電烤箱加熱控制器(89c51)

1、遼遼 寧寧 工工 業(yè)業(yè) 大大 學(xué)學(xué)單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù) 課程設(shè)計(jì)（論文）課程設(shè)計(jì)（論文）題目：題目： 電烤箱加熱控制器設(shè)計(jì)電烤箱加熱控制器設(shè)計(jì) 院（系）：院（系）： 電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 電氣電氣11113 3 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 111103030870303087 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 張彥鵬張彥鵬 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： （簽字）起止時(shí)間：起止時(shí)間：2012014 4.06.16-201.06.16-2014 4.06.06.3030本科生課程設(shè)計(jì)（論文）I課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室： 電氣注

2、：成績(jī)：平時(shí)20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計(jì)算學(xué) 號(hào)110303087學(xué)生姓名張彥鵬專(zhuān)業(yè)班級(jí)電氣113課程設(shè)計(jì)（論文）題目電烤箱加熱控制器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)電烤箱由電阻絲加熱，功率達(dá) 5kW。通過(guò)傳感器測(cè)量溫度并調(diào)節(jié)加熱功率。溫度控制范圍 0300，可設(shè)定恒溫值。設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)任務(wù)：1. CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括 CPU 選擇，晶振電路，復(fù)位電路）2. 溫度傳感器選擇及接口電路設(shè)計(jì)3. 溫度顯示、電熱絲驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)4 . 程序流程圖及程序清單編寫(xiě)技術(shù)參數(shù)：技術(shù)參數(shù)：1溫度控制范圍 0300，功率達(dá) 5kW2工作電源 220V設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求：1、分析系統(tǒng)功能，選擇合適的單

3、片機(jī)及傳感器，溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)等；2、應(yīng)用專(zhuān)業(yè)繪圖軟件繪制硬件電路圖和軟件流程圖；3、按規(guī)定格式，撰寫(xiě)、打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，其中程序開(kāi)發(fā)要有詳細(xì)的軟件設(shè)計(jì)說(shuō)明，詳細(xì)闡述系統(tǒng)的工作過(guò)程，字?jǐn)?shù)應(yīng)在 4000 字以上。進(jìn)度計(jì)劃第 1 天 查閱收集資料第 2 天 總體設(shè)計(jì)方案的確定第 4 天 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)第 5 天 傳感器選擇及其接口電路設(shè)計(jì)第 6 天 溫度顯示、電熱絲驅(qū)動(dòng)電路及電源電路設(shè)計(jì)第 7 天 程序流程圖設(shè)計(jì)第 8 天 軟件編寫(xiě)與調(diào)試第 9 天 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)完成第 10 天 答辯指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī) 平時(shí)： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日本科生課程設(shè)計(jì)（論文）II

4、摘 要電烤箱是利用電熱元件發(fā)出的輻射熱烤制食物的廚房電器， 一般具有自動(dòng)控溫、加熱、定時(shí)等功能。本次課程設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容為對(duì)電烤箱加熱控制器的研究與設(shè)計(jì)。以 89C51 單片機(jī)為主體，通過(guò)對(duì) CPU 最小系統(tǒng)、接口電路和驅(qū)動(dòng)電路等溫度控制相關(guān)電路的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)電烤箱溫度的實(shí)時(shí)控制。溫度信息量通過(guò)傳感器由接口電路經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量并輸入至 89C51 單片機(jī)，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)單片機(jī) CPU 處理后，由數(shù)碼管顯示當(dāng)前溫度值，同時(shí)將溫度設(shè)定值轉(zhuǎn)換輸出至電熱絲驅(qū)動(dòng)電路以調(diào)節(jié)加熱功率，通過(guò)人機(jī)對(duì)話接口實(shí)現(xiàn)對(duì)電烤箱溫度的檢測(cè)與控制，由此完成溫度控制范圍 0300，并可設(shè)定恒溫值的要求。本文對(duì)各模塊設(shè)計(jì)

5、過(guò)程及其組合實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的分析介紹。關(guān)鍵詞：89C51 單片機(jī)；溫度傳感器；A/D 轉(zhuǎn)換模塊；人機(jī)對(duì)話接口。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）III目 錄第 1 章 緒論.11.1 加熱控制器概況 .11.2 本文研究?jī)?nèi)容 .2第 2 章 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì).32.1 電烤箱加熱控制器總體設(shè)計(jì)方案 .32.2 CPU 的選擇 .42.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 .52.4 電源電路設(shè)計(jì) .82.5 復(fù)位電路設(shè)計(jì) .92.6 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) .102.7 CPU 最小系統(tǒng)圖 .10第 3 章 輸入輸出接口電路設(shè)計(jì).123.1 溫度傳感器的選擇 .123.1 溫度檢測(cè)接口電路設(shè)計(jì) .133.1.1 A/D 轉(zhuǎn)換

6、器選擇.133.1.2 模擬量檢測(cè)接口電路圖.143.2 溫度控制輸出接口電路設(shè)計(jì) .153.3 人機(jī)對(duì)話接口電路設(shè)計(jì) .16第 4 章 加熱控制器軟件設(shè)計(jì).174.1 軟件實(shí)現(xiàn)功能綜述 .174.2 流程圖設(shè)計(jì) .174.2.1 主程序流程圖設(shè)計(jì).174.2.2 模擬量檢測(cè)流程圖設(shè)計(jì).184.2.3 加熱控制流程圖設(shè)計(jì).194.3 程序清單 .20第 5 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析.235.1 系統(tǒng)原理圖 .23本科生課程設(shè)計(jì)（論文）IV5.2 系統(tǒng)原理綜述 .24第 6 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié).25參考文獻(xiàn).26本科生課程設(shè)計(jì)（論文）1第 1 章 緒論1.1 加熱控制器概況人類(lèi)的日常生活離不開(kāi)衣食住行，

