【正文】 單片機(jī) 8051 8051 是 MCS51 系列單片機(jī)中的一個(gè)產(chǎn)品， MCS51 系列單片機(jī)是 Intel 公司推出的通用型單片機(jī)。由于系統(tǒng)對控制速度、精度及功能要求都無特別之處，因此可以選用目前廣泛使用的MCS51 系列單片機(jī) 8051。 通過以上比較，選用 8051 作為次設(shè)計(jì)系統(tǒng)的控制核心比較理想。 實(shí)現(xiàn)方案 方案 一 ：由于設(shè)計(jì)題目要求選用 8031 單片機(jī)來實(shí)行系統(tǒng)的控制，但受到 8031 的內(nèi)存限制，在設(shè)計(jì)過程中需要對 8031 進(jìn)行擴(kuò)展，因此增加了硬件需求，同時(shí)增加了成本。我們之所以選用步進(jìn)電機(jī)是因?yàn)槠渚哂锌煽康目焖賳?dòng)和停止的功能，如果負(fù)荷 不超過其所提供的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩值，就能夠在一剎那間啟動(dòng)與停 止，符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要。具體信息將在后面進(jìn)行介紹。 由于熱電偶傳感器的測量點(diǎn)可以放置在被測對象上或周圍，因此檢測到的信號比較準(zhǔn)確。 在本計(jì)中， 為了采集溫度信號，使溫度能夠準(zhǔn)確的采集和處理，我 采用了熱 電偶式 溫度傳感器。 鍵盤的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)思路知道，設(shè)計(jì)要求能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)對話，也就是可以根據(jù)不同元器件的生產(chǎn)需要進(jìn)行人為的設(shè)置溫度，控制溫度上限、下限以及對各個(gè)溫度點(diǎn)的設(shè)置，從而來控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)推舟生產(chǎn)過程。并且可以根據(jù)需要，既要能夠顯示爐溫的溫度還要能夠顯示設(shè)定值溫度。它可以直接測量各種生產(chǎn)過程中從 0℃ 到 1800℃ 范圍的液體、氣體和蒸汽介質(zhì)以及固體的表面溫度，在測量過程中熱電偶傳感器能夠至于爐溫中直接檢測到爐溫，所以選擇熱電偶式傳感器較為合適。經(jīng)過對資料的查找本設(shè)計(jì)選擇 裝配式鎳鎘 銅鎳熱電偶傳感器 。 溫度傳感器的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，由于此設(shè)計(jì)屬于工業(yè)生產(chǎn)范圍，所以對傳感器的要求也很高。該系列單片機(jī)以其高性價(jià)比，兼容性強(qiáng)，軟硬件資源豐富，得到了廣泛的應(yīng)用。 依據(jù)設(shè)計(jì)的要求，可以有以下的硬件 設(shè)計(jì) 框圖： 通過上面框圖我們可以劃分為幾個(gè)模塊來進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，通過模塊話設(shè)計(jì)將使設(shè)計(jì)思路能夠清晰明了的展現(xiàn)出來，便于分析和編程 。 為了便于控制，系統(tǒng)軟件應(yīng)該具備簡易的監(jiān)控功能，以管理顯示和鍵盤。因而推桿的運(yùn)動(dòng)是步進(jìn)式的。 該控制系統(tǒng)應(yīng)該能夠接受采集溫度信號，并完成信號的非電量到電量的轉(zhuǎn)換， A/D 轉(zhuǎn)換，根據(jù)對應(yīng)的溫度值來執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。同樣，推舟的速度也各有不同的要求，大約介于 7mm/s25mm/s 之間。當(dāng)爐溫再降到另一個(gè)規(guī)定值時(shí)，直到摻雜完所有層，生成半導(dǎo)體器件。在半導(dǎo)體產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)過程中，有一道關(guān)系到半導(dǎo)體器件性能的關(guān)鍵 工序 —— 在外延片上均勻地生長若干不同厚度的摻雜層，生長的方法是 ： 首先，將待加工 的外延片放在液相外延爐中預(yù)熱，在推桿的前端并列放 著幾個(gè)小方框， 小方 框中裝有不同的慘雜物。但由于在工業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)的對象往往是復(fù)雜多變的，都用計(jì)算機(jī)控制可能增加生產(chǎn)成本，因此為了能夠滿足人們的生產(chǎn)需要，在很多生產(chǎn)控制中就運(yùn)用到了單片機(jī)控制下面就是運(yùn)用單片機(jī)控制 元件生成的推舟設(shè)計(jì)系統(tǒng) 。 溫度是工業(yè)控制對象中主要的被控參數(shù)之一 ,特別是在冶金 ,化工 , 建材 ,食品加工 ,機(jī)械制造等各類工業(yè)中廣泛使用加熱爐 ,熱處理爐 ,反應(yīng)爐等 。微控制技術(shù)標(biāo)志著一種全新概念的出現(xiàn)，是對傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件的方法實(shí)現(xiàn)。 單片機(jī)的應(yīng)用意義 不僅 帶來的巨大經(jīng)濟(jì)效益。使整個(gè)系統(tǒng)的效率和可靠性他大為提高。 （ 3） 抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)溫度范圍寬，在各種惡劣的環(huán)境條件下都能 可靠地工作，這是其它機(jī)種無法比擬的。它能方便地組裝成各種智能化的控制設(shè)備及各種智能儀器儀表。 單片微型計(jì)算機(jī)（ single chip microputer）被稱為單片機(jī)，它是各類專用控制器而設(shè)計(jì)的通用或?qū)Ｓ梦⑿陀?jì)算機(jī)系統(tǒng)，高密度集成了普通微機(jī)的微處理器、一定容量的 RAM 和 ROM 以及輸入 /輸出接口，定時(shí)器等電路于一塊芯片上構(gòu)成的。 關(guān)鍵字 ：單片機(jī) 溫度傳感器 鍵盤 A/D 轉(zhuǎn)換器 放大器 目 錄 摘 要 .................................................................................................................. I 第一章 緒 論 .......................................................................................................1 第二章 設(shè)計(jì)要求 ..................................................................................................2 設(shè)計(jì)課題工藝過程簡介 ................................................................................................ 2 控制任務(wù)指標(biāo)及要求： ................................................................................................ 