單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)(參考版)
2025-05-16 11:46本頁面
【正文】 使用內(nèi)部定時器 /計(jì)數(shù)器 0作采樣周期定時器 ， 中斷方式 。 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ② 溫度控制方式 溫度控制采用 繼電控制方式 ， 用通斷電爐的方法調(diào)節(jié)溫度 ， 采樣周期為 30s。 如果實(shí)際溫度與設(shè)定溫度的差值大于 5℃ ，發(fā)出警報(bào)信號 。 如果設(shè)定值不是 2或 3， 則顯示出錯誤信息 ，提醒用戶重新進(jìn)行溫度設(shè)定 。 2℃ ；設(shè)定值為 3時 ， 控制溫度為50177。 三臺電爐的接通順序是 1， 關(guān)閉順序是 3。A/D轉(zhuǎn)換采用查詢方式。 ⑵ 程序模塊劃分 在應(yīng)用程序總體結(jié)構(gòu)中 ， 將以下 6個功能程序作為模塊程序： 溫度設(shè)定輸入 、 溫度檢測 、 溫度值標(biāo)度變換 、 溫度顯示 、 溫度控制和報(bào)警程序模塊 。 若不到 30s， 返回；若到30s， 進(jìn)行以下操作：撥盤設(shè)定值檢測 、 溫度檢測 、 標(biāo)度變換 、 溫度顯示和溫度控制 ， 并根據(jù)溫度檢測值決定是否報(bào)警 。 主程序進(jìn)行系統(tǒng)初始化 ， 包括定時器 、 I/O口和中斷系統(tǒng)的初始化 ，等待定時中斷 。 蜂鳴報(bào)警 將每次溫度檢測值與設(shè)定值作比較 ， 如果其差值超出允許范圍進(jìn) ， 從 ， 并將程序轉(zhuǎn)入事故處理程序 。 定時采樣 利用 8031的片內(nèi)定時器 T0或 T1， 進(jìn)行 30s定時 ， 以滿足采樣周期的要求 。 8 0 5 1P 2 . 6W RP 0 . 0≥ 17 4 L S 2 4 41 k Ω7 4 L S 3 23 D G 1 2 B蜂 鳴 器圖 1013 報(bào)警電路 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 1. 軟件總體設(shè)計(jì) 根據(jù)題目要求及硬件設(shè)計(jì) ， 軟件設(shè)計(jì)需滿足以下要求： 溫度檢測 定時啟動 A/D轉(zhuǎn)換 ， 采取四點(diǎn) 平均值濾波法 抑制信號的干擾 。 abd pR*8Q0Q1Q7ABC L K7 4 L S 1 6 4 ( 1 )8 0 5 1T X DR X DP 1 . 3abd pR*8Q0Q1Q7ABC L K7 4 L S 1 6 4 ( 2 )abd pR*8Q0Q1Q7ABC L K7 4 L S 1 6 4 ( 3 )L E D 1 L E D 2 L E D 3amp。 可以利用串行口的移位寄存器功能 ， 擴(kuò)展為三位靜態(tài)顯示 LED接口電路 ， 如圖 1012所示 。7 5 4 5 23 3 0 Ω+ 5 VM O C 3 0 1 13 3 0 Ω1 0 A / 6 0 0 V1 0 0 Ω0 . 1 μP 1 . 1P 1 . 23爐2爐圖 1010 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) 1. 單片機(jī)的選擇 2. 輸入通道設(shè)計(jì) 3. 輸出通道設(shè)計(jì) 4. 人機(jī)接口設(shè)計(jì) ⑴ 溫度設(shè)定電路 本例采用 BCD碼撥盤 ， 利用 P1口的高 4位作為數(shù)值 輸入 ， 這樣 P1口就具有輸入 和輸出雙重功能 。7 5 4 5 23 3 0 Ω+ 5 VM O C 3 0 1 13 3 0 Ω1 0 A / 6 0 0 V1 0 0 Ω0 . 1 μ~ 2 2 0 V1爐amp。 圖 109 輸入通道 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) 1. 