7、正所謂“民以食為天” ，人們對(duì)于食品的熱情是永遠(yuǎn)不會(huì)衰減的。隨著社會(huì)的發(fā)展和人們需求的多樣化，電烤箱作為一種常用的廚房電器被而廣泛地為人們所使用。除此之外，目前電烤箱的應(yīng)用范圍適用于制藥、化工、食品、農(nóng)副產(chǎn)品、水產(chǎn)品、輕工、重工等行業(yè)物料及產(chǎn)品的加熱固化、干燥脫水等。其結(jié)構(gòu)組成主要由箱體、電熱元件、調(diào)溫器、定時(shí)器和功率調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)等構(gòu)成。無(wú)論用作何種用途，對(duì)于電烤箱溫度的控制都是其使用過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié)。溫度控制器的主要作用即為功能電路提供溫度數(shù)據(jù)，供電路采集使用，溫度控制系統(tǒng)即以溫度作為被控制量的反饋控制系統(tǒng)。在化工、石油、冶金等生產(chǎn)過(guò)程的物理過(guò)程和化學(xué)反應(yīng)中，溫度往往是一個(gè)很重要的量，需要準(zhǔn)確

8、地加以控制。除了這些部門(mén)之外，溫度控制系統(tǒng)還廣泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域，是用途很廣的一類(lèi)工業(yè)控制系統(tǒng)。溫度控制系統(tǒng)常用來(lái)保持溫度恒定或者使溫度按照某種規(guī)定的程序變化。其工作原理是通過(guò)溫度傳感器對(duì)環(huán)境溫度自動(dòng)進(jìn)行采樣、即時(shí)監(jiān)控，當(dāng)環(huán)境溫度高于控制設(shè)定值時(shí)控制電路啟動(dòng)，可以設(shè)置控制回差。如溫度還在升，當(dāng)升到設(shè)定的超限報(bào)警溫度點(diǎn)時(shí)，啟動(dòng)超限報(bào)警功能。當(dāng)被控制的溫度不能得到有效的控制時(shí)，為了防止設(shè)備的毀壞還可以通過(guò)跳閘的功能來(lái)停止設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行。主要應(yīng)用于電力部門(mén)使用的各種高低壓開(kāi)關(guān)柜、干式變壓器、箱式變電站及其他相關(guān)的溫度使用領(lǐng)域。根據(jù)溫度控制器的工作原理分類(lèi)，分為機(jī)械式的和電子式。機(jī)械式采用兩層熱膨脹系數(shù)不

9、同金屬壓在一起，溫度改變時(shí)，他的彎曲度會(huì)發(fā)生改變，當(dāng)彎曲到某個(gè)程度時(shí)，接通（或斷開(kāi)）回路，使得制冷（或加熱）設(shè)備工作。電子式的通過(guò)熱電偶、鉑電阻等溫度傳感裝置，把溫度信號(hào)變換成電信號(hào)，通過(guò)單片機(jī)、PLC 等電路控制繼電器使得加熱（或制冷）設(shè)備工作（或停止） 。溫度控制器的工作原理為，根據(jù)工作環(huán)境的溫度變化，在開(kāi)關(guān)內(nèi)部發(fā)生物理形變，從而產(chǎn)生某些特殊效應(yīng)，產(chǎn)生導(dǎo)通或者斷開(kāi)動(dòng)作的一系列自動(dòng)控制元件，或者電子原件在不同溫度下，工作狀態(tài)的不同原理來(lái)給電路提供溫度數(shù)據(jù)，以供電路采集溫度數(shù)據(jù)。隨著電子器件的不斷發(fā)展，溫度控制器的形式也多種多樣。從整體上來(lái)看，溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展方向即高精度、智能化、小型化等。

10、雖然國(guó)內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，但從已經(jīng)生產(chǎn)的溫度控制器來(lái)講，總體發(fā)本科生課程設(shè)計(jì)（論文）2展水平仍然不高，同其他先進(jìn)國(guó)家相比仍有著較大差距。目前，我國(guó)在這方面總體技術(shù)水平處于 20 世紀(jì) 80 年代中后期水平，成熟產(chǎn)品主要以“點(diǎn)位”控制及常規(guī)的 PID 控制器為主。它只能適應(yīng)一般溫度控制系統(tǒng)，對(duì)于控制滯后、復(fù)雜、時(shí)變溫度控制系統(tǒng)，仍然存在控制技術(shù)上的問(wèn)題；適應(yīng)于較高控制場(chǎng)合的智能化、自適應(yīng)控制儀表，國(guó)內(nèi)技術(shù)也不十分成熟。相比之下，國(guó)外已有較多的成熟產(chǎn)品。目前，國(guó)內(nèi)溫度控制模塊大多采用智能調(diào)節(jié)器，國(guó)產(chǎn)調(diào)節(jié)器分辨率和精度較低，溫度控制效果不是很理想，但價(jià)格便宜，國(guó)外調(diào)節(jié)器分辨率和精度較高，價(jià)

11、格較貴。當(dāng)前應(yīng)用較廣的溫度控制器為電子式溫度控制器。鑒于溫度控制器的廣泛應(yīng)用，在對(duì)電烤箱相關(guān)功能的研究過(guò)程中，針對(duì)其溫度控制系統(tǒng)的研究也顯得十分重要。1.2 本文研究?jī)?nèi)容本文主要內(nèi)容為對(duì)電烤箱加熱控制器的研究與設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)要求電烤箱由電阻絲加熱，額定工作電壓 220V，功率為 5kW。通過(guò)分析系統(tǒng)功能，選擇合適的單片機(jī)及傳感器，溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)，繪制硬件電路圖和軟件流程圖。選擇設(shè)計(jì)出CPU 最小系統(tǒng)（包括 CPU 選擇，晶振電路，復(fù)位電路） ，溫度傳感器選擇及接口電路設(shè)計(jì)，溫度顯示、電熱絲驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)和程序流程圖及程序清單編寫(xiě)。溫度信息量通過(guò)傳感器由接口電路經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量并輸入至

