【正文】 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，通道地址應(yīng)先送到 ADDAADDC 輸入端，然后在 ALE 輸入端加一個(gè)正跳變脈沖 ,將通道地址鎖存到 ADC0809 內(nèi)部的地址鎖存器中，這樣對(duì)應(yīng)的模擬電壓輸入就和內(nèi)部變換電路接通。 ? 轉(zhuǎn)換速度取決于芯片外接的時(shí)鐘頻率 ,時(shí)鐘頻率范圍為 :10~1280KHZ,典型值為 640KHZ,約為 100微妙。 ? 功耗為 15mw。 ? 單一 +5V供電 ,模擬輸入電壓范圍為 0~5V。 ADC0809 性能如下 : ? 分辨率為 8位。逐次逼近式 ADC 具有較高的轉(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換程序固定和精度高的特點(diǎn)，適用于快速自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)與多回路的快速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，一般是轉(zhuǎn)換速度小于 lms 的場(chǎng)合。本系統(tǒng)選用 PT100 為測(cè)溫電路的熱電阻，并采用放大電路對(duì)小信號(hào)放大，使其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)通過 AD 轉(zhuǎn)換輸入到單片機(jī)。鉑的純度常以 100R / 0R 來表示。 電橋處于平衡時(shí)，則有： 321 RRRR t ??? (5－ 2) 令 Rl=R2，則 R3=Rt ,，使得 R3的阻值等于鉑熱電阻的阻值。 圖 熱電阻 電橋 電路 當(dāng)測(cè)溫范圍不大，元件長(zhǎng)度和截面積隨溫度改變引起的阻值變化可以忽略時(shí)，熱電阻元件的阻值隨溫度變化可以認(rèn)為是線性的，可以用式 5－ 1 表示 : )](1[ 00 ttRR tt ??? ? （ 5－ 1） 其 中 ,t0 表參考溫度； 0tR 表示參考溫度下的鉑熱電阻阻值 。其中 鉑 熱 電 阻的測(cè)量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo) 準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器 件 。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測(cè)量， 測(cè)溫常用的器件有熱電偶和熱電阻 ,由于 電爐 溫度控制范圍較低 ,故采用熱電阻測(cè)溫 , 熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加 或降低 這一特性來進(jìn)行 溫度測(cè)量的。 //顯示的方式等待按鍵松開 } } 第六章 控制執(zhí)行模塊 17 圖 顯示掃描子程序的流程圖 第三節(jié) 本章小結(jié) 本章主要對(duì)顯示電路和鍵盤電路的設(shè)計(jì)，在顯示電路中主要介紹了 7 段LED 數(shù)碼管的工作原理及共陰共陽兩種顯示器，設(shè)計(jì)出電路硬件結(jié)構(gòu)并編寫出掃描子程序；在鍵盤電路中闡述了獨(dú)立式鍵盤工作原理，并設(shè)計(jì)出電路硬件結(jié)構(gòu)及編寫掃描子程序。 else wendu_c=wendu_c10。 //顯示的方式等待按鍵松開 } } if(key_down==0) //數(shù)字減按鍵按下 { delay(5)。 else wendu_c=wendu_c+10。 實(shí)現(xiàn)程序如下： void keyscan() //鍵盤掃描 { if(key_up==0) //數(shù)字加按鍵按下 { 第六章 控制執(zhí)行模塊 16 delay(5)。當(dāng)按 S2 鍵時(shí)，設(shè)置溫度減 1度。 鍵盤的工作原理是按鍵的一端高電平，另一端已單片機(jī)的某個(gè) I/O口相連，當(dāng)按鍵閉合時(shí)，即相當(dāng)于該 I/O 口通過按鍵已電源相連，變成高電平，程序一旦檢測(cè)到 I/O口變?yōu)楦唠娖絼t說明在年間被按下，然后執(zhí)行相應(yīng)的指令。鍵盤與單片機(jī)的連接如圖 所示。 si=0。 P0=table[i]。 i=t%1000%100%10。 //在第三個(gè)數(shù)碼管上顯示 delay(5)。 //1000取余再用 100取余 再除以 10，為溫度的小數(shù)位 san=1。 er=0。 P0=table[i+10]。 i=t%1000/100。 //在第一個(gè)數(shù)碼管上顯示 delay(5)。 //除以 1000得到的商，為溫度的十位 yi=1。 第六章 控制執(zhí)行模塊 13 圖 顯示程序如下： void dis_temp(uint t) //顯示溫度數(shù)值函數(shù) t 傳遞的是整形的溫度值 { uchar i。 顯示及鍵盤電路如圖 所示 第六章 控制執(zhí)行模塊 12 圖 二、 顯示掃描子程序 在本次設(shè)計(jì)中，采用 8位動(dòng)態(tài)顯示 電路。電路圖如圖 。 第六章 控制執(zhí)行模塊 11 表 :七段 LED的段選碼 顯示字符 共陽極段選碼 共陰極段選碼 顯示字符 共陽極段選碼 共陰極段選碼 0 3FH C0H C 39H C6H 1 06H F9H D 5EH A1H 2 5BH A4H E 79H 86H 3 4FH B0H F 71H 8EH 4 66H 99H P 73H 8CH 5 6DH 92H U 3EH C1H 6 7DH 82H y 6EH 91H 7 07H F8H 8 FFH 00H 8 7FH 80H 滅 00H FFH 9 6FH 90H A 77H 88H B 7CH 83H 在系統(tǒng)中采用 8位動(dòng)態(tài)共陰 LED數(shù)碼管顯示，用于顯示設(shè)定溫度值與采樣溫度值，前 4位為采樣溫度值后 4 位為設(shè)定溫度值。