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正文內(nèi)容

基于at89s51單片機的測溫儀表系統(tǒng)的設(shè)計-展示頁

2025-07-05 13:23本頁面
  

【正文】 由于輸入電壓為電網(wǎng)電壓,一般情況下所需直流電壓的數(shù)值和電網(wǎng)電壓的有效值相差較大,因而電源變壓器的作用顯現(xiàn)出來起到降壓作用。這是最簡單的連接方法,但是對我來說已經(jīng)足夠使用了,電路如下圖所示,MAX232的第10腳和單片機的11腳連接,第9腳和單片機的10腳連接,第15腳和單片機的20腳連接,串口通訊具體如圖55圖55 通訊接口連線圖6 電源輸入部分 控制系統(tǒng)主控制部分電源需要用5V直流電源供電,其電路如圖61所示,把頻率為50Hz、有效值為220V的單相交流電壓轉(zhuǎn)換為幅值穩(wěn)定的5V直流電壓。進行串行通訊時要滿足一定的條件,比如電腦的串口是RS232電平的,而單片機的串口是TTL電平的,兩者之間必須有一個電平轉(zhuǎn)換電路,我采用了專用芯片MAX232進行轉(zhuǎn)換,雖然也可以用幾個三極管進行模擬轉(zhuǎn)換,但是還是用專用芯片更簡單可靠。主要特點 :單5V電源工作 LinBiCMOSTM工藝技術(shù) 兩個驅(qū)動器及兩個接收器 177。該器件符合TIA/EIA232F標(biāo)準(zhǔn),每一個接收器將TIA/EIA232F電平轉(zhuǎn)換成5V TTL/CMOS電平。真值表:表52表52 真值表圖54 實際連線圖 max232資料簡介:該產(chǎn)品是由德州儀器公司(TI)推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。當(dāng) A、B 任意一個為低電平,則禁止新數(shù)據(jù)輸入,在時鐘端(CLOCK)脈沖上升沿作用下 Q0 為低電平。當(dāng)清除端(CLEAR)為低電平時,輸出端(QA-QH)均為低電平。從人類視覺的角度上看,就仿佛是全部數(shù)碼管同時顯示的一樣。單片機通過I2C總線將要顯示的數(shù)據(jù)信號傳送到移位寄存器芯片74LS164寄存,再由移位寄存器控制數(shù)碼管的顯示,從而實現(xiàn)移位寄存點亮數(shù)碼管顯示。二極管的作用是將反向電流分流,使流過三級管8050的電流比較小,達到保護三極管8050的作用。連接方法如圖52所示。當(dāng)溫度上升到預(yù)定溫度時,單片機發(fā)送低電平信號三極管進入截止?fàn)顟B(tài),繼電器的彈片打到另一側(cè),使電熱器與電源斷開,電熱器停止加熱。當(dāng)溫度未達到要求時,單片機發(fā)送高電平信號使三極管飽和導(dǎo)通,繼電器使電源與電熱器接通,電熱器加熱。使用集成芯片,能夠有效的減小外界的干擾,提高測量的精度,簡化電路的結(jié)構(gòu)。具體電路連接如圖 51 所示。90 … , 數(shù)字按鍵,輸入數(shù)字09;確認 , 設(shè)置的確認,修改設(shè)置溫度時進行確認;清除 設(shè)置的清除,修改設(shè)置溫度時進行刪除;開啟 開啟電源關(guān)閉 關(guān)閉電源F1 顯示及設(shè)置轉(zhuǎn)換到溫度點1,按此按鍵后,顯示預(yù)設(shè)置溫度的數(shù)碼管閃爍;F2顯示及設(shè)置轉(zhuǎn)換到溫度點2,按此按鍵后,顯示預(yù)設(shè)置溫度的數(shù)碼管閃爍;表51鍵盤的按鍵分布0123456789F1F2清除開啟關(guān)閉確定當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后超過規(guī)定溫度上限時,單片機通過 輸出控制信號驅(qū)動三極管 D1 ,使繼電器 K1 開啟降溫設(shè)備 ( 壓縮制冷設(shè)備 ) :當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后低于設(shè)定溫度下限時,單片機通過 輸出控制信號驅(qū)動三極管 D2 ,使繼電器 K2 開啟升溫設(shè)備 ( 加熱器1) 。方法是:依次給列線送低電平,然后查所有行線狀態(tài),如果全為1,則所按下的鍵不在此列;如果不全為1,則所按下的鍵必在此列,而且是在與零電平行線相交的交點上的那個鍵。如果有按鍵按下,總會有一根行線電平被拉至低電平從而使行線不全為1。首先辨別鍵盤中有無鍵按下,有單片機I/O口向鍵盤送全掃描字,然后讀入行線狀態(tài)來判斷。對鍵的識別通常有兩種方法:一種是常用的逐行掃描查詢法;另一種是速度較快的線反轉(zhuǎn)法。 鍵開關(guān)狀態(tài)的可靠輸入 :為了去抖動我采用軟件方法,它是在檢測到有鍵按下時,執(zhí)行一個10ms的延時程序后,再確認該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平,如保持閉合狀態(tài)電平則確認為真正鍵按下狀態(tài),從而消除了抖動影響在這種行列式矩陣鍵盤非編碼鍵盤的單片機系統(tǒng)中,鍵盤處理程序首先執(zhí)行等待按鍵并確認有無按鍵按下的程序段。外部復(fù)位時,WDT默認為關(guān)閉狀態(tài),要打開WDT,必按順序?qū)?1H和0E1H寫到WDTRST寄存器,當(dāng)啟動了WDT,它會隨晶體振蕩器在每個機器周期計數(shù),除硬件復(fù)位或WDT溢出復(fù)位外沒有其它方法關(guān)閉WDT,當(dāng)WDT溢出,將使RST引腳輸出高電平的復(fù)位脈沖。數(shù)據(jù)存儲器:在AT89S51的具有128字節(jié)的內(nèi)部RAM,這128字節(jié)可利用直接或間接尋址方式訪問,堆棧操作可利用間接尋址方式進行,128字節(jié)均可設(shè)置為堆棧區(qū)空間。程序存儲器:如果EA引腳接地(GND),全部程序均執(zhí)行外部存儲器。