小麥面粉面筋測定系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)—碩士學(xué)位論文

1、 小麥面粉面筋測定系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 摘要論文以小麥面粉面筋測定儀為研究對象，應(yīng)用了先進(jìn)的自動控制技術(shù)，設(shè)計了一種全數(shù)字的面粉面筋測定儀控制系統(tǒng)。本論文分析了小麥面粉面筋測定儀工作原理以及其具體的控制過程，然后闡述了其設(shè)計原理以及所涉及到的相關(guān)at89c51芯片，接著對所要應(yīng)用的51系統(tǒng)單片機方面的知識進(jìn)行了簡要地介紹，這些為論文的具體設(shè)計部分提供了理論基礎(chǔ)。本系統(tǒng)針對需要實現(xiàn)對交流電機的調(diào)速，設(shè)計出了一種符合要求的連續(xù)可調(diào)的脈沖信號發(fā)生器。系統(tǒng)采用了模塊化的設(shè)計思路，為系統(tǒng)的設(shè)計和維護(hù)提供了方便，同時也提高了系統(tǒng)性能的可擴展性。系統(tǒng)采用一種模塊化的設(shè)計思路，應(yīng)用了c語言，該語言較容易理解。軟件也

2、是采用了目前應(yīng)用比較廣泛的keil工具。本系統(tǒng)采用at89c51芯片，此芯片非常普及，價格便宜，完全可以實現(xiàn)對小麥面粉面筋測定儀的控制。軟件編程是本系統(tǒng)設(shè)計的核心部分，軟件分為顯示、鍵盤、電機控制、定時、中斷等模塊。整個系統(tǒng)設(shè)計采用了全數(shù)字化的控制方案，使系統(tǒng)更加緊湊、更加合理以及經(jīng)濟節(jié)約。由于系統(tǒng)的全數(shù)字化，使得整個系統(tǒng)運行變得十分穩(wěn)定，調(diào)試也極為方便。對整個系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計，并且每個子模塊都通過了測試。通過了硬件的修改與設(shè)計的軟件重新編程、下載及多次調(diào)試，已經(jīng)交付使用。關(guān)鍵詞：中斷，定時器，顯示,pwmabstract wheat gluten measuring system for

3、wheat flour as the research object, is usesd advanced automatic control technology, and designed an all-digital automatic control system。this paper analyzes whea tgluten measuring system for wheat flour how to work as well as its specifically controlling process, then describes the design principles

4、 and is involved in the related at89c51 chip, then briefly introduces the knowledge of 51 chip。 the specific design section provides a theoretical basis。the system for the need to achieve the right motor speed control, designed to meet the requirements of the one kind of pulse signal generator conti

5、nuously adjustable。the system uses a modular design concept, brings to design and maintenance for the system to provide a convenient, but also improve the performance of the system scalability. the system uses software modularization design, application of the c language. the language is easy to und

6、erstand. keil is a software tool used widely。51 chip is used on the system. the kind of chip is popular, and its cost is inexpensive and could control absolutely wheat gluten measuring equipment. to program software codes are core of designing the system. software codes are composed of display，key，c

7、ontroling motor，interrupt modlue and so on. the system adopted all-digital control strategy and made it compatct，reasonable，economical。because of all-digital , the system works stablely, tests conveniently。though hardware is designed and modified again and again, software was programmed and loaddown

8、ed and tested。modular design of the entire system and each sub-module have passed the test.。now we has finished the project and gave client to use。key words： interrupt, timer, display, pwm 目錄摘要iabstractii圖目錄iii表目錄iv第1章 緒論51.1 課題背景51.1.1 小麥面粉面筋測定儀在應(yīng)用中的意義51.1.2 電機在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用51.2 研究的方向及進(jìn)展71.3 研究內(nèi)容及其安排111

9、.3.1 研究內(nèi)容111.3.2 本文的安排111.4 本章小結(jié)11第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計122.1系統(tǒng)設(shè)計框圖122.1.1 時間設(shè)置132.1.2時間存貯162.2電機的pwm控制192.2.1 pwm的定義202.2.2 pwm的調(diào)速原理202.2.3 pwm的控制方法212.2.4 pwm波的實現(xiàn)242.3電機的按鍵控制242.3.1鍵盤原理與鍵盤分類242.3.2編制鍵盤程序262.3.3鍵盤的工作方式262.4 led的顯示控制272.4.1數(shù)碼管簡介272.4.2數(shù)碼管兩種顯示接口292.5設(shè)計的目的及其要求302.6本章小結(jié)30第3章 硬件電路設(shè)計313.1控制器模塊313.2數(shù)

10、碼顯示模塊373.3驅(qū)動電機模塊383.4硬件測試393.5本章小結(jié)39第4章 軟件設(shè)計404.1軟件總體考慮404.1.1軟件的流程圖404.1.2軟件的初始化設(shè)計414.2 led顯示軟件設(shè)計424.2.1時間顯示的軟件設(shè)計424.3中斷設(shè)計454.3.1 倒計時軟件設(shè)計474.3.2鍵盤處理設(shè)計504.4 pwm軟件設(shè)計564.5軟件測試604.6本章小結(jié)61第5章 總結(jié)及其展望62參考文獻(xiàn)64作者簡介66致謝67圖目錄圖 2.1系統(tǒng)設(shè)計框圖12圖 2.2單片機掛載多個i2c設(shè)備原理17圖 2.3 i2c總線基本時序18圖 2.4數(shù)碼管外形結(jié)構(gòu)圖28圖 3.1 at89c51的塊圖32圖

11、 3.2 at89c51的外部封裝33圖 3.374ls373的引腳分布圖34圖 3.4控制電機的原理圖35圖 3.574ls244引腳分布圖35圖 3.6ls244控制數(shù)碼顯示的原理圖36圖 3.7 pwm脈沖產(chǎn)生電路37圖 3.8數(shù)碼顯示原理圖37圖 3.9驅(qū)動左電機的原理圖38圖 4.1 系統(tǒng)軟件流程圖40圖 4.2 80c51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)45表目錄表 2.1數(shù)碼管字型編碼表29表 3.1at89c51端口3的各引腳特殊功能表33表 3.274ls373功能表34表 3.3l s373的真值表34表 4.1定時/計數(shù)器工作方式設(shè)置表48第1章 緒論1.1 課題背景1.1.1 小麥面粉面

