課程設(shè)計(jì) 消毒柜控制電路

1、 摘 要 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，微電腦控制技術(shù)開始逐步滲透到各個(gè)領(lǐng)域中，包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及家庭生活。溫度的變化對人們的生產(chǎn)和生活有一定的影響，通過對環(huán)境的檢測，分析，掌握其變化規(guī)律并合理利用，以改善人類的生活。消毒柜就是為了人們?nèi)粘Ｉ钪械牟途呦径O(shè)計(jì)的，采用微電腦控制技術(shù)，精確地控制消毒柜內(nèi)的溫度和加熱時(shí)間，很大程度上改善了人們的飲食衛(wèi)生，提高了人們的生活水平。本設(shè)計(jì)采用電橋電路將pt-100電阻值的變化轉(zhuǎn)換成電壓變化，再經(jīng)運(yùn)放tl084放大成05伏電壓，整形濾波使得信號穩(wěn)定后，送至adc0809數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)化成8位數(shù)字信號送8051單片機(jī)系統(tǒng)，8051單片機(jī)對采集的數(shù)據(jù)處理后送

2、7279鍵盤顯示電路，實(shí)時(shí)動態(tài)地顯示當(dāng)前的溫度及倒計(jì)時(shí)時(shí)間。對溫度的控制主要由單片機(jī)控制繼電器動作來管理加熱器的啟動和停止，并且對溫度的控制為精確的閉環(huán)控制。關(guān)鍵字: 單片機(jī) 數(shù)據(jù)處理 顯示目錄第一章 前言.11.1課題的背景和意義.11.2國內(nèi)外研究概況及發(fā)展方向.11.3 本文主要研究內(nèi)容.2第二章系統(tǒng)的組成及工作原理. 32.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求. . . 32.2系統(tǒng)組成框圖.32.3 系統(tǒng)工作原理.3第三章 硬件電路設(shè)計(jì). . . .43.1方案討論.432 方案確定.53.3單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì).63.4溫度轉(zhuǎn)換與放大電路.73.5數(shù)模轉(zhuǎn)換電路.83.6鍵盤控制電路.93.7顯示模塊.1

3、0第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).124.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)原理.124.2主程序設(shè)計(jì).124.3 系統(tǒng)子程序設(shè)計(jì).13 4.3.1溫度采樣及ad子程序.14 4.3.2顯示處理子程序.15 4.3.3消毒子程序.15 4.3.4保溫子程序.16 4.3.5停止子程序.17 4.3.6鍵盤處理子程序.18第五章 調(diào)試與結(jié)果分析.20 5.1硬件調(diào)試.20 5.2軟件調(diào)試.20 5.3調(diào)試結(jié)果.21第六章 結(jié)論.22 6.1實(shí)現(xiàn)功能.22 6.2不足之處及改進(jìn)意見.22參考文獻(xiàn).23附錄.24附錄一 電路原理圖.24附錄二 源程序.25第一章 前言11 課題的背景和意義 隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步，測溫控溫

4、儀器的廣泛應(yīng)用，智能控溫已經(jīng)是當(dāng)今控制系統(tǒng)的主流方向，特別近年來溫度控制系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用的人們生活的各個(gè)方面但溫度控制卻是一個(gè)一直未開發(fā)的領(lǐng)域，卻是與人們息息相關(guān)的問題。而該課題是設(shè)計(jì)一個(gè)消毒柜其實(shí)就是設(shè)計(jì)一個(gè)智能的溫度控制系統(tǒng)，消毒柜主要通過加熱到一個(gè)指定溫度，對餐具等衛(wèi)生潔具進(jìn)行高溫消毒，消毒柜將高溫控制在一個(gè)指定的范圍內(nèi)，并維持一定時(shí)間，殺滅細(xì)菌，極大地增強(qiáng)了人們的飲食衛(wèi)生，大大降低了疾病的交叉?zhèn)魅?，為提高人們的身體健康起了重要的作用。12 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展方向基于國內(nèi)外對消毒柜的研究大體分為三個(gè)方向：首先是基于溫度控制，通過對溫度的控制來達(dá)到消毒的目的分為高溫型電子消毒柜殺和低溫型消毒

5、柜，其次是市場上的一些通過臭氧消毒，最后就是通過紫外線消毒的消毒柜。這三類消毒柜其中高溫消毒柜高溫型電子消毒柜殺滅細(xì)菌和病毒的效果好，升溫速度快，時(shí)間短，一次消毒的時(shí)間一般不超過25分鐘，同時(shí)，在消毒過程中不產(chǎn)生氣體，因此容易被用戶接受。高溫型電子消毒柜適用于不銹鋼、鋁、陶瓷、玻璃制成的餐具、茶具，但不適于消毒不耐熱的塑料、漆 、木、竹制品，選購時(shí)要考慮這一點(diǎn)。一般家中電子消毒柜耗電功率多在600-700瓦左右， 每次消毒耗電相對低溫型要多一些。低溫型消毒柜殺菌消毒的時(shí)間較長，一次消毒時(shí)間需要60分鐘才能完成，若柜門門封密封不好，會有少量臭氧的難聞氣味逸出。但適用任何材料，包括塑料制成的奶瓶奶