單片機(jī)的選擇 2. 輸入通道設(shè)計(jì) 3. 輸出通道設(shè)計(jì) 輸出通道有 3條 ， 光電耦合雙向晶閘管驅(qū)動電路 ， 分別控制 3臺電爐通電和斷電 。 溫度檢測采用溫度傳感器 AD590， 運(yùn)算放大器 OP07作為信號放大器 ， A/D轉(zhuǎn)換器采用ADC0809。 注：選擇單片機(jī)時 ， 要根據(jù)題目的要求結(jié)合單片機(jī)的內(nèi)部資源來確定單片機(jī)的型號 。 系統(tǒng)分析和總體設(shè)計(jì) 1. 對溫度控制系統(tǒng)的分析 2. 控制方案的確定 3. 硬件和軟件功能劃分 硬件系統(tǒng) 軟件功能包括： 溫度檢測 （ 定時采樣 、 軟件濾波 ） 功能； 利用定時器實(shí)現(xiàn) 30s定時 ， 以滿足采樣周期的要求； 溫度控制的實(shí)現(xiàn) ， 三臺電爐的通電與斷電； 實(shí)現(xiàn)定時器 30s定時 ， 滿足采樣周期的要求； 顯示溫度和輸出報(bào)警 。 ④ 檢測溫室 取 A/D采樣周期為 30s。 ② 第二檔 給定溫度為 40℃ ， 一般情況為 1臺電爐工作 。 ⑤ 報(bào)警 聲光報(bào)警信號 。 ③ 溫度給定 要有相應(yīng)的給定輸入裝置 ， 如 鍵盤 。 ⑤ 對升溫和降溫過程時間不作要求 。 ③ 要求實(shí)時顯示溫室溫度 ， 顯示位數(shù)為 3位 ， 即 . ℃ （ 如℃ ） 。 ② 升溫由 3臺 1000W的電爐實(shí)現(xiàn) 。 溫度控制誤差 ≤177。 設(shè)計(jì) “ 看門狗 ”時可利用片內(nèi)定時器 ， 更可靠的是設(shè)計(jì)專門看門狗電路 。 軟件抗干擾技術(shù) 1． 數(shù)字濾波技術(shù) 2． 指令冗余 3． 采用軟件陷阱 軟件陷阱由 3條指令構(gòu)成 ， 常安排在未使用的中斷區(qū) ， 未使用的大片 ROM空間 ， 數(shù)據(jù)表格區(qū)的尾部 。 軟件抗干擾技術(shù) 1． 數(shù)字濾波技術(shù) 2． 指令冗余 在軟件設(shè)計(jì)時 ， 應(yīng)多采用單字節(jié)指令 ， 并在程序中一些關(guān)鍵地方插入 NOP空操作指令 。 軟件抗干擾技術(shù) 1． 數(shù)字濾波技術(shù) ⑴ 算術(shù)平均法 ⑵ 比較舍取法 ⑶ 加權(quán)平均法 ⑷ 一階遞推數(shù)字濾波法 利用軟件完成 RC低通濾波器的算法 ， 代替硬件 RC濾波器 。 軟件抗干擾技術(shù) 1． 數(shù)字濾波技術(shù) ⑴ 算術(shù)平均法 ⑵ 比較舍取法 當(dāng)控制系統(tǒng)測量結(jié)果的個別數(shù)據(jù)存在偏差時 ， 為了剔除個別錯誤數(shù)據(jù) ， 可采用比較舍取法 ， 即對每個采樣點(diǎn)連續(xù)采樣數(shù)次 ， 根據(jù)所采數(shù)據(jù)的變化情況確定舍取辦法 ， 剔除偏差數(shù)據(jù) 。 一般 K為３～５次即可 。 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中 ， C的值取 ～ 以 。 去耦電容一方面提供和吸收該集成電路開門關(guān)門瞬間的充放電能量 ， 另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲 。 硬件抗干擾技術(shù) 1． 接地技術(shù) 2． 屏蔽技術(shù) 3． 隔離技術(shù) 4． 濾波技術(shù) 5． 去耦技術(shù) 去耦技術(shù)是在電路中適當(dāng)配置去耦電容 。 為了進(jìn)行濾波或去耦 ， 通常可在主要集成電路的電源與地之間 并聯(lián)一個 ～ ， 可在電源線的入端分別并連 50181。 ⑴ 物理隔離 ⑵ 光電隔離 硬件抗干擾技術(shù)
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