-基于單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)-閱讀頁
2025-07-04 15:41本頁面
【正文】 測(cè)量溫度不準(zhǔn)確，試驗(yàn)證明，電流大于 將會(huì)有較明顯的影響。15V 雙電源供電會(huì)有較大改善。5. 當(dāng)然做恒流源還有很多方法，TL431 的 Datasheet 上就有其作為恒流源的詳細(xì)介紹。167。因?yàn)?A/D 操作包含了啟動(dòng)轉(zhuǎn)換和讀轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)兩個(gè)步驟，所以在電路設(shè)計(jì)中，采用了兩個(gè)或非門作為控制邏輯。要啟動(dòng) ADC0808 必須首先啟動(dòng) ADC0808 的 ALE 端和 START 端，這兩個(gè)信號(hào)有 CS_AD 和 CPU 來的 WR 信號(hào)控制，因此要啟動(dòng) AD 必須首先向使能CS_AD 信號(hào)的對(duì)應(yīng)譯碼地址寫任意一個(gè)數(shù)值，以給 ALE 和 START 端產(chǎn)生啟動(dòng)脈沖。當(dāng)在 ADC0808 的 ALE 和 START 端產(chǎn)生了啟動(dòng)脈沖后，ADC0808 就進(jìn)入轉(zhuǎn)換工作，EOC 端輸出低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換完成后，EOC 端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)上升沿信號(hào)，變成高電平。讀數(shù)據(jù)信號(hào)要使能 ADC0808 的 ENABLE 信號(hào)，這個(gè)信號(hào)由 RD 信號(hào)和CS0808 來組成，所以要讀取數(shù)值，必須對(duì) ADC0808 對(duì)應(yīng)的片選地址發(fā)一個(gè)讀命令就能獲取數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)了。 LCD 顯示電路字符型 1602 液晶顯示是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式的LCD。圖 1602 液晶引腳圖1602 有 16 個(gè)引腳，各引腳功能現(xiàn)說明如上圖 其中 RS、RW 的值控制單片機(jī)對(duì)它的讀寫：RS=0 RW=0 寫入指令寄存器（清清屏等） 。RS=1 RW=0 寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字符等）。每次在對(duì) LCD 進(jìn)行讀寫操作時(shí)，都要對(duì)其進(jìn)行標(biāo)志位忙檢測(cè)，標(biāo)志位 BF=1表示液晶顯示器忙，暫時(shí)無法接收來自單片機(jī)的數(shù)據(jù)或指令。1602 的數(shù)據(jù)和指令傳輸是通過 D0—D7 這 8 位數(shù)據(jù)線來完成的。 總體原理圖設(shè)計(jì)依據(jù)上述各個(gè)部分電路圖，對(duì)總體原理圖進(jìn)行設(shè)計(jì)如下圖 所示圖 總體原理圖利用上述原理圖實(shí)現(xiàn)仿真功能，并利用 KEIL 燒寫程序代碼，最后經(jīng)過多次調(diào)試程序，使程序能夠完成系統(tǒng)要求的功能。 系統(tǒng) PCB 圖利用 Altium Designer 繪制 PCB 板圖如下圖 為上層 PCB 圖，圖 為下層 PCB 圖。 系統(tǒng)總流程圖本系統(tǒng)的總流程圖如圖 所示圖 總流程圖167。 原理介紹顯示模塊的功能為使第一個(gè)數(shù)碼管顯示 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集的采樣值。編寫程序中鍵盤顯示時(shí)有一點(diǎn)比較重要,由于最后生成的設(shè)定值是十位或個(gè)位的加 1 鍵和十位或個(gè)位減 1 鍵輸入,必須嚴(yán)格區(qū)分才可以編制其顯示程序,此處采用的方法是將個(gè)位的加 減 1 鍵輸入的值存在 28H,而十位的加 減 1 鍵輸入的值存放在 34H,然后驅(qū)動(dòng)不同的位碼即可正常顯示。 顯示流程圖顯示流程圖如圖 所示圖 顯示流程圖167。 A/D 轉(zhuǎn)換原理介紹先送地址鎖存允許信號(hào) ALE 一上升沿,使 A、B、 C 地址狀態(tài)送至地址鎖存器中,然后送 START 一上升沿 ,開始進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換,然后判斷轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號(hào)EOC 是否為 1,為 0 則繼續(xù)等待轉(zhuǎn)換 ,為 1 則將轉(zhuǎn)換好的數(shù)字量經(jīng) ADC0808 的 8 個(gè)數(shù)據(jù)輸出端 D0D7 送到 AT89C52 的 口。 A/D 轉(zhuǎn)換流程圖A/D 轉(zhuǎn)換流程圖如圖 所示圖 模數(shù)轉(zhuǎn)換流程圖167。根據(jù)繼電器的機(jī)械特性,要求其不能頻繁通斷,所以通斷要有一定長(zhǎng)的時(shí)間,但又要考慮到控制能及時(shí)的根據(jù)新的采樣值和設(shè)定值的變化來做出相應(yīng)的動(dòng)作,所以采用以下方法 ,以占空比 1/4 為例說明,定時(shí)器 T0、T1 仍都采用方式 1 定時(shí),T0 專用于置低電平定時(shí),即雙向可控硅導(dǎo)通,T1 專用于置高電平定時(shí),即雙向可控硅關(guān)斷,先將 口置低電平,啟動(dòng) T0 定時(shí),定時(shí)長(zhǎng)度僅取 10ms,高字節(jié)存放 0ECH,低字節(jié)存放 78H,循環(huán)次數(shù)為 1 次,每次 10ms定時(shí)完成后,不直接進(jìn)行循環(huán),而是插入數(shù)據(jù)采集程、標(biāo)度變換和顯示程序,然后再進(jìn)行循環(huán),循環(huán) 1 次后, 口置高電平,啟動(dòng) T1 定時(shí),為了方便計(jì)算占空比,定時(shí)長(zhǎng)度仍取 10ms,循環(huán)次數(shù)為 3 次,同上,10ms 定時(shí)完成后,仍不直接進(jìn)行循環(huán),而是插入數(shù)據(jù)采集程、標(biāo)度變換和顯示程序,然后再進(jìn)行循環(huán),循環(huán) 3 次后返回主程序,這樣就完成了占空比 1/4 的定時(shí)。 