6、嘴、茶具和餐具都可以進(jìn)行消毒。低溫型電子消毒柜耗電量一般都較小，家中使用的多在200瓦以下，價(jià)格較便宜。根據(jù)中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院消毒研究中心測試的數(shù)據(jù)表明：消毒柜內(nèi)部的溫度必須達(dá)到125，而且持續(xù)保持10分鐘，才能把對人身體有害的牙孢菌及肝炎病菌殺死。出于這個(gè)原因，只有單一遠(yuǎn)紅外線消毒功能的消毒柜中不宜存放塑料器皿，因?yàn)橐朐诠駜?nèi)達(dá)到125，不論是采用石英管還是電熱絲發(fā)熱，發(fā)熱元件附近的溫度肯定會大大高于125，塑料容器在長時(shí)間的烘烤之下，很容易變形。縱觀國內(nèi)外市場中的消毒柜產(chǎn)品，其發(fā)展方向是系統(tǒng)采用微電腦控制，vfd動態(tài)顯示當(dāng)前系統(tǒng)工作情況及其他參數(shù)，同時(shí)采用數(shù)碼控制定時(shí)開關(guān)、自動除臭，采用高

7、新納米磁性門封材料、排氣孔特設(shè)防蟲網(wǎng)。 13本文主要的研究內(nèi)容本文主要研究基于at89s51單片機(jī)控制的消毒框系統(tǒng)，設(shè)計(jì)中由于是采用實(shí)驗(yàn)室實(shí)箱的滑動變阻器來代替前端溫度傳感器，來實(shí)現(xiàn)模擬溫度值的輸入，然后再經(jīng)adc0809的轉(zhuǎn)換最后輸入到單片機(jī)里進(jìn)行處理，在經(jīng)過8255的鍵盤顯示控制電路實(shí)現(xiàn)溫度的時(shí)實(shí)顯示。第二章 系統(tǒng)的組成及工作原理21 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求設(shè)置三個(gè)功能鍵消毒、保溫、停止。(1)按消毒鍵，接通加熱繼電器加熱，當(dāng)測到125時(shí)，停止加熱。(2)按保溫鍵，在50以下接通加熱器，到70關(guān)閉，一直持續(xù)工作。(3)按停止鍵，則停止工作。22 系統(tǒng)組成框圖ad590電壓放大a/d功能鍵盤單片機(jī)數(shù)碼

8、顯示加熱裝置圖2.1 系統(tǒng)組成框圖23 系統(tǒng)工作原理該系統(tǒng)是基于at89s51單片機(jī)的智能溫度控制的且實(shí)現(xiàn)通過高溫來殺滅病毒的消毒柜系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要四大塊部分組成第一部分是由溫度傳感器采集溫度轉(zhuǎn)換成模擬電壓，再通過電壓放大電路進(jìn)行信號的放大，第二部分的電路時(shí)由adc0809的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路把采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)字信號，輸入到以單片機(jī)為主溫度控制部分，最后把經(jīng)過處理的信號通過8255鍵盤處理電路實(shí)時(shí)顯示出來。 at89s51單片機(jī)對鍵盤的掃描結(jié)果和即時(shí)溫度值的處理，實(shí)現(xiàn)對溫度的實(shí)時(shí)控制，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了加熱，保溫，停止三個(gè)鍵，按下加熱功能鍵時(shí)，單片機(jī)控制加熱器，開始加熱，當(dāng)溫度到達(dá)125度時(shí)停止

9、加熱，按下保溫鍵時(shí)，溫度低于50度，加熱器開始加熱，溫度高于70度，停止加熱，當(dāng)按下停止鍵時(shí),一切動作停止。第三章 硬件電路設(shè)計(jì)31 方案論證方案一： 在此方案中也采用鉑熱電阻溫度傳感器pt-100，由含鉑熱電阻pt-100為橋臂的電橋，工作過程中其溫度的變化將引起pt-100電阻值的改變，最終轉(zhuǎn)換成電壓的變化，但電橋輸出的電壓最多只能是幾十毫伏，所以必須經(jīng)lm35放大后才輸出工作電壓430v的電壓，再經(jīng)adc0809轉(zhuǎn)換成8位數(shù)字信號送單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)。單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)對所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)濾波、變換等處理后送入7279進(jìn)行顯示，以實(shí)現(xiàn)對溫度值的測量。測量出即時(shí)的溫度值之后要進(jìn)行的就是根據(jù)溫度的值和7

