【正文】 既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實(shí)際，又讓我們懂得了在實(shí)踐中遇到的問(wèn)題怎樣用理論去解決。 無(wú)論是在硬件還是軟件設(shè)計(jì)上，我都遇到了不少的問(wèn)題， 在克服困難的過(guò)程中，我學(xué)到了許多，特別是在課堂上學(xué)不到的 東西 。 在本次課程設(shè)計(jì)中 首先是硬件方案的確定， 接下來(lái) 是對(duì)系統(tǒng)整體電路中各子模塊電路的設(shè)計(jì)，包括檢測(cè)電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、 微控制器的工作電路、顯示電路 測(cè)量電路以及抗干擾的設(shè)計(jì) 。另一個(gè)重要電路是溫度 檢測(cè)和加熱控制電路，該電路完成了溫度信號(hào)的采樣和溫度的控制，并通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換將信號(hào)送到單片機(jī)的控制電路中。 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) XXII 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)完成了單片機(jī)對(duì)電熱水壺的控制。 8 0 5 5 初 始化開(kāi) 始調(diào) 顯 示 子 程 序 并 熄 滅 子 程 序調(diào) 全 列 置 零 掃 描 子 程 序有 按 鍵 否 ?調(diào) 顯 示 子 程 序 延 時(shí) 約 1 0 m s調(diào) 全 列 置 零 掃 描 子 程 序確 有 按 鍵 ?定 位 鍵 號(hào)調(diào) 顯 示 子 程 序 并 熄 滅 子 程 序調(diào) 全 列 置 零 掃 描 子 程 序按 鍵 釋 放返 回6 列 完 序NNNYYNNYY 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) XXI 圖 43 程序流程圖 熄滅顯示器子程序，以防掃描鍵盤(pán)時(shí)，影響顯示器的顯示，因?yàn)轱@示器的位掃描線與鍵盤(pán)列掃描線共用。例如，如果想把 C 口的 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) XIX 第 6 位 PC5 置 1,相應(yīng)的控制字為 :00001011B=0BH， 鍵盤(pán)和顯示接口電路程序設(shè)計(jì) 鍵盤(pán)和顯示器的程序設(shè)計(jì) 8255 在 MCS51 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛用于連接外部設(shè)備，如打印機(jī)、鍵盤(pán)、顯示器以及作為控制信息的輸入、輸出口。關(guān) 于詳細(xì)程序清單在此省略，圖 31 給出了主程序流程圖，顯示部分控制是通過(guò)定時(shí)器中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 圖 362 報(bào)警裝置的硬件電路圖 4 單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì) 總的程序設(shè)計(jì)框圖 本系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)沒(méi)有高難度的技巧和算法，但作為一個(gè)實(shí)用系統(tǒng)，對(duì)其可靠性有較高的要求。過(guò)一定的時(shí)間后， 電熱器件的工作電壓才達(dá)到額定電壓。對(duì)于電阻率不隨溫度變化的電熱器件，可以直接啟動(dòng)，即在電壓過(guò)零時(shí)觸發(fā)雙向可控硅 KS。把 INTO 和 INT1 產(chǎn)生的中斷綜合處理，即可得到電源電壓過(guò)零的時(shí)刻。 L3 產(chǎn)生 的交流電壓，通過(guò) C2 交連到 INT0 和 INT1 端。電阻 R3 的作用是限制觸發(fā)電流，當(dāng)雙向可控硅 KS 的功率較小時(shí)， R3 的值可由 30Ω改為 100Ω。 端輸出高電平時(shí)， 4N25 沒(méi)有電流輸入，晶體管 T 截止，雙向晶閘管 KS 關(guān)斷，電熱器不加熱。 加熱電路和報(bào)警裝置 加熱電路 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) XVI 圖 361 加熱電路圖 電熱器件由雙向可控硅 KS 控制， KS 由光電耦合器 4N25 和晶體管 9013 觸發(fā)。鍵盤(pán)部分采用 1 3 鍵盤(pán)矩陣，列回復(fù)信號(hào)送至 8255 的 PC0 口，連接后仍作為列選擇線；行選擇線則是與顯示部分的位選線共用。 系統(tǒng)應(yīng)用 對(duì)于顯示部分，從 8255 輸出的顯示信息經(jīng) 74LS373 鎖存緩沖，用來(lái)對(duì) LED 的各段進(jìn)行段選，各位 LED 顯示器采用共陰極接法，通過(guò)控制陰極的電位來(lái)實(shí)現(xiàn)各位的選通。 當(dāng) LED 選定后， 要實(shí)測(cè)它工作點(diǎn)的正向壓降，以便正確的選用限流電阻；同時(shí)，電流密度影響 LED 的壽命，電流密度越大，發(fā)光亮度越高，對(duì)壽命的影響就越大，因此， LED 的驅(qū)動(dòng)電流要有所限值，最大值不能超過(guò)最大正向電流。 動(dòng)態(tài)顯示方式需要較大的驅(qū)動(dòng)電流，所以一般都是通過(guò)驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng) LED 的。在此瞬間，段選控制輸出相應(yīng)字符段選碼，位選控制 I/O 口在該顯示位送入選通電平（共陰極送低電平、共陽(yáng)極送高電平）以保證該位顯示相應(yīng)字符。 