通常把控制發(fā)光二極管的 8位二進(jìn)制數(shù)稱為段碼。 一個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)。共陽極 LED 顯示器的發(fā)光二極管的陽極接地 ,如圖 所示。共陰極 LED 顯示器的發(fā)光二極管陰極接地 ,如圖 所示。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是七 段 LED。 第六章 控制執(zhí)行模塊 9 圖 核心處理模塊電路原理圖 第三節(jié) 本章小結(jié) 本章主要對(duì) STC89C52 單片機(jī)做出詳細(xì)的介紹，了解其封裝引腳圖和各引腳的基本功能。 復(fù)位電路 :由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成 ,并結(jié)合 電容電壓不能突變 的性質(zhì) ,可以知道 ,當(dāng)系統(tǒng)一上電 ,RST 腳將會(huì)出現(xiàn)高電平 ,并且 ,這個(gè)高電平持續(xù)的時(shí)間由電路的 RC 值來決定 .典型的 51 單片機(jī)當(dāng) RST 腳的高電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上就將復(fù)位 ,所以 ,適當(dāng)組合 RC 的取值就可以保證可靠的復(fù)位 .一 般教科書推薦 C 取 10u,R 取 ,原則就是要讓 RC 組合可以在 RST 腳上產(chǎn)生不少于 2個(gè)機(jī)周期的高電平。 其封裝引腳如圖 第六章 控制執(zhí)行模塊 8 圖 STC89C52封裝引腳圖 第二節(jié) 核心處理模塊電路的整體設(shè)計(jì) 本核心處理模塊的整體設(shè)計(jì)由單片機(jī)的最小系統(tǒng)組成。實(shí)際頻率可達(dá) 48MHZ。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， STC89C52是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案 。 STC89C51 系列單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾 /高速 /低功耗的單片機(jī)，是 MCS51 系列單片機(jī)的派生產(chǎn)品；它們?cè)谥噶钕到y(tǒng)中、硬件系統(tǒng)和片內(nèi)資源與標(biāo)準(zhǔn)的 8052 單片 機(jī)完全兼容 ， DIP40 封裝系 列與 8051為 pintopin 兼容，指令代碼是與 8051 完全兼容的單片機(jī)。 第六章 控制執(zhí)行模塊 7 第三章 核心處理模塊 第一節(jié) STC89C52 簡(jiǎn)介 STC89C52 的 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并可以在編程器上實(shí)現(xiàn)閃爍式的電擦寫達(dá)幾萬次以上．使用方便等優(yōu)點(diǎn)，而且完全兼容 MCS5l 系列單片機(jī)的所有功能。 第六章 控制執(zhí)行模塊 5 圖 溫度控制系統(tǒng)組成原理框圖 設(shè)計(jì)主程序流程圖如下： 圖 主程序流程圖 AT89C51 顯示 鍵盤 電 阻 爐 PWM 波 AD 轉(zhuǎn)換 溫度 采集 PID 控制 第六章 控制執(zhí)行模塊 6 第三節(jié) 本章小結(jié) 本章內(nèi)容詳細(xì)的論述了系統(tǒng)的幾種設(shè)計(jì)方案，根據(jù)要求并結(jié)合實(shí)際對(duì)各種方案進(jìn)行論證并做出選擇。由單片機(jī)構(gòu)成的數(shù)字控制器按最小拍進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出所需要的控制量。 第二節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框圖 本系統(tǒng)采用典型的反饋式溫度控制系統(tǒng)，系統(tǒng)組成見圖 。此方案的優(yōu)點(diǎn)是硬件電路簡(jiǎn)單，系統(tǒng)穩(wěn)定；缺點(diǎn)是所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)成本比較高。此方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)明扼要，硬件電路比較簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是所測(cè)的溫度精度不高。在軟件設(shè)計(jì)時(shí)的讀取數(shù)據(jù)比較麻煩。 第六章 控制執(zhí)行模塊 4 第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與方案論證 第一節(jié) 系統(tǒng) 方案論證 方案一：采用 8031 芯片作為控制核心，以 ADC0809 做模數(shù)轉(zhuǎn)換，采用 LED顯示當(dāng)前的溫度和設(shè)定的溫度，經(jīng)過一定的算法來控制輸出，從而來控制爐溫。 第四節(jié) 本章小結(jié) 本章主要對(duì)本次課題研究的目的及意義做出較詳細(xì)的介紹，并對(duì)其研究現(xiàn)狀做出具體分析以及明確本次課題研究的主要內(nèi)容 。當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)，啟動(dòng)加熱器。