12、單片機(jī)，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)單片機(jī) CPU 處理后，由數(shù)碼管顯示當(dāng)前溫度值，同時(shí)將溫度設(shè)定值輸出至電熱絲驅(qū)動(dòng)電路以調(diào)節(jié)加熱功率，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制，并完成溫度控制范圍0300，可設(shè)定恒溫值的要求。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）3本科生課程設(shè)計(jì)（論文）4第 2 章 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 電烤箱加熱控制器總體設(shè)計(jì)方案本次課程設(shè)計(jì)對(duì)于電烤箱加熱控制器的研究設(shè)計(jì)過(guò)程總體為分模塊設(shè)計(jì)再組合的過(guò)程，分模塊分別設(shè)計(jì)出 CPU 最小系統(tǒng)模塊、溫度測(cè)量轉(zhuǎn)換模塊、輸出模塊和人機(jī)對(duì)話模塊，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)電烤箱加熱的控制。CPU 最小系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)分為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展設(shè)計(jì)、復(fù)位電路設(shè)計(jì)和時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)，溫度測(cè)量轉(zhuǎn)換模塊分為溫度傳感器選擇

13、、濾波/放大電路設(shè)計(jì)和 A/D 轉(zhuǎn)換模塊的選擇設(shè)計(jì)，輸出模塊設(shè)計(jì)分為驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)和加熱電路設(shè)計(jì)，人機(jī)對(duì)話模塊分為鍵盤(pán)設(shè)計(jì)和 LED 顯示模塊設(shè)計(jì)，部分模塊設(shè)計(jì)除了硬件選擇設(shè)計(jì)外，還需要完成合適的軟件設(shè)計(jì)使各模塊正常工作以達(dá)到溫度控制要求。本次加熱控制器設(shè)計(jì)以 89C51 單片機(jī)為主體，溫度信息由溫度傳感器經(jīng)濾波放大電路輸入 A/D 轉(zhuǎn)換模塊，再由單片機(jī)處理溫度信息后控制加熱器裝置以達(dá)到控制電烤箱溫度的目的，人機(jī)對(duì)話接口電路由鍵盤(pán)輸入/控制部分和 LED 溫度顯示部分組成。圖 2.1 為電烤箱加熱控制器原理框圖。89C51 單片機(jī)鍵盤(pán)輸入/控制LED 顯示溫度傳感器濾波/放大電路A/D 轉(zhuǎn)換模塊

14、加熱電路驅(qū)動(dòng)電路圖 2.1 電烤箱加熱控制器原理框圖電源整流濾波電路AC220V 工作電源供電本科生課程設(shè)計(jì)（論文）52.2 CPU 的選擇根據(jù)本次課程設(shè)計(jì)要求，要求電烤箱由電阻絲加熱，功率達(dá) 5kW，通過(guò)傳感器測(cè)量溫度并調(diào)節(jié)加熱功率，溫度控制范圍 0300并可設(shè)定恒溫值，選擇AT89C51 單片機(jī)作為溫度控制器的中央處理單元。AT89C51 是一種帶 4k 字節(jié) FLASH 存儲(chǔ)器的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k 字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器，128 字節(jié)內(nèi)部 RAM，32 個(gè) I/O 口線，兩個(gè) 16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5

15、向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C51 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU 的工作，但允許 RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃速存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器。AT89C51 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種

16、靈活性高且價(jià)廉的方案。其中，89C51 單片機(jī)引腳功能為：VCC（40 腳）：接5V 電源。VSS（20 腳）：接地端。P0 口（39 腳32 腳）：P0 口為 8 位漏極開(kāi)路雙向 I/O 口，每個(gè)引腳可吸收8 個(gè) TTL 門(mén)電流。 P1 口（1 腳8 腳）：P1 口是從內(nèi)部提供上拉電阻器的 8 位雙向 I/O 口，P1口緩沖器能接收和輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流。 P2 口（21 腳28 腳）：P2 口為內(nèi)部上拉電阻器的 8 位雙向 I/O 口，P2 口緩沖器可接收和輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流。 P3 口（10 腳17 腳）：P3 口是 8 個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻器的雙向 I/O 口，可接收和

17、輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流，P3 口也可作為 AT89C51 的特殊功能口。 RST（9 腳）：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位時(shí)，要保持 RST 引腳 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG（30 腳）：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)，在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6，它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的，要注意的是，每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，本科生課程設(shè)計(jì)（論文）6將跳過(guò) 1 個(gè) ALE 脈沖。 PSEN（29 腳）：外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。在由外部程序存

18、儲(chǔ)器取值期間，每個(gè)機(jī)器周期 2 次 PSEN 有效，但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這 2 次有效的 PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 EA/VPP（31 腳）：當(dāng) EA 保持低電平時(shí)，外部程序存儲(chǔ)器地址為（0000HFFFFH）不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（VPP） 。 XTAL1（19 腳）：反向振蕩器放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2（18 腳）：來(lái)自反向振蕩器的輸出。AT89C51 單片機(jī)的外形及引腳排列如圖 2.2 所示。2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展本次課程設(shè)計(jì)要求溫度控制范圍 0300，由于 AT89C51 單片機(jī)的內(nèi)部?jī)H有 128

19、 個(gè)字節(jié)的 RAM，對(duì)于設(shè)計(jì)控制器要求的條件是不能滿足的，這種情況下可利用 89C51 單片機(jī)所具有的的擴(kuò)展功能，擴(kuò)展片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。AT89C51 單片機(jī)最大可擴(kuò)展 64KB RAM。常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器有靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RESET9RXD 、P3.010TXD 、P3.111IN T0、P3.212IN T1、P3.313T0、P3.414T1、P3.515WR、P3.616RD、P3.717X TA L218X TA L119V SS20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2

