【正文】 壓變成方波。該觸發(fā)脈沖由8031 用軟件在 引腳上產(chǎn)生，受過零脈沖同步后經(jīng)光耦管和驅(qū)動器輸出送到可控硅的控制級上。顯然可控硅在給定周期 T 的 100%時間內(nèi)接通時的功率最大。在給定的周期 T 內(nèi)， 8031 只要改變可控硅管的接通時間便可改變加熱絲功率，以達(dá)到調(diào)解溫度的目的。如果晶閘管陽極和陰極之間外加的是交流電壓或脈動直流電壓，那么，在電壓過零時，晶閘管會自行關(guān)斷?？刂茦O的作用是通過外加正向觸發(fā)脈沖使晶閘管導(dǎo)通，卻不能使它關(guān)斷。 晶閘管的特點：是 “一觸即發(fā) ”。自從 20 世紀(jì) 50 年代問世以來已經(jīng)發(fā)展成了一個大的家族，它的主要成員有單向晶閘管、雙向晶閘 管、光控晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、可關(guān)斷晶閘管、快速晶閘管，等等。編程實現(xiàn)燈的開關(guān)，若測量的溫度不越限，則 口的綠燈亮，若測量的溫度越下限 口的紅燈亮，若測量的溫度越上限則 口的燈亮。 MOV DPTR， 03F8H MOVX DPTR,A 若 8031 執(zhí)行下列程序： MOV DPTR， 03F8H MOVX A， DPTR 則可以從 AD574 輸入 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。 8031 的 ______PSEN 和 2732 的 ____OE 相連， 和 ___CE 相連，故 2732 的地址空間為： 0000H—0FFFH AD574 的 10VIN 通道和放大電路的輸出端相連，所以 10VIN 通道上輸入的0V—+10V 范圍的模擬電壓經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后可由 8031 通過程序從 P0 口輸入到它的內(nèi)部 RAM 單元，在 =0 和 WR=0 時， 8031 可使 ALE 和 START 變?yōu)楦唠娖蕉鴨?AD574 工作；在 =0 和 RD=0 時， 8031 可以從 AD574 接收 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。相應(yīng)的地址分配為： 濟(jì)南職業(yè)學(xué)院、畢業(yè)設(shè)計 （論文） 10 0000H 00FFH 8155 內(nèi)部 RAM 0100H 命令 /狀態(tài)口 0101H A 口 0102H B 口 0103H C 口 0104H 定時器低 8 位口 0105H 定時器高 8 位口 8155 用作鍵盤 /LED 顯示 器接口電路 A 口和所有 LED 的八段引線相連，各LED 的控制端 G 和 8155C 口相連，故 A 口為字形口， C 口為字位口， 8031 可以通過 C 口控制 LED 是否點亮，通過 A 口顯示字符。 74LS373 是否工作由來自8031 的 ALE 數(shù)據(jù)鎖存允許信號控制，當(dāng) ALE 高電平時鎖存器開始工作。這樣只要電源 VCC 的上升時間不超過 1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復(fù)位，即接通電源就完成了系統(tǒng)的初始化。本設(shè)計選用了 4KB 的 EPROM2732。 8031 是目前應(yīng)用最多的。數(shù)字按鍵 10 個，輸入數(shù)字 0—9濟(jì)南職業(yè)學(xué)院、畢業(yè)設(shè)計 （論文） 9 和小數(shù)點；確認(rèn)鍵一個， 設(shè)置的確認(rèn) ，修改設(shè)置溫度時進(jìn)行確認(rèn)；清除鍵一個，設(shè)置 的清除，修改設(shè)置溫度時進(jìn)行刪除； F1 鍵一個，顯示及設(shè)置轉(zhuǎn)換到預(yù)設(shè)溫度點，按此按鍵后，顯示預(yù)設(shè)置溫度的數(shù)碼管閃爍；此外，還有兩個功能鍵。鍵盤的列掃描也由 PA 口提供，查詢輸入由 PC0—PC1 提供，LED 采用動態(tài)顯示軟件，鍵盤采用逐列掃描查詢工作方式。非編碼鍵盤硬件電路極為簡單故本系統(tǒng)采用。 