10、279對鍵盤的掃描結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的處理，如加熱、保溫、停止等，這些就要靠軟件程序來輔助完成，通過加熱裝置來進(jìn)行相應(yīng)的操作，從而完成此次設(shè)計(jì)的基本要求。加熱器由單片機(jī)控制，安全管理加熱器的啟動與停止，加熱裝置將單片機(jī)核心系統(tǒng)與加熱器隔離，防止加熱器的高溫對系統(tǒng)造成損害，起到了以小電流控制大電流的安全控制的作用。方案一系統(tǒng)方框圖如下所示:圖3.1 方案一系統(tǒng)方框圖方案二： 在此方案中采用了ad590是電流輸出型溫度傳感器，其工作電壓是430v，檢測溫度范圍為-55+150度的溫度范圍符合實(shí)驗(yàn)要求，由于ad590是集成溫度傳感器，其輸出信號經(jīng)過10k電阻取出電壓信號，經(jīng)零點(diǎn)調(diào)整，小信號放大以后經(jīng)a/d

11、轉(zhuǎn)換數(shù)字量由at89s51單片機(jī)處理，由單片機(jī)處理完后經(jīng)過8255數(shù)碼顯示電路實(shí)時(shí)顯示在數(shù)碼管上，且通過8255的鍵盤控制電路來實(shí)現(xiàn)對溫度智能控制。方案二：系統(tǒng)方框圖如下：圖3.2 方案二系統(tǒng)方框圖32 方案確定經(jīng)過兩種方案的比較第一種方案由于pt100的溫度采集不穩(wěn)定且而ad590是集成的溫度傳感器，相對比較穩(wěn)定采樣的溫度值先對比較準(zhǔn)確，且連線上相對比較少，且在試驗(yàn)箱上有固定的8255的數(shù)碼顯示電路在硬件電路上比較方便也方便后面的對程序編寫打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)所以綜合各方面的因素最終確定采用方案二。33單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)采用的是atmel公司的at89s51芯片該款芯片是一種低功耗、高性能

12、cmos8位微控制器，具有 4k 在系統(tǒng)可編程flash 存儲器。使用atmel 公司高密度非 易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80c51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位cpu 和在系統(tǒng) 可編程flash，使得at89s51為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 at89s51具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4k字節(jié)flash，128字節(jié)ram， 32 位i/o 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，兩個(gè)16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，at89s51

13、可降至0hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，cpu 停止工作，允許ram、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護(hù)方式下，ram內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。8 位微控制器 4k 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 flash at89s51。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖如圖3.2所示。at89s51 的復(fù)位端是一個(gè)史密特觸發(fā)輸入，高電平有效，而系統(tǒng)中的時(shí)鐘接口和can 總線接口的復(fù)位信號都是低電平有效。在復(fù)位電路中，按一下復(fù)位開關(guān)就使在rs端出現(xiàn)一段時(shí)間的高電平，經(jīng)過74ls14 的一次反相整形，提供給單片機(jī)復(fù)位端。再經(jīng)過一次反相整形，通

14、過i/orst 端提供給外部接口電路。外接12m 晶振和兩個(gè)20p 電容組成系統(tǒng)的內(nèi)部時(shí)鐘電路。圖3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖34 溫度轉(zhuǎn)換與放大電路由于本方案采用的集成溫度傳感器ad590其內(nèi)部的電路如下：圖3.3 溫度轉(zhuǎn)換與放大電路ad590是電流輸出型溫度傳感器，其工作電壓為430v，檢測溫度范圍55度到+150度，它有非常好的線性，靈敏度為1ua/k。ad590輸出信號通過10k電阻取出的電壓信號，經(jīng)零點(diǎn)調(diào)整，小信號放大，輸出vt，提供ad0809采樣用溫度ad590電流經(jīng)10k電壓零點(diǎn)調(diào)整后電壓放大5倍后電壓vtadc0809數(shù)字量0273.2ua2.732v0.0v0v00h102

15、83.2ua2.832v0.1v0.5v1ah20293.2ua2.932v0.21.0v33h30303.2ua3.302v0.3v1.5v4dh40313.2ua3.132v0.4v2v66h50323.2ua3.232v0.5v2.5v80h60333.2ua3.332v0.6v3v99h70343.2ua3.432v0.7v3.5vb3h80353.2ua3.532v0.8v4vcch90363.2ua3.632v0.9v4.5ve6h100373.2ua3.732v1.0v5vffh表3.3ad590溫度參數(shù)表35 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路該部分采用的是adc0809芯片進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，且adc0