圖43 雙時鐘指針寄存器電源空閑標(biāo)志:電源空閑標(biāo)志(POF)在特殊功能寄存儲器SFR中PCON的第4位(),電源打開時POF置“1”,它可由軟件設(shè)置睡眠狀態(tài)并不為復(fù)位所影響。圖42 AUXR輔助寄存器雙時鐘指針寄存器:為方便地訪問內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲器,提供了兩個16位數(shù)據(jù)指針寄存儲器:PD0位于SFR區(qū)塊中的地址82H、83H和DP1位于地址84H、85H,當(dāng)SFR中的位DPS=0時選擇DP0,而DPS=1時選擇DP1。中斷寄存器:各中斷允許控制位于IE寄存器,5個中斷源的中斷優(yōu)先級控制位于IP寄存器。這些地址并沒有全部占用,沒有占用的地址不可使用,讀這些地址將得到一個隨意的數(shù)值。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。Flash存儲器編程時,該引腳加上+12V的編程電壓Vpp。需注意的是:如果加密位LB1被編程,復(fù)位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。EA/VPP:外部訪問允許。PSEN:程序儲存允許(PSEN)輸出是外部程序存儲器的讀選通信號,當(dāng)AT89S51由外部程序存儲器取指令(或數(shù)據(jù))時,每個機器周期兩次PSEN有效,即輸出兩個脈沖。該位禁位后,只有一條MOVX 和MOVC指令A(yù)LE才會被激活。即使不訪問外部存儲器,ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出的正脈沖信號,因此它可對外輸出時鐘或用于定時目地,要注意的是:第當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。DISRTO 位缺省為RESET輸出高電平打開狀態(tài)。當(dāng)振蕩工作時,RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期上高電平將使單片機復(fù)位。P3口除了作為一般的I/O口線外,更重要的用途是它的第二功能,P3口的第二功能如下表42。對P3口寫入“1”時,它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。)P3口:P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器(如執(zhí)行:MOVX Ri 指令)時,P2口線上的內(nèi)(也即特殊功能寄存器,在整個訪問期間不改變。表41 P1口第二功能端口引腳第二功能MOSI(用于ISP編程)MISO(用于ISP編程)SCK(用于ISP編程)P2口:P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2的輸出緩沖級可驅(qū)動4個TTL邏輯門電路。作輸入口使用時,因為內(nèi)部存在上拉電阻,某個引腳被外部信號校驗期間,P1接收低8位地址。P1口:P1是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P1的輸出緩沖級可驅(qū)動(吸收或輸出電流)4個TTL邏輯門電路。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時,這組口線分時轉(zhuǎn)換地址(低8位)和數(shù)據(jù)總線復(fù)用,在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。掉電方式何在RAM中的內(nèi)容,但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直接到一個硬件復(fù)位。同時, AT89S51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作,并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。主控模塊采用單片機最小系統(tǒng)是由于 A T89S51芯片內(nèi)含有4 kB的 E2PROM ,無需外擴存儲器 ,電路簡單可靠 ,其時鐘頻率為 0~24 MHz ,并且價格低廉 ,批量價在 10元以內(nèi)。同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式,以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。此外,AT89S51設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式。圖41溫度芯片DS18B20 主控制部分方案AT89S51 是一個低功耗,高性能CMOS 8位單片機,片內(nèi)含8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造,兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu),芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元,功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。在0—100攝氏度時,最大線形偏差小于1攝氏度。綜上,在本系統(tǒng)中我采用溫度芯片DS18B20測量溫度。PC機加熱器繼電器2DS18B20 溫度芯片數(shù)據(jù)傳輸鍵盤電路MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片 片AT89S518BIT CPU數(shù)據(jù)顯示超溫報警輸入電源壓縮制冷器繼電器1 N31工作原理
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