要向每位顯示不同的字符，必須采用掃描顯示方法。其中一個(gè)控制段選碼，另一個(gè)控制位選。 3． LED 動(dòng)態(tài)顯示方式的原理 在多位 LED 顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化電路，降低成本，將所有位的段選線并聯(lián)在疫區(qū)，由一個(gè) 8 位 I/O 口控制，形成段選線的多路復(fù)用，而共陰極點(diǎn)火供養(yǎng)幾點(diǎn)分別由相應(yīng)的I/O 口線控制，實(shí)現(xiàn)各位的分時(shí)選通。段選線控制字符選擇，為選線控制顯示位的亮、暗。 N 根 LED 顯示器由N 根位選線和 8*N 根段選線。共陽(yáng)極于共陰極的段選碼互為補(bǔ)數(shù)。只要將一個(gè) 8 位并行輸出口語(yǔ)顯示塊的發(fā)光二極管因交相聯(lián)即可。其中 7個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成 7 筆字型“ 8”。當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮；共陽(yáng)極 LED 顯示塊的發(fā)光二極管陽(yáng)極并接。這種顯示塊有共陰極和共陽(yáng)極兩種。 LED 顯示原理及顯示方式 1． LED 顯示器結(jié)構(gòu) LED 顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。 由圖 254 可見(jiàn)鍵盤(pán)采用編程掃描方式工作， PB 口輸出逐行掃描信號(hào)， PA 口輸入8 位列信號(hào)，均為低電平有效。 CPU 對(duì)鍵盤(pán)的掃描采用程序控制方式，一旦進(jìn)入鍵掃描狀態(tài) ,則反復(fù)地掃描鍵盤(pán)，等待用戶(hù)從鍵盤(pán)上輸入命令或數(shù)據(jù)。鍵盤(pán)的工作方式的選取應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中 CPU 工作的忙，閑情況而定 .其原則是既要保證能及時(shí)響應(yīng)按鍵操作，又要不過(guò)多占用 CPU 的工作時(shí)間。 3．鍵盤(pán)的工作方式 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，鍵 盤(pán)掃描只是 CPU 的工作內(nèi)容之一。識(shí)別鍵盤(pán)有無(wú)鍵按下的方法是讓所有列線均置為0 電平，檢查各行線電平是否有變化，如果有變化，則說(shuō)明有鍵被按下，如果沒(méi)有變化， 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) XIII 則說(shuō)明無(wú)鍵被按下（實(shí)際編程時(shí)應(yīng)考慮按鍵抖動(dòng)的影響，通?？偸遣捎密浖訒r(shí)的方法進(jìn)行消抖處理）。因此個(gè)按鍵彼此將相互發(fā)生影響，所以必須將、列線信號(hào)配合起來(lái)并作適當(dāng)?shù)奶幚恚拍艽_定閉合鍵的位置。列線電平如果為低 ,則行線電平為低，列線電平如果為高，則行線電平亦為高。行線通過(guò)上拉電阻接到 +5V 上。通過(guò)以上分析，可知，如果在按鍵信號(hào)輸入端加上一個(gè) RS 觸發(fā)器就可以剔除按鍵抖動(dòng)產(chǎn)生的干擾。當(dāng)按鍵到達(dá) b 時(shí)，一旦與非門(mén) 2 的輸出端呈現(xiàn) 低電平時(shí)， RS 觸發(fā)器將出現(xiàn)狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)，此時(shí)， OUT2 端輸出為 1， OUT1 端輸出為 0， OUT1 又引回與非門(mén) 2 的一個(gè)輸入端，鎖住與非門(mén) 2，保證其輸出恒為 1，這樣即使按鍵出現(xiàn)抖動(dòng)，也不會(huì)影響 OUT2 的輸出，因此 OUT1 的輸出也恒為 0。 設(shè)按鍵首先處于 a 位置，此時(shí) RS 觸發(fā)器的與非門(mén)輸出端 OUT1 為高電平 1，與非門(mén) 2 的輸出端 OUT2 為 0，此輸出引入到與非門(mén) 1 的一個(gè)輸入端，會(huì)把與非門(mén) 1 鎖住，使其固定輸出為 1。此時(shí)即使由于按鍵的機(jī)械性能使按鍵因彈性抖動(dòng)而產(chǎn)生瞬間不閉合，只要按鍵不返回原始狀態(tài)，雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)不會(huì)發(fā)生改變，輸出保持為 0，不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)的波形。本論文采用雙穩(wěn)態(tài)消抖的硬件消抖方法。為了確保按鍵的狀態(tài)，必須消除按鍵抖動(dòng)的影響，這也是按鍵抗干擾的主要的一個(gè)方面。 按鍵的穩(wěn)定閉合時(shí)間由操作人員的按鍵動(dòng)作持續(xù)時(shí)間決定，一般為十分之幾秒到幾秒時(shí)間。 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) XI 圖 251 鍵盤(pán)抖動(dòng)波形圖 由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定地接通，在斷開(kāi)時(shí)也不會(huì)一下斷開(kāi)。 鍵盤(pán)及顯示電路 鍵盤(pán)輸入特點(diǎn) 按鍵所用開(kāi)關(guān)為機(jī)械彈性開(kāi)關(guān)，均利用了機(jī)械 觸點(diǎn)的合、斷。 8255 的編程如下： 各端口地址是： A 口地址： FF7CH B 口地址： FF7DH C 口地址：