【正文】 DISP： ACALL HTB ；將顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 BCD 碼 MOV SCON， 00H ； 置串行口為方式 0 MOV R2， 03H ；顯示位數(shù)送 R2 MOV R0， T100 ； 顯示緩沖區(qū)首地址送 R0 LD： MOV DPTR， TAB ；指向字型碼表首地址 MOV A， R0 ； 取顯示數(shù)據(jù) MOVC A， A+DPTR ；查表 MOV SBUF， A ；字型碼送串行口 WAIT： JBC TI， NEXT ；發(fā)送結(jié)束轉(zhuǎn)下一個(gè)數(shù)據(jù)并清中斷標(biāo)志 SJMP WAIT ；發(fā)送未完等待 NEXT： INC R0 ；修改顯示緩沖區(qū)指針 DJNZ R2， LD ；判 3 位顯示完否，未完繼續(xù) RET TAB： ? ；字型碼表（略） BCD 碼轉(zhuǎn)換子程序 HTB： HTB： MOV A， BT0 ；取二進(jìn)制顯示數(shù)據(jù)低 8 位 MOV B， 100 ；除 100，確定百位數(shù) DIV AB MOV T100， A ；百位數(shù)送 54H 單元 MOV A， 10 ； 除 10，確定十位 XCH A， B DIV A， B MOV T10， A ；十位數(shù)送 55H 單元 MOV T， B ；個(gè)位數(shù)送 56H 單元 MOV A， BT1 ；取二進(jìn)制顯示數(shù)據(jù)高 8 位 9 JNZ LH1 ；高位不為 0 轉(zhuǎn) LH1 繼續(xù)高 8 位轉(zhuǎn)換 RET ；高位為 0 結(jié)束，返回 LH1： MOV A， 06H ；高位不為 0，低位轉(zhuǎn)換結(jié)果加 256（因?yàn)闇囟葦?shù)據(jù)不會(huì)；大于 500，所以高 8 位最多為 01H，即 256） ADDA， T DAA ；個(gè)位加 6（十進(jìn)制加） MOVT， A ；結(jié)果送回個(gè)位 MOVA， 05H ADDC A， T10 DAA ；十位加 5（十進(jìn)制加） MOVT10， A ；結(jié)果送回十位 MOVA， 02H ADDC A， T100 DA A ；百位加 2（十進(jìn)制加） MOVT100， A ；結(jié)果送回百位 RET 溫度檢測模塊 A/D 轉(zhuǎn)換采用查詢方式。鍵盤管理子程序流程圖如圖 3 所示。 鍵盤管理模塊 上電或復(fù)位后系統(tǒng)處于鍵盤管理狀態(tài)，其功能是監(jiān)測鍵盤輸入，接收溫度預(yù)置和啟動(dòng)鍵。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的分配與定義見下表 : 程序存儲(chǔ)器： EPROM2764 的地址范圍為 0000H~1FFFH I/O 口： ~——鍵盤輸入； 、 ——報(bào)警控制和電爐控制。 (5) 報(bào)警：當(dāng)預(yù)置溫度或當(dāng)前爐溫越限時(shí)報(bào)警。 (3) 溫度檢測及溫度值變換：完成 A/D 轉(zhuǎn)換及數(shù)字濾波。 功能模塊 根據(jù)上面對(duì)工作流程的分析，系統(tǒng)軟件可以分為以下幾個(gè) 功能模塊： (1) 鍵盤管理：監(jiān)測鍵盤輸入，接收溫度預(yù)置，啟動(dòng)系統(tǒng)工作。這樣不斷重復(fù)上述過程，使溫度保持在預(yù)定溫度范圍之內(nèi)。 圖 2 軟件總體流程圖 工作流程 烤箱在上電復(fù)位后先處于停止加熱狀態(tài)，這時(shí)可以用 “+1”鍵設(shè)定預(yù)置溫度，顯示器顯示預(yù)定溫度；溫度設(shè)定好后就可以按啟動(dòng)鍵啟動(dòng)系統(tǒng)工作了。 為使系統(tǒng)容易維護(hù)，擴(kuò)充，軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)。甚至與比硬件部分更能影響系統(tǒng)的性能。 4 “看門狗 ”電路 : 連接集成監(jiān)控芯片 MAX705 可實(shí)現(xiàn)對(duì)主電源 VCC 的監(jiān)控，提高系統(tǒng)的可靠性。 其他可擴(kuò)展電路 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路 : 連接實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS12887 可以獲得長的采樣周期，顯示年、月、日、時(shí)、分、秒，而其片內(nèi)帶有的 114 B 非易失性 RAM，可用來存入需長期保存但有時(shí)也 需變更的數(shù)據(jù)。 報(bào)警功能由蜂鳴器實(shí)現(xiàn)。