12、筋測定儀在應(yīng)用中的意義小麥面粉面筋測定儀是對小麥粉粉質(zhì)測定, 對小麥粉質(zhì)的測定是分析面團流變學(xué)特性的重要實驗之一，也是目前我國乃至世界用來評價小麥及面粉內(nèi)在品質(zhì)的重要方法。這種方法已廣泛地用于食品加工、小麥育種、制粉生產(chǎn)、等領(lǐng)域的科研、生產(chǎn)、商檢和進(jìn)出口貿(mào)易等部門。同時為優(yōu)質(zhì)小麥育種、制粉企業(yè)配麥配粉、保證面粉原料質(zhì)量的穩(wěn)定、指導(dǎo)面制食品加工的開發(fā)利用等方面，提供了重要的科學(xué)依據(jù)。對小麥粉質(zhì)進(jìn)行測定有面粉中濕（干）面筋的含量、濕面筋水分含量、面筋質(zhì)量（面筋指數(shù)）及面筋吸水率。這種能精確地有效地的測定成為了這一方法推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。此時小麥粉質(zhì)測定儀應(yīng)需而生。目前國內(nèi)已經(jīng)研發(fā)出了一些的小麥粉質(zhì)測定

13、儀，如北京微訊超技儀器技術(shù)有限公司研制的全自動粉質(zhì)分析儀（doughlab），北京東方孚德技術(shù)發(fā)展中心今年來研制的jfzd系列小麥粉品質(zhì)檢測儀、電子粉質(zhì)儀和面粉品質(zhì)測試儀，以及波通瑞華科學(xué)儀器（北京）有限公司（瑞典perten）的同類產(chǎn)品等緩解了在此之前在農(nóng)業(yè)、糧食、制粉、食品加工企業(yè)對優(yōu)質(zhì)商品小麥生產(chǎn)、收購及調(diào)撥環(huán)節(jié)上，存在著以次充好、品質(zhì)混雜現(xiàn)象。以往優(yōu)質(zhì)小麥品質(zhì)的現(xiàn)場驗收，采用的常常是用眼看、手摸、牙咬等原始的方法，驗收不準(zhǔn)，手段落后，誤差很大，造成優(yōu)質(zhì)不能優(yōu)價、經(jīng)濟糾紛時有發(fā)生，嚴(yán)重影響優(yōu)質(zhì)小麥的流通，損壞了農(nóng)民的利益，制約著優(yōu)質(zhì)小麥產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，傷害了農(nóng)民的種植積極性。只有利用粉質(zhì)測

14、定儀才能使優(yōu)質(zhì)小麥產(chǎn)、銷、加過程中，確保專用粉生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)原料的高均勻度、高效益，高質(zhì)量、維護(hù)農(nóng)民和企業(yè)的利益。1.1.2 電機在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用現(xiàn)代在高度自動化和機械化的條件下，電動機一直在日常的生產(chǎn)和生活中起著十分重要的作用。不論農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、航空航天、國防、醫(yī)療衛(wèi)生、商務(wù)與辦公設(shè)備，還是日常生活中，家用電器、通訊設(shè)備等都大量使用著各種不同的電動機。據(jù)相關(guān)資料表明，現(xiàn)在有90%以上的動力源來自電動機，同時我國生產(chǎn)的電能大約有60%用于電動機。電動機與現(xiàn)代人們生活、工作密切相關(guān)益1。眾所周知，現(xiàn)實生活中各類運動都常伴隨著能量消耗，而電動機在是常生產(chǎn)生活中是最普通的消耗源，它消耗了大量的能量

15、。目前社會大力提倡節(jié)能減排，這就涉及到對電動機能耗的控制，使其能更有效地工作。采取有效的方法控制電動機運動，降低能耗將能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。盡管電機產(chǎn)品本身盈利水平不高，但采用高效、超高效電機的直接效果是降低損耗，提高能源利用效率，對整個社會實現(xiàn)節(jié)能減排，也是各個國家對改善大氣環(huán)境非常有利的一項重要措施。因此，提高電機效率，降低電機能源消耗，研發(fā)推廣應(yīng)用高效、超高效電動機，具有其十分重要能源戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實的社會效益。 要實現(xiàn)這一目標(biāo)，可以改變電動機的結(jié)構(gòu)、優(yōu)化其設(shè)計、改進(jìn)制造工藝和采用更有效的控制系統(tǒng)。在小麥面粉質(zhì)量測定儀中，最主要的動力部分是電機轉(zhuǎn)動和各類傳動。據(jù)了解，有高達(dá)82%

16、的小麥面粉生產(chǎn)廠家在檢測儀器使用方面認(rèn)為精確度是對產(chǎn)品的核心要求，其次是檢測速度和操作方便性，分別占55%和52%3。因此開發(fā)出精確度高、檢測速度快、操作簡易的小麥面粉測定儀具有重大的現(xiàn)實意義。本次研究著重研究了電機速度控制。要求性能穩(wěn)定、操作便捷、離心時間數(shù)顯可調(diào)及轉(zhuǎn)速精度高等問題2。1.2 研究的方向及進(jìn)展研究的方向是重點研究電機的單片機控制技術(shù)。目前電動機的控制器主要有工業(yè)控制計算機、微處理器、可編程控制器（plc）、數(shù)字信號處理器（dsp）等。而最常用的是微處理器（單片機）。工業(yè)控制計算機是工業(yè)自動化設(shè)備和信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)備的核心。它是一類具有采集來自工業(yè)生產(chǎn)過程的模擬式和(或)數(shù)字式數(shù)

17、據(jù)的能力，并能向工業(yè)過程發(fā)出模擬式和(或)數(shù)字式控制信號，以實現(xiàn)工業(yè)過程控制和(或)監(jiān)視的數(shù)字計算機。功能強大，具有極高的速度、強大的運算能力和接口功能、方便的軟件環(huán)境，目前工控技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到以compactpci作為工控機標(biāo)準(zhǔn)的第三代；但由于成本高、體積大，所以只用于大型控制系統(tǒng)1 4 ?？删幊踢壿嬁刂破鳎╬lc），又稱為可編程控制器（pc），是一種為工業(yè)控制特別設(shè)計的專用計算機。它的發(fā)展經(jīng)歷了四個階段，到90年代末發(fā)展到第四階段，表現(xiàn)高可靠性、強抗干擾能力、真正意義上的eic三電一體化、易學(xué)易用等特點。目前在我國主要應(yīng)用于開關(guān)量邏輯控制、模擬量控制、運動控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理以及網(wǎng)絡(luò)通信