20、.526P2.627P2.728PSEN29A LE/PRO G30EA/VPP31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039V CC40A T89C51圖 2.2AT89C51 單片機(jī)管腳排列圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）7器，由于在實(shí)際應(yīng)用中，需要擴(kuò)展的容量不打，所以一般采用靜態(tài) RAM，如SRAM 6116、6264 等。本次課程設(shè)計(jì)選擇 6264 靜態(tài) RAM 作為擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。6264 是 8K8 位靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，采用 CMOS 工藝制造，單一5V 電源供電，額定功耗 200mW，典型存取時(shí)間 200ns，為 28 線雙列直插式封裝

21、。6264 的引腳功能為：A12A0（2 腳10 腳、23 腳25 腳）：地址線，可尋址 8KB 的存儲(chǔ)空間。 I/O7I/O0（11 腳13 腳、15 腳19 腳）：輸入輸出接口/地址線，雙向三態(tài)。 OE（22 腳）：讀出允許信號(hào)，輸入，低電平有效。 WE（27 腳）：寫(xiě)允許信號(hào)，輸入，低電平有效。CE1（20 腳）：片選信號(hào) 1，輸入，在讀/寫(xiě)方式時(shí)為低電平。 CE2（26 腳）：片選信號(hào) 2，輸入，在讀/寫(xiě)方式時(shí)為高電平。 VCC（28 腳）：+5V 工作電壓。GND（14 腳）：接地端。圖 2.3 為 6264 靜態(tài) RAM 引腳圖。Intel 6264 的操作方式由 OE、WE、CE

22、1、CE2 的共同作用決定。當(dāng) WE 和CE1 為低電平，且 OE 和 CE2 為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)輸入緩沖器打開(kāi)，數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)線D7D0 寫(xiě)入被選中的存儲(chǔ)單元。當(dāng) OE 和 CE1 為低電平，且 WE 和 CE2 為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)輸出緩沖器選通，被選中單元的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)線 D7D0 上。當(dāng) CE1N C1A 122A 73A 64A 55A 46A 37A 28A 19A 010I/O011I/O112I/O213G ND14I/O315I/O416I/O517I/O618I/O719CE120A 1021O E22A 1123A 924A 825CE226WE27V CC286264圖 2.36

23、264 靜態(tài) RAM 引腳圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）8為高電平，CE2 為任意時(shí)，芯片未被選中，處于保持狀態(tài)，數(shù)據(jù)線呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。74LS373 是常用的地址鎖存器芯片，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)是帶三態(tài)緩沖輸出的 8D觸發(fā)器，在單片機(jī)系統(tǒng)中為了擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器，通常需要一塊 74LS373 芯片。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇 74LS373 地址鎖存器。74LS373 引腳圖如圖 2.4 所示。 74LS373 功能真值表如表 2.1 所示。DnGOEQn11010100X00Q0XX1高阻態(tài)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)出的接口電路共有 13 根地址線 A0A12。其中，低八位地址線通過(guò)鎖存器與 89C51 的 P0 口相連，高

24、 5 位與 89C51 的 P2.0P2.4 相連。當(dāng) 89C51 發(fā)出 13 位地址信息時(shí)，分別選中 6264 片內(nèi) 8KB 存儲(chǔ)器中個(gè)單元，而8 根數(shù)據(jù)線直接與 89C51 的 P0 口相連。6264 的 OE 端與 89C51 的 RD 相連。6264 的 WE 端與 89C51 的 WR 相連。6264 的片選線 CE 直接連 89C51 的 P2.6 端。由此可設(shè)計(jì)出 AT89C51 與 6264 靜態(tài) RAM 的接口電路圖如圖 2.5 所示。O E1Q 02D 03D 14Q 15Q 26D 27D 38Q 39G ND10G11Q 412D 413D 514Q 515Q 616D

25、 617D 718Q 719V CC20LS373圖 2.474LS373 鎖存器引腳圖表 2.174LS373 鎖存器功能真值表本科生課程設(shè)計(jì)（論文）92.4 電源電路設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)所需要使用到的元器件電源均與 AT89C51 單片機(jī)相同，為+5V 直流電源，故需要設(shè)計(jì)出合適的 AC220V 整流 DC5V 的電源電路。電源電路模塊包括變壓器、晶閘管橋式整流和穩(wěn)壓濾波裝置。220V 市電經(jīng)過(guò)變壓器轉(zhuǎn)換成帶有高次諧波的 5V 交流電，再經(jīng)過(guò)整流橋的整流、電容濾波和穩(wěn)壓管穩(wěn)壓后輸出+5V穩(wěn)定直流電。穩(wěn)壓二極管的特點(diǎn)就是擊穿后，其兩端的電壓基本保持不變。這樣，當(dāng)把穩(wěn)壓管接入電路以后，若由于電源電壓

26、發(fā)生波動(dòng)，或其它原因造成電路中各點(diǎn)電壓變動(dòng)時(shí)，負(fù)載兩端的電壓將基本保持不變。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，穩(wěn)壓管選擇額定電壓 5.1V 的型號(hào)為 1N4733 的穩(wěn)壓管，由此保證電源電路能夠提供標(biāo)準(zhǔn)的直流電，以此保證 89C51 單片機(jī)及其它模塊能夠正常工作。電源電路原理圖如圖 2.6所示。EA/VP31X TA L119X TA L218RESET9RD17WR16IN T012IN T113T014T115P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P0.039P0.138P0.237P0.336P0.435P0.534P0.633P0.732P2.021P2.122P

27、2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29A LE/P30TXD11RXD10G ND20V CC4089C51D 718D 617D 514D 413D 38D 27D 14D 03G11O E1Q 02Q 15Q 26Q 39Q 412Q 515Q 616Q 71974LS373G NDA 010A 19A 28A 37A 46A 55A 64A 73A 825A 924A 1021A 1123A 122CE120WE27O E22I/O011I/O112I/O213I/O315I/O416I/O517I/O618I/O7196264圖 2.5AT8