16、809是由兩部分組成，第一部分為8通道多路模擬開關(guān)以及相應(yīng)的通道地址鎖存，及譯碼電路，可以實(shí)現(xiàn)8路模擬信號的分時(shí)采集，而其a,b,c決定那一路模擬信號被選中并送到內(nèi)部a/d轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行轉(zhuǎn)換。第二部分為一個(gè)逐位逼近式的a/d轉(zhuǎn)換啊器，它由比較器，控制邏輯，三態(tài)輸出緩沖器、逐位逼近寄存器以及開關(guān)樹和256r梯形電阻網(wǎng)絡(luò)組成。其中由開關(guān)樹和256r梯形網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成d/a轉(zhuǎn)換器。硬件電路圖如下:圖3.4 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路3、接地。模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路中要特別注意到地線的正確連接，否則干擾很嚴(yán)重，以至影響轉(zhuǎn)換結(jié)果的準(zhǔn)確性。a/d、d/a 及取樣保持芯片上都提供了獨(dú)立的模擬地（agnd）和數(shù)字地（dgnd）的引腳。

17、在線路設(shè)計(jì)中，必須將所有的器件的模擬地和數(shù)字地分別連接，然后將模擬地與數(shù)字地僅在一點(diǎn)上相連。其中：vin(+)為模擬電壓輸入端， a-gnd 為模擬地，作為輸入模擬電壓和基準(zhǔn)電壓基地端的接地參考點(diǎn)。vref 為基準(zhǔn)電壓輸入端，接mc1403提供穩(wěn)定的參考電壓。wr 和rd 接89c51 的讀寫端。adc0804 在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的工作過程：采集數(shù)據(jù)時(shí)，首先微處理器執(zhí)行一條傳送指令，在該指令執(zhí)行過程中，微處理器在控制總線的同時(shí)產(chǎn)生cs、wr 低電平信號，啟動a/d 轉(zhuǎn)換器工作，adc0804經(jīng)100us 后將輸入模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號存于輸出鎖存器，并在等待轉(zhuǎn)換結(jié)束后，通知微處理器可來取數(shù)。微處

18、理器立即執(zhí)行輸入指令，以產(chǎn)生cs、rd 低電平信號到adc0804 相應(yīng)引腳，將數(shù)據(jù)取出并存入存儲器中。整個(gè)數(shù)據(jù)采集過程中，由微處理器有序的執(zhí)行若干指令完成。本次設(shè)計(jì)在ad 采樣部分電路設(shè)計(jì)沒有選用中斷方式，因?yàn)樵诩訜嵫b置選取的部分，選用的為小功率加熱器，在一定時(shí)間內(nèi)溫度的變化不是很明顯。在本系統(tǒng)實(shí)時(shí)要求不是很高情況下，采用延時(shí)方式對系統(tǒng)執(zhí)行速度影響不大。36鍵盤控制電路硬件電路如下：圖3.5鍵盤接口電路該接口鍵盤接口電路時(shí)通過8255擴(kuò)展接口，其中8255的pa口作為輸入口，作為鍵盤掃描的列掃信號，而pc口的低四位作為行掃信號的掃描回鍵盤的鍵值。本模塊通過編制程序，掃描鍵盤，來比對鍵盤的值，

19、來設(shè)置三個(gè)功能鍵，設(shè)置，消毒、保溫、停止三個(gè)功能鍵。37 顯示模塊8255為可編程的并行接口芯片，其具有三個(gè)8位的并行i/o口，分別為pa口,pb口,pc口，其中pc口又分為高四位pc7pc4,和低四位口的pc3pc0，它們都可以通過編程來控制來改變i/o口的工作方式。,顯示模塊也是采用的是8255,擴(kuò)展口，通過編制相應(yīng)的程序來改變i/o口的工作方式，其中8位共陰極led數(shù)碼管與8255構(gòu)成動態(tài)顯示接口，8255的a口作位掃描口，經(jīng)同相驅(qū)動器75451接數(shù)碼管的公共極，b口作為數(shù)據(jù)口經(jīng)同相驅(qū)動器75451后接顯示器的各個(gè)段極。顯示時(shí)先使pa0為低電平，pa1-pa5為高電平，經(jīng)75451同相驅(qū)

20、動后，僅第一位數(shù)碼管被選通，同時(shí)pb口輸出第一個(gè)要顯示的數(shù)據(jù)，持續(xù)一秒后，使pa0為高，關(guān)閉第一個(gè)數(shù)碼管，隨后使pa1為低電平，選通第二位數(shù)碼管，并由pb口輸出第二位要顯示的數(shù)據(jù)，并延時(shí)1ms左右，依次選通第 3、4、6，位數(shù)碼管，并通過循環(huán)顯示，便可在數(shù)碼管上穩(wěn)定的顯示所需要顯示的內(nèi)容。其數(shù)碼管的字形表如下：代碼d7d6d5d4d3d2d1d0字形hhgfedcbac0110000000f9111110101a4101001002b0101000003991001100149210010010582100000106f81111100078010000000890100100009表3.6.