2 第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想 ...........................................................................................3 第四章 硬件的選擇 ..............................................................................................4 單片機(jī)的選擇 ................................................................................................................ 4 溫度傳感器的選擇 ........................................................................................................ 4 顯示器的選擇 ................................................................................................................ 4 鍵盤的選擇 .................................................................................................................... 4 溫度控制部分 ................................................................................................................ 5 自動(dòng)推舟控制部分 ........................................................................................................ 5 實(shí)現(xiàn)方案 ........................................................................................................................ 5 第五章 硬件設(shè)計(jì) ..................................................................................................6 單片機(jī)基本系統(tǒng)： ......................................................................................................... 6 單片機(jī) 8051............................................................................................................ 6 8155 簡介 ............................................................................................................... 9 前向通道 ....................................................................................................................... 13 溫度傳感器： ........................................................................................................ 13 運(yùn)算放大器 ............................................................................................................ 15 A/D 轉(zhuǎn)換器： ...................................................................................................... 18 后向通道 ........................................................................................................................ 人機(jī)對話通道 .............................................................................................................. 20 顯示器： ................................................................................................................ 20 鍵 盤 ...................................................................................................................... 23 74922 引腳說明及功能 ..................................................................................... 26 其他外圍器件 .............................................................................................................. 26 第六章 軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................ 29 軟件設(shè)計(jì)思路： .......................................................................................................... 29 程序設(shè)計(jì)流程說 明： ................................................................................................ 29 主程序流程圖如下： .................................................................................................. 30 鍵盤輸入中斷服務(wù)程序 .............................................................................................. 31 溫度檢測子程序流程圖 .....................................................