單片機(jī)控制系統(tǒng)畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-08-07 13:25本頁(yè)面
【正文】 單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。1 單片機(jī)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)在工業(yè)自動(dòng)控制工程中，一個(gè)較完善的單片機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)如圖1所示。溫度是表征物體冷熱程度的物理量，溫度測(cè)量則是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)很重要而普遍的參數(shù)。由于溫度測(cè)量的普遍性，溫度傳感器的數(shù)量在各種傳感器中居首位。2 系統(tǒng)的構(gòu)成原則在工業(yè)自動(dòng)控制工程中，單片機(jī)控制系統(tǒng)一般有自己獨(dú)立支持的網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)不同于純粹的互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)。 社會(huì)需求決定智能模塊的成本：能滿(mǎn)足功能和效率要求的最低成本是每個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)用戶(hù)在開(kāi)發(fā)單片機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)追求的目標(biāo)，沒(méi)有一個(gè)用戶(hù)在開(kāi)發(fā)單片機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)不考慮成本而盲目采用新型芯片。單片機(jī)控制系統(tǒng)的更新往往落后于新型芯片的發(fā)展，在工業(yè)自動(dòng)控制工程中，有很多已經(jīng)使用了由早期微處理器開(kāi)發(fā)的智能模塊，現(xiàn)在僅僅需要增加功能更新應(yīng)用程序，而不需要重新開(kāi)發(fā)一個(gè)新的單片機(jī)控制系統(tǒng)。由于智能模塊一般具有收集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、保存數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)控制、實(shí)時(shí)通訊、實(shí)時(shí)告警的功能，為了保證智能模塊的可靠工作一般設(shè)計(jì)了斷電保存數(shù)據(jù)電路，端口擴(kuò)展電路，符合系統(tǒng)通訊的控制電路，時(shí)鐘電路，顯示電路和相應(yīng)的鍵盤(pán)電路等。如在家用的電視機(jī)中就不會(huì)使用32位嵌入式處理器。單片機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性還要有好的工藝作為支持，好的單片機(jī)控制系統(tǒng)必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，全面提高單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的開(kāi)發(fā)能力是一個(gè)系統(tǒng)工程，這是單片機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展的需要，也是社會(huì)的需要。但是目前階段，它的成本還很高。水箱控制系統(tǒng)仍然有大規(guī)模推廣的前景。將單片機(jī)控制系統(tǒng)在復(fù)雜程度上進(jìn)行分類(lèi)是一種很好的思想，但將系統(tǒng)已存在時(shí)間長(zhǎng)的單片機(jī)控制系統(tǒng)，有DSP結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)一概分為是簡(jiǎn)單的單片機(jī)控制系統(tǒng)則不太有理?！? 在圖2中，以微處理器和ispLSI1032器件為核心，為了解決定時(shí)、中斷和斷電等事宜的處理，使用采用帶鋰電的數(shù)據(jù)、時(shí)鐘存貯器承擔(dān)其工作，在器件的選型上以成本低和通用強(qiáng)為原則。ispLSI1032是超大規(guī)模集成電路資源量為6000PLD，使用開(kāi)發(fā)語(yǔ)言為ABEL—HDL語(yǔ)言，ispLSI1032器件如果需要更新，可對(duì)安裝在電路板上正在使用的ispLSI1032器件在不必?cái)嚯姷臓顟B(tài)下進(jìn)行下載，保證在相同的電路結(jié)構(gòu)下，隨時(shí)可完成系統(tǒng)更新和升級(jí)，隨時(shí)改變系統(tǒng)對(duì)外的功能。