21、1字形表硬件電路如下：圖3.6.2顯示電路圖第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)41 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)原理本程序設(shè)計(jì)根據(jù)通過溫度傳感器采樣來的溫度值，經(jīng)過ad轉(zhuǎn)換，然后把轉(zhuǎn)換后的值經(jīng)過放大，然后再經(jīng)過二十進(jìn)制轉(zhuǎn)換，把轉(zhuǎn)換后的數(shù)值寄存在寄存器中然后調(diào)用顯示程序進(jìn)行溫度的事實(shí)顯示。對于各個(gè)功能鍵的程序是從p0口讀數(shù)、再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)、送顯緩區(qū)、再根據(jù)鍵盤掃描的結(jié)果對溫度值進(jìn)行比較判斷，當(dāng)按下的鍵是加熱功能鍵時(shí)，系統(tǒng)要控制加熱器，開始加熱，當(dāng)溫度到達(dá)125度時(shí)停止加熱，當(dāng)按下保溫鍵時(shí)，當(dāng)溫度低于50度時(shí)，加熱器開始加熱，當(dāng)溫度高于70度，停止加熱，當(dāng)按下停止鍵時(shí)；一切動作停止。通過在主程序里面設(shè)立標(biāo)志，該程序是通過延時(shí)

22、的方法來確保ad轉(zhuǎn)換已完成的方法實(shí)現(xiàn)溫度與按鍵的統(tǒng)一和“同步”，實(shí)時(shí)的控制加熱器的工作，以達(dá)到人們所要求達(dá)到的效果。42 主程序設(shè)計(jì)主程序主要完成8255控制字初始化、送7279顯示、鍵盤掃描以及鍵處理等功能，其中初始化又涉及內(nèi)存單元，顯緩區(qū)，堆棧，及各寄存器的初始化，其流程框圖見圖4.1。有鍵按下否？是加熱鍵否？是消毒鍵否？是停止鍵否？開始初始化8255鍵盤掃描清保溫標(biāo)志，置消毒標(biāo)志，啟動加熱器清加熱標(biāo)志，置保溫標(biāo)志清消毒、保溫標(biāo)志，關(guān)閉加熱器rtrrtnnnyyyny圖4.1 主程序框圖43 系統(tǒng)子程序設(shè)計(jì)本軟件設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)子程序的設(shè)計(jì)是整個(gè)程序設(shè)計(jì)的重中之重，子程序以模塊化的方式實(shí)現(xiàn)各個(gè)

23、獨(dú)立功能，再通過主程序來調(diào)用功能子程序，使整個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)完整的功能。431 溫度采樣及ad子程序溫度采樣進(jìn)來，通過adc0809的0通道，啟動ad轉(zhuǎn)換，然后延時(shí)120us,確保ad轉(zhuǎn)換已完成，然后再進(jìn)行數(shù)值處理，經(jīng)過二十進(jìn)制轉(zhuǎn)換，分離個(gè)、十、百位，然后送到r0、r1、r2中保存。程框圖如圖4.3 所示開始啟動ad0809的0通道分離個(gè)位送r1分離十位送r2分離百位送r3返回選中adc0809的端口地址啟動采樣，采樣值送r7中給b中初值10y圖4.3 ad采樣濾波子程序流程框圖432 顯示處理子程序該程序采用8255并行送顯，先給7eh到7ah四個(gè)顯緩單元付初值，然后建立顯緩指針r0，且將顯示碼送

24、r1，然后查表顯示，然后使修改指針，消隱，循環(huán)動態(tài)顯示顯示處理子程序流程框圖如圖4.4所示開始顯緩指針r0、顯示碼r1、循環(huán)次數(shù)r7初始化置cs為低電平，并延時(shí)50us延時(shí)5us，去除片選信號，修改r0和r1發(fā)顯示碼到8255，r0單元內(nèi)容查表，將得到的字形碼發(fā)送至8255r7-1=0？返回yn圖4.4 顯示處理子程序流程框圖433 消毒子程序消毒子程序主要是將消毒用紅色指示燈表示，將保溫用綠色指示燈表示，消毒子程序流程框圖如圖4.5所示。、開始掃描鍵盤p1.1置為0，點(diǎn)亮消毒指示燈是否停止鍵？溫度大于125度?啟動加熱，置p1.1為低停止加熱，置p1.1高關(guān)消毒指示燈返回ynyn圖4.5 消

