基于恒溫箱控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-閱讀頁(yè)
2025-07-07 17:57本頁(yè)面
【正文】 BELL,當(dāng)單片機(jī)接收到超額溫度信號(hào)或危險(xiǎn)信號(hào)時(shí),輸出腳BELL輸出高點(diǎn)平,Q1導(dǎo)通，致使蜂鳴器BELL得電工作，發(fā)出報(bào)警聲。圖8 報(bào)警電路6 系統(tǒng)的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì) 軟件描述在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，必須先弄清恒溫控制系統(tǒng)的操作過(guò)程和工作過(guò)程。溫度檢測(cè)系統(tǒng)不斷檢測(cè)并顯示系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)溫度，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值后停止加熱，當(dāng)溫度下降到下限(小于設(shè)定值3℃)時(shí)再自動(dòng)啟動(dòng)加熱，這樣不斷的循環(huán)，使溫度保持在設(shè)定范圍之內(nèi)。若要改變?cè)O(shè)定的溫度，可以先按復(fù)位／停止鍵再重復(fù)上述過(guò)程。因此，程序可以分為以下幾個(gè)功能模塊：溫度設(shè)定和啟動(dòng)；顯示；溫度檢測(cè)；溫度控制以及報(bào)警。圖9 鍵盤處理程序流程當(dāng)通電或復(fù)位以后，系統(tǒng)進(jìn)入鍵盤管理狀態(tài)，單片機(jī)只接收設(shè)定溫度和啟動(dòng)。鍵盤設(shè)定：用于溫度設(shè)定。 KEY1（）: 狀態(tài)切換；溫度設(shè)置確認(rèn)；溫度重新設(shè)置。KEY3（）: 設(shè)置溫度“”?！★@示模塊顯示子程序的功能是將緩沖區(qū)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)先轉(zhuǎn)換成3個(gè)BCD碼，再將其分別存入百位、十位、個(gè)位3個(gè)顯示緩沖區(qū)，送往串行口，利用單片機(jī)的P2口進(jìn)行掃描，讓數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)的顯示出來(lái)，可顯示設(shè)置溫度和測(cè)量溫度。圖10 控制模塊程序流程 溫度報(bào)警模塊報(bào)警子程序流程如圖11所示。為了防止誤報(bào)，設(shè)置了報(bào)警允許標(biāo)志，只有在允許報(bào)警的情況下，溫度值高于設(shè)定溫度值時(shí)才報(bào)警。主程序完成系統(tǒng)的初始化，溫度預(yù)置及其合法性檢測(cè)，預(yù)置溫度的顯示及定時(shí)器0設(shè)置。中斷由定時(shí)器0產(chǎn)生，根據(jù)需要每隔15 s中斷一次，即每15 s采樣控制一次。圖12 主程序流程圖圖13 中斷服務(wù)程序流程圖7 系統(tǒng)調(diào)試與仿真 硬件調(diào)試根據(jù)設(shè)計(jì)的原理電路做好實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，便進(jìn)入硬件調(diào)試階段?！∶摍C(jī)檢查用萬(wàn)能表或邏輯測(cè)試筆逐步按照邏輯圖檢查機(jī)中各器件的電源及各引腳的連接是否正確，檢查數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線是否有短路等故障。 仿真調(diào)試暫時(shí)排除目標(biāo)板的CPU和EPROM，將樣機(jī)接上仿真機(jī)的40芯仿真插頭進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試各部分接口電路是否滿足設(shè)計(jì)要求。通常的方法是，先編調(diào)試軟件，逐一檢查調(diào)試硬件電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。 檢查ABUS/DBUS的分時(shí)復(fù)用功能的地址鎖存是否正常。一般是由部分譯碼或全譯碼電路構(gòu)成，如是部分譯碼設(shè)計(jì)，則排除地址重疊故障。因?yàn)檫@樣RAM、ROM的各位均寫入過(guò)‘0’、‘1’代碼。 用匯編語(yǔ)言現(xiàn)在有些單片STD工業(yè)控制機(jī)或者開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，可直接使用匯編語(yǔ)言，借助CRT進(jìn)行匯編語(yǔ)言調(diào)試。