18、等。plc從無到有，實現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到存儲邏輯的飛躍；其功能從弱到強，實現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實現(xiàn)了單體設(shè)備簡單控制到勝任運動控制、過程控制及集散控制等各種任務(wù)的跨越。今天的plc正在成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在世界各地發(fā)揮著越來越大的作用5 。單片機介于工業(yè)控制計算機和可編程控制器之間，它有較強的控制功能、低廉的成本。出于這方面的功能和成本考慮，單片機往往成為人們優(yōu)先選擇的目標(biāo)。從最近的統(tǒng)計數(shù)字也可以看出，世界上每年要有25億片各種單片機投入使用。單片機是目前世界上使用量最大的微處理器。與模擬電路相比，微處理器作為電動機的控制器有（1）使電路變簡單

19、。（2）靈活性和適應(yīng)性。（3）可以實現(xiàn)較復(fù)雜的控制。（4）無零點漂移，控制精度高。（5）可提供人機界面，多機聯(lián)網(wǎng)工作等特點1 6 。當(dāng)前，單片機(mcu)技術(shù)取得的進(jìn)步能夠比以往任何時候都更加有效地控制電機，而成本卻更低。這種進(jìn)步對市場的影響一方面加速了從機電控制到電子式控制的轉(zhuǎn)變，另一方面可以實現(xiàn)電機的變速控制，優(yōu)化電機的運行。而且，對整個市場而言，降低了元器件的整體成本8。單片機控制的無刷直流電機與電機控制中經(jīng)常使用的有刷電機不同，單片機控制的無刷直流(bldc)電機不存在電刷磨損和電弧，因而電機的使用壽命實質(zhì)上只受到軸承壽命的影響。此外，單片機控制的無刷直流電機系統(tǒng)的優(yōu)越性還包括：（1）

20、更高的效率.（2）轉(zhuǎn)矩-慣性比高.（3）能達(dá)到更高的速度.（4）聽得見的噪聲更低.（5）更高的熱效率.（6）更低的電磁干擾。大量專門針對電機控制應(yīng)用而設(shè)計的8位單片機在解決數(shù)字電機控制問題上是成本效益最高的方法之一。但在過去，集成的程度和可供選擇的產(chǎn)品一直有限。而現(xiàn)在，單片機性能高達(dá)10mips，具備的運動控制專用硬件包括中心對齊的14位脈寬調(diào)制器(pwm)、運動反饋模塊和高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)，使以往需要較昂貴處理器的應(yīng)用可以采用成本較低的8位單片機來實現(xiàn)。某些單片機，如pic18f4431，在進(jìn)行三相pwm控制時，可用硬件實現(xiàn)對無刷直流電機所有三個相的驅(qū)動，從而最大限度地降低了軟件的開發(fā)

21、和調(diào)試工作量。該單片機最多有8個pwm通道，而一般只需6個通道即可驅(qū)動三相電機。因此，可以用另外兩個通道來實現(xiàn)其它功能，無需再添加其它元器件。帶有正交編碼器接口的運動反饋模塊是單片機的一個組成部分，可減少元器件數(shù)目，降低系統(tǒng)成本 。數(shù)字信號處理器dsp是近來涌現(xiàn)的一個后起之秀。它也屬于微處理器的一種，是將模擬信號變換成數(shù)字信號以后進(jìn)行高速實時處理的專用處理器。它的工作原理是將現(xiàn)實世界的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再用數(shù)學(xué)方法處理此信號，得到相應(yīng)的結(jié)果。dsp應(yīng)用廣泛，主要應(yīng)用市場為3c(communication、computer、consumer)領(lǐng)域，合占整個市場需求的90% 。dsp出現(xiàn)在2

22、0世紀(jì)80年代，隨著銷售價格的下降開始逐漸進(jìn)入電動機的控制領(lǐng)域7 。例如，美國ti公司的tms320c24x系列，美國ad公司的admc系列，這些公司都研制出以dsp為內(nèi)核的集成電動機控制芯片。這些芯片不但具有高速信號處理能力和數(shù)字控制功能，而且還有為電動機控制應(yīng)用所必須的外圍功能。例如，tms320f240 dsp有32位累加器、8kb flash rom、512b的ram、3個定時器、16位外部數(shù)據(jù)總線這些強大的數(shù)字處理功能；此外，還有12路pwm輸出、2個10位adc轉(zhuǎn)換器、可編程死區(qū)控制功能、可編程空間pwm控制方式等電動機控制所特有的資源。研究電機的單片機控制技術(shù)的發(fā)展，自然離不開單

23、片機技術(shù)的進(jìn)步對控制技術(shù)產(chǎn)生的影響。單片機產(chǎn)生于20世紀(jì)70年代。在我國經(jīng)歷了z80單板機時代和mcs-51單片機時代?，F(xiàn)在老的mcs-51單片機時代已漸漸過去了，新一代的各種各樣的單片機不斷出現(xiàn)，以至于無法給出哪一種最好。新型單片機都具有如下特點:（1）功能增強許多單片機生產(chǎn)公司將16位單片機的性能下移到8位單片機，在單片機的內(nèi)部增加了如pwm口、比較和捕捉功能、a/d轉(zhuǎn)換器等，并增加了看門狗、各種串行總線接口等功能，使新一代的單片機功能更加強大。（2）速度更快速度更快了是新一代單片機的又一個最大特點。用單片機對電動機進(jìn)行實時控制，經(jīng)常采用一些優(yōu)化算法，如數(shù)字pid控制、數(shù)字濾波等。對于實時

24、性很強的控制，速度低的單片機往往不能勝任，新一代單片機的速度比老式單片機的速度提高了1倍多，例如，philips公司生產(chǎn)的89cxx系列8位單片機的工作頻率已達(dá)33mhz；winbond公司生產(chǎn)的w78系列8位單片機的工作頻率高達(dá)41mhz；siemens公司的sab-c5系列8位單片機的工作頻率已達(dá)到48mhz。（3）小型化和低功耗由于采用了同步串行總線，可以減少無用的引腳。另外，由于采用了內(nèi)部flash存儲器，沒有必要保留外接并行存儲器的引腳，這些都是單片機引腳的數(shù)目可以大大減小。這一方面提供了更多的引腳作為i/o口使用，另一方面也可以去掉眾多引腳而使芯片小型化。例如，美國microchi

