【正文】 4VCC470KR22 14 聲光報警電路 報警電路原理如圖 9。單片機(jī)內(nèi)部雖然有振蕩電 路，但要形成時鐘，外部還需附加電路。 ① 內(nèi)部時鐘方式。最常用的是在 XTAL1和 XTAL2 之間連接晶體振蕩器與電容構(gòu)成穩(wěn)定的自激震蕩器，如圖 212 所示。 MCS51 單片機(jī)在通常應(yīng)用情況下，使用振蕩頻率為 6MHz 的石英晶體，而 12Hz 頻率的晶體主要是在高速串行通信情況下才使用。 C1和 C2可在 20～ 100pF 之間取值，一般取 30pF 左右。在由我單片機(jī)組成的系統(tǒng)中，為了各單片機(jī)之間時鐘信號的同步，應(yīng)當(dāng)引入惟一的合用外部振蕩脈沖作為各單自片機(jī)的時鐘。由于 HMOS 和 CHMOS 單片機(jī)外部時鐘進(jìn)入的引線不同，其外部振蕩信號源接入的方式也不同。由于 XTAL2 端的邏輯電平不是 TTL 的，故還要接一上接電阻。 圖 10 時鐘電路 復(fù)位電路和復(fù)位狀態(tài) 單片機(jī)的復(fù)位是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的。 ① 復(fù)位電路。最簡單的復(fù)位電路如圖 11所示。在應(yīng)用系統(tǒng)中，有些外圍芯片也需要復(fù)位。 圖 11 簡單的復(fù)位電路 ② 復(fù)位狀態(tài)。復(fù)位操作主要是把 PC初始化為0000H，使單片機(jī)從程序存儲器的 0000H 單元開始執(zhí)行程序。留出的 0000H～ 0002H 3 個單元地址，僅能夠放置一條轉(zhuǎn)移指令，因此， MCS51單片機(jī)的主程序的第一條指令通常情況下是一條轉(zhuǎn)移 指令。利用它們的復(fù)位狀態(tài)，可以減少應(yīng)用程序中的初始化編程。單片機(jī)的復(fù)位不影響片內(nèi) RAM 的狀態(tài)（包括通用寄存器 Rn）。這 32 條引線可以全部用做 I/O線，也可將其中部分用做單片機(jī)的 片外總線。 ALE的輸出頻率為時鐘振蕩頻率的 1/6。對內(nèi)部無程序存儲器的單片機(jī) 8031， EA 必須接地。對內(nèi)部有 程序存儲器的單片機(jī)， EA 應(yīng)接高電平。此信號為讀外部程序存儲器的選通信號。 3 軟件設(shè)計 程序設(shè)計語言的選用 本設(shè)計中采用的處理器是 AT89C51 單片機(jī)，由此可采用面向 MCS51 的程序設(shè)計語言，包括 ASM51 匯編語言和 C51 高級語言，這兩種語言各有特點(diǎn)。 考慮到匯編語言的以下特點(diǎn)，在智能測控裝置的基本功能軟件開發(fā)中，全部程序均采用 ASM51匯編語言編寫： ① 匯編語言是最基本的程序設(shè)計語言。匯編語言與機(jī) 器語言密切相關(guān)，因此能透徹地反映計算機(jī)硬件的功能與特點(diǎn)。這樣能充分發(fā)揮程序設(shè)計的技巧； ③ 用匯編語言編寫的程序比起用高級語言編寫程序具有更高的系統(tǒng)性能。用匯編語言編制的程序可以對各種接口芯片及 I/O 端口直接進(jìn)行控制，實(shí)時性能好。 軟件程序的設(shè)計 程序流程 程序主要由主程序和子程序兩部分構(gòu)成。 系統(tǒng)的初始化包括寄存器的初始化（控制寄存器、堆棧、中斷寄存器等），通信的初始化（串口的初始化， ADC0809 的初始化，通信緩沖區(qū)的初始化）， LED顯示的初始化，輸出端口的初始化，采集、累計數(shù)據(jù)的初始化。 A/D 轉(zhuǎn)換包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（主要實(shí)現(xiàn)將 測量電路監(jiān)測到的電壓信號轉(zhuǎn)換成 LED顯示所需的數(shù)據(jù)類型）。 子程序主要由溫度信號采集程序和鍵值處理程序等。 圖 12 程序主流程圖 鍵盤管理 鍵盤管理軟件包括鍵盤消息接收和鍵盤消息處理兩個部分。鍵盤消息處理是取出所得到的鍵值，并按照鍵值的定義分別處理。鍵值具體定義 “ +”：設(shè)置從機(jī)的上限值；“ ”：設(shè)置從機(jī)的下限值；“功能”：設(shè)置從機(jī)的執(zhí)行功能。 開 始返 回是 + 鍵 ？是 鍵 ？上 限 設(shè) 置下 限 設(shè) 置是 + 鍵 ？是 鍵 ？