28、9C51 與 6264 的接口電路本科生課程設(shè)計(jì)（論文）102.5 復(fù)位電路設(shè)計(jì)復(fù)位電路對(duì)于 89C51 是不可或缺的一部分，其功能是在上電或復(fù)位過(guò)程中，控制 CPU 的復(fù)位狀態(tài)，即在這段時(shí)間內(nèi)讓 CPU 保持復(fù)位狀態(tài)，而不是一上電或剛復(fù)位完畢就工作，防止 CPU 發(fā)出錯(cuò)誤的指令、執(zhí)行錯(cuò)誤操作，也可以提高電磁兼容性能。復(fù)位電路設(shè)計(jì)分為上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位兩種復(fù)位形式。上電復(fù)位在 89C51 上電時(shí)自動(dòng)完成，手動(dòng)復(fù)位需要保持 RESET 引腳兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平。上電復(fù)位電路的基本功能是系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷(xiāo)復(fù)位信號(hào)。為可靠起見(jiàn)，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷(xiāo)復(fù)位信

29、號(hào)，以防電源開(kāi)關(guān)或電源插頭分合過(guò)程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。手動(dòng)按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端 RST 上加入高電平。一般采用的辦法是在 RESET 端和正電源 VCC 之間接一個(gè)按鈕。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，通過(guò) R1 和 R2形成回路，則 VCC 的+5V 電平就會(huì)直接加到 RESET 端。手動(dòng)按鈕復(fù)位的電路如所示。由于人的動(dòng)作再快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的時(shí)間要求。如圖 2.7 為復(fù)位電路原理圖。圖 2.7CPU 復(fù)位電路 +22FVCC1k200RESET圖 2.6電源電路原理圖DC5VAC220V1234440F1N4733DZ220F0.1F本科生課程設(shè)計(jì)（論文）

30、11本科生課程設(shè)計(jì)（論文）122.6 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需的時(shí)鐘信號(hào)。時(shí)鐘信號(hào)可以由兩種方式產(chǎn)生：內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。根據(jù)設(shè)計(jì)要求AT89C51 內(nèi)部有一個(gè)高增益反向放大器，用于構(gòu)成片內(nèi)振蕩器，引腳 XTAL1和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。晶體震蕩頻率高，則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也高，單片機(jī)運(yùn)行速度也就快，但反過(guò)來(lái)運(yùn)行速度快對(duì)存儲(chǔ)器的速度要求就高，對(duì)印制電路板的工藝要求也高。經(jīng)過(guò)權(quán)衡比較，本次設(shè)計(jì)使用震蕩頻率為12MHz 的晶振，可知機(jī)器周期為 12/（12*10 ）=1s。再 XTAL1 和 XTAL2 兩6端跨接晶振，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出

31、的脈沖直接送入內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器，時(shí)鐘電路原理圖如圖 2.8 所示。2.7 CPU 最小系統(tǒng)圖單片機(jī)最小系統(tǒng),或者稱(chēng)為最小應(yīng)用系統(tǒng)，是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng).。對(duì) AT89C51 單片機(jī)來(lái)說(shuō)，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、電源、晶振電路和復(fù)位電路。XTAL1 接外部晶振和微調(diào)電容的一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入，XTAL2 接外部晶振和微調(diào)電容的另一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出。第 9 引腳為 RESET 輸入端，與外接電容、電阻及開(kāi)關(guān)共同組成復(fù)位電路。經(jīng)過(guò)上述設(shè)計(jì)過(guò)程，最終形成的完整的 CPU 最小系統(tǒng)圖如圖 2.9 所示。圖 2.8時(shí)鐘電路原理圖本科生課程設(shè)計(jì)

32、（論文）13圖 2.9CPU 最小系統(tǒng)圖AC5VAC220V1234440F1N4733DZ220F0.1FP1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RESET9RXD、P3.010TXD、P3.111INT0、P3.212INT1、P3.313T0、P3.414T1、P3.515WR、P3.616RD、P3.717XTAL218XTAL119VSS20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P

33、0.237P0.138P0.039VCC40AT89C5112MHz30pF30pF22F2001k本科生課程設(shè)計(jì)（論文）14第 3 章 輸入輸出接口電路設(shè)計(jì)3.1 溫度傳感器的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)要求測(cè)量溫度范圍 0300，并可設(shè)定恒溫值，選擇型號(hào) WZP 系列工業(yè)熱電阻作為測(cè)量溫度的傳感器，通常和顯示儀表、記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用。WZP 系列工業(yè)熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。在 WZP 系列中鉑熱電阻的測(cè)量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。溫度傳感器分度號(hào) PT100，PT100 溫度傳感器為正溫度系數(shù)熱電阻傳感器

34、，是鉑熱電阻，它的阻值會(huì)隨著溫度的變化而改變。100 即表示它在 0時(shí)阻值為 100 歐姆，在 100時(shí)它的阻值約為 138.5 歐姆。它可以直接測(cè)量各種生產(chǎn)過(guò)程中從-200850范圍內(nèi)的液體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面溫度。因此確定傳感器型號(hào)為 WZP-PT100。PT100 主要技術(shù)參數(shù)如下：（1）測(cè)量范圍：-200+850。（2）允許偏差值： A 級(jí) ，B 級(jí) 。0.150.002 t0.300.005 t（3）響應(yīng)時(shí)間30s。（4）最小置入深度：熱電阻的最小置入深度200mm。（5）允通電流5mA。查閱相關(guān)資料得知，PT100 溫度傳感器還具有抗振動(dòng)、穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、耐高壓等優(yōu)點(diǎn)。

35、鉑熱電阻的阻值與溫度之間的關(guān)系可用式（3-1）表示，0t850時(shí)，Rt=R0（1+At+Bt ） （3-1）2式中 Rt 為 t時(shí)的鉑電阻的阻值，R0 為 0時(shí)的鉑電阻的阻值，A、B 為常數(shù)，A=3.9684710，B=-5.84710。由此可得出 PT100 的阻值與溫3171度的關(guān)系基本呈線性關(guān)系。PT100 R-t 曲線圖如圖 3.1 所示。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）153.1 溫度檢測(cè)接口電路設(shè)計(jì)3.1.1 A/D 轉(zhuǎn)換器選擇由于設(shè)計(jì)要求溫度測(cè)量范圍 0300，常用 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809 已不能夠滿足分辨率要求，故本次設(shè)計(jì)采用 12 位分辨率的 A/D 轉(zhuǎn)換器MAX197