25、p公司推出8引腳和18引腳的8位pic系列單片機；臺灣義隆公司的18引腳的8位em78系列單片機；中國武漢力源公司和lg半導(dǎo)體公司合作生產(chǎn)的20引腳的8位gms97c1051/2051單片機；atmel公司生產(chǎn)的20引腳的8位at89c2051單片機。小型化的單片機給用戶提供了低成本、電路尺寸小的選擇1 。總體來說，電機的單片機控制器向著高效多能、小型和低耗方向發(fā)展。單片機的低電壓和低功耗也是新一代單片機的特色。大多數(shù)單片機都有休眠省電工作方式，一些單片機還采用3v電壓供電，這些措施都可以減少單片機耗電。這對于移動設(shè)備的電動機控制提供了幫助。這樣的設(shè)備諸如數(shù)碼攝像機、便攜式儀器、便攜式視聽設(shè)備

26、、筆記本電腦中的光盤驅(qū)動器和磁盤驅(qū)動器等。過去多數(shù)人認(rèn)為8位單片機不適合作為電動機的控制器，而轉(zhuǎn)向使用16位單片機，但是現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)刮目相看了。由于8位單片機的功能和速度都與16位單片機不相上下，而且價格便宜，易于與多數(shù)的8位芯片接口，同時越來越多的電動機專用集成電路的使用使單片機減輕了許多沉重的負(fù)擔(dān)；因此，8位單片機會成為普通電動機控制的主流處理器。存在問題在電動機控制中采用單片機控制器，很難實現(xiàn)如矢量控制，直接轉(zhuǎn)矩控制這樣的控制算法，缺乏相關(guān)條件完成現(xiàn)代控制理論或智能控制理論的一些復(fù)雜算法，如自適應(yīng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。此時需要采用電動機專用的dsp方能實現(xiàn) 。隨著控制算法在各個市場領(lǐng)域中復(fù)雜程度

27、的不斷提高，數(shù)字電機控制器的處理能力需要從單片機的性能水平提升到數(shù)字信號處理器(dsp)的性能水平。數(shù)字信號控制器(dsc)性能更高而價格適中，采用設(shè)計人員熟悉的單片機技術(shù)，適用于更加復(fù)雜的電機控制設(shè)計，包括矢量控制設(shè)計。dsc的運行速度高達(dá)30mips，并具有高達(dá)144kb的閃存和電機控制專用的集成外設(shè)，可實現(xiàn)先進(jìn)的新型電機控制應(yīng)用。有了基于單片機和dsc的電子電機控制，家用電器、工業(yè)控制及汽車不僅運行效率更高、功能更豐富，而價格也合適 8。1.3 研究內(nèi)容及其安排1.3.1 研究內(nèi)容介紹了at89c51單片機控制器電機技術(shù).采用了一種基于keil平臺，采用通俗的c語言加進(jìn)行設(shè)計。具體的設(shè)計

28、內(nèi)容為：1. 分析了電機的基本特點及其工作原理還有一些關(guān)鍵性技術(shù)，并且對電機的pwm控制進(jìn)行了分析。2. 對要進(jìn)行的項目進(jìn)行分析，采用模塊化設(shè)計，包括pwm產(chǎn)生模塊，顯示模塊，定時模塊，中斷模塊等。3. 項目系統(tǒng)的重點數(shù)碼顯示模塊，找到一種切實可行的方案，以滿足系統(tǒng)的要求。1.3.2 本文的安排本文總包括五章的內(nèi)容。第一張首先闡述了小麥面粉面筋測定系統(tǒng)的特點及其應(yīng)用，分析了研究的意義，提出了設(shè)計基于keil的51系列控制器技術(shù)，并且對本項目的內(nèi)容進(jìn)行分析。第二章介紹了本次設(shè)計的系統(tǒng)框圖，并且對各個模塊進(jìn)行了分析。第三章介紹了硬件模塊的詳細(xì)設(shè)計及測試。第四章著重介紹了軟件的設(shè)計流程及組成的各軟件

29、的模塊及測試。第五章總結(jié)和展望。1.4 本章小結(jié)在本章中，首先介紹小麥面粉面筋儀在生活中的應(yīng)用，電機在生活中的廣泛應(yīng)用，電機的特點，以及本文的按排等。第2章 系統(tǒng)設(shè)計2.1系統(tǒng)設(shè)計框圖主控單片機時間控制銨鍵接口電路pwm接口電路led顯示電路i2c總線接口 圖 2.1系統(tǒng)設(shè)計框圖面筋儀測試系統(tǒng)，是對一定量小麥面粉進(jìn)行和面和洗滌的過程，洗出的面筋，拿到另外的稱量設(shè)備上測量不是我們的要考慮的。我們設(shè)計的重點是和面和洗滌的過程，也就是對電機自動控制的過程。在自動控制的過程中主要是采用atc8951芯片，來實現(xiàn)控制的過程。這個系統(tǒng)主要實現(xiàn)的是和面和洗滌時間的設(shè)定，數(shù)碼顯示，銨鍵的操作，還有pwm的設(shè)計

30、，及i2c總線掛接一個小的存貯器。對于所述的幾個模塊下面分別加一介紹。2.1.1 時間設(shè)置在進(jìn)行和面之前，先進(jìn)行和面電機轉(zhuǎn)動的時間設(shè)定。本系統(tǒng)是采用倒計時的方式，到時間歸為零時，電機自動停止。這里的定時是通過atc89c51內(nèi)部的定時器設(shè)計時間的。單片機的定時有軟件定時，硬件定時，可編程定時器時。軟件定時在計算機高級語言編程中經(jīng)常應(yīng)用，即通過循環(huán)程序?qū)崿F(xiàn)延時，系統(tǒng)不需要增加任何硬件，但該定時方法需要長期占用cpu。硬件定時需要系統(tǒng)額外增加電路，而且使用上不夠靈活。單片機對還集成了定時電路，被稱為定時器/計數(shù)器，定時器通過對系統(tǒng)時鐘脈沖進(jìn)行計數(shù)實現(xiàn)定時功能，計數(shù)器則對單片機引腳上輸入的相同脈沖計