功 能 鍵上 限 加上 限 減上 限 加上 限 減 YYYYNNNN 圖 13 鍵盤流程圖 LED 顯示 在系統(tǒng)啟動時要初始化 LED 顯示，包括清 LED 顯示屏。數(shù)字濾波的方法有以下幾種： ① 限幅濾波，其基本方法是通過比較相鄰 (n 和 n1 時刻 )的兩個采樣值開 始采 樣累 加是 否 采 樣 4次 ？計 算 平 均 值 保存 此 次 結(jié) 果是 否 超 限 ？送 LED顯 示聲 光 報 警NYNY和開 始采 樣累 加是 否 采 樣 4次 ？計 算 平 均 值 保存 此 次 結(jié) 果是 否 超 限 ？送 LED顯 示聲 光 報 警NYNY，如果它們的差值過大．超出了參數(shù)可能的最大變化范圍，則認(rèn)為發(fā)生了隨機(jī)干擾，并視后一次采樣值開 始采 樣累 加是 否 采 樣 4次 ？計 算 平 均 值 保存 此 次 結(jié) 果是 否 超 限 ？送 LED顯 示聲 光 報 警NYNY為非 法值，應(yīng)予剔除。 20 ③ 算術(shù)平均濾波，就是連續(xù)取幾個采樣值進(jìn)行算術(shù)平均。設(shè)計時，外部輸入的模擬量信號首先由傳感器送入測控器，然后進(jìn)行模擬量采集，在一次采樣間隔時間 T 內(nèi)，依次將各輸入量輪流接到 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換。 在 20ms 的采集完成后，要將數(shù)據(jù)按照量程或計算公式轉(zhuǎn)換為有實(shí)際意義的數(shù)據(jù)，并根據(jù)報警界限判斷數(shù)據(jù)是否有低于下限或超出上限的報警。 開 始采 樣是 否 采 樣 4 次是 否 超 限計 算 平 均 值 保 存 結(jié) 果累 加返 回報 警NYYN 圖 14 采樣 流程圖 4 抗干擾設(shè)計 為提高單片機(jī)本身的可靠性。 用于單片機(jī)系統(tǒng)的干擾抑制元件 ① 去耦 電容。作為儲能元件，它吸收或提供該集成電路內(nèi)部三極管導(dǎo)通、截止引起的電流變化，從而降低系統(tǒng)噪聲。每塊印制電路板電源引入的地方要安放一只大容量的儲能電容。使用時要與去耦電容成對使用。 ② 自恢復(fù)保險絲。 而電流大到一定程度，它的阻值迅速升高，引起發(fā)熱，而越熱電阻越大，從而阻斷電源電流。這種器件可防止 CMOS 器件在遇到強(qiáng)沖擊型干擾時引起所謂“可控硅觸發(fā)”現(xiàn)象。 ③ 防雷擊器件。常用的防雷擊器件有：氣體放電管 TVS 等，氣體放電管是當(dāng)電源電壓大于某一值時，通常為數(shù)十伏或數(shù)百伏，氣體擊穿放電，將電源線上強(qiáng)沖擊脈沖導(dǎo) 入大地， TVS可以看成兩個并聯(lián)且方向相反的齊納二極管，當(dāng)電兩端電壓高于某一額定值時導(dǎo)通。這類元器件要和抗共模和抗差模干擾的電感配合使用以提高抗干擾效果。這里的接地指接大地，也稱作保護(hù)地。特別是對有防雷擊要求的系統(tǒng)，良好的接地至關(guān)重要。為單片機(jī)供電的電源的地俗稱邏輯地，它們和大地的地的關(guān)系可以相通、浮空、或接一電阻，要視應(yīng)用場合而定。絕對不能把接地線與動力線的火線、零線中的零線混淆。典型的信號隔離是光電隔離。屏蔽則是用來隔離空間輻射的，對噪聲特別大的部件，如開關(guān)電源，用金屬盒罩起來，可減少噪聲源對單片機(jī)系統(tǒng) 的干擾。而重要的是金屬屏蔽本身必須接真正的地。濾波指各類信號按頻率特性分類并控制它們的方向。低通濾波器用在接入的交流電源線上，旨在讓 50 周的交流電順利通過，將其它高頻噪聲導(dǎo)入大地。高通、帶通濾波器則應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)中對信號的處理要求選擇使用。要本著盡量控制噪聲源、盡量減小噪聲的傳播與耦合，盡量減小噪聲的吸收這三大原則設(shè)計印制電路板和布線。印制電路板要合理區(qū)分，單片機(jī)系統(tǒng)通?？煞秩齾^(qū)，即模擬電路區(qū) (怕干擾 )，數(shù)字電路區(qū) (即怕干擾、又產(chǎn)生干擾 )，功率驅(qū)動區(qū)（干擾源）。三個區(qū)域的電源線、地線由該點(diǎn)分三路引出。 使用滿足系統(tǒng)要求的最低頻率的時鐘，時鐘產(chǎn)生器要盡量靠近用到該時鐘的器件。使用 45 度的折線布線，不要使用 90 度的折線 ,以減小高頻信號的發(fā)射。 每個集成電路要加一個去耦電容，要選高頻信號好的獨(dú)石電容式瓷片電容作去耦電容。