【正文】 Point。其中 IRQ5_2Hz 用以提供 1s時間以確定 AD采樣的時間間隔，服務程序流程如圖 62 （ 1）所示 ； IRQ2_TimerB 提供溢出頻率為 64Hz的中斷信號，配合主程序 PID 運算結果 fOut 確定加熱時間，間接實現(xiàn)加熱器功率調節(jié)，程序流程如圖 62（ 2）所示； IRQ6_TMB2 為 1KHz 時基，在此中斷中完成 LED 的動態(tài)刷新，程序流程如圖 62（ 3）所示。然后再重復執(zhí)行上述過程，周而復始。初始化完成之后進入主程序循環(huán)體，在循環(huán)體內不停的掃描按鍵是否有觸發(fā)，是否 進行 AD 轉換，如果已經(jīng)完成 AD 轉換，則對 AD 結果進行處理轉化為溫度值，將溫度值傳送給上位機，之 后對溫度值進行 PID 運算。系統(tǒng)軟件部分包括主程序和中斷服務子程序，主程序和中斷服務程序流程分別對應圖 61和圖 62。并在繼電器的周圍添加了續(xù)流保護電路和工作指示電路，功率驅動部分電路如 下 圖所示。繼電器選擇 OMRON G6B1174P 型繼電器，該繼電器具有觸發(fā)電壓低（ DC 5V），可控功率大（ AC： 8A250V， DC： 8A30V），以及反應時間短等優(yōu)點。 USB： ? 支持 協(xié)議 ? 支持全速（ Full Speed）和低速（ Low Speed）兩種傳輸模式 ? 6MHz 晶體，鎖相環(huán) PLL 振蕩器提供高速、低速所需時鐘源 ? 支持 3 個端口（ Endpoint），可獨立編程為 IN 或 OUT 端口 PS/2：支持 PS/2 協(xié) 議（管腳與 USB 復用） UART： ? 標準全雙工串行異步通訊端口（適合于 RS232 協(xié)議），波特率可達到 2457600bps12MHz、 1536000bps6MHz ? 10bit/11bit 模式，帶有奇偶校驗控制 SPI： ? 全雙工（ FullDuplex） /半雙工（ HalfDuplex）同步通訊端口 ? 支持 Master/Slave 模式 CRC： ? CRC 功能由 SPCP825A 芯片硬件電路產(chǎn)生 —— CRC16/CRCCCITT Memory： ROM(OTP)、 192B RAM 東北大學秦皇島分校 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 19 頁 19 I/O： 17 個可編程普通 I/O(GPIO)，可獨立編程為 pullup/pulldown Timer： ? Timer0： 14bit 獨立 Timer，可產(chǎn)生溢出（ Overflow）中斷和實時（ Real Time）中斷 ? Timer1：可工作在自動重載的 8bit Timer 模式或串聯(lián)成 12/16bit Timer模式。 MAX 232 芯片提供電平轉換功能。 RS232接口與要通信的RS232 設備相連。 J4 提供了電源與地，方便與其它外設相連。 USB/UART 轉換口模組硬件框圖： USB接口PA 口 PB 口SPCP825A晶體MAX232指示燈正負電源 控制線232接口 USB/UART 轉換口模組的主要器件為： SPCP825A 芯片及使芯片工作的晶振、復位等外圍電路， USB/UART 轉換口模組的 J1 接口將 SPCP825A 芯片的電源、控制線引出，方便用戶作其它開發(fā)。 下圖為 取按鍵值程序 流程圖： 東北大學秦皇島分校 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 15 頁 15 3. USB/UART 模組 USB/UART 模組電路原理圖： 東北大學秦皇島分校 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 16 頁 16 PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6/RXDPA7/TXDPB0PB1PB2PB3PB4PB5CTSRECIVERCTSDPA0DTRDTRRTSTRANSMITPB1PB0PA7/TXDPA6/RXDPB2PB3PB4PB5PC0/VPPPA0PA1PA2PA3PA4PA5RXDRECIVERRTSTXDCTSD