【正文】 天大學出版社,2003[13] [J].勝利學刊,1998[14] [J].濰坊學院學報,2008[15] 杜靜,[J].機械管理開發(fā),2005附錄A：硬件原理圖附錄B：程序include include include include define uint unsigned intdefine uchar unsigned chardefine KEY4_4 P2//MAX6675的引腳sbit SO=P3^0。當我在設計過程中存在疑問時，老師總是在百忙之中抽出時間及時的給予我指導，在老師的教導下，我的畢業(yè)設計能夠順利、及時地完成。在設計的初期，郝師就對我的設計思想進行了深刻的指導，讓我在設計的開始就明確了設計方向，樹立正確的設計觀念。實驗證明，該系統(tǒng)具有精度高、可靠性高、性價比高及控制簡單方便等優(yōu)點。該系統(tǒng)充分發(fā)揮了89C52單片機對模擬量的采集處理和增量式數(shù)字PID控制算法的功能，通過改變晶閘管導通角控制加熱的強度。 鍵盤處理子程序流程圖 D/A轉換子程序流程圖D/。 鍵盤掃描子程序流程圖 鍵盤處理流程圖鍵盤掃描子程序在調用的過程中，程序的結果是：有閉合鍵，如果有，則再檢測增加鍵是否有按下，如果有，鍵值加1，否則再檢測減少鍵是否有按下，如果有，鍵值減1。鍵閉合和斷開都會出現(xiàn)電壓抖動的情況。列線電平為低，則行線電平為低；列線電平為高，則行線電平為高。圖 鍵盤掃描流程圖矩陣鍵盤工作原理：行線通過上拉電阻接到+5V上。但計算機只能處理數(shù)字信號，因此上述數(shù)學方程必須加以變換。偏差控制的原理是先求出實測爐溫對所需溫度的偏差值，處理偏差值之后，通過調節(jié)控制信號使電阻爐的加溫功率也發(fā)生相應的變化，從而實現(xiàn)了爐溫的自動控制。按照偏差的比例、積分和微分產(chǎn)生控制作用（PID控制），是過程控制中應用最廣泛的一種控制形式。 PID子程序根據(jù)爐溫對給定溫度的偏差，連續(xù)改變電壓的大小，使爐溫控制在穩(wěn)定溫度范圍內(nèi)，以滿足電阻爐溫度的需要。溫度信號采集子程序主要包括傳感器初始化、單片機給傳感器寫命令、單片機給傳感器寫數(shù)據(jù)、單片機從傳感器讀數(shù)據(jù)等部分，數(shù)據(jù)處理部分對該數(shù)據(jù)進行處理，主要是把采集到的二進制的溫度數(shù)據(jù)轉換成十進制溫度數(shù)據(jù)。 主程序流程圖 在系統(tǒng)軟件中，主程序依次完成系統(tǒng)初始化、爐溫檢測與處理、PID控制算法、溫度顯示、鍵盤輸入等，這些都由子程序來完成。本系統(tǒng)要完成溫度信號的采集與控制，需要實現(xiàn)溫度信號的采集與A/D轉換、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)傳輸?shù)然竟δ堋２捎肒eil uVision3集成編譯環(huán)境和C語言來進行系統(tǒng)軟件的設計。第4章 軟件設計 軟件設計思路本部分詳細介紹了基于STC89C52單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)的軟件設計。 D/A轉換電路圖因為多片DA轉換器同步輸出DAC0832采用雙緩沖方式工作方式，內(nèi)部兩個寄存器均受控制，轉換分兩步：(1) CPU分時控制輸入寄存器，輸入數(shù)據(jù)。(9) Rfb—反饋電阻端就是運算放大器的反饋電阻端，(10) Vref：基準電壓。當數(shù)據(jù)為全1時，輸出電流最大，當為全0時，輸出電流最小。 DAC0832引腳圖對各引腳信號說明如下：(1) DI7～DI0：轉換數(shù)據(jù)輸入(2) CS：輸入片選信號，當?shù)碗娖綍r有效(3) ILE：輸入數(shù)據(jù)鎖存允許信號，當高電平時有效(4) WR1：輸入寫信號1，當?shù)碗娖綍r有效上述兩個信號控制輸入寄存器是數(shù)據(jù)直通方式還是數(shù)據(jù)鎖存方式；當ILE=1和WR1=0時，為輸入寄存器直通方式；當ILE=1和WR1=1時，為輸入寄存器鎖存方式。10V；電流建立時間為1μS；CMOS工藝，低功耗20mW。單電源供電，從+5V～+15V均可正常工作。 矩陣式鍵盤電路圖 D/A轉換電路DAC0832的基本原理是把數(shù)字量的每一位按照權重轉換成相應的模擬分量，然后根據(jù)疊加定理將每一位對應的模擬分量相加，輸出相應的電流或電壓。系統(tǒng)在程序初始化時控制鍵盤行線的 ，在判斷電路是否有按鍵按下時，讀 ，若端口值不是11110000，則說明電路中有按鍵按下。在本設計中采用的是 4 *4 的非編碼鍵盤，列線由 ，行線由 。鍵盤上每個鍵都擔負著一項處理功能，所以鍵盤接口對應的軟件。 LED顯示電路 按鍵電路鍵盤是單片機不可缺少的人機交互設備，鍵盤上的鍵猶如一個個機械開關，手按下閉合，手放開鍵釋放，在單片機系統(tǒng)中通常使用的是價格便宜的矩陣鍵盤。