【正文】 36P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627R X D10T X D11A L E / P30P S E N29P 2 728U?A D C 8 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 14 四相步進(jìn)電 動(dòng) 機(jī)與單片機(jī)接口電路 圖 給出了四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與 89C51 單片機(jī)的接口電路。由熱電偶采集來的溫度經(jīng)過 MAX197，把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后送給 89C51 處理和進(jìn)一步控制。 模擬量檢測(cè)接口電路圖 模擬量檢測(cè)接口電路由 A/D 轉(zhuǎn)換器、 89C51 單片機(jī)和溫度傳感器組成 。由于設(shè)計(jì)系統(tǒng)精度的要求為 1/1000，因此選用 MAX197。也就會(huì)影響控制的精度。對(duì)于這種分辨率要求較高的 情況 。并且誤差為2℃。 溫度 檢測(cè)接口電路設(shè)計(jì) A/D 轉(zhuǎn)換器 圖 MAX197 引腳 圖 C H 319C H 218C H 117C H 016V D D27R E F26R E F A D J25AGND15D77D68H B E N5DGND28D59D410D 3/ D 1 111D 2/ D 1 012D 1/ D 913D 0/ D 814C L K1CS2WR3RD4S H D N6I N T24C H 622C H 723C H 420C H 521U?M A X 19 7 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 13 由于溫度是一種模擬信號(hào)，則由信號(hào)采集電路采集的信號(hào)是一種模擬信號(hào)，而且頻率很低，但是單 片機(jī)所識(shí)別的是具有高低電位的數(shù)字信號(hào)，這就要求在信號(hào)處理號(hào)處理中必須把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)從而輸出給單片機(jī)處理。 熱 電偶 工作原理 ：如果兩種不同成分的均質(zhì)導(dǎo)體形成回路，直接測(cè)溫端叫測(cè)量端，接線端子端叫參比端，當(dāng)兩端存在溫差時(shí)，就會(huì)在回路中產(chǎn)生熱電流，那么兩端之間就會(huì)存在 Seebeck 熱電勢(shì)，這種物理現(xiàn)象稱為塞貝克效應(yīng)或熱電效應(yīng)。常見的模擬溫度傳感器有 LM391 LM33 LM4 AD22103 電壓輸出型、 AD590 電流輸出型以及熱電偶溫度傳感器。 89C51 單片機(jī)最小系統(tǒng)復(fù)位電路的極性電容 C1 的大小直接影響單片機(jī)的復(fù)位時(shí)間 ， 89C51 單片機(jī)最小系統(tǒng)容值越大需要的復(fù)位時(shí)間越短。 如圖 所以。 如圖 所示。因此，時(shí)鐘頻率直接影響到單片機(jī)的速度。 RST由高電平降為低電平后，系統(tǒng)從 0000H 地址開始執(zhí)行程序。 當(dāng) 89C51 通電，時(shí)鐘電路開始工作，在單片機(jī)的 RST 引腳加上大于 24 個(gè)時(shí)鐘周期以上的正脈沖，系統(tǒng)即初始復(fù)位。但單片機(jī)本身不能自動(dòng)復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部復(fù)位電路才能實(shí)現(xiàn)的。單片機(jī)系統(tǒng)在上電啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位，其作用是使 CPU和系統(tǒng)中其他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀 態(tài)開始工作。 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 復(fù)位電路和時(shí)鐘電路是維持單片機(jī)最小系統(tǒng)運(yùn)行的基本模塊。 XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。接高電平時(shí)， CPU 訪問并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令，但當(dāng)程序計(jì)數(shù)器值超過 0FFFH 時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器中的程序。 PSEN:外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，就可以使單片機(jī)復(fù)位。 P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 門電路。在對(duì) FLASH ROM 編程和程序驗(yàn)證時(shí)，它接收高 8位地址和其他控制信號(hào)。 P2 口： P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在對(duì) FLASH ROM編程和程序驗(yàn)證時(shí)，它接受低 8 位地址。 P0 口能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LSTTL 門電路。 圖 89C51 芯片引腳 P0 口：是雙向 8 位三態(tài) I/O 口。 VCC: 電源端。 因此，在本課題設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)中，采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，選用 89C51 單片機(jī)。 