36、。MAX197 是美國(guó)美信公司生產(chǎn)的多量程、12 位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（ADC） ，芯片工作電壓僅為 5V；既可接收高于電源電壓的模擬信號(hào)，又可接收低于地電位的模擬信號(hào)。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，A/D 轉(zhuǎn)換的速度和精度又決定了采集系統(tǒng)的速度和精度。MAX197 可以和大部分單片機(jī)直接接口，使用十分方便。MAX197性能特性如下：（1）12 位分辨率，1/2LSB 線性度。（2）單 5V 供電。（3）軟件可編程選擇輸入量程。（4）輸入多路選擇器保護(hù)。（5）8 路模擬輸入通道。（6）6s 轉(zhuǎn)換時(shí)間，100kSPS 采樣速率。（7）內(nèi)/外部采集控制。（8）內(nèi)部 4.096V 或外部參考電壓。（9）兩種掉電模式。

37、（10）內(nèi)部或外部時(shí)鐘。如果忽略 PT100 的非線性誤差和運(yùn)放誤差，可以計(jì)算出選用 MAX197 的測(cè)圖 3.1PT100 鉑熱電阻 R-t 特性曲線本科生課程設(shè)計(jì)（論文）16量精度最小可達(dá) 300/2=0.0732。其引腳圖如圖 3.2 所示。123.1.2 模擬量檢測(cè)接口電路圖根據(jù)以上設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出合適的傳感器測(cè)溫電路，將鉑熱電阻放在電橋的橋臂上，溫度變化時(shí)，熱電阻兩端的電壓信號(hào)被送到儀器放大器的輸入端，經(jīng)過(guò)放大器放大后的電壓輸出送給 MAX197A/D 轉(zhuǎn)換芯片，能夠完成把熱電阻的阻值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量并輸入單片機(jī)的要求。HBEN 為 12 位數(shù)據(jù)高 4 位或低 8 位有效控制位，當(dāng)此位為高時(shí)

38、，高 4 位數(shù)據(jù)有效，為低時(shí)低 8 位數(shù)據(jù)有效，可以通過(guò)控制這個(gè)引腳來(lái)讀取 12 位的轉(zhuǎn)換結(jié)果。通過(guò) AT89C52 的 P0.0P0.7 與 MAX197 的 D0D7相連，既用于輸入 MAX197 的初始化控制字，也用于讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)。 用AT89C52 單片機(jī)的 P2.7 作片選信號(hào)，則 MAX197 的高位地址為 7FH。選擇MAX197 為軟件設(shè)置低功耗工作方式，所以置 SHDN 腳為高電平。本文采用外部基準(zhǔn)電壓，所以 REFDJ 接高電平，而 REF 則接外部輸入?yún)⒖茧妷骸T89C52 單片機(jī)的 P1.0 腳用做判讀高、低位數(shù)據(jù)的選擇線，直接與 HBEN 腳相連。MAX197的

39、 INT 腳可與 AT89C52 的 INT0 相連,以便實(shí)現(xiàn)中斷，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。最終可得出模擬量檢測(cè)接口電路圖如圖 3.3 所示。圖 3.2MAX197 引腳圖CLK1CS2WR3RD4HBEN5SHDN6D77D68D59D410D3/D1111D2/D1012D1/D913D0/D814AGND15CH016CH117CH218CH319CH420CH521CH622CH723INT24REFADJ25REF26VDD27DGND28MAX197本科生課程設(shè)計(jì)（論文）173.2 溫度控制輸出接口電路設(shè)計(jì)由于設(shè)計(jì)要求啟動(dòng) 5kW 電阻電熱絲作為加熱元件，因此考慮使用光耦元件作為 AT89C

40、51 單片機(jī)與加熱電路間的耦合元件。經(jīng)過(guò)查閱資料，采用單通道可控硅輸出光電耦合器 MOC3081 作為接口電路驅(qū)動(dòng)控制，MOC3081 是摩托羅拉公司生產(chǎn)的可控硅輸出的光電耦合器，常用做大功率可控硅的光電隔離觸發(fā)器，且是過(guò)零觸發(fā)的，具有工作穩(wěn)定、抗干擾和動(dòng)作迅速等優(yōu)點(diǎn)。其封裝類(lèi)型為 DIP6，光電耦合器類(lèi)型是三端雙向可控驅(qū)動(dòng)器，功耗 250mW。設(shè)計(jì)出的輸出接口電路如圖 3.4 所示。1234PT100RwV CC10k10k11.5k10k2k2kV CC100F100FCLK1CS2WR3RD4H BEN5SH DN6D 77D 68D 59D 410D 3/D 1111D 2/D 101

41、2D 1/D 913D 0/D 814A GN D15CH016CH117CH218CH319CH420CH521CH622CH723IN T24REFA D J25REF26V DD27D GN D28MA X 197P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RESET9RXD 、P3.010TXD 、P3.111IN T0、P3.212IN T1、P3.313T0、P3.414T1、P3.515WR、P3.616RD、P3.717X TA L218X TA L119V SS20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2

42、.627P2.728PSEN29A LE/PRO G30EA/VPP31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039V CC40A T89C51圖 3.3模擬量檢測(cè)接口電路本科生課程設(shè)計(jì)（論文）183.3 人機(jī)對(duì)話接口電路設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，鍵盤(pán)輸入值包括溫度設(shè)定數(shù)字鍵 09、確認(rèn)鍵和復(fù)位鍵，選用 43 矩形鍵盤(pán)即可滿足要求。顯示器要能夠顯示至少三位數(shù)字，因此設(shè)計(jì) 3個(gè) 8 段 LED 數(shù)顯管分別顯示溫度的個(gè)位、十位和百位。綜合比較各種方案后，本次設(shè)計(jì)接口電路采用 8155 擴(kuò)展 I/O 口構(gòu)成的鍵盤(pán)、顯示接口電路。人機(jī)對(duì)話接口電路圖如圖 3.

