】 制，進(jìn)行微調(diào)，使溫度穩(wěn)定在溫設(shè)定度 。 如果此時(shí)采樣值為 0，則繼續(xù)采樣，等待有信號(hào)送來(lái)為止。 溫度設(shè)置顯示程序流程圖 圖 溫度狀態(tài)設(shè)置流程框圖 是否有數(shù)字鍵按下 ？ 刷新 LED 顯示數(shù)據(jù) 是否有確認(rèn)鍵按下 ？ 設(shè)置系統(tǒng)狀態(tài)為溫度確認(rèn)狀態(tài) 語(yǔ)音播報(bào)設(shè)定狀態(tài) LED 顯示 N N Y Y 溫度設(shè)置狀態(tài)處理 開(kāi) 始 返 回 ``本科 畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 22 首先在某溫度環(huán)境中，即在已經(jīng)有一溫度狀態(tài)存在的情況下，此時(shí)如果 按鍵KEY1 或者 KEY2 按下時(shí)，刷新 LED 并顯示該溫度設(shè)定值。在沒(méi)有數(shù)字鍵按下，但有溫度確認(rèn)鍵 KEY3 按下的時(shí)候，將原溫度狀態(tài)設(shè)置為溫度確定狀態(tài)，并語(yǔ)音播報(bào)該狀態(tài)溫度值，當(dāng)各鍵 均未按下時(shí)，此時(shí) LED 直接顯示原有溫度狀態(tài)值。 中斷流程 圖 圖 頻率為 2Hz 的定時(shí)中斷流程圖 初始化中斷為 2Hz 的定時(shí)中斷源，用來(lái)確定 ADC 采樣時(shí)間定時(shí)， 1 秒鐘采樣一次，如果信號(hào)在串行通信時(shí)，達(dá)到每 5 秒鐘傳輸一次，此時(shí)取 ADC 數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換后上傳至外設(shè)接口，實(shí)現(xiàn)串行通信。 是否到 5S？ 取 ADC 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)上傳 N Y 2Hz 中斷 返 回 加熱時(shí)間到否？ 關(guān)閉繼電器 清中斷 N Y 10mS 中斷 返 回 圖 定時(shí) 10mS 中斷流程圖 `基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng) 23利用中斷定時(shí) 10mS 來(lái)確定加熱時(shí)間，當(dāng)加熱時(shí)間足夠的時(shí)候，此時(shí)關(guān)閉繼電器，并清除中斷退出，當(dāng)加熱時(shí)間不足時(shí)，直接跳轉(zhuǎn)到清除中斷語(yǔ)令 并退出，等待下一 10mS 中斷命令發(fā)出 。 ``本科 畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 24 第 6 章 電路板設(shè)計(jì) 在 PCB 的制作中， 采用 Protel99 軟件作為制作工具，在 Protel99 里面繪制PCB 板圖。其步驟如下 . 1 規(guī)劃電路板的尺寸 設(shè)置當(dāng)前工作層面為禁止布線層，然后在該層按照電路板的實(shí)際尺寸分別繪制直線，最后確定 PCB 板的矩形邊界線。 2 裝入網(wǎng)路表與初始 PCB 圖的形成 在軟件環(huán)境下，通過(guò)操作生成網(wǎng)絡(luò)表，并確認(rèn)所裝入的網(wǎng)絡(luò)表是否正確，待確認(rèn)正確后，完成網(wǎng)絡(luò)表與元件的裝入過(guò)程。將元件裝入設(shè)計(jì)好的矩形內(nèi)。在元件的裝入中，有時(shí)可能出現(xiàn)無(wú)法完全裝入的 情況，檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)有些元件還沒(méi)有封裝，這時(shí)可以回到原理圖內(nèi)對(duì)元件進(jìn)行封裝，然后重新生成網(wǎng)絡(luò)表即可。 3 元器件的布局 待元件全部加載到 PCB 內(nèi)后，就可對(duì)元件進(jìn)行布局，在元件的布局中首先放置與結(jié)構(gòu)有關(guān)的固定位置的元器件，如電源插座、指示燈、開(kāi)關(guān)、連接件之類，再放置線路上的特殊元件和大的元器件，如發(fā)熱元件、變壓器、 IC 等。最后放置小器件 。 4 布線 在本次的 PCB 制作中，采用手動(dòng)布線的方式，在布線中一般的信號(hào)線采用10mil,電源線和地線采用 20mil,這樣可以提高電路的抗干擾能力，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)在走線要有合 理的走向：如輸入 /輸出，交流 /直流，強(qiáng) /弱信號(hào)，高頻/低頻，高壓 /低壓等，它們的走向應(yīng)該是呈線形的 (或分離 )，不得相互交融。其目的是防止相互干擾。 輸 入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行， 以免產(chǎn)生反射干擾。必要時(shí)應(yīng)加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產(chǎn)生寄生耦合。合理布置電源濾波電容：布置這些電容就應(yīng)盡量靠近這些元部件，離得太遠(yuǎn)就沒(méi)有作用了。最好使用大面積敷銅，這對(duì)接地點(diǎn)問(wèn)題有相當(dāng)大的改善。 設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量減少過(guò)線孔，減少并行的線條密度。另外，由于在設(shè)計(jì)中存在數(shù)字電路`基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng) 25和模擬電路，因此在布線時(shí)就需要考慮它 們之間互相干擾問(wèn)題，特別是地線上的噪音干擾，數(shù)字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強(qiáng)，對(duì)信號(hào)線來(lái)說(shuō)，高頻的信號(hào)線盡可能遠(yuǎn)離敏感的模擬電路器件，對(duì)地線來(lái)說(shuō)，整個(gè) PCB 對(duì)外界只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)，所以必須在 PCB 內(nèi)部進(jìn)行處理數(shù)、模共地的問(wèn)題，而在板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實(shí)際上是分開(kāi)的它們之間互不相連，只是在 PCB 與外界連接的接口 （ 如插頭等 ） 。數(shù)字地與模擬地有一點(diǎn)短接。 