單片機(jī)應(yīng)用及開發(fā)技術(shù)0課件

10-1作息時(shí)間控制鐘10-2水塔水位控制第10章單片機(jī)應(yīng)用及開發(fā)技術(shù)10-3電熱箱單片機(jī)溫控系統(tǒng)10-4紙機(jī)轉(zhuǎn)速、紙長的單片機(jī)控制 硬件：時(shí)鐘電路片軟件：片內(nèi)定時(shí)器在單片機(jī)計(jì)時(shí)的過程中，每一次秒加1，都與規(guī)定的作息時(shí)間比較，如比較相等就進(jìn)行電鈴或擴(kuò)音設(shè)備的開關(guān)控制。本系統(tǒng)共有4項(xiàng)控制內(nèi)容：接通電鈴和斷開電鈴；接通和斷開擴(kuò)音設(shè)備。由P1口輸出控制碼進(jìn)行控制，其控制碼定義為：接通電鈴：0FEH斷開電鈴：0FDH接通擴(kuò)音設(shè)備：7FH斷開擴(kuò)音設(shè)備：0BFH10-1作息時(shí)間控制鐘時(shí)鐘產(chǎn)生+5V+5V由P1口輸出控制碼進(jìn)行控制：接通電鈴：0FEH斷開電鈴：0FDH接通擴(kuò)音設(shè)備：7FH斷開擴(kuò)音設(shè)備：0BFH

P1.7P1.6…P1.1P1.0電鈴?fù)?0電鈴斷01擴(kuò)音通01擴(kuò)音斷10程序：1、主程序：為時(shí)鐘記時(shí)程序，使用內(nèi)部RAM單元：20H秒單元21H分單元22H時(shí)單元每運(yùn)行一次秒加1操作時(shí)（參見P158～162），都調(diào)用時(shí)間比較子程序。2、時(shí)間比較子程序：記時(shí)時(shí)間與存儲(chǔ)字中的預(yù)置時(shí)間進(jìn)行比較：相等：作息時(shí)間已到，發(fā)出開關(guān)控制碼，控制電鈴或擴(kuò)音設(shè)備的開/斷；不等：子程序返回。50H——存儲(chǔ)區(qū)首地址；R0——存儲(chǔ)區(qū)地址指針；2EH——存儲(chǔ)區(qū)地址指針暫存單元；6AH——存開關(guān)控制碼；6BH～6DH——依次存放存儲(chǔ)字的小時(shí)值、分值和秒值。內(nèi)部RAM中：LOOP1：MOV R0，#4CH ；存儲(chǔ)字存儲(chǔ)區(qū)首地址減4 MOV 2EH，R0

；送存儲(chǔ)區(qū)地址指針暫存單元LOOP2：MOV R0，2EH MOV R3，#04H ；循環(huán)4次 MOV R1，#23HLOOP3：INC R0