鍵盤接口和數(shù)碼顯示 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，同時需要使用鍵盤與顯示器接口時，為了節(jié)省 I/O口線常常把鍵盤和顯示電路接在一起，構(gòu)成實用鍵盤和顯示電路，圖 是典型實用的、采用 8155 并行擴(kuò)展口構(gòu)成的鍵盤、顯示器電路，圖中設(shè)置了 16 個鍵，如增加 PC 口可以增加到 61 個，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中除了復(fù)位按鍵 有專門的復(fù)位電路 ,以及專一的復(fù)位功能外 ,其它的按鍵或鍵盤都是以開關(guān)狀態(tài)來設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)。 __C/R 在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時保持相應(yīng)的電平，將來自單片機(jī)的控制信號經(jīng)74LS373 鎖存后再從 Q0 接入，選通信號經(jīng)譯碼器譯碼后選通， AD574 有兩個選口地址，由 A0 口區(qū)分，把譯碼器 Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1=111000B 端接到 ____CS 則AD574 的兩個選口地址為 F0 和 F1H，其中寫 F0H 啟動 12 位轉(zhuǎn)換 ，寫 F1H 啟動 8 位轉(zhuǎn)換，讀 F0H 用于讀取高八位數(shù)字量，讀 F1H 用于讀取低 4 位數(shù)字量， 濟(jì)南職業(yè)學(xué)院、畢業(yè)設(shè)計 （論文） 8 圖 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 單片機(jī)可采用中斷、查詢、軟件延時等方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。 其邏輯真值表如表 表 AD574 真值表 CE ____CS __C/R __8/12 A0 功能 0 不起作用 1 不起作用 1 0 0 0 啟動 12 位轉(zhuǎn)換 1 0 0 1 啟 動 8 位轉(zhuǎn)換 1 0 1 接 +5V 12 位數(shù)據(jù)并行輸出 1 0 1 接地 0 高八位數(shù)據(jù)輸出 1 0 1 接地 1 低 4 位數(shù)據(jù)尾接 0輸出 該轉(zhuǎn)換電路的具體接法如圖 ，因為片內(nèi)有時鐘，故無須外加，該電路采用單極性輸入方式，可對 0V—10V 模擬信號轉(zhuǎn)換，其中圖 中管腳 8， 10，12 把 AD574 置成單極性 10V 輸入，無論啟動、轉(zhuǎn)換，還是結(jié)果輸出，都要保證 CE 端為高電平，故用 8031 的 __RD 和 ___WR 端通過與非門 74LS00 與 AD574 的CE 端相連。5V， 177。 轉(zhuǎn)換時間： 25 s? 轉(zhuǎn)換精度： ≤%。考慮到本系統(tǒng)要求精度比較高 ，選用美國 AD 公司研制的 12 位逐次逼近式 AD574A，它適合高精度快速采集，所以本系統(tǒng)不用設(shè)計采樣保持電路，節(jié)省了硬件。具體接法如圖 濟(jì)南職業(yè)學(xué)院、畢業(yè)設(shè)計 （論文） 6 圖 放大電路 因為傳感器輸出電壓為 ，而 AD574 段輸入電壓為 0V—10V，所以應(yīng)該放大 240 倍， 取 OP07 放大 10 倍， 741 放大 24 倍，取 4R =150Ω, 2RF =200Ω 由運放原理知道： 1RF =204R =3?? 3RF =24 2RF =?? 主要的接口電路 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路是測控儀表制作的另一個關(guān)鍵所在。再接一級有運放 741 構(gòu)成的續(xù)接放大器就可將毫伏級信號放大到需要的幅度，放大倍數(shù)可自己設(shè)定， 741 的 5 端與2RW 構(gòu)成調(diào)零電路。