31、數(shù)。80c51的單片機內(nèi)部有2個16位可編程的定時器/計數(shù)器，它們有4種工作方式，其控制字和狀態(tài)均在相應(yīng)的特殊功能寄存器中，通過對控制寄存器的編程就可以方便的實現(xiàn)相應(yīng)的工作。一、與定時有關(guān)的幾個概念：時鐘周期也叫振蕩周期或晶振周期，即晶振的單位時間發(fā)出的脈沖數(shù)，一般有外部的振晶產(chǎn)生，比如12mhz=1210的6次方，即每秒發(fā)出12000000個脈沖信號，那么發(fā)出一個脈沖的時間就是時鐘周期，也就是1/12微秒。通常也叫做系統(tǒng)時鐘周期。是計算機中最基本的、最小的時間單位。 在8051單片機中把一個時鐘周期定義為一個節(jié)拍（用p表示），二個節(jié)拍定義為一個狀態(tài)周期（用s表示）。機器周期：在計算機中，為了

32、便于管理，常把一條指令的執(zhí)行過程劃分為若干個階段，每一階段完成一項工作。例如，取指令、存儲器讀、存儲器寫等，這每一項工作稱為一個基本操作。完成一個基本操作所需要的時間稱為機器周期。一般情況下，一個機器周期由若干個s周期（狀態(tài)周期）組成。8051系列單片機的一個機器周期同6個s周期（狀態(tài)周期）組成。前面已說過一個時鐘周期定義為一個節(jié)拍（用p表示），二個節(jié)拍定義為一個狀態(tài)周期（用s表示），8051單片機的機器周期由6個狀態(tài)周期組成，也就是說一個機器周期=6個狀態(tài)周期=12個時鐘周期。在標(biāo)準(zhǔn)的51單片機中，一般情況下，一個機器周期等于12個時鐘周期，也就是機器周期=12*時鐘周期。單片機工作時，是一

33、條一條地從rom中取指令，然后一步一步地執(zhí)行。單片機訪問一次存儲器的時間，稱之為一個機器周期，這是一個時間基準(zhǔn)。機器周期不僅對于指令執(zhí)行有著重要的意義，而且機器周期也是單片機定時器和計數(shù)器的時間基準(zhǔn)。例如一個單片機選擇了12mhz晶振，那么當(dāng)定時器的數(shù)值加1時，實際經(jīng)過的時間就是1us，這就是單片機的定時原理。 指令周期是執(zhí)行一條指令所需要的時間，一般由若干個機器周期組成。指令不同，所需的機器周期數(shù)也不同。對于一些簡單的的單字節(jié)指令，在取指令周期中，指令取出到指令寄存器后，立即譯碼執(zhí)行，不再需要其它的機器周期。對于一些比較復(fù)雜的指令，例如轉(zhuǎn)移指令、乘法指令，則需要兩個或者兩個以上的機器周期。系

34、統(tǒng)時鐘：系統(tǒng)時鐘就是cpu指令運行的頻率，這個才是cpu真正的頻率。單片機內(nèi)部所有工作，都是基于由晶振產(chǎn)生的同一個觸發(fā)信號源，由這個信號來同步協(xié)調(diào)工作步驟，我們把這個信號稱為系統(tǒng)時鐘，系統(tǒng)時鐘一般由晶振產(chǎn)生，但在單片機內(nèi)部系統(tǒng)時鐘不一定等于晶振頻率，有可能小于晶振頻率，也有可能大于晶振頻率，具體是多少由單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，正常情況和晶振頻率會存在一個整數(shù)倍關(guān)系。系統(tǒng)時種是整個單片機工作節(jié)奏的基準(zhǔn)，它每振蕩一次，單片機就被觸發(fā)執(zhí)行一次操作。 一般來說,單片機只有一個時鐘源.用了外部晶振,就不用內(nèi)部rc,用了內(nèi)部rc,就不用外部晶振. 振蕩器振蕩,產(chǎn)生周期波.單片機在這樣的周期波的作用一下有規(guī)律的

35、一拍一拍的工作,波的頻率越高,單片工作得就越快,波的頻率越低,單片機工作得就越慢。二、定時器的工作原理有了以上的概念以后，就可以正確的理解定時器的工作原理了，在8051單片機中，有2個定時器，如果定時器1工作在模式1下，如工作模式1下，是16位的計時器，最大數(shù)值是65535,當(dāng)再加1時（65536），就會發(fā)生溢出，產(chǎn)生中斷，所以如果我們要它計1000個數(shù)， 那么定時初值就是655361000，結(jié)果就是64536，這個值送給th、tl，因為是16進(jìn)制的，所以高位是64536/256取商，低位是64536%256取余。一般我們?nèi)?2m晶振時，一個周期剛好是1us，計數(shù)1000個就是1ms，這是因為

36、標(biāo)準(zhǔn)的51單片機是12時鐘周期的（stc有6時鐘和1時鐘方式）。那么，如果我們晶振是12m，就比較好算，如果是其它的，就用12去除好了。比如是6m的，那么就是12/62，每個計數(shù)是2us，那么你要定時1ms就只要計數(shù)500個即可以。定時器的初值跟定時器的工作方式，跟晶振頻率都有關(guān)系。一個機器周期tcy=晶振頻率x12，計數(shù)次數(shù)n=定時時間t/機器周期tcy，那么初值就x=65536-n，得出的數(shù)化成十六進(jìn)制就行了。這里是用定時器o工作方式1做例子，如果是其它工作方式，就不能是65535了。工作方式0是8192，方式2，3是256。公式：th(65536-time/(12/ft)/256其中，t

37、ime就是要延時的100ms（要取100000us），ft是晶振頻率。這個式子又可以簡化成th(65536-time*ft/12)/256tl(65536-time*ft/12)%256另一種方式計算定時初值的：th0=-(50235/256); /重裝100ms定時初值tl0=-(50235%256); /這里使用的6m晶體，那么，定時器初值要 65536-5000015536，轉(zhuǎn)成16進(jìn)是3cb0。這就是要送給th（3c） 和tl（b0）的值。在面筋儀的系統(tǒng)中，和面的初始值設(shè)為75秒，洗滌的初始時間是17分。在按鍵中有三個功能按鍵，分的增加，秒個位增加，分十位增加值。在電機沒有起動之前。可