利用 +1 按鍵可以分別對(duì)預(yù)置溫度的百位、十位和個(gè)位進(jìn)行加 1 設(shè)置，并在 LED 上顯示當(dāng)前設(shè)置值。采用串行口擴(kuò)展的靜態(tài)顯示電路作為顯示接口電路。 人機(jī)對(duì)話 這部分包括鍵盤、顯示和報(bào)警三部分電路。 溫度控制 電爐控制采用可控硅來實(shí)現(xiàn)，雙向可控硅和電爐電阻絲串接在交流 220 V 市電回路中。 變送器將電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換成與溫度成正比的電壓，當(dāng)溫度在 0℃ ~500℃時(shí)變送器輸出 0~ V 左右的電壓。 溫度傳感器和變送器的類型選擇與被控溫度的范圍及精度等級(jí)有關(guān)。其中， 805 805 875 8752 的各個(gè)引腳輸入 /輸出電平只與 TTL 電平兼容； 89C5 89C5 80C51 各引腳輸入 /輸出電平既與 TTL 電平兼容，也與 CMOS 電平兼容。 圖 1 電烤箱控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框 3 恒溫箱 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 主機(jī) 由于系統(tǒng)控制方案簡單，數(shù)據(jù)量也不大，因此選用 8031 作為控制系統(tǒng)的核心，外擴(kuò) EPROM2764 作為程序存儲(chǔ)器。分析硬件電路主要包括：加熱及控制電路部分，數(shù)據(jù)采集和模 /數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換處理部分，鍵盤和顯示器部分，單片機(jī)與各部分的接口處理部分。整個(gè)控制系統(tǒng)分為硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序設(shè)計(jì)兩部分。 本論文主要介紹單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)，內(nèi)容主要包括：采樣、濾波、鍵盤顯示、加熱控制系統(tǒng)，單片機(jī) MCS51 的開發(fā)及系統(tǒng)應(yīng)用軟件的開發(fā)等。 本單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的具 體指標(biāo)要求是，對(duì)加熱器加熱溫度調(diào)整范圍為 0℃—500℃ ，溫度控制 誤差小于 2℃ —+2℃ ，系統(tǒng)的超調(diào)量須小于 15%。定時(shí)剩余時(shí)間也通過數(shù)碼管顯示。通過小鍵盤設(shè)定實(shí)驗(yàn)溫度 和時(shí)間，達(dá)到定時(shí)后并能發(fā)出警告，箱體打開后啟動(dòng)風(fēng)扇散熱，為了使溫度控制更加準(zhǔn)確，在箱體內(nèi)采用多點(diǎn)測溫，同時(shí)為了保證電子設(shè)備的均勻受熱，設(shè)計(jì)中采用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)托盤使待測物在箱內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，并在定時(shí)結(jié)束時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 【 關(guān)鍵詞 】 ： MCS51 8051 溫度控制 PID 1 引言 隨著現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，在工業(yè)控制領(lǐng)域需要對(duì)現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，在一些重要場合對(duì)數(shù)據(jù)采集的要求更高，例如在電廠、鋼鐵廠、化工領(lǐng)域的生產(chǎn)中都需要對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場采集，而溫度采集又是其中極為重要的部分，因此，需要一種高精度、低成本的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)。論文的主要內(nèi)容包括：采樣、濾波、鍵盤、 LED 顯示和報(bào)警系統(tǒng)，加熱控制系統(tǒng)，單片機(jī) MCS51的開發(fā)以及系統(tǒng)應(yīng)用軟件開發(fā)等。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)行檢測和控制。 0 目 錄 摘要 ．．．．．．．．．．．．．．．．