需要時，電源線、地線上可加銅線繞制鐵氧用體而成的高頻扼流器件阻斷高頻噪聲的傳導(dǎo)。另 外本系統(tǒng)還可以通過外接電路擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)溫度報警功能，從而更好的實(shí)現(xiàn)溫度現(xiàn)場的 檢測 。在設(shè)計過程中，遇到了許多問題，如設(shè)計初始階段目的不明，思緒混亂，經(jīng)過認(rèn)真思考和老師的指導(dǎo)，才使自己思路明確，抓住重點(diǎn)，不懂就問，在很短的時間內(nèi)系統(tǒng)有序的完成。 從本設(shè)計的資料收集和方案論證到方案設(shè)計、修改和最后的完成，得到了 老師和同學(xué) 的指導(dǎo)和幫助，特別是 肖 老師 的指導(dǎo)工作，才使本設(shè)計順利完成。在整個設(shè)計的過程中，本設(shè)計的重點(diǎn)和難點(diǎn)是：怎樣將 PT100 熱電阻的非電量信號轉(zhuǎn)換為單片機(jī)單片機(jī)能識別的電量信號 ，其中的信號如何放大及放大倍數(shù)的確定等等。通過這次設(shè)計 了解并掌握了傳感器的基本理論知識，更深入的掌握單片機(jī)的開發(fā)應(yīng)用和編程控制。 24 致謝 我的畢業(yè)設(shè)計是在肖老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在畢業(yè)設(shè)計中我鍛煉了自己的能力，更重要的是學(xué)習(xí)了應(yīng)該怎樣做事做人。************************************************************ 。功能 :溫度檢測 。 p1 口接數(shù)碼管段輸出口 。************************************************************ 。變量定義 。存放溫度上限 LOW DATA 21H 。存放標(biāo)準(zhǔn)位， 0時設(shè)置上限 。 接 0809 的開始選通端口，輸出允許控制端 EOC BIT 。程序開始 ORG 0000H ORG 0003H LJMP INT0 AJMP main main: NOP 28 LCALL PROINIT LOOP: SETB start 。超過上限 CJNZ A,21H,BAOJING 。處理后顯示 LCALL KEY 。初始化子程序 PROINIT: MOV 20H, 20 MOV 21H, 00 MOV 22H, 00 MOV 30H, 00 MOV 31H, 00 MOV 32H, 00 MOV 33H, 00 RET 。打開輸出允許控制端 MOV a, p0 NOP NOP CLR start MOV b, 51 DLV a b 。30H 中是整數(shù)部分 MOV a, b MOV b, 5 DLV a b MOV 31H, a MOV a, b MOV b, 2 MUL a b MOV 32H, a RET 。 SB1 為功能鍵 。 SB3 設(shè)置數(shù)據(jù) 。按鍵松開取鍵值 MOV A,22H 。等待按鍵彈起 CJNE 23H, 0, XIAXIAN 30 MOV A,20H 。設(shè)置下限加 INC A MOV 21H, A KEY2: JNB , EXIT JB ,$ 。設(shè)置上限加 DEC A MOV 20H, A XIAXIAN: MOV A,21H 。================================= ；中斷程序 。數(shù)據(jù)處理 CLR F0 RET 。================================= BAOJING: SETB 。聲報警 LCALL DELAY CLR CLR RET 。數(shù)碼管顯示部分 。使用資源： DPTR,P3,P1 ,R7 。指定查表啟始地址 MOV A,A_BIT 。查第一位數(shù)的 7段代碼 ORL A, 10H SETB MOV P1,A 。顯示 8ms CLR 。指定查表啟始地址 MOV A,B_BIT 。查第二位數(shù)的 7段代碼 SETB MOV P1,A 。顯示 8ms 32 CLR 。取第三位數(shù) JNZ XSBW1 MOV A, 00H JMP XSBW2 XSBW1: MOVC A,A+DPTR 。送出第三位的 7段代碼 SETB LCALL delay8ms 。開第三位顯示 RET 。顯示延時 ,延時 8ms 。================================= 。共陰數(shù)碼管 33