38、以按下按鍵，修改它們的值。2.1.2時間存貯要對和面和洗滌的初始值設(shè)定好之后進(jìn)行貯存，采用i2c總線掛一個24c01存貯器來實現(xiàn)的。i2c總線是后掛接一個存貯器，可以把和面設(shè)定的初值存放在存貯器中。i2c(interintegrated circuit)總線是一種由philips公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。 i2c總線的結(jié)構(gòu)與原理:i2c總線使用兩根信號線來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，一根是串行數(shù)據(jù)線(sda)，另一根是串行時鐘線(scl)。它允許若干兼容器件(如存儲器、a/d和d/a轉(zhuǎn)換器，以及l(fā)ed、lcd驅(qū)動器等)共享總線。 i2c總線上理論上可以允許的最大設(shè)備數(shù)，是以總線

39、上所有器件的電容總和不超過400pf為限(其中包括連線本身的電容和與它連接端的引出電容)，總線上所有器件要依靠sda發(fā)送的地址信號尋址，不需要片選線。任何時刻總線只能由一個主器件控制，各從器件在總線空閑時啟動數(shù)據(jù)傳送，由i2c總線仲裁來決定哪個主器件控制總線。sda與scl為雙向i/o線，都是開漏極端(輸出1時，為高阻抗?fàn)顟B(tài))。因此i2c總線上的所有設(shè)備的sda、scl引腳都要外接上拉電阻。目前有的單片機內(nèi)部直接集成了i2c處理模塊，對于沒有集成i2c處理模塊的單片機可以用單片機的通用io口線來模擬sda和scl，如2.2圖所示。在i2c總線中，具有主控能力的器件的數(shù)據(jù)傳輸和尋址也是在仲裁中進(jìn)

40、行的。當(dāng)有多個主控器企圖同時占用總線傳輸數(shù)據(jù)時，根據(jù)i2c總線的規(guī)約它們之間會有一個仲裁過程，以決定誰將占用總線。仲裁是在時鐘線scl為高電平時，根據(jù)數(shù)據(jù)線sda的狀態(tài)進(jìn)行的。因此，仲裁過程和時鐘電平、數(shù)據(jù)線狀態(tài)是相輔相成的。也正是這種相輔相成的機制，使在總線仲裁過程中，當(dāng)有其他主控器在數(shù)據(jù)線上傳送低電平時，發(fā)送高電平的主控器將會發(fā)現(xiàn)此時數(shù)據(jù)線上的電平與其輸出電平不一致，從而被裁決失去總線的主控權(quán)，并立即關(guān)閉其數(shù)據(jù)輸出。圖 2.2單片機掛載多個i2c設(shè)備原理i2c總線的時序分析i2c總線系統(tǒng)是由scl（串行時鐘）和sda（串行數(shù)據(jù)）兩根總線構(gòu)成的。該總線有嚴(yán)格的時序要求，總線工作時，由串行時鐘

41、線scl傳送時鐘脈沖，由串行數(shù)據(jù)線sda傳送數(shù)據(jù)?？偩€協(xié)議規(guī)定，各主節(jié)點進(jìn)行通信時都要有起始、結(jié)束、發(fā)送數(shù)據(jù)和應(yīng)答信號器9 。這些信號都是通信過程中的基本單元?？偩€傳送的每1幀數(shù)據(jù)均是1個字節(jié)，每當(dāng)發(fā)送完1個字節(jié)后，接收節(jié)點就相應(yīng)給一應(yīng)答信號。協(xié)議規(guī)定，在啟動總線后的第1個字節(jié)的高7位是對從節(jié)點的尋址地址，第8位為方向位（“0”表示主節(jié)點對從節(jié)點的寫操作；“1”表示主節(jié)點對從節(jié)點的讀操作），其余的字節(jié)為操作數(shù)據(jù)。圖2.3列出i2c總線上幾個基本信號的時序。假定使用單片機p1.0模擬i2c總線的sda，p1.1模擬i2c總線的scl。圖 2.3 i2c總線基本時序（1） 總線空閑i2c總線在空閑

42、狀態(tài)時，也就是不在進(jìn)行任何操作控制時，數(shù)據(jù)線sda和時鐘線scl總是處于高電平輸出狀態(tài)。當(dāng)操作控制系統(tǒng)時， i2c總線的主機將發(fā)出啟動信號，使數(shù)據(jù)線sda由高電平變?yōu)榈碗娖?，同時時鐘線scl也發(fā)出時鐘信號，程序?qū)崿F(xiàn)如下： scl_i2c bit p1.1；預(yù)定義i2c總線的scl sda_i2c bit p1.0；預(yù)定義i2c總線的sda setb scl_i2c setb sda_i2c（2）開始信號scl保持高電平的狀態(tài)下，sda出現(xiàn)下降沿。出現(xiàn)開始信號以后，總線被認(rèn)為忙，時序圖如圖2.3 所示,程序?qū)崿F(xiàn)如下：start: setb sda_i2c ;發(fā)送起始條件的數(shù)據(jù)信號 setb sc

43、l_i2cnop nop clr sda_i2c ;發(fā)送起始信號nop nop nop clr scl_i2c ;鉗住i2c總線準(zhǔn)備發(fā)送或接受數(shù)據(jù) ret（3）停止信號 scl保持高電平的狀態(tài)下，sda出現(xiàn)上升沿。停止信號過后，總線被認(rèn)為空閑，如圖2.3 所示，程序?qū)崿F(xiàn)如下：stop: clr sda_pcf8563 ;發(fā)送停止條件的數(shù)據(jù)信號 nop nop nop setb scl_pcf8563 ;發(fā)送停止條件的時鐘信號 nop ;起始條件建立時間大于4s nop nop setb sda_pcf8563 ;發(fā)送i2c總線停止信號 ret2.2電機的pwm控制本次設(shè)計pwm產(chǎn)生模塊的主要內(nèi)

