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基于單片機(jī)的熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)(參考版)

2024-11-11 21:25本頁(yè)面
  

【正文】 參考文獻(xiàn) [1]何立民 . 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編 (1)〔 M 〕 . 北京 : 北京航空航天大學(xué)出版社 .1992 年 7 月 : 86. [2]何立民 . 單片機(jī)應(yīng)用文集 (2)〔 M 〕 . 北京 : 北京航空航天大學(xué)出版社 , 1993 年 3 月 : 48. [3]王福瑞 . 單片微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全〔 M 〕 . 北京 : 北京航空航天大學(xué)出版社 , 1998 年 4 月 . [4]吳金戌 , 沈慶陽(yáng) , 郭庭吉 .8051 單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用 . 北京 :清華大學(xué)出版社 , [5]李建忠 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用 . 西安 :西安 電子 科技大學(xué)出版社 [6]潘新民 , 王燕芳 . 微型 計(jì)算 機(jī)控制技術(shù) . 北京 :高等 教育 出版社 [7]何立民 . 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 [8]韓志軍 , 沈晉源 , 王振波 . 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , [9]宋書(shū)中 . 自動(dòng)化技術(shù)工程設(shè)計(jì)實(shí)踐 . 武漢 :武漢理工 大學(xué)出版社 , 2020. [10]周航慈 .單片機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) .北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ,2020. 。系統(tǒng)通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)得到了驗(yàn)證。熱電偶直接測(cè)量溫度為 0~ 1370 ℃ , 冷端自補(bǔ)償溫度為 0~ 70℃ , 測(cè)量精度可達(dá) 0. 5℃ 。溫度檢測(cè)子程序流程圖 和鍵盤(pán)管理子程序流圖 如 下 圖所示。數(shù)字濾波的方法很多,這里采用 4 次采樣取平均值的方法。采用串行口擴(kuò)展的靜態(tài)顯示電路作為顯示接口電路。如圖 47 所示是DS18B20 與單片機(jī)的連接圖,采集信號(hào)由 口送入單片機(jī),經(jīng)過(guò)單片機(jī)分析處理,轉(zhuǎn)換成相應(yīng)大小的溫度數(shù)值顯示。 減法計(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生 的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù),當(dāng)減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到 0時(shí),溫度寄存器的值將加 1,減法計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置將重新被裝入,減法計(jì)數(shù)器1重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù),如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到 0時(shí),停止溫度寄存器的累加,此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值就是所測(cè)溫度值。器件中還有一個(gè)計(jì)數(shù)門(mén),當(dāng)計(jì)數(shù)門(mén)打開(kāi)時(shí), DS18B20 就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)進(jìn)而完成溫度測(cè)量。獨(dú)立式按鍵電路如圖 46 所示。獨(dú)立式按鍵是指直接用 I/O 口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路。當(dāng)在它的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 DP加上正向電壓時(shí),各段發(fā)光二極管就點(diǎn)亮。 缺點(diǎn)是使用元件多,線路比較復(fù)雜。 顯示電路 在顯示電路中采用 4位共陰極 LED 靜態(tài)顯示, LED 驅(qū)動(dòng)器為 74LS377。 圖 43 報(bào)警電路 開(kāi)始當(dāng)前溫度 預(yù)設(shè)溫度溫差高字節(jié)送 A溫差低字節(jié)送 B當(dāng)前溫度 ≤ 預(yù)設(shè)溫度?預(yù)設(shè)溫度 當(dāng)前溫度溫差高字節(jié)送 A溫差低字節(jié)送 B置允許報(bào)警標(biāo)志溫差 5 176。 如圖 43 所示報(bào)警電路的發(fā)聲器由 口輸出, 設(shè)計(jì)原理主要是根據(jù)熱敏電阻與溫度的線性變化,即溫度升高電阻也隨之增大。 圖 42 上下限溫度控制 報(bào)警電路 報(bào)警功能由蜂鳴器實(shí)現(xiàn) ,當(dāng)由于意外因素導(dǎo)致 溫度高于設(shè)置溫度時(shí), 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器鳴叫報(bào)警 。上述是對(duì)溫度上限的設(shè)置。如果發(fā)現(xiàn)設(shè)置的溫度上限過(guò)低,再點(diǎn)擊控制 的開(kāi)關(guān)就會(huì)將溫度上限所設(shè)置的溫度降低,點(diǎn)擊 確定。 圖 41 復(fù)位電路 上下限溫度控制電路 如圖 42 所示上下限溫度控制電路由四個(gè)點(diǎn)動(dòng)式開(kāi)關(guān)構(gòu)成,分別送入單片機(jī)的 、 、 、 口 [14]。按健復(fù)位電路是上電手動(dòng)復(fù)位,使用比較方便,在程序跑飛時(shí),可以手動(dòng)復(fù)位,這樣就不用在重起單片機(jī)電源,就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位。若該引腳一直保持高電平,單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。 4 電路設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求,系統(tǒng)整體硬件電路包括:復(fù)位部分,環(huán)境溫度采集部分,上下溫度控制部分,紅外信號(hào)采集部分,顯示部分,報(bào)警部分等電路組成。但 RAM,定時(shí)器,計(jì)數(shù)器,串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 此外, AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯,可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯,支持兩種軟件可選的掉電模式。 4.芯片擦除 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合,并保持ALE 管腳處于低電平 10ms 來(lái)完成。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件,XTAL2 應(yīng)不接。 3.振蕩器特性 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。 XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1 時(shí), /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET;當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí),此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /PSEN:外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。另外,該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE 的輸 出可在 SFR8EH 地址上置 0。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。在 FLASH 編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí),要保持 RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口,如下表所示: RXD(串行輸入口) TXD(串行輸出口) /INT0(外部中斷 0) /INT1(外部中斷 1) T0(記時(shí)器 0外部輸入) T1(記時(shí)器 1外部輸入) /WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通) /RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通) P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng) P3 口寫(xiě)入“ 1”后,它們被內(nèi)部上拉為高電平,并用作輸入。P2口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí), P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí), P2 口的管腳被外部拉低,將輸出電流。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí), P1 口作為第八位地址接收。 P1 口 :P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口, P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門(mén)電流。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P0 口 :P0 口為一個(gè) 8位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口,每腳可吸收 8TTL 門(mén)電 流。片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 圖 35 AT89C51 的管腳圖 2.管腳說(shuō)明 VCC:供電電壓??删幊檀型ǖ? 8 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器 輸出數(shù)據(jù)寄存器 數(shù)據(jù)選擇器和驅(qū)動(dòng)器 采樣保持 內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘 控制邏輯和輸出計(jì)算 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器
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