熱電阻溫度傳感器熱時間常數(shù)測試設(shè)計靜態(tài)法.docVIP

系統(tǒng)軟件設(shè)計熱電阻溫度傳感器熱時間常數(shù)測試系統(tǒng)軟件設(shè)計主要由主程序、D/A轉(zhuǎn)換子程序、讀取電壓值子程序、中斷方式DATA0809子程序、T0定時器定時20ms子程序、帶借位減法子程序、顯示子程序和延時程序組成。其中可以分為以下幾個功能模塊：（1） 主模塊，分為系統(tǒng)的初始化、各子程序的調(diào)度管理等部分。（2） 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，主要通過D/A轉(zhuǎn)換器將AT89C51從P1口送出的數(shù)字轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量。（3） 溫度檢測模塊，分為采樣保持與溫度對應(yīng)的電壓值和通過DATA0809輸入給單片機。（4） 熱時間常數(shù)計算模塊，通過20ms定時的巡回檢測，由帶借位減法子程序和無符號數(shù)乘除法程序計算熱時間常數(shù)。（5） 基于74LS164的顯示模塊（它又可以分為初始化子程序、寫入處理子程序及顯示子程序等部分）。我們在做系統(tǒng)軟件設(shè)計之前，還應(yīng)該注意的是首先要開辟一些數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，用以存放臨時數(shù)據(jù)。因為本系統(tǒng)軟件用到的寄存器很多，為防止破壞寄存器中的數(shù)據(jù)，特在AT89C51的數(shù)據(jù)存儲區(qū)RAM中開辟一些存儲單元。從30H5FH用來存放一些結(jié)果/數(shù)據(jù)，顯示緩沖區(qū)在72H-74H。在程序運行的開始，首先初始化。4.1初始化程序設(shè)計初始化程序中包括系統(tǒng)的初始化以及各芯片的初始化。系統(tǒng)的初始化主要是設(shè)置各輸出/輸入口的初始狀態(tài)、開中斷、置定時器的工作方式及定時常數(shù)、顯示緩沖區(qū)清零。各芯片的初始化程序設(shè)計，我們可以通過芯片管腳與單片機不同的連接方式，來設(shè)計相應(yīng)的軟件，這在硬件電路部分已詳細介紹。確定傳感器溫度采樣值T（n）計算=M開始 輸入測試小電流AT89C51送D/A轉(zhuǎn)換延時1s等信號輸出單元輸出信號確定介質(zhì)溫度讀取溫度值存30H中輸入加熱大電流AT89C51送D/A轉(zhuǎn)換調(diào)D/A程序延時等待10s，信號輸出單元輸出電流計算溫度傳感器溫度下降百分比KK632？送顯示結(jié)束N確定熱平衡溫度置計數(shù)單元M=0置T=20ms定時A/D轉(zhuǎn)換及結(jié)果輸入20ms定時到？M+1MYNY初始化輸入小電流以便保證測量4.2主程序設(shè)計 圖4-1主程序流程圖熱電阻溫度傳感器熱時間常數(shù)測試系統(tǒng)軟件設(shè)計必須充分考慮到各部分器件的特點。其主程序流程圖如圖4-1所示。4.3A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖YN程序入口初始化數(shù)據(jù)緩沖區(qū)選0809通道0清中斷發(fā)生標志啟動A/D開中斷中斷發(fā)生標志是否為0？讀A/D結(jié)果送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)置中斷發(fā)生標志子程序結(jié)束圖4-2A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖圖4-2是A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖，采用中斷方式。由AT89C51，啟動A/D(P2.7=0、=0或非后控制)；讀數(shù)據(jù)(P2.7=0、=0或非后控制),硬件撤消中斷4.4顯示子程序當系統(tǒng)傳送一個字節(jié)數(shù)給74LS164時，利用UART模式0。