43、5 所示。360470、0.01FMO C3081V CC1n4148A C220V圖 3.4溫度控制輸出接口電路D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0GV CCQ 0Q 1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7BIC 8717D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0GV CCQ 0Q 1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7BIC 8717PA 0PA 1PA 2PA 3PA 4PA 5PA 6PC0PC1PC2PC3PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6RESETCEIO /MWRRDA LED 0D 1D 2PA 7PB78155abfcgdeDPY1234567abc

44、defg8dpdpabfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpabfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdp 0 1 2 5 81110 7 4 3 6 9V CCV CCV CC20F1kP2.6P2.0WRRDA LEP0.2P0.1P0.0A T89C51圖 3.5人機(jī)對(duì)話接口電路本科生課程設(shè)計(jì)（論文）19本科生課程設(shè)計(jì)（論文）20第 4 章 加熱控制器軟件設(shè)計(jì)4.1 軟件實(shí)現(xiàn)功能綜述根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)軟件主要實(shí)現(xiàn)的功能為：將溫度傳感器經(jīng) MAX197轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量輸入單片機(jī)，經(jīng)過(guò)顯示碼處理后將變量送到數(shù)碼管上顯示出來(lái)。同時(shí)，單片機(jī)對(duì)輸入的數(shù)字量進(jìn)行處理，對(duì)

45、加熱器件即電烤箱溫度進(jìn)行控制。通過(guò)按鍵控制軟件還應(yīng)該實(shí)現(xiàn)按鍵操作，例如設(shè)置參數(shù)的功能。為了能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能，經(jīng)過(guò)認(rèn)真的分析和整理，以及對(duì)整體功能進(jìn)行細(xì)化、分配，把系統(tǒng)的程序劃分為以下幾個(gè)主要部分：（1）復(fù)位部分：通過(guò)對(duì)堆棧、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、中斷和特殊功能寄存器進(jìn)行賦值，有關(guān)寄存器的清零，以及計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的初值存放等功能的實(shí)現(xiàn)。（2）A/D 轉(zhuǎn)換部分：把溫度傳感器 PT100 測(cè)量的溫度信號(hào)模擬量經(jīng)MAX197 轉(zhuǎn)換為數(shù)字量輸入 AT89C51 單片機(jī)。（3）加熱控制部分：通過(guò)處理單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)，將處理信號(hào)輸出至驅(qū)動(dòng)電路控制加熱器加熱操作。（4）人機(jī)對(duì)話部分：把溫度值進(jìn)行準(zhǔn)確顯示，單片機(jī)上電后

46、開(kāi)始對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，一旦檢測(cè)到有鍵按下就會(huì)轉(zhuǎn)去執(zhí)行處理程序，處理完畢后能夠返回主程序。此部分穿插于以上各部分之中，無(wú)需另行設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)軟件部分的設(shè)計(jì)，與硬件連接配合后能夠完成設(shè)計(jì)要求的控制電烤箱內(nèi)溫度并可以設(shè)定恒溫的要求。4.2 流程圖設(shè)計(jì)4.2.1 主程序流程圖設(shè)計(jì)主程序主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位、A/D轉(zhuǎn)換和顯示。 系統(tǒng)復(fù)位包括寄存器的初始化、通信的初始化、LED顯示的初始化、I/O端口的初始化和數(shù)據(jù)的初始化。A/D轉(zhuǎn)換即MAX197數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程。顯示包括LED數(shù)據(jù)顯示和顯示刷新。流程圖如圖4.1所示。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）214.2.2 模擬量檢測(cè)流程圖設(shè)計(jì)模擬量采樣過(guò)程中，由于鉑熱電阻的非線性

47、誤差和電源干擾的存在，可能導(dǎo)致A/D轉(zhuǎn)換后的結(jié)果與電烤箱實(shí)際溫度不同，為了提高系統(tǒng)的可靠性和信號(hào)的正確性，本設(shè)計(jì)采用取算術(shù)平均濾波法，就是連續(xù)取幾個(gè)采樣值進(jìn)行取算術(shù)平均值。算是平均濾波法有方法簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)采集精確和可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)檢測(cè)流程設(shè)計(jì)，外部輸入的模擬量信號(hào)首先由傳感器送入MAX197進(jìn)行模擬量采集，在一次采樣間隔時(shí)間內(nèi)，將幾次采樣數(shù)據(jù)輸入量輸入A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。為了準(zhǔn)確地反映被測(cè)信號(hào)，防止干擾信號(hào)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成的誤差，每一路信號(hào)采集4次并記錄轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量數(shù)據(jù)求平均得出此次采集的結(jié)果。 計(jì)算完成后將數(shù)字量數(shù)據(jù)輸出到LED數(shù)碼管上，顯示出當(dāng)前電烤箱內(nèi)的溫度。執(zhí)行中斷，輸入

48、信號(hào)獲取AT89C51 復(fù)位溫度傳感器 PT100 采樣鍵盤(pán)輸入模擬信號(hào)輸入 MA197 A/D 轉(zhuǎn)換器數(shù)字信號(hào)輸入 AT89C51 單片機(jī)LED 顯示溫度或輸入鍵值圖 4.1主程序流程圖YN本科生課程設(shè)計(jì)（論文）224.2.3 加熱控制流程圖設(shè)計(jì)加熱控制器軟件設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)的作用是當(dāng)模擬采樣收集的電烤箱當(dāng)前溫度值與鍵盤(pán)輸入的溫度設(shè)定值不同時(shí)，控制控制加熱器工作與否的功能。加熱控制器的主要作用即為功能電路提供溫度數(shù)據(jù)，供電路采集使用，溫度控制系統(tǒng)即以溫度作為被控制量的反饋控制系統(tǒng)。加熱控制過(guò)程需要模擬量檢測(cè)過(guò)程完成時(shí)方能進(jìn)行?？刂七^(guò)程為檢測(cè)到有鍵盤(pán)輸入量時(shí)，將鍵盤(pán)輸入量與當(dāng)前溫度模擬量檢測(cè)轉(zhuǎn)換結(jié)