本設計采用的是共陰極數(shù)碼管。一英寸以下的的LED數(shù)碼管內(nèi)，每一筆段含有一只LED發(fā)光二極管，導通在串聯(lián)方式中，確定電源電壓VCC時，4英寸7段LED數(shù)碼顯示器LC4141的每一筆段由四只LED發(fā)光二極管按串聯(lián)方式連接而成，因此導通電壓應在78V之間，電源電壓VCC必須取9V以上。由于單片機不能直接驅動數(shù)碼管顯示，所以必須在單片機與LED164之間加上74LS164。設計中采用4位共陰極LED靜態(tài)顯示方式，選用7段顯示數(shù)碼管。數(shù)碼管的動態(tài)顯示原理為：每個數(shù)碼管的相同端連接在一起，他們一起占用了8 位管線；每個數(shù)碼管的陽極連接在一起。一般的數(shù)碼管分為8段，也就是有8段LED顯示，這種是為了工程上的應用設計的，分別叫A、B、C、D、E、F、G、DP，DP 是小數(shù)點段位。他一共有兩種類型，一種類型是共陽型的，還一種類型是共陰型的。： 報警電路報警電路的功能是當爐溫值超過系統(tǒng)設定的最大值或者低于系統(tǒng)設定的最小值時，都會驅動單片機的I/O接口，報警電路發(fā)出聲光警報。這樣可以大大提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理速度，還可以方便的對單片機進行控制。其電路圖如圖所示 復位電路圖 串口通信電路串口通信的主要功能是完成單片機與上位機的通信，便于進行溫度數(shù)據(jù)統(tǒng)計，為將來系統(tǒng)功能的擴展做好基礎工作。本系統(tǒng)采用按鍵電平復位方式。外部電路產(chǎn)生的復位信號(RST)送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復位電路在每個機器周期的S5P2時刻對施密特觸發(fā)器的輸出進行采樣，然后才得到內(nèi)部復位操作所需要的信號。XTAL1是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2則是輸出端?！?2MHz之間選擇，電容值在5～30pF之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調的作用。： 系統(tǒng)的時鐘電路設計是采用的內(nèi)部方式，單片機內(nèi)部有一個用于構成振蕩器的高增益反向放大器，引腳XTAL1和引腳XTAL2分別是放大器的輸入端和輸出端，由這個放大器與作為反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起構成一個自己振蕩器，這種方式形成的時鐘信號稱為內(nèi)部時鐘方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。 時鐘電路時鐘電路提供單片機的時鐘控制信號，單片機時鐘產(chǎn)生方式有內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。 可編程輸入/輸出引腳（32根）.STC89C52單片機有4組8位的可編程I/O口，分別位P0、PPP3口，每個口有8位（8根引腳），共32根。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。STC89C52 單片機的引腳說明: VCC：供電電壓； GND：接地。小系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的基石。單片機系統(tǒng)的擴展，一般是以基本最小系統(tǒng)為基礎的。 有以下功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復位電路，3個16 位定時器/計數(shù)器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結構，兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結構，全雙工串行口。STC89C52使用經(jīng)典的MCS51內(nèi)核，但做了很多的改進使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機不具備的功能。MAX6675開始進行新的溫度轉換。由于MAX6675內(nèi)部經(jīng)過了激光修正，因此，其轉換結果與對應溫度值具有較好的線性關系。 MAX6675引腳圖MAX6675引腳功能表：GND：接地T：接熱電偶負極T+：接熱電偶正極VCC：正電源端SCK：串行時鐘 輸CS：片選信號端SO：串行 數(shù)據(jù) 輸出NC：懸空 不用，MAX6675的SO腳輸出轉換數(shù)據(jù)。K型熱電偶輸出信號，由芯片MAX6675處理，該芯片可實現(xiàn)A/D轉換、放大電路等功能，且可以和單片機直接通訊，節(jié)約了硬件部分，降