Proteus 介紹Proteus ISIS 是英國(guó) Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232 動(dòng)態(tài)仿真、I2C 調(diào)試器、SPI 調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能,有各種虛擬儀器,如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。目前支持的單片機(jī)類型有,68000 系列、8051 系列、AVR 系列、PIC12 系列、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11系列以及各種外圍芯片。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能,同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài),因此在該軟件仿真系統(tǒng)中,也必須具有這些功能,同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境,如 Keil C51 uVision2 等軟件?？傊?該軟件是一款集單片機(jī)和 SPICE 分析于一身的仿真軟件,功能極其強(qiáng)大。然后在 Proteus 選出所需要的硬件模塊本系統(tǒng)所要用的模塊。 Proteus 仿真安裝好 Proteus 后進(jìn)入程序界面 。硬件選擇好后,把硬件模塊逐一放入 Proteus 圖形編輯窗口連接好導(dǎo)線。圖 仿真測(cè)溫狀態(tài)當(dāng)按下 SET 鍵后進(jìn)入設(shè)定溫度狀態(tài)，如圖 所示。整個(gè)課題的開發(fā)過程主要包括了硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序的編寫兩個(gè)部分，主要任務(wù)是開發(fā)一個(gè)以 AT89C52 單片機(jī)為核心的智能溫控儀，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)溫度的測(cè)量和控制，并用 LED 顯示。溫度傳感器使用的是鉑電阻 PT100 傳感器，精度較高，抗干擾能力強(qiáng)。經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換后用 LED 顯示現(xiàn)場(chǎng)溫度值。 參考文獻(xiàn)[1] 余錫存，曹國(guó)華．：西安電子科技大學(xué)出版社,2022[2] 張毅剛等． MCS51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)．哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1997[3] 周立功． ARM 嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2022.[4] 李全利，遲榮強(qiáng)．單片機(jī)原理及接口技術(shù)．北京：高等教育出版社，～112[5] 房玉明，杭柏林．基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)[J]．電機(jī)與控制應(yīng)用.2022,33(4)： 6464[6] 任志錦，電機(jī)與電氣控制．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022[7] 朱華，宋柏，薛永剛．基于單片機(jī)的隨動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].制造業(yè)自動(dòng)化.2022,29(4)[8] 徐少華,張華英．直流電動(dòng)機(jī)位置隨動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的分析[J]．軟件導(dǎo)刊, 2022,(04)[9] 郭天祥．新概念 51 單片機(jī) C 語言教程——入門、提高、開發(fā)、拓展、全攻略[M]．電子工業(yè)出版社，2022，2[10] 譚浩強(qiáng)． C 程序設(shè)計(jì)（第三版）[M]．北京：清華大學(xué)出版社， 2022[11] 彭偉．單片機(jī) C 語言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn) 100 例．北京航空航天大學(xué)出版社,2022,5[12] 張偉．Protel 電路板設(shè)計(jì)與制作．北京：人民郵電出版社,2022[13] 江思敏等． Protel 電路設(shè)計(jì)教程．北京：清華大學(xué)出版社,[15] 于京，張靜路． 51 系列單片機(jī) C 程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用案例．北京：中國(guó)電力出版社致 謝本課題的研究工作是在黃曉東老師的悉心指導(dǎo)下完成的。同時(shí)，導(dǎo)師淵博的學(xué)術(shù)知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的學(xué)風(fēng)、勤勤懇懇的鉆研精神和敬業(yè)精神，使我受益匪淺，他將是我今后學(xué)習(xí)和工作的楷模。感謝他們給我的無私的幫助和支持，使我得以順利完成學(xué)業(yè)。望給予指導(dǎo)，以此規(guī)范自己今后工作中的設(shè)計(jì)思路
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