；地址指針加4，得開關(guān)控制碼地址 DJNZ R3，LOOP3 MOV 2EH，R0

；暫存開關(guān)控制碼地址 MOV R3，#03H ；循環(huán)3次 MOVX A，@R0

；讀取控制碼 JZ A，LOOP5 ；控制碼為“0”（結(jié)束）則返回 MOV 6AH，A ；存控制碼LOOP4：INC R0

；地址指針增量：50H→51H（時(shí)）→52H（分）→53H（秒） DEC R1

；記時(shí)單元地址減量：23H→22H（時(shí)）→21H（分）→20H（秒） MOVX A，@R0

；讀取作息時(shí)間（時(shí)、分、秒） MOV 6BH，A ；存作息時(shí)間 MOV A，@R1

；讀取記時(shí)時(shí)間 CJNE A，6BH，LOOP2 ；記時(shí)時(shí)間（A）與預(yù)置作息時(shí)間（6BH）比較：不等則轉(zhuǎn)，繼續(xù)讀下面的控制碼（時(shí)、分、秒） DJNZ R3，LOOP4 ；共讀取3次 MOV A，6AH ；開關(guān)控制碼送A CPL A ；取反（增大驅(qū)動(dòng)能力） MOV P1，A ；開關(guān)控制碼輸出LOOP5：RET ；返回10-2水塔水位控制一、控制原理：虛線表示允許水位變化的上下限。水塔由電機(jī)帶動(dòng)水泵供水，單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以達(dá)到對(duì)水位控制的目的。①當(dāng)水位上升，達(dá)到上限時(shí)，因水導(dǎo)電，B、C棒連通+5V。b、c均為“1”，應(yīng)停止電機(jī)和水泵的工作，不再供水；②當(dāng)水位降到下限時(shí)，B、C棒都不能與A棒導(dǎo)電。b、c均為“0”，應(yīng)啟動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)水泵工作，給水塔供水；③當(dāng)水位處于上下限之間時(shí)，B與A棒導(dǎo)通。b為“1”，c為“0”，無論怎樣都應(yīng)維持原有的工作狀態(tài)。水塔水位控制電路程序： ORG 8000H AJMP LOOPLOOP：ORL P1，#03H；P1.0=P1.1=1，為檢查水位狀態(tài)做準(zhǔn)備 MOV A，P1 JNB ACC.0，ONE ；P1.0=0則跳轉(zhuǎn) JB ACC.1，TWO ；P1.1=1則跳轉(zhuǎn)BACK：ACALL D10S ；P1.0=1、P1.1=0維持原狀時(shí)就延時(shí)10S AJMP LOOPONE： JNB ACC.1，THREE ；P1.1=0則跳轉(zhuǎn) CLR 93H（P1.3） ；P1.0=0、P1.1=1時(shí)，P1.3=0啟動(dòng)報(bào)警裝置 SETB 92H（P1.2） ；P1.2=1停止電機(jī)工作FOUR：SJMP FOURTHREE：CLR 92H ；P1.0=P1.1=0時(shí)啟動(dòng)電機(jī) AJMP BACKTWO：SETB 92H ；停止電機(jī)工作 AJMP BACK延時(shí)子程序D10S（延時(shí)10S）：

ORG 8030H

MOV R3，#19H

；R3=25DLOOP3：MOV R1，#85H

；R1=133DLOOP1：MOV R2，#0FAH

；R2=250DLOOP2：DJNZ R2，LOOP2

DJNZ R1，LOOP1 DJNZ R3，LOOP3 RET1T1T1T2T2T2T2T計(jì)算延時(shí)時(shí)間：（若fosc=6MHz，則T=2μS）t={[(2×2μS×250)+3×2μS]×133+3×2μS}×25+3×2μS