44、容就是要設(shè)計一個可調(diào)占空比的pwm來控制水泵電機的轉(zhuǎn)速。而pwm占空比的調(diào)節(jié)是通過定時器t1賦一定值，把從51芯片上引出一個引腳在一定時間內(nèi)賦值1或賦值得0，形成不同占空比的脈沖。由于直流電機的實際轉(zhuǎn)速與設(shè)定值之間有一定的關(guān)聯(lián)，改變pwm的占空比，從而實現(xiàn)調(diào)整水泵電機的轉(zhuǎn)速的功能。2.2.1 pwm的定義脈沖寬度調(diào)制（pwm）是英文pulse width modulation的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制。它是利用微處理器的數(shù)字信號輸出來對模擬電路進(jìn)行控制的一種很有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于測量、通信、功率控制和變換等很多領(lǐng)域的一種模擬控制方式。根據(jù)載荷的變化來調(diào)節(jié)晶體管的柵極或者基極的偏置，從而實現(xiàn)開關(guān)穩(wěn)壓

45、電源輸出晶體管或者晶體管的導(dǎo)通時間的改變，這種方式使得電源輸出電壓在工作條件變化的時候還能夠保持恒定。脈沖寬度調(diào)制（pwm）是一種對模擬信號電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對一個具體模擬信號的電平新星編碼。pwm信號仍然是數(shù)字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全有（on），要么完全無（off）。電壓或者電流源是以一種通或者斷的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去。通的時候即是直流供電被加到負(fù)載上的時候，斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬足夠，任何的模擬值都可以使用pwm來進(jìn)行編碼。2.2.2 pwm的調(diào)速原理pwm是通過固定電壓的直流電源的開

46、關(guān)頻率，來改變負(fù)載的兩端電壓，從而達(dá)到能夠控制的要求的一種電壓調(diào)制方法。在pwm驅(qū)動控制的調(diào)速系統(tǒng)中，按照一個固定頻率來聯(lián)通和關(guān)斷電源，并且根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)聯(lián)通和關(guān)斷時間的長短 。通過改變直流電機電樞上電壓的占空比來改變平均電壓的大小，從而控制電動機的轉(zhuǎn)速。因此pwm又被稱為開關(guān)驅(qū)動裝置。在脈沖的作用下，當(dāng)電機通電的時候，速度加快；電機斷電的時候，速度減慢。只要按照一定的規(guī)律，改變電機的平均速度得到控制。假設(shè)電機始終接通電源，電機轉(zhuǎn)速最大為vmax，假設(shè)占空比為d=t1/t，則電機的平均速度為vd=vmax*d。由此可見，當(dāng)我們改變占空比d=t1/t的時候，就可以得到不同的電機平均速度v

47、d，從而達(dá)到調(diào)速的目的。嚴(yán)格來講，平均速度vd與占空比d并不是十分嚴(yán)格的線性關(guān)系，但在一般應(yīng)用中，可以將其近似看成線性關(guān)系。2.2.3 pwm的控制方法1.相電壓控制pwm等脈寬pwm法1vvvf(variable voltage variable frequency)裝置在早期是采用pam（pulse amplitude modulation）控制技術(shù)來實現(xiàn)的，其逆變器部分只能輸出頻率可調(diào)的方波電壓而不能調(diào)壓。等脈寬pwm法正是為了克服pam法的這個缺點發(fā)展而來的，是pwm法中最為簡單的一種。它是把每一脈沖的寬度均相等的脈沖列作為pwm波，通過改變脈沖列的周期可以調(diào)頻，改變脈沖的寬度或占空比

48、可以調(diào)壓，采用適當(dāng)控制方法即可使電壓與頻率協(xié)調(diào)變化。相對于pam法，該方法的優(yōu)點是簡化了電路結(jié)構(gòu)，提高了輸入端的功率因數(shù)，但同時也存在輸出電壓中除基波外，還包含較大的諧波分量。spwm法spwm（sinusoidal pwm）法是一種比較成熟的、目前使用較廣泛的pwm法。前面提到的采樣控制理論中的一個重要結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。spwm法就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ)，用脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的pwm波形即spwm波形控制逆變電路中開關(guān)器件的通斷，使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應(yīng)區(qū)間內(nèi)的面積相等，通過改變調(diào)制波的頻率和幅值

49、則可調(diào)節(jié)逆變電路輸出電壓的頻率和幅值。該方法的實現(xiàn)有以下幾種方案。2 線電壓控制pwm馬鞍形波與三角波比較法馬鞍形波與三角波比較法也就是諧波注入pwm方式（hipwm），其原理是在正弦波中加入一定比例的三次諧波，調(diào)制信號便呈現(xiàn)出馬鞍形，而且幅值明顯降低，于是在調(diào)制信號的幅值不超過載波幅值的情況下，可以使基波幅值超過三角波幅值，提高了直流電壓利用率。在三相無中線系統(tǒng)中，由于三次諧波電流無通路，所以三個線電壓和線電流中均不含三次諧波4。除了可以注入三次諧波以外，還可以注入其他3倍頻于正弦波信號的其他波形，這些信號都不會影響線電壓。這是因為，經(jīng)過pwm調(diào)制后逆變電路輸出的相電壓也必然包含相應(yīng)的3倍頻

50、于正弦波信號的諧波，但在合成線電壓時，各相電壓中的這些諧波將互相抵消，從而使線電壓仍為正弦波。3 電流控制pwm電流控制pwm的基本思想是把希望輸出的電流波形作為指令信號，把實際的電流波形作為反饋信號，通過兩者瞬時值的比較來決定各開關(guān)器件的通斷，使實際輸出隨指令信號的改變而改變。其實現(xiàn)方案主要有以下3種。滯環(huán)比較法4這是一種帶反饋的pwm控制方式，即每相電流反饋回來與電流給定值經(jīng)滯環(huán)比較器，得出相應(yīng)橋臂開關(guān)器件的開關(guān)狀態(tài)，使得實際電流跟蹤給定電流的變化。該方法的優(yōu)點是電路簡單，動態(tài)性能好，輸出電壓不含特定頻率的諧波分量。其缺點是開關(guān)頻率不固定造成較為嚴(yán)重的噪音，和其他方法相比，在同一開關(guān)頻率下