CPU 的選擇 單片微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)，又稱微控制器，嵌入式微控制 器等，屬于第四代電子計(jì)算機(jī)。根據(jù)判斷溫度是否 超 過 設(shè) 定值，由單片機(jī)發(fā)出相應(yīng)的指令， 經(jīng) 步進(jìn)電機(jī) 控制電磁閥， 從而通過閥門 的控制 就可以控制煤氣的進(jìn)氣量 多少 。由于 單 片機(jī)制能識(shí)別數(shù)字量，因此還需要經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換， 使 模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號(hào)。 圖 工作過程分析 由溫度控制器工作流程圖分析具體的工作過程。 系統(tǒng)的原理框圖如圖 所示。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容為：以 89C51 單片機(jī)為核心， 高溫加熱爐利用煤氣加熱，通過傳感器測(cè)量溫度，四相 5V、 1A 步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)閥門來調(diào)節(jié)進(jìn)氣量?，F(xiàn)在我們完全可以運(yùn)用單片機(jī)和電子溫度傳感器對(duì)某處進(jìn)行溫度檢測(cè)，而且我們可以很容易地做到多點(diǎn)的溫度檢測(cè)，如果對(duì)此原理圖稍加改進(jìn)，我們 還可以進(jìn)行不同地點(diǎn)的實(shí)時(shí)溫度檢測(cè)和控制。隨著電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，微機(jī)測(cè)量和控制技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。 本 文研究內(nèi)容 溫度是工業(yè)控制中主要的被控參數(shù)之一，特別是在冶金、化工、建材、食品、機(jī)械等工業(yè)中，具有舉足重輕的作用。 作為控制系統(tǒng)中的一個(gè)典型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)綜合運(yùn)用了微機(jī)原理、自動(dòng)控制原理、 傳感器原理、 模擬電子技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)、鍵盤顯示技術(shù)等諸多方面的知識(shí)，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次綜合 運(yùn)用 。 應(yīng)用遍及石油、化工、冶金、機(jī)械、熱處理、表面處理、建材、電子、材料、輕工、日化、制藥等諸多行業(yè)領(lǐng)域。 加熱爐是將物料或工件加熱的設(shè)備。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)。 本設(shè)計(jì)介紹的單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)主要內(nèi)容包有 系統(tǒng)方案、元器件選擇、系統(tǒng)理論分析、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì) 、系統(tǒng)調(diào)試 等幾方面 。還 介紹了在加熱爐溫度控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)中的一些主要技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，該系統(tǒng)主要以 89C51 單片機(jī)為核心，由 LED 顯示電路，鍵盤輸入電路， 模擬 檢測(cè)電路，模 /數(shù)轉(zhuǎn)換電路， 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制 電路等構(gòu)成。 設(shè)計(jì)任務(wù)： 1. CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括 CPU 選擇，晶振電路，復(fù)位電路） 2. 溫度傳感器及接口電路設(shè)計(jì) 3. 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 4. 程序流程圖設(shè)計(jì)及程序清單編寫 技術(shù)參數(shù)： 1．溫度控制范圍： 01800℃ 2． 工作電源 220V 設(shè)計(jì)要求 ： 分析系統(tǒng)功能，盡可能降低成本，選擇合適的單片機(jī)、 AD 轉(zhuǎn)換器、輸出電路等； 應(yīng)用專業(yè)繪圖軟件繪制硬件電路圖和軟件流程圖； 按規(guī)定格式，撰寫、打印設(shè)計(jì)說明書一份，其中程序開發(fā)要有詳細(xì)的軟件設(shè)計(jì)說明，詳細(xì)闡述系統(tǒng)的工作過程，字?jǐn)?shù)應(yīng)在 4000 字以上。 遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 課程設(shè)計(jì)（論文） 題目： 加熱爐溫度控制器設(shè)計(jì) 院（系）： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 起止時(shí)間 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） I 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語 院（系）：電氣工程學(xué)院