這種方法的實(shí)質(zhì)就是對(duì)照MCS—51指令編碼表，將源程序指令逐條地譯成機(jī)器碼，然后輸入到RAM重新進(jìn)行調(diào)試。必須準(zhǔn)確無(wú)誤地計(jì)算出操作碼、轉(zhuǎn)移地址和相對(duì)偏移量，以免出錯(cuò)。 系統(tǒng)仿真因本系統(tǒng)是利用單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)控制，所以需采用單片機(jī)仿真工具Proteus進(jìn)行仿真?？梢允褂肒eil c51和 Proteus進(jìn)行聯(lián)調(diào)，使調(diào)試、仿真更為方便。首先畫(huà)好仿真圖，將程序的二進(jìn)制文件調(diào)入單片機(jī)對(duì)話框的Program File欄內(nèi)，如圖14 所示。圖15 剛啟動(dòng)的仿真圖 在設(shè)置好溫度值如100攝氏度并按SET鍵確定后，數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)溫度值26攝氏度，系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)入加熱狀態(tài)，如圖16所示。圖16 系統(tǒng)啟動(dòng)加熱仿真圖 系統(tǒng)啟動(dòng)加熱一段時(shí)間后，達(dá)到設(shè)定的溫度值，系統(tǒng)停止加熱，狀態(tài)燈D1重新點(diǎn)亮，如圖17所示?？垢蓴_電源: 微機(jī)系統(tǒng)供電線路是干擾的主要來(lái)源，電源采用隔離變壓器接入電網(wǎng)，可以防止電網(wǎng)的干擾侵入微機(jī)系統(tǒng)。良好接地: 在既有模擬電路又有數(shù)字電路中，數(shù)字地與模擬地要分開(kāi)，最后只在一點(diǎn)相連，如果兩者不分，則會(huì)互相干擾。為此只要在單片機(jī)的RESET端加上一個(gè)高電平信號(hào)，并持續(xù)10ms以上即可。指令冗余: 應(yīng)多采用單字節(jié)指令，并在關(guān)鍵的地方人為地插入一些單字節(jié)指令（NOP），或?qū)⒂行巫謺?shū)指令重復(fù)書(shū)寫，在一些對(duì)程序流向起決定作用的指令之前插入兩條NOP指令，以保證彈飛的程序迅速納入正確的控制軌道。圖18 系統(tǒng)的PCB板表3 系統(tǒng)元件列表Part TypeDesignatorPart TypeDesignatorC533PFC2C639R81KR547UC4R174LS138IC510KR274LS164IC310KR3330R710KR4AC220VJP10UC3AT89C51IC127R6DS18B20IC233PFC1MOC3041IC4220*7RP1BELLSPEAKER9013Q1MAC97A6Q2CRYSTALY1DPY_7SEGDP1DPY_7SEGDP2DPY_7SEGDP3BUTTONK1BUTTONK2BUTTONK3REDLEDL1GREENLEDL2結(jié)束語(yǔ)本文利用AT89C51對(duì)溫度進(jìn)行控制，采用單總線傳輸方式的DS18B20作為溫度傳感器，與按鍵、數(shù)碼顯示、報(bào)警器等外部輔助硬件共同組成一個(gè)溫度控制系統(tǒng)。因此，本系統(tǒng)的安全性和可擴(kuò)展性都比較好。參 考 文 獻(xiàn)[1] 《單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用》 西安： 西安電子科技大學(xué)出版社．[2] 《單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)》 北京： 北京電子工業(yè)出版社[3] 《基于單片機(jī)8051的嵌入式開(kāi)發(fā)指南》 電子工業(yè)出版社，2003．胡大可等．[4] 《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)例導(dǎo)航》 求是科技 靳達(dá) 編著 人民郵電出版社 2003年10月[5] 《51系列單片機(jī)高級(jí)實(shí)例開(kāi)發(fā)指南（附CDROM光盤一張）》李軍 等編著北京航空航天大學(xué)出版社2004年06月本文能夠成功的完成，要特別感謝我的指導(dǎo)老師對(duì)我的精心指導(dǎo)，讓我獲得了豐富的理論知識(shí)，極大地提高了實(shí)
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