采用 OOP07 運放組成低漂移高精度前置放大器，對幾十微伏變化信號測量比較精確，其放大倍數(shù)與 3RF / 2RF 成正比，可根據(jù)需要設(shè)計。 經(jīng)比較選擇，本設(shè)計使用 鎳鉻 鎳硅熱電偶。在 J、 B 兩導(dǎo)體間的電位差稱為接觸熱電勢。若 J 中自由電子密度大擴(kuò)散的多，使 J 失去較多的電子而帶正電荷，相反， B 帶負(fù)電荷。從物理上看，這一熱電勢主要是由接觸電勢組成的。由于本系統(tǒng)測量的溫度值在：0—1000℃ ，所以最常用的最經(jīng)濟(jì)的方法是用熱電偶來測量。 LED 顯示位數(shù)： 6 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)的硬件電路有溫度檢測、信號放大、 A/D 轉(zhuǎn)換、鍵盤接口、 LED 顯示、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、可控硅控制電路等部分組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖 圖 系統(tǒng)框圖 爐溫采樣點 溫度傳感器 濾波信號放大 AD 轉(zhuǎn)換 單 片 機(jī) 系 統(tǒng) （ 8031） 雙向可控硅 光耦驅(qū)動 過零脈沖提取計時 電爐 220V～ LED 顯示 鍵盤 濟(jì)南職業(yè)學(xué)院、畢業(yè)設(shè)計 （論文） 5 3 溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 溫度測量放大 電路 溫度傳感器的選擇及基本工作原理 測量溫度的方法雖然很多 ,但從感受溫度的途徑來分 ,不外兩大類 :一類是接觸式的 ,即通過測溫元件與被測物體的接觸而感知物體的溫度 。 就這樣通過溫度芯片的反饋信息，實現(xiàn)水的溫度保持在設(shè)置溫度上，從而達(dá)到自動控制溫度的功能。 當(dāng)設(shè)置的溫度低于當(dāng)前的溫度時，單片機(jī)通過可控硅控制極上觸發(fā)脈沖控濟(jì)南職業(yè)學(xué)院、畢業(yè)設(shè)計 （論文） 4 制加熱電 路斷開。 當(dāng)設(shè)置的溫度高于當(dāng)前的溫度時，單片機(jī)通過可控硅控制極上觸發(fā)脈沖控制加熱電路連通。 此時可以通過鍵盤輸入預(yù)設(shè)置的溫度。 按下 F1 按鍵，溫度控制系統(tǒng)進(jìn)入溫度控制點的設(shè)制。 工作流程說 明如下： 開始，先接通電源，然后將開關(guān)打到開的位置，六段數(shù)碼管顯示器就自動顯示出當(dāng)前溫度，并且顯示出設(shè)置溫度的缺省值 000000。 系統(tǒng)的工作原理 在溫控系統(tǒng)中，需要將溫度的變化轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電信號的變化，由于熱電偶的結(jié)構(gòu)簡單制造容易，測量范圍廣，在高溫測量中有較高的精度，所以選用鎳鉻 /鎳硅熱電偶做熱電傳感器，測溫范圍 0℃ 1000℃ ，最高可測量 1300℃ 。 （ 3）當(dāng)超越上限或下限時自動報警。濟(jì)南職業(yè)學(xué)院、畢業(yè)設(shè)計 （論文） 3 2 單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)總體設(shè)計及原理 系統(tǒng)的主要功能 （ 1）對爐溫的溫度檢測和升溫、恒溫控制。雙向可控硅管和加熱絲串接在交流 220V、 50Hz 市電回路。 溫度控制系統(tǒng)方案 結(jié)合本設(shè)計的要求和技術(shù)指標(biāo)，通過對系統(tǒng)大致程序量的估計和系統(tǒng)工作速度的估計以及 I/O 口需求量的估計，考慮價格因素。 本論文以上述問題為出發(fā)點，設(shè)計實現(xiàn)了溫度實時測量、顯示、控制系統(tǒng)。單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價低和開發(fā)周期短等優(yōu)點，為自動化和各個測控領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的器件，在工業(yè)生產(chǎn)中稱為必不可少的器件，尤其是在日常生活中發(fā)揮的作用也越來越大。