49、果相比較，若大于當(dāng)前溫度值則控制加熱器件停止加熱，若小于當(dāng)前溫度值則控制加熱器件加熱。夠哦城中不斷檢測(cè)對(duì)比，直到電烤箱內(nèi)部溫度與設(shè)定值相等。加熱控制流程圖如圖4.3所示。LED 顯示溫度值取算術(shù)平均值并記錄數(shù)據(jù)求和次數(shù)3溫度傳感器 PT100 采樣并記錄數(shù)據(jù)采樣記錄數(shù)據(jù)求和模擬量檢測(cè)開(kāi)始圖 4.2模擬量檢測(cè)流程圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）234.3 程序清單ORG 0000HAJMP STARTORG 0003HAJMP KEYORG 0030HSTART：CLR P1.7CLR P1.3CLR P1.5SETB P1.6MOV R4, #00HMOV SP, #60HMOV PSW, #00HM

50、OV R0, #20HMOV R7, #60HCAMP：MOV A, 30HMOV 40H, AMOV A, 38HCLR CCJNE A, 40H, DISPLAYMOV A, 39HCJNE A, 30H, DISPLAYSJMP CAMPMAIN： LCALL PT100LCALL DISPLAYLCALL CAMPCLR P1.3SETB P1.6CLR CAMPLCALL PT100LCALL DISPLAYLCALL DISPLAY PT100： PUSH PSWMOV R0, #7AH MOV A, R0LED 顯示當(dāng)前溫度NY驅(qū)動(dòng)加熱器加熱控制開(kāi)始檢測(cè)鍵盤(pán)輸入量大于測(cè)量值圖 4

51、.3加熱控制流程圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）24SWAP ADEC R0ADD A, R0MOV R1, AANL A, #0F0HSWAP AMOV B, #0AHMUL ABMOV R2, AMOV A, R1ANL A,#0FHADD A, R2MOV 38H, AMOV R0, #78HMOV 39H, R0RETKEY： MOV R0, #00HINC R0DJNZ R7, MLCLR IT0 MOV A,#03H MOV DPTR,#7F00H MOVX DPTR,AKEY1：ACALL KS JNZ LK1 ACALL DISPLAY AJMP KBZLK1： ACALL DISPL

52、AY ACALL DISPLAY JNZ LK2 AJMP KBZLK2： MOV R2,#0FEH MOV R4,#00HLK3： MOV DPTR,#7F01H MOV A,R2 MOVX DPTR,A INC DPTR INC DPTRMOVX A,DPTRJB ACC.0,LONEMOV A,#00HAJMP LKPLONE： JB ACC.1,LTWO MOV A,#08H AJMP LKPLTWO： JB ACC.2 ,LTHR MOV A,#10H AJMP LKPLTHR： JB ACC.3,NEXT MOV A,#18HLKP： ADD A,R4 PUSH ACCLK4： A

53、CALL DISPLAY ACALL KS JNZ LK4 POP ACCKEND： RETNEXT： INC R4 MOV A,R2 JNB ACC.7,KBZ RL A MOV R2,A AJMP LK3KBZ： MOV A,#0FEH AJMP KENDKS： MOV DPTR,#7F01H MOV A,#00H MOVX DPTR,A本科生課程設(shè)計(jì)（論文）25 INC DPTR INC DPTR MOVX A,DPTR CPL A ANL A,#0FH RETDISPLAY：MOV A,#03H MOV DPTR,#7F00H MOVX DPTR,A MOV R0,#78H MOV R

54、3,#7FH MOV A,R3DIR0： MOV DPTR,#7F01H MOVX DPTR,A INC DPTR MOV A,R0 ADD A,#0DH MOVC A,A+PC MOVX DPTR,A ACALL DEL1INC R0 MOV A,R3 JNB ACC.0,DIR1 RR A MOV R3,A AJMP DIR0DIR1:： RETDSEG： DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07HDB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71HDEL1： MOV R7,#02HDEL0： MOV R6,#0FEH DJNZ R6,$ DJNZ

55、 R7,DEL0 RET本科生課程設(shè)計(jì)（論文）26第 5 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析5.1 系統(tǒng)原理圖 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和以上內(nèi)容的設(shè)計(jì)，得出電烤箱加熱控制系統(tǒng)原理圖如圖 5.1所示。圖 5.1加熱控制系統(tǒng)原理圖AC5VAC220V1234440F1N4733DZ220F0.1F12MHz30pF30pF22F2001k1234PT100RwVCC10k10k11.5k10k2k2kVCC100F100FCLK1CS2WR3RD4HBEN5SHDN6D77D68D59D410D3/D1111D2/D1012D1/D913D0/D814AGND15CH016CH117CH218CH319CH420CH521

56、CH622CH723INT24REFADJ25REF26VDD27DGND28MAX197360470、0.01FMOC30811n4148D7D6D5D4D3D2D1D0GVCCQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7BIC 8717D7D6D5D4D3D2D1D0GVCCQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7BIC 8717PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PC0PC1PC2PC3PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6RESETCEIO/MWRRDALED0D1D2PA7PB78155abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpabfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpabfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdp 0 1 2 5 81110 7 4 3 6 9VCCVCC20F1kP1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RESET9RXD、P3.010TXD、P3.111INT 0、P3.212INT 1、P3.313T0、P3.414T1、P3.515WR、P3.616RD、P3.717XTAL218