5 設(shè)計(jì)規(guī)格檢查 (DRC) 布線設(shè)計(jì)完成后，需認(rèn)真檢查布線設(shè)計(jì)是否符合設(shè)計(jì)者所制定的規(guī)則，同時(shí)也需確認(rèn)所制定的規(guī)則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的需求，一般檢查有如下幾 個(gè)方面：線與線，線與元件焊盤(pán)，線與貫通孔，元件焊盤(pán)與貫通孔，貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理，是否滿足生產(chǎn)要求。 電源線和地線的寬度是否合適，電源與地線之間是否緊耦合 （ 低的波阻抗） ，在 PCB 中是否還有能讓地線加寬的地方。 對(duì)于關(guān)鍵的信號(hào)線是否采取了最佳措施，如長(zhǎng)度最短，加保護(hù)線，輸入線及輸出線被明顯地分開(kāi)。 模擬電路和數(shù)字電路部分，是否有各自獨(dú)立的地線。后加在 PCB 中的圖形（如圖標(biāo)、注標(biāo)）是否會(huì)造成信號(hào)短路。 通過(guò)以上步驟，基本上完成了 PCB 板的設(shè)計(jì)，其具體的 PCB 板圖見(jiàn)附錄 。 ``本科 畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 26 第 7 章 結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì) ，最終設(shè)計(jì)出了一套基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng)的電子裝置。該裝置的核心部分選用了凌陽(yáng)公司推出的 SPCE061A 十六位單片機(jī)，該單片機(jī)具有足夠的靜態(tài)存儲(chǔ)空間，來(lái)實(shí)現(xiàn)水溫控制資源足夠使用，內(nèi)置 AD 轉(zhuǎn)換器并具有豐富的外部擴(kuò)展功能，使用起來(lái)非常方便。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的實(shí)時(shí)控制，還采用了傳感器 Pt1000 對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行采集，用于 LED 顯示，語(yǔ)音播報(bào)，同時(shí)將該溫度與鍵盤(pán)的設(shè)定溫度值進(jìn)行比較，根據(jù)差值啟動(dòng) PID 算法實(shí)現(xiàn)繼電器對(duì)熱電爐功率的控制，使溫度能夠穩(wěn)定在設(shè)定值附近。 該裝置具有成本 低、穩(wěn)定 性較好 等 優(yōu)點(diǎn)，從某種意義上來(lái)說(shuō)，已經(jīng)達(dá)到了一種 “智能 ”狀態(tài)， 只需通過(guò)操作鍵盤(pán)，就 可以遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的控制。它可以 應(yīng)用于 高污染、高輻射等一些影響 人體 身體健康 的 環(huán)境中，既有利于改善 工作環(huán)境，又可以降低資金投入，具有一定 的實(shí)用價(jià)值。 `基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng) 27致 謝 此次設(shè)計(jì)得到了 ``老師細(xì)心的指導(dǎo)和耐心的幫助，無(wú)論是在查閱資料期間，還是撰寫(xiě)論文期間， ``老師都給了我悉心的指導(dǎo)和及時(shí)的幫助，使得論文能夠及時(shí)順利的完成，在此表示衷心的感謝！此外還應(yīng)該 感謝 4 年 中曾經(jīng)教導(dǎo)過(guò) 我 的每一位老師，還有一 直關(guān)心和支持我的同學(xué)們！ 衷心祝愿 ``以及所有關(guān)心和幫助過(guò)我的人明天會(huì)更好！ ``本科 畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 28 參 考 文 獻(xiàn) [1]潘永熊主編 .新編單片機(jī)原理與應(yīng)用 [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2021. [2]羅亞非主編 .凌陽(yáng) 16 位單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ) [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021. [3]徐新民主編 .單片機(jī)原理與應(yīng)用 [M].浙江：浙江大學(xué)出版社， 2021. [4]王小海主編 .電子技術(shù)基礎(chǔ)試驗(yàn)教程 [M].北京：高等教育出版社， 2021. [5]童詩(shī)白主 編 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].北京：高等教育出版社， 2021. [6]閻石主編 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].北京：高等教育出版社， 2021. [7]高鵬主編 .Protel 入門與提高 [M].北京：北京郵電出版社， 2021. [8]李朝青主編 .單片機(jī)原理與接口技術(shù) [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1999. [9]賈金玲主編 .單片機(jī)原理與應(yīng)用 [M].成都：電子科技大學(xué)出版社， 2021. [10]顧德英主編 .計(jì)算機(jī)控制技術(shù) [C].北京：北京郵電大學(xué)出版社， 2021. [11],Kenh :Microelectronics Circuits,3rd edition,Holt Rinehart and Winston,Inc.,1991. [12]SungMo Kang,Yusuf Leblebici:Digital Integrated CircuitsAnalysis and Design,McGrawHill,Inc.,1996. [13],:Electronic Circuits—Design and Application,Springer Verlag,1991. [14]凌陽(yáng)十六位單片機(jī) SPCE061A 應(yīng)用手冊(cè) . `基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng) 29附錄 一 水溫控制系統(tǒng)整體電路原理圖 附錄二 水溫控制系統(tǒng) PCB 板圖 ``本科 畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 30