25、毒子程序流程框圖434 保溫子程序保溫子程序主要用于當(dāng)用戶按下保溫鍵時(shí)對系統(tǒng)進(jìn)行保溫。先點(diǎn)亮保溫指示燈，若沒到則再檢測當(dāng)前系統(tǒng)的溫度是否在50-70度之間，大于70度時(shí)關(guān)加熱器，小于50度時(shí)開加熱器。直接停止保溫,其流程框圖如圖4.6所示。開始返回啟動加熱，置p1.1為低溫度小于50度?關(guān)消毒指示燈停止加熱，置p1.2高ny溫度大于70度?ynny鍵盤掃描是否停止鍵？p1.2置為0，點(diǎn)亮保溫指示燈圖4.6 保溫子程序流程框圖435 停止子程序停止子程序主要在用戶按下停止鍵以后被調(diào)用，停止子程序運(yùn)行后將消毒、保溫指示燈熄滅，關(guān)閉加熱器。其流程圖如圖4.7所示。開始清除消毒、保溫標(biāo)志關(guān)數(shù)碼管顯示。

26、關(guān)指示燈和加熱器7eh送r0，31h送r1，04h送r7r0送r1r7-1=0？返回ny圖4.7停止子程序流程框圖436 鍵盤處理子程序鍵盤處理主要是不斷的掃描8255模塊中的鍵盤，若有鍵按下時(shí)，則根據(jù)得到的鍵值查表求出其鍵號，將鍵號存放于寄存器r3中供主程序處理。其流程圖如圖4.8所示。 開始置8255的cs有效，并延時(shí)30us送列信號#0feh回讀行掃信號置鍵標(biāo)志00ha為0否清鍵標(biāo)志00h由鍵值查鍵號返回yn圖4.8 鍵盤處理子程序流程圖第五章 調(diào)試與結(jié)果分析51 硬件調(diào)試(1)由于本次課設(shè)才用的是實(shí)驗(yàn)相，通過設(shè)計(jì)方案，在試驗(yàn)箱上找出各部分電路分布，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的各功能芯片的端口

27、地址，連接號各部分電路，先進(jìn)行溫度采樣部分的電路調(diào)試。 (2).檢測8255鍵盤顯示模塊，因?yàn)橥ㄟ^鍵盤顯示，可以直觀的知道程序是否基本運(yùn)行正常，是否按時(shí)預(yù)定的顯示。(3) 調(diào)試ad轉(zhuǎn)換模塊電路，看是否轉(zhuǎn)換正常，以及數(shù)碼顯示部分是否夠?qū)崿F(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)顯示。(4) 最后進(jìn)行整體硬件電路的聯(lián)調(diào)。52 軟件調(diào)試軟件調(diào)試是個(gè)很重要的過程，由于軟件出現(xiàn)錯(cuò)誤的話就基本上各部分功能都實(shí)現(xiàn)都有困難，所以軟件的調(diào)試時(shí)重中之重。（1）第一步是進(jìn)行的是ad轉(zhuǎn)換的軟件的調(diào)試，通過轉(zhuǎn)換后通過合理的內(nèi)存單元的分配，存儲ad采樣的值，然后同過二十進(jìn)轉(zhuǎn)換程序的看是否實(shí)現(xiàn)在數(shù)碼管上顯示實(shí)時(shí)溫度值。（2）鍵盤掃描部分程序的調(diào)試，該部

28、分是程序中的功能鍵實(shí)現(xiàn)的最主要的部分如果該部分程序出現(xiàn)錯(cuò)誤的話，邏輯就會出現(xiàn)混亂，各功能鍵將不能實(shí)現(xiàn)，在調(diào)試的過程中，我們發(fā)現(xiàn)，我們的鍵盤電路的接法不一樣，所以在掃描鍵盤的時(shí)候編寫相應(yīng)鍵值表的編寫出現(xiàn)一定困難，一旦鍵值表搞錯(cuò)的話，就會出現(xiàn)按鍵的功能的混亂，所以在這一步分的調(diào)試上最主要是把握鍵盤的分析。(3) 最后一部分調(diào)試顯示程序的調(diào)試，該部分程序的調(diào)試，關(guān)系到該課設(shè)是否夠直觀的體現(xiàn)溫度值，以及建立一個(gè)直觀的人機(jī)對話界面，在該部分程序的調(diào)試的過程中面臨的最大困難就是對于顯緩單元的分配，以及各個(gè)標(biāo)志位設(shè)立，如果顯緩單元分配有沖突的話，就會導(dǎo)致程序邏輯錯(cuò)誤，所以應(yīng)該仔細(xì)調(diào)試該部分應(yīng)該邊編寫邊調(diào)試。