=3345106μS≈3.3S（10S???）單片機(jī)具有溫度設(shè)定、顯示、給出采樣溫度反饋值、輸出溫度控制量以及作調(diào)節(jié)器運(yùn)算等功能。溫度信號(hào)輸入通道MC14433是雙積分3?位的A/D轉(zhuǎn)換器：采用掃描的方法，輸出3?位的BCD碼，從0000～1999共2000個(gè)數(shù)碼。內(nèi)部有時(shí)鐘源（振蕩器）。VR：基準(zhǔn)電壓輸入線，其值為200mV或2V；VX：被測(cè)電壓輸入線，最大為199.9mV或1.999V。DS4～DS1：分別是個(gè)、十、百、千位的選通脈沖輸出線；Q3～Q0：BCD碼數(shù)據(jù)輸出線，動(dòng)態(tài)地輸出千位、百位、十位、個(gè)位值。即DS4有效時(shí)，Q3～Q0表示的是個(gè)位值（0～9）；依次類推。EOC與INT0相接使得MC14433每次A/D結(jié)束后，同時(shí)啟動(dòng)下一次轉(zhuǎn)換，使其處于連續(xù)的A/D轉(zhuǎn)換中，并使得單片機(jī)在中斷服務(wù)程序中讀入該次轉(zhuǎn)換結(jié)果。輸出控制電路輸出高電平：雙向可控硅導(dǎo)通，電熱絲通電；輸出低電平：雙向可控硅截止，電熱絲斷電。8155I/O端口的負(fù)載能力不足以驅(qū)動(dòng)光電耦合器的發(fā)光二極管，用1413作為功放。控制算法：對(duì)于溫度控制系統(tǒng)，系統(tǒng)具有大熱慣性，系統(tǒng)采用脈沖寬度調(diào)制的控制方法。也可用PID算法、Smith算法、Dalin算法等。T1計(jì)量走紙長度（1cm/脈沖）；T0計(jì)量信號(hào)個(gè)數(shù)（與INT0配合）；INT0檢測(cè)紙機(jī)轉(zhuǎn)速（V=D/nTc）；INT1檢測(cè)斷紙（通過延時(shí)）；晶閘管的控制信號(hào)（由DAC0832提供）。走紙長度由撥盤設(shè)置；轉(zhuǎn)速的給定由模擬電壓經(jīng)ADC0809轉(zhuǎn)換后設(shè)置；6位數(shù)碼管分別用于顯示轉(zhuǎn)速（前2位）和走紙長度（后4位）。系統(tǒng)控制功能：設(shè)置8155的PA口和PB口為基本輸入方式，PC口為基本輸出方式，則8155的控制字為11001100=0CCH；計(jì)數(shù)器取分頻系數(shù)為1000D=03E8H，并輸出方波信號(hào)，則計(jì)數(shù)器初值應(yīng)設(shè)置成0100001111101000B=43E8H1、紙長的設(shè)定：

（撥盤→8155→80C51）程序：MOV R0，#00H ；寫控制字（8155設(shè)定）MOV A，#0CCHMOVX @R0，AMOV R1，#04H ；寫計(jì)數(shù)器（T0）初值與工作方式MOV A，#0E8H ；置TL0MOVX @R1，AINC R1MOV A，#43H ；置TH0MOVX @R1，AMOV R0，#01H ；把PA口內(nèi)容讀入單片機(jī)RAM7FHMOVX A，@R0

；讀紙長給定MOV 7FH，AINC R0

；把PB口內(nèi)容讀入單片機(jī)RAM7EHMOVX A，@R0MOV 7EH，AINC R0

；把#01H由PC口輸出（PC.0=1）MOV A，#01H ；接信號(hào)燈：走紙到否？MOVX @R0，AT1的中斷服務(wù)程序：T1INT：PUSH A ；保護(hù) PUSH PSW MOV TH1，#0FCH ；重置初值 MOV TL1，#18H DEC 7FH ；紙長減1 MOV A，7FH ANL A，#0FH ；取低位 CJNE A，#0FH，ED ；判斷是否在BCD碼范圍 DEC 7FH ；BCD碼調(diào)整（7FH）=#0FH