程序軟件在微處理器中運(yùn)行，各種數(shù)據(jù)的運(yùn)算和處理在is這樣改變了由軟件完全控制系統(tǒng)的模式，提高了系統(tǒng)的處理事務(wù)的能力，同時(shí)也改變了微處理器的工作效率，擴(kuò)大了實(shí)用范圍，為簡(jiǎn)單的單片機(jī)控制系統(tǒng)向復(fù)雜的單片機(jī)控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)變提供了可能。另外，ispLSI1032器件在帶負(fù)載的數(shù)量上、能力上是很強(qiáng)的，可以解決因微處理器接口少的問(wèn)題。只要基礎(chǔ)知識(shí)牢固，系統(tǒng)功能明覺(jué)，在保證社會(huì)需求和構(gòu)成成本的原則下，實(shí)現(xiàn)這樣的系統(tǒng)是不難的。在單片機(jī)控制系統(tǒng)中一般有多個(gè)智能模塊，因此各智能模塊必須用自己的唯一地址進(jìn)行標(biāo)識(shí)，同時(shí)要求每個(gè)智能模塊必須有區(qū)別自己地址的能力。4 水箱水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的意義火力發(fā)電廠的工作過(guò)程主要是利用煤的燃燒產(chǎn)生的熱能，將水加熱到一定參數(shù)的過(guò)熱蒸汽并通過(guò)推動(dòng)汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，最后通過(guò)汽輪機(jī)組帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能的的過(guò)程。水箱的控制性能和工作質(zhì)量的優(yōu)良與否不僅僅對(duì)生產(chǎn)有著巨大的影響，而且也關(guān)系著生產(chǎn)的安全。從水資源節(jié)約方面考慮，以往的人工控制在很多情況下，造成資源不必要的浪費(fèi)，大部分原因是水箱內(nèi)部水位沒(méi)有及時(shí)的反饋信息到操作員，從而使控制上有一定的延遲，從而造成了水量過(guò)多或者沒(méi)能及時(shí)補(bǔ)水而導(dǎo)致資源的浪費(fèi)或生產(chǎn)出現(xiàn)異常。 單片機(jī)，一小塊芯片上集成了一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的各個(gè)組成部分，它的誕生使眾多自動(dòng)化控制系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。所以應(yīng)用到眾多嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中。 水箱控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀但是目前階段，它的成本還很高。因此大規(guī)模的使用仍受到經(jīng)濟(jì)上的限制。水箱控制系統(tǒng)仍然有大規(guī)模推廣的前景。 我國(guó)仍然處于生產(chǎn)型發(fā)展中國(guó)家，所有幾乎在能源相關(guān)的所有領(lǐng)域中，水箱是比不可少的部件，即使是發(fā)達(dá)國(guó)家也不例外。隨著我國(guó)嵌入式技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)控制系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際水平，但是在中小型企業(yè)以及民用產(chǎn)品，大量的水箱控制任然通過(guò)專(zhuān)職的人員進(jìn)行控制。而且越來(lái)越多的水箱生產(chǎn)廠商開(kāi)始聘用單片機(jī)開(kāi)發(fā)人員和電路設(shè)計(jì)人員，將控制系統(tǒng)成為水箱設(shè)計(jì)的一部分，以提高自身產(chǎn)品的安全性能和科技含量來(lái)提高產(chǎn)品在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。但是目前階段，它的成本還很高。水箱控制系統(tǒng)仍然有大規(guī)模推廣的前景。每一個(gè)單片機(jī)包括：一個(gè)8位的微型處理器CPU；一個(gè)256K的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM；片內(nèi)程序存儲(chǔ)器ROM；四個(gè)8位并行的I/O接口P0P3；兩個(gè)定時(shí)器/記數(shù)器；五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個(gè)全雙工UART的串行I/O口；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。它具有對(duì)8位信息進(jìn)行加、減、乘、除四則運(yùn)算和邏輯與、或、異或、取反、清“0”等運(yùn)算，并具有判跳、轉(zhuǎn)移、數(shù)據(jù)傳送等功能，此外還提供存放中間結(jié)果及常用數(shù)據(jù)寄存器。指令寄存器中存放指令代碼。 眾多的廠商都介入了以80C51為代表的8位單片機(jī)的發(fā)展，如Philips、Siemens（Infineon）、Dallas、ATMEL等公司，我
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