例如：在冶金工業(yè)、化工生產(chǎn)、電力工程、造紙行業(yè)、機(jī)械制造和食品加工等諸多領(lǐng)域中，人們都需要對各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測和控制。 本設(shè)計有效的 提高了控制系統(tǒng)的實時性和控制精度大大改善了爐溫控制的自動化程度，具有較高的實用價值。因此對單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研究有重要目的和意義。 掌握用單片機(jī)制作的溫度控制系統(tǒng)原理及應(yīng)用，熟練的學(xué)習(xí) ATMEL 公司所用的 AT89C51/52 系列。1 濟(jì)南職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 專 業(yè) 通信技術(shù) 教學(xué)班 姓 名 學(xué) 號 1 學(xué) 號 姓 名 學(xué) 制 專 業(yè) 通信技術(shù) 年 級 教學(xué)班負(fù)責(zé)人 地 市 濟(jì)南市 教學(xué)班 設(shè) 計 題 目 MCS51 單片機(jī)溫度控制系統(tǒng) 指導(dǎo)教師姓名 職務(wù)或職稱 指導(dǎo)教師評語： 成績： 指導(dǎo)教師簽名： 工作單位： 年 月 日 系復(fù)審意見： 成績： 復(fù)審人簽名 ： 職稱： 年 月 日 學(xué)院終審意見： 成績： 終審人簽名： 職稱： 公章 年 月 日 濟(jì)南職業(yè)學(xué)院、畢業(yè)設(shè)計 （論文） 2 答 辯 情 況 記 錄 答 辯 題 目 答辯情況 正 確 基本正確 經(jīng)提示 回 答 不正確 未回答 此表由答辯的同志填寫。 答辯委員會（或小組）評語： 成績： 主持答辯人簽名： 職稱： 月 日 濟(jì)南職業(yè)學(xué)院、畢業(yè)設(shè)計 （論文） 3 一、畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)和具體要求： ： (1)鞏固和提 高學(xué)過的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識； (2)提高運用所學(xué)專業(yè)知識進(jìn)行獨立思考和綜合分析、解決實際問題的能力； (3)掌握正確的思維方法和利用軟件和硬件解決實際問題的基本技能； (4)增強(qiáng)對實際通信網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識，掌握分析處理問題的方法，進(jìn)行調(diào)試、計算等基本技能的訓(xùn)練，達(dá)到具有一定程度的實際工作能力； (5) 通過參與實際工作，能夠了解通信行業(yè)的具體工作。 畢業(yè)設(shè)計的要求體現(xiàn)于整個工作的各個階段中，可根 據(jù)課題的 特點有所側(cè)重，應(yīng)該注意一下幾點： (1)根據(jù)課題任務(wù)制定合理、可行的工作計劃； (2)進(jìn)行必要的調(diào)研和資料搜集、文獻(xiàn)閱讀； (3)制定適當(dāng)?shù)募夹g(shù)方案，并通過與其它方案的比較加以論證； (4)獨立完成系統(tǒng)或模塊的設(shè)計 ， 軟件硬件設(shè)計符合規(guī)范 ； (5)制定系統(tǒng)（模塊）的測試方法，并根據(jù)完整的測試數(shù)據(jù)對系統(tǒng)（模塊）的性能指標(biāo)做出分析和評價； (6)根據(jù)擬定的計劃來設(shè)計畢業(yè)論文，并焊接出成品； 二、畢業(yè)設(shè)計說明書應(yīng)包括的內(nèi)容： 謝 濟(jì)南職業(yè)學(xué)院、畢業(yè)設(shè)計 （論文） 4 三、畢業(yè)設(shè)計應(yīng)完成的圖紙： 圖 系統(tǒng)框圖 圖 放大電路 圖 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 圖 鍵盤接口 /LED 顯示 圖 程序存儲器和并行接口的擴(kuò)展及報警