CTSTRANSMITRTSDRXDPA6/RXDPA7/TXDTXDPA1RTSDPC0/VPPPB6PB7PB6PB71122334455667788J2VDD1XI2XO3VSS4PA6/RXD5PA7/TXD6PB0/SS7PB1/SDI8PB2/SCK9PB3/SDO10VC24PB411PB512PB713PB614PA515PA416PA317PA218PA119PA020PC0/VPP21DM_DA22DP_CK23SPCP825(24Pin)+12C21u+12C21u594837261P1+1 2C8 47u112233SW4CON31122JP2C1+1C13C2+4C25V+2V6R1OUT12R2OUT9T1IN11T2IN10R1IN13R2IN8T1OUT14T2OUT7U9MAX232CPE1 2C6 104+12C21u1122334455667788J1CON81 26MCRYSTAL1122JP31122334455667788J31 2R11K11223344JP1+1 2C7 47u1122JP4+12C21u1 2LED11223344J4CON4VCCVCCVCCVCCPA PBENHAND SHAKINGNOPA6RXPA7TXPA1RTSVPPGNDSCKSDAVCC USB/UART 轉換口模組主要功能： USB/UART 轉換口模組可以實現(xiàn)兩臺 PC 機之間的通訊，即一臺 PC 機使用 USB 接口，另一臺 PC 機使用 RS232 接口，兩臺 PC 機通過 USB/UART 轉換口模組進行通訊。 2*4 按鍵使用舉例： 使用按鍵功能時需檢測獲取按鍵信息的相應 IO 端口 狀態(tài)。 按鍵的使用說明： 1*8 按鍵使用舉例：使用按鍵功能時需檢測獲取按鍵信息的相應 IO 端口狀態(tài)。想點亮此時鐘冒號只需將 DIG8 與 D_DP 都設置成“高”即可。相應原理見下圖。 數(shù)碼管 L1~L6 采用共陰極設計共陰極即位信號用 DIG 接口中的 DIG~DIG6 控制，陽極即段信號由 SEG 接口的 A~G、 DP控制。相應原理見下圖。 8 個 LED（ LED1~LED8）采用共陰極設計共陰極即位信號用 DIG 接口中的 DIG7 控制，東北大學秦皇島分校 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 13 頁 13 陽極即段信號由 SEG 接口的 A~G、 DP 控制。控制信號為高有效。 DIG 接口詳見下圖。 4. DIG 接口 6 位數(shù)碼管 L1~L6 的段發(fā)光管陽極和 8 個 LED 指示燈的陽極并聯(lián)，并且 8 個 LED 指示燈采用共陰極方式。 東北大學秦皇島分校 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 12 頁 12 1*8KEY 接口圖及使用示意圖 使用 1*8KEY 時相應 KEYTYPE 連接如圖 8，即只須將 KEYTYPE 接口的第 5 個短接塊短接。使用時 COL1~COL8 是 K1~K8 的列輸入， ROW1 是 K1~K8 的行輸入。 2*4KEY 接口圖及使用示意圖 使用 2*4KEY 時 相應 KEYTYPE 連接如圖 7，即將 KEYTYPE 接口的前 4 個短接塊短接。 AV 是模擬電壓輸出端，通過調整 R20可以改變 AV 的值， AV的最大輸出值與 VDD相同。 使用時 COL1 是 K1 和 K5 的輸入， COL2 是 K2 和 K6 的輸入，COL3 是 K3 和 K7 的輸入， COL4 是 K4 和 K8 的輸入。 1. KEYTYPE 選擇接口 此接口是選擇 2*4KEY 還是 1*8KEY，具體選擇方式如下： 從左至右看，將第 1 至 4 短接塊連接，選擇了 2*4KEY；只將第 5 個短接塊短接，選擇 1*8KEY。段信號高有效，位信號低有效。 3. LG5641AH 共陰極 4位數(shù)碼管 LG5641AH 元件圖如下： abcdefgd pG 1G 2d pgfe。