29、53 調(diào)試結(jié)果經(jīng)過詳細(xì)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試之后，系統(tǒng)工作正常，8255模塊6位數(shù)碼管后三位實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前溫度在0-200范圍內(nèi)。按下“消毒鍵”時(shí)，系統(tǒng)接通加熱器，點(diǎn)亮加熱指示燈，當(dāng)溫度到達(dá)到125度時(shí)，停止加熱；按下“保溫鍵”，當(dāng)溫度低于50度時(shí)，系統(tǒng)啟動加熱，當(dāng)溫度高于70度時(shí)，系統(tǒng)停止加熱；按下“停止鍵”時(shí)，系統(tǒng)回到初始狀態(tài)。第六章 總結(jié)61 實(shí)現(xiàn)功能此次設(shè)計(jì)采用以單片機(jī)at89s51為核心的消毒柜系統(tǒng)設(shè)計(jì)，前端測溫基于ad590集成溫度傳感器，鍵盤及顯示采用基于8255a的鍵盤顯示模塊，實(shí)現(xiàn)了以下功能：1具有友好便捷的鍵盤、顯示接口；2實(shí)時(shí)穩(wěn)定的顯示當(dāng)前溫度3消毒、保溫功能62不足之處及改

30、進(jìn)意見本次課設(shè)一個(gè)不足之處就是沒有完成到定時(shí)加熱的功能，對于單片機(jī)的定時(shí)器并沒有用到，浪費(fèi)單片機(jī)的內(nèi)部資源，對于鍵盤掃描電路，還存在缺憾，并不能完全掌握該鍵盤顯示部分程序的編寫。本課程設(shè)計(jì)采用的是實(shí)驗(yàn)箱上根據(jù)現(xiàn)有的硬件電路來編制程序，這使得我們不用自己去焊接電路，一定程度上降低課程設(shè)計(jì)的難度，但是真正對我們設(shè)計(jì)電路卻是一個(gè)盲點(diǎn)，所以希望能夠自行設(shè)計(jì)硬件電路根據(jù)自己設(shè)計(jì)的硬件電路來編制相應(yīng)的程序在對我們掌握各硬件部分電路有更好的理解，也一定程度上復(fù)習(xí)了以前所學(xué)的其基礎(chǔ)知識，也能更好的掌握一些電氣知識。參考文獻(xiàn)【1】 萬福君.潘松峰.劉芳.msc-51單片微型機(jī)原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用【m】.北京：清

31、華大學(xué)出版社，2009.9【2】 陳黎娟.萬在紅.吳開志.聶鵬程.單片微型計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教程【m】.南昌航空大學(xué)，2006.2【3】 張永瑞. 電子測量技術(shù)基礎(chǔ)【m】.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2009.1【4】 劉同法.陳忠平.彭繼衛(wèi).單片機(jī)外圍接口電路與工程實(shí)踐【m】.北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2009.3【5】 王港元.電工電子實(shí)踐指導(dǎo)【m】. 江西：江西科學(xué)技術(shù)出版社， 2003.1【6】 何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編 (1-8). 北京：北京航空航天大學(xué)出版社. 2001【7】 鄔寬明.單片機(jī)外圍器件實(shí)用手冊. 數(shù)據(jù)傳輸接口器件分冊m.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1998 【8

32、】 鮑健等. 用單片機(jī)直接驅(qū)動液晶顯示器.量子電子學(xué)報(bào)j.2005.2（4）：651652 【9】 王春林.中國電子報(bào)第四版.北京：中國電子報(bào)社，2006.2 【10】 白英彩.微型計(jì)算機(jī)常用芯片手冊m. 上海:上?？茖W(xué)出版社出版， 1984.12 附錄一 電路原理圖附錄二 源程序org0000hljmpmain;*;主程序;*main:lcallcsh8255;調(diào)8255初始化子程序lcall dir;調(diào)顯示程序l9:mov dptr,#0ff20h;指向8255的a口mov a,#0feh;列掃描信號從最低位開始movx dptr,amov dptr,#0ff22h;c口行掃描信號movx

33、 a,dptr;讀回行掃描信號cjne a,#0bh,l3;看是否為加熱鍵sjmp heatl3:mov dptr,#0ff20hmov a,#0fdhmovx dptr,amov dptr,#0ff22hmovx a,dptrcjne a,#0bh,l4;判斷是否為保溫鍵ljmpbaowenl4: mov dptr,#0ff20h;指向8255的a口mov a,#0feh;列掃描信號從最低位開始movx dptr,amov dptr,#0ff22h;c口行掃描信號movx a,dptr;讀回行掃描信號cjne a,#07h,l5;判斷是否為停止鍵 acall stop;調(diào)用停止子程序 sjm