爐溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在爐溫變化時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。由于它具有體積小，功能強(qiáng)，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于電子儀表，家用電器，節(jié)能裝置，軍事裝置，機(jī)器第六章 控制執(zhí)行模塊 3 人，工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域，使產(chǎn)品小型化，智能化，既提高了產(chǎn)品的功能和質(zhì)量又降低了成本，簡(jiǎn)化了 設(shè)計(jì)。其計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)已采用集散系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)的形式，大部分配有先進(jìn)的控制算法，能夠獲得較好的工藝性能指標(biāo)。因此，如何將單片微處理器應(yīng)用到鍋爐溫度自動(dòng)控制領(lǐng)域，為越來越多的生產(chǎn)廠家所重視。溫度控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，而且成果顯著。 第二節(jié) 課題研究現(xiàn)狀分析 由于現(xiàn)代工藝越來越多的需要對(duì)實(shí)時(shí)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，而且需要的精度越來越高。 本課題采用 51 單片機(jī)來對(duì)溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu) 點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)。在工業(yè)的研制和生產(chǎn)中，為了保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定運(yùn)行并提高控制精度，采用微電子技術(shù)是重要的途徑。其中溫度的控制在生產(chǎn)過程中占有相當(dāng)大的比例。溫度是生產(chǎn)過程 和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中普遍而且重要的物理參數(shù)。文中對(duì)每個(gè)部分功能、實(shí)現(xiàn)過程作了詳細(xì)介紹。文中傳感器理論與單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，詳細(xì)地講述了基于單片機(jī) STC89C52 和溫度傳感器 PT100 的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案與軟硬件實(shí)現(xiàn)方案。 為了提高對(duì)傳感器的認(rèn)識(shí)和了解，尤其是對(duì)溫度傳感 器的深入研究以及其用法與用途，基于實(shí)用、廣泛和典型的原則而設(shè)計(jì)了本系統(tǒng)。 溫度傳感器是其中重要的一類傳感器。 因此，不僅必須掌握各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，還必須懂得傳感器經(jīng)過適當(dāng)?shù)慕涌陔娐氛{(diào)整才能滿足信號(hào)的處理、顯示和控制的要求。 由于傳感器能將各種物理量、化學(xué)量和生物量等信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，使得人們可以利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量、信息處理和自動(dòng)控制，但是它們都不同程度地存在溫漂 和非線性等影響因素。傳感器技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。因此，單片機(jī)廣泛用于現(xiàn)代工業(yè)控制中。因此，單片機(jī)對(duì)溫度的控制問題是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到的控制問題。在工業(yè)生產(chǎn)的很多領(lǐng)域中，人們都需要對(duì)各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測(cè)和控制。 Intelligent temperature control etc. Function. 【 Key words】 thermal resistance STC89C52 Small signal amplifier PID control PWM wav 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 前 言 .................................................................................................................................................. 1 第一章 概述 ...................................................................................................................................... 2 第一節(jié) 課題研究的目的及意義 ................................................................................................. 2 第二節(jié) 課題研究現(xiàn)狀分析 .........