abcd1 0914365278 圖 LA5621AH元件圖 東北大學秦皇島分校 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 10 頁 10 上圖中： adp 為數(shù)碼管的段信號， G G2 為 2 為數(shù)碼管的位信號。輸入信號高有效。 ULN2020A 元件圖如下圖所示。 1. ULN2020A 其內部為三極管陣列，其 IN 腳相當于三極管的 B極， OUT 相當于三極管的 C極。 東北大學秦皇島分校 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 7 頁 7 鍵盤模組電路原理圖如下： 東北大學秦皇島分校 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 8 頁 8 東北大學秦皇島分校 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 9 頁 9 其主要功能如下： 1. 擴展了 6位 8段數(shù)碼管，最大顯示數(shù)據(jù)為 999999； 2. 8 個發(fā)光二極管，可以作為顯示狀態(tài)信息使用； 3. 8 個按鍵，可以組成 1*8KEY 也可以組成 2*4KEY； 4. 一個電位器，可以提供 05V 的模擬電壓信號或者 的 模擬電壓信號，與模組輸入的 VDD 有關； 5. 鍵盤 LED 顯示模組接口簡單，可方便與任何一款單片機進行軟硬件接口設計。溫度在 0~100 度變化，當溫度上升時， RPt 阻值變大，橋路中東北大學秦皇島分校 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 6 頁 6 Ua電壓降低，而 Ub 保持不變，運放 U1 的差模輸入信號△ Ui1= UbUa 變大，所以 U1 的輸出端電壓 Uc 變大， U2 的差模輸入信號△ Ui2 = Uc 隨之變大，所以放大電路的最終放大電壓輸出 Ud變大，當溫度下降時，放大電路的工作過程剛好相反。 一177。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。所以在 H橋上邊加了一個限流電阻 R1。為了使溫度變化時 H 橋輸出的信號盡可能大，選擇 RPt~=R2~=R3~=R4，這里取 R2=100 歐， R3=R4=150。 6. 另外， Pt100 溫度傳感器還具有抗振動、穩(wěn)定性好、準確度高、耐高壓等優(yōu)點。（ ＋ │ t│）， B級177?？梢? PT100 在常溫 0~100 攝氏度之間變化時限性度非常好，其阻值表達式可近似簡化為：RPt=100（ 1+At），當溫度變化 1 攝氏度， PT100 阻值近似變化 歐。鉑熱電阻的物理化學性能在高溫和氧化性 介質中很穩(wěn)定，它能用作工業(yè)測溫元件；且此元件線性較好，在 0— 100 攝氏度之間變化時，最大非線性偏差小于 攝氏度。直接將運放的輸出腳接 SPCE061A 的 AD 輸入通道 AN5（ IOA4）。 綜合以上所述，選擇凌陽提供的 SPCE061A 單片機來完成本次設計。目前市場上的單片機芯片有很多很多，比如，我們所熟悉的 51單片機、 52 單片機等等。為了更好的完成本次設計，器件選擇是一個不可或缺的環(huán)節(jié)，正確的選擇器件有助于更好的完成設 計。 SPCE061A 實時采樣溫度，并根據(jù)采樣結果控制加熱器，調節(jié)加熱功率大小；同時將當前溫度信息通過數(shù)碼管在下位機顯示出來，并通過 USB 接口傳送上位 PC機。 設計方案及實現(xiàn) 系統(tǒng)組成結構及其工作原理 系統(tǒng)整體硬件設計如下圖所示，整個系統(tǒng)以 SPCE061A 為核心，前向通道包括傳感器及其信號放大電路，按鍵輸入電路；后向通道包括三部分： LED顯示電路，上位機通信電路以及控制加熱器的繼電器驅動電路。 在硬件方面，本設計要求學生掌握凌陽 61 單片機、 LED 鍵盤顯示模組、 USB/UART 轉換模組等。 基于 SPCE061A 單片機的公