34、p l9l5 : ljmp main;*;加熱消毒子程序;*heat:mov dptr,#0ff20h;mov a,#0fdhmovx dptr,amov dptr,#0ff22hmovx a,dptrcjne a,#0bh,l8 ;判斷是否為保溫鍵sjmpbaowenl8:mov dptr,#0ff20h ;指向8255的a口mov a,#0feh ;列掃描信號從最低位開始movx dptr,amov dptr,#0ff22h ;c口行掃描信號movx a,dptr;讀回行掃描信號cjne a,#07h,l7;判斷是否為停止鍵 acall stop;調(diào)用停止子程序ljmp l9l7:clrp

35、1.1;置加熱燈setbp1.4lcalladzh;調(diào)ad轉(zhuǎn)換lcalldigimovr4,#3eh;顯示各位lcallwsmmova,r1lcallcbxslcalldelaymovr4,#3dh;顯示十位lcallwsmmova,r2lcallcbxslcalldelaymovr4,#3bh;顯示百位lcallwsmmova,r3lcallcbxslcalldelaypdbf:mova,r7subba,#125jcheat;小于99繼續(xù)熱setbp1.1clrp1.2lcalljian;*;保溫鍵子程序;*baowen: mov dptr,#0ff20h;指向8255的a口 mov a,#

36、0feh;列掃描信號從最低位開始 movx dptr,a mov dptr,#0ff22h;c口行掃描信號 movx a,dptr;讀回行掃描信號 cjne a,#07h,l6;判斷是否為停止鍵 acall stop;調(diào)用停止子程序 ljmp l9l6: setbp1.1;熄滅加熱指示燈setbp1.3setbp1.4clrp1.2;保溫指示燈點(diǎn)亮lcalladzh;掉a-d轉(zhuǎn)換子程序lcalldigi;掉二十進(jìn)制轉(zhuǎn)換movr4,#3eh;送顯示個(gè)位lcallwsmmova,r1lcallcbxslcalldelaymovr4,#3dh;顯示十位lcallwsmmova,r2lcallcbxs

37、lcalldelaymovr4,#3bh;顯示百位lcallwsmmova,r3lcallcbxslcalldelaypdbw:mova,r7;將結(jié)果送累加器a中subba,#50;與50度比較jnc baowen;大于則繼續(xù)保溫ljmpheatagain;小于就跳到繼續(xù)加熱子程序;*;繼續(xù)加熱子程序;*heatagain: setb p1.3clrp1.1lcalladzhlcalldigimovr4,#3ehlcallwsmmova,r1lcallcbxslcalldelaymovr4,#3dhlcallwsmmova,r2lcallcbxslcalldelaymovr4,#3bhlcal

38、lwsmmova,r3lcallcbxslcalldelaygao65:mova,r7subba,#70jcheatagainljmpbaowenddff:db 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90hdb 88h,83h,0c6h,0a1h,86h,8eh;*;初始化8255子程序;*csh8255:mova,#81hmovdptr,#0ff23hmovxdptr,aret;*;ad轉(zhuǎn)換子程序;*adzh:movdptr,#0ff80hmova,#0movxdptr,amovr0,#120;120微妙延時(shí)djnzr0,$movdptr,#0ff

39、80hmovxa,dptr movb,#200 ;最高顯示100度mulabmov a,bmovr7,a;r7存放取樣的數(shù)字量ret;*;二進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制子程序;*digi: movb,#10divabmovr1,bmovb,#10divabmovr2,bmovr3,aret;*;8255位掃描子程序;*wsm:movdptr,#0ff20hmova,r4movxdptr,aret;*;8255查表顯示子程序;*cbxs:movdptr,#ddffmovca,a+dptrmovdptr,#0ff21hmovxdptr,aretjian:mov dptr,#0ff20h;指向8255的a口mov

40、a,#0fdh;列掃描信號從最低位開始movx dptr,amov dptr,#0ff22h;c口行掃描信號movx a,dptr;讀回行掃描信號cjne a,#0bh,lp;看是否為加熱鍵ljmp baowenlp:ljmpmainretdelay: movr4,#08h;延時(shí)子程序delay1:mov r5,#0a0h djnzr5,$ djnzr4,delay1 ret;*;停子鍵子程序;*stop: mov dptr,#0ff20h mov a,#0ffh movx dptr,a clr p1.4 setbp1.3 setbp1.2 setbp1.1ret;*;動態(tài)顯示good子程序;*dir:mov sp,#53h;寫