51、輸出電流中所含的諧波較多。三角波比較法2該方法與spwm法中的三角波比較方式不同，這里是把指令電流與實際輸出電流進(jìn)行比較，求出偏差電流，通過放大器放大后再和三角波進(jìn)行比較，產(chǎn)生pwm波。此時開關(guān)頻率一定，因而克服了滯環(huán)比較法頻率不固定的缺點。但是，這種方式電流響應(yīng)不如滯環(huán)比較法快。4 空間電壓矢量控制pwm7空間電壓矢量控制pwm（svpwm）也叫磁通正弦pwm法。它以三相波形整體生成效果為前提，以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉(zhuǎn)磁場軌跡為目的，用逆變器不同的開關(guān)模式所產(chǎn)生的實際磁通去逼近基準(zhǔn)圓磁通，由它們的比較結(jié)果決定逆變器的開關(guān)，形成pwm波形。此法從電動機的角度出發(fā)，把逆變器和電機看作一個整體

52、，以內(nèi)切多邊形逼近圓的方式進(jìn)行控制，使電機獲得幅值恒定的圓形磁場(正弦磁通)。具體方法又分為磁通開環(huán)式和磁通閉環(huán)式。磁通開環(huán)法用兩個非零矢量和一個零矢量合成一個等效的電壓矢量，若采樣時間足夠小，可合成任意電壓矢量。此法輸出電壓比正弦波調(diào)制時提高15，諧波電流有效值之和接近最小。磁通閉環(huán)式引入磁通反饋，控制磁通的大小和變化的速度。在比較估算磁通和給定磁通后，根據(jù)誤差決定產(chǎn)生下一個電壓矢量，形成pwm波形。這種方法克服了磁通開環(huán)法的不足，解決了電機低速時，定子電阻影響大的問題，減小了電機的脈動和噪音。但由于未引入轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)，系統(tǒng)性能沒有得到根本性的改善。5 矢量控制pwm8矢量控制也稱磁場定向控制

53、，其原理是將異步電動機在三相坐標(biāo)系下的定子電流ia，ib及ic，通過三相/二相變換，等效成兩相靜止坐標(biāo)系下的交流電流ia1及ib1，再通過按轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流im1及it1（im1相當(dāng)于直流電動機的勵磁電流；it1相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流），然后模仿對直流電動機的控制方法，實現(xiàn)對交流電動機的控制。其實質(zhì)是將交流電動機等效為直流電動機，分別對速度、磁場兩個分量進(jìn)行獨立控制。通過控制轉(zhuǎn)子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場兩個分量，經(jīng)坐標(biāo)變換，實現(xiàn)正交或解耦控制。但是，由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準(zhǔn)確觀測，以及矢量變換的復(fù)雜性，使得實際控制效果往往難以達(dá)到理論分析的效

54、果，這是矢量控制技術(shù)在實踐上的不足。此外它必須直接或間接地得到轉(zhuǎn)子磁鏈在空間上的位置才能實現(xiàn)定子電流解耦控制，在這種矢量控制系統(tǒng)中需要配置轉(zhuǎn)子位置或速度傳感器，這顯然給許多應(yīng)用場合帶來不便。2.2.4 pwm波的實現(xiàn)在pwm調(diào)節(jié)控制方式下，占空比的調(diào)節(jié)可以采用:定寬調(diào)頻、調(diào)寬調(diào)頻和定頻調(diào)寬等方法。由于在調(diào)頻方式下，pwm信號的頻率有可能與系統(tǒng)的固有頻率相近而引起震蕩，因此，采用了定頻調(diào)寬的方法。在實現(xiàn)時需要達(dá)到的目標(biāo)為:占空比可控，pwm頻率根據(jù)需要可以由外部設(shè)定，pwm頻率的改變不影響現(xiàn)有的占空比。在這個系統(tǒng)中，用到的pwm是用硬件來實現(xiàn)，用一個外部555定時器電路來調(diào)節(jié)的。為方便客戶調(diào)節(jié)，

55、用硬件來實現(xiàn)，也可以用軟件來實現(xiàn)，用的是芯片內(nèi)部定時器來實現(xiàn)一定寬度的脈沖來實現(xiàn)對水泵水速的控制。2.3電機的按鍵控制鍵盤是計算機不可缺少的輸入設(shè)備，是實現(xiàn)人機對話的紐帶。按其結(jié)構(gòu)形式鍵盤可分為非編碼鍵盤和編碼鍵盤，前者用軟件方法產(chǎn)生鍵碼，而后者用硬件方法產(chǎn)生鍵碼。2.3.1鍵盤原理與鍵盤分類按鍵按照結(jié)構(gòu)原理與鍵的分類，一類是觸點式開關(guān)按鍵，如機械式開關(guān)，導(dǎo)電橡膠式開關(guān)等；另一類是無觸點式開按鍵，如電氣式按鍵，磁感應(yīng)按鍵等。前者成本低，后者壽命長。目前，微機系統(tǒng)中最常見的是觸點式開關(guān)按鍵。按鍵按照接口原理可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤兩類。這兩類的主要區(qū)別是識別鍵符及給出相應(yīng)的鍵碼的方法。編碼鍵盤

56、主要是用硬件來實現(xiàn)對鍵的識別，非編碼鍵盤主要是由軟件來實現(xiàn)的定義與識別。全編碼鍵盤能夠由硬件邏輯自動提供與鍵對應(yīng)的編碼，此外，一般還具有去抖動和多鍵、竄鍵保護(hù)電路。這種鍵盤使用方便，但需要較多的硬件，價格昂貴，一般的單片機應(yīng)用系統(tǒng)較少采用。非編碼鍵盤只簡單地提供行和列的矩陣，其它 工作均由軟件完成。由于其經(jīng)濟實用，較多地應(yīng)用于單片機系統(tǒng)中。一、鍵輸入原理在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，除了復(fù)位按鍵有專門復(fù)位電路及專一的復(fù)位功能外，其它按鍵都是以開關(guān)狀態(tài)來設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)的。當(dāng)所設(shè)置的功能或數(shù)字鍵按下時，計算機應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)完成該按鍵所設(shè)定的功能，鍵信息輸入是與軟件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的過程。對于一組鍵或一個鍵盤，總有一個接口電路與cup相連。cpu可以采用查詢或是斷方式判斷有無按鍵輸入，并檢查是哪一個鍵按下，將該鍵號送入累加器acc，然后通過跳轉(zhuǎn)指令轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵的功能程序，執(zhí)行完后再返回主程序。二、按鍵結(jié)構(gòu)與特點微機鍵盤通常使用機械觸點式按鍵開關(guān)，其主要功能是把機械上的通斷轉(zhuǎn)換成為電氣上的邏輯關(guān)系。也就是說，它能提供的tt