DEC 7FH =15 DEC 7FH ；（15-6=9） DEC 7FH DEC 7FH DEC 7FHED： POP PSW ；恢復(fù) POP A RETI ；中斷返回PIP： JNB P3.3，NEXT5 ；無斷紙信號(hào)則返回 MOV R5，#0AH ；延時(shí)（0AH=10D）LOOP2：MOV R7，#32H ；32H=50DLOOP1：MOV R6，#00H DJNZ R6，$ DJNZ R7，LOOP1 DJNZ R5，LOOP2 JNB P3.3，NEXT5 ；再判斷有無斷紙信號(hào) AJMP ED ；有斷紙信號(hào)則停機(jī)NEXT5：RET紙機(jī)運(yùn)行過程中，是否出現(xiàn)斷紙現(xiàn)象的檢測(cè)來自光電信號(hào)，經(jīng)INT1引入單片機(jī)內(nèi)。為了區(qū)別是過紙出現(xiàn)空洞還是確實(shí)出現(xiàn)斷紙現(xiàn)象，單片機(jī)根據(jù)無紙信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)間長短加以判斷。如：當(dāng)無紙信號(hào)持續(xù)1S后消失，說明無斷紙現(xiàn)象，則微機(jī)系統(tǒng)仍然正常運(yùn)行；如超過此時(shí)間后，無紙信號(hào)依然存在，則判斷為出現(xiàn)了斷紙現(xiàn)象，單片機(jī)立即停機(jī)。程序如下：3、保護(hù)：小結(jié)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心，擴(kuò)展外圍芯片和電路，能完成一定任務(wù)的微機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)具有體積小、成本低、抗干擾強(qiáng)、使用方便靈活等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和科技等各個(gè)領(lǐng)域。1、確定系統(tǒng)控制方案，徹底了解控制對(duì)象和控制要求。高速對(duì)象（電機(jī)調(diào)速、圖像語音識(shí)別等）還是慢速對(duì)象（溫度、流量等過程控制）；開環(huán)控制還是 閉環(huán)控制； 等等。設(shè)計(jì)步驟：4、硬件設(shè)計(jì)：在系統(tǒng)控制方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)單片機(jī)本身的硬件資源，確定出整個(gè)系統(tǒng)的控制電路。單片機(jī)片內(nèi)的資源應(yīng)充分予以利用，只有在不能滿足要求時(shí)，才需要擴(kuò)展。5、軟件設(shè)計(jì)：依據(jù)控制算法和控制電路。通常硬件少則軟件多，反之亦然。 程序編制法則： 畫框圖→確定軟件功能模塊→確定流程圖→調(diào)試子程序→程序總調(diào)。6、系統(tǒng)總調(diào)：根據(jù)制成的硬件電路和調(diào)試過的程序做系統(tǒng)總調(diào)。常用單片機(jī)仿真完成，然后固化軟件，脫開仿真器，插回單片機(jī)與固化了的程序存儲(chǔ)器。總復(fù)習(xí)1、數(shù)據(jù)總線的擴(kuò)展問題：MCS-51系列單片機(jī)的編址問題：程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 已知AB與DB的數(shù)目，求地址范圍或芯片容量（字節(jié)、位）。 已知P2口的接線，確定地址的方法。2、響應(yīng)中斷的時(shí)間：3～8μs。3、A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)：A/D的指標(biāo)：分辨率、轉(zhuǎn)換時(shí)間、轉(zhuǎn)換精度。4、CPU定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍（請(qǐng)見P146）計(jì)數(shù)脈沖的頻率不能高于振蕩脈沖頻率的1/24。5、編址的問題及標(biāo)志： 存儲(chǔ)器與I/O：統(tǒng)一編址； ROM與RAM：分開編址； ROM內(nèi)部與外部：統(tǒng)一編址； RAM內(nèi)部與外部：分開編址。9、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的計(jì)算問題：定時(shí)初值與波特率的計(jì)算：確定TH、TL的值。定時(shí)初值的計(jì)算與裝入（TH0、TL0）；對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)（P148）：計(jì)數(shù)脈沖的頻率不能高于振蕩脈沖頻率的1/24。例：生產(chǎn)快餐面的流水生產(chǎn)線上，要求每生產(chǎn)50包，向P1.0發(fā)出包裝命令，包裝成1箱，編寫程序。答：①選擇定時(shí)器計(jì)數(shù)器及其工作方式：選定時(shí)器T0/T1工作于方式2計(jì)數(shù)。②計(jì)數(shù)初值：計(jì)數(shù)初值X=28-50=206=0CEH。③確定控制字：TMOD=00000110B=06H。④采用中斷方式，編寫程序：程序：

ORG 0000H

AJMP MAIN

O