把顯示緩沖區(qū)的初始數(shù)顯示到LED0、LED1和LED2，顯示緩沖區(qū)72H-74H共三個單元中，對應(yīng)數(shù)碼管LED0-LED2。程序流程圖如圖4-3所示。Y顯示子程序入口送設(shè)定值（72H）到A 帶C標志移位送C到I/O口（8次）字節(jié)送完？NY送采集值（73H）到A 帶C標志移位 送C到I/O口（8次）字節(jié)送完？送采集值到（74H）到A帶C標志移位送C到I/O口（8次）字節(jié)送完？N子程序結(jié)束YN 圖4-3顯示子程序流程圖4.5定時子程序流程圖本設(shè)計中我們選用T0，方式1。方式1與方式0相似，但采用了16位計數(shù)器，即高位，低位各8位。定時器的編程包括：（l）置工作方式。 （2）置計數(shù)初值。 （3）中斷設(shè)置。 （4）啟動定時器。 子程序流程圖如下：TIMER0中斷服務(wù)程序置T0工作方式1置TH0、TL0計書數(shù)初值置TR0、啟動計數(shù)TF0=1？N中斷返回Y 圖4-4定時子程序流程圖4.6延時程序設(shè)計系統(tǒng)中要調(diào)用延時子程序。當然這里所要的延時時間也并沒有特別要求像時鐘一樣的精度，大致可以就行。 下面就延時1ms的子程序作簡要的說明，其它的延時程序的設(shè)計和這個原理是一樣的，就不再一一說明了。說是1ms的延時，其實更精確的說應(yīng)該是1.251ms。設(shè)一個機器周期的時間為TP。一條MOV指令要用一個TP，一個NOP指令也要一個TP，而DJNZ指令要用兩個TP，所以，內(nèi)部循環(huán)延時時間：TP+TP+2TP70=142 TPs。外循環(huán)延遲時間：TP+(內(nèi)部延時+2 TP )8=1153TP=115312/11.0592=1251s=1.251ms即運行完這個程序需要1.251ms，也就是我們所要用的近似于1ms的延時。延時時間主要與兩個因素有關(guān)：一是內(nèi)循環(huán)指令的執(zhí)行時間；二是外循環(huán)時間常數(shù)（內(nèi)循環(huán)的循環(huán)次數(shù)）的設(shè)置，子程序流程圖如圖4-5所示。延時子程序入口置外循環(huán)時間常數(shù)置內(nèi)循環(huán)時間常數(shù)內(nèi)循環(huán)時間常數(shù)=0？外循環(huán)時間常數(shù)=0？NN子程序結(jié)束YY圖4-5延時子程序流程圖總 結(jié)本設(shè)計通過AT89C51單片機和外圍器件的配合使用，介紹了一個完整的單片機系統(tǒng)設(shè)計的全部過程，給出了一種智能型熱電阻溫度傳感器熱時間常數(shù)測試設(shè)計（靜態(tài)法）的實現(xiàn)方法。在這個設(shè)計中首先介紹了現(xiàn)如今存在的多種測量方法和器件，經(jīng)過各方面的論證最后得到適合本系統(tǒng)的一種方案；然后詳細的介紹了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計要點；最后給出了系統(tǒng)的軟件設(shè)計和部分設(shè)計的程序流程圖。由于本系統(tǒng)中所需要連接的硬件電路相對的復雜，而且在制作的過程中電路板中電線連接的繁雜而導致的信號干擾，再加上設(shè)計時間的限制和能力的有限，硬件電路的后期的調(diào)試過程中，最終沒有達到我們預期的目標。而本方案也一個完美無缺的測量熱電阻溫度傳感器熱時間常數(shù)的方案，比如我們還可以在顯示熱時間之前還可以顯示環(huán)境的實際溫度來使我們的方案和功能更加的完善，所以不足之處，在所難免，還望大家指正和批評。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我學到了很多東西，從開始檢索資料到最終系統(tǒng)設(shè)計完成的整個步驟，我們投入了許多的時間和精力，但是從中我們學到的知識更多。我學到了怎樣去查詳細而豐富的資料，怎樣使用Protel