智能溫度控制系統(tǒng)

PAGEPAGE31摘要智能溫度控制系統(tǒng)近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新。在實時檢測和自動控制的單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點的軟件結(jié)合，以作完善。本系統(tǒng)是以單片機的基本語言匯編語言來進行軟件設(shè)計編程的，其指令的執(zhí)行速度快，節(jié)省存儲空間。為了便于擴展和更改，軟件的設(shè)計采用模塊化結(jié)構(gòu)，使程序設(shè)計的邏輯關(guān)系更加簡潔明了。使硬件在軟件的控制下協(xié)調(diào)運作。根據(jù)本溫度系統(tǒng)的設(shè)計要求，該系統(tǒng)是由單片機和溫度傳感器與一體的綜合設(shè)計，由于是用單片機采集溫度信號，所以在之前必須對溫度信號進行放大和轉(zhuǎn)換，就應(yīng)該選擇放大器和A/D轉(zhuǎn)換器，本系統(tǒng)要實現(xiàn)人工智能化，就必須有對溫度進行設(shè)定，所以還需要設(shè)計鍵盤與單片機系統(tǒng)進行溝通。關(guān)鍵字：單片機溫度傳感器鍵盤A/D轉(zhuǎn)換器放大器第一章緒論計算機是人類有史以來最偉大的發(fā)明之一，人類經(jīng)過幾個世紀的努力，把計算機從中國古老的算盤發(fā)展到當(dāng)代的計算機。當(dāng)代計算機并非僅用于計算，它更廣泛地應(yīng)用到社會生活中的各個領(lǐng)域，從宇宙飛船到人造衛(wèi)星，從天氣預(yù)報到地震預(yù)報，從辦公自動化到生產(chǎn)過程自動化，都離不開計算機的應(yīng)用，計算機已成為促進現(xiàn)代文明的進步，推動人類社會發(fā)展的“智能工具”。單片微型計算機（singlechipmicrocomputer）被稱為單片機，它是各類專用控制器而設(shè)計的通用或?qū)Ｓ梦⑿陀嬎銠C系統(tǒng)，高密度集成了普通微機的微處理器、一定容量的RAM和ROM以及輸入/輸出接口，定時器等電路于一塊芯片上構(gòu)成的。單片機的應(yīng)用十分廣泛，其具體有以下幾個特點：（1）小巧靈活、成本低，易于產(chǎn)品化。它能方便地組裝成各種智能化的控制設(shè)備及各種智能儀器儀表。（2）面向控制，能針對性地解決從簡單到復(fù)雜的各類控制任務(wù)，因而能獲得最佳的性能價格比。（3）抗干擾能力強，適應(yīng)溫度范圍寬，在各種惡劣的環(huán)境條件下都能可靠地工作，這是其它機種無法比擬的?？梢院芊奖愕貙崿F(xiàn)多機和分布控制。使整個系統(tǒng)的效率和可靠性他大為提高。（4）單片機具有體積小、功耗低、價格便宜等優(yōu)點，今年來還開發(fā)了一些以單片機母片（如8051），在片中嵌入更多的專用型單片機，因此單片機在計算機控制領(lǐng)域中應(yīng)用越來越廣泛。單片機的應(yīng)用意義不僅帶來的巨大經(jīng)濟效益。更重要的意義還在于單片機的應(yīng)用正從根本上改變著傳統(tǒng)的抗爭系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機通過軟件的方法實現(xiàn)。這種以軟件取代硬件并提高系統(tǒng)性能的控制技術(shù)，稱之為微控制技術(shù)。微控制技術(shù)標志著一種全新概念的出現(xiàn)，是對傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。隨著單片機應(yīng)用的推廣和普及，微控制技術(shù)必將不斷發(fā)展，日益完善。溫度是工業(yè)控制對象中主要的被控參數(shù)之一,特別是在冶金,化工,建材,食品加工,機械制造等各類工業(yè)中廣泛使用加熱爐,熱處理爐,反應(yīng)爐等。這些技術(shù)高精度高的自動控制可以使用計算機來完成。但由于在工業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)的對象往往是復(fù)雜多變的，都用計算機控制可能增加生產(chǎn)成本，因此為了能夠滿足人們的生產(chǎn)需要，在很多生產(chǎn)控制中就運用到了單片機控制下面就是運用單片機控制元件生成的推舟設(shè)計系統(tǒng)。第二章設(shè)計要求設(shè)計一個溫度控制系統(tǒng)，實現(xiàn)計算機控制自動推舟系統(tǒng)具體要求如下:2.1設(shè)計課題工藝過程簡介隨著現(xiàn)代社會的高速發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場和電力電子技術(shù)領(lǐng)域中，半導(dǎo)體元器件得到廣泛的利用。在半導(dǎo)體產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)過程中，有一道關(guān)系到半導(dǎo)體器件性能的關(guān)鍵工序——在外延片上均勻地生長若干不同厚度的摻雜層，生長的方法是：首先，將待加工的外延片放在液相外延爐中預(yù)熱，在推桿的前端并列放著幾個小方框，小方框中裝有不同的慘雜物。當(dāng)爐溫達到一定溫度值后，預(yù)熱結(jié)束后爐溫開始下降，根據(jù)半導(dǎo)體器件的要求，當(dāng)爐溫降到某個設(shè)定值時，便要將推桿推進一個舟的距離，使舟中的摻雜物對準外延片，并在外延片生長一片薄層。當(dāng)爐溫再降到另一個規(guī)定值時，直到摻雜完所有層，生成半導(dǎo)體器件。根據(jù)該半導(dǎo)體器件的摻雜層數(shù)的不同推舟的距離在20mm-170mm之間。同樣，推舟的速度也各有不同的要求，大約介于7mm/s-25mm2.2控制任務(wù)指標及要求：摻雜推舟工作溫度范圍：700-400℃推舟總距離：小于170mm一次推舟距離：20mm推舟的速度（可轉(zhuǎn)化為時間）：7mm/s-25mm/s一次工序推舟次數(shù)：1-6個舟第三章系統(tǒng)設(shè)計思想由于每種半導(dǎo)體器件在摻雜推舟中，其生長層數(shù)、舟長度、推舟速度以及推舟溫度都不完全相同，因而，在控制系統(tǒng)中必須配備簡易的鍵盤和顯示器，以便能夠輸入和顯示各種控制參數(shù)，以及控制系統(tǒng)的啟動和停止。該控制系統(tǒng)應(yīng)該能夠接受采集溫度信號，并完成信號的非電量到電量的轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換，根據(jù)對應(yīng)的溫度值來執(zhí)行相應(yīng)的動作。在本推舟控制系統(tǒng)中，擬采用步進電機與滾珠絲桿相結(jié)合的方法來帶動推桿的運動。因而推桿的運動是步進式的?？刂撇竭M脈沖的個數(shù)和時間間隔，便可以精確的控制位移和時間。為了便于控制，系統(tǒng)軟件應(yīng)該具備簡易的監(jiān)控功能，以管理顯示和鍵盤。要對接受到的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換、存儲和各種換算，還要將檢測到的給定值進行比較，比較值相符合，發(fā)出相應(yīng)的換算的步進脈沖，以達到控制目的。依據(jù)設(shè)計的要求，可以有以下的硬件設(shè)計框圖：通過上面框圖我們可以劃分為幾個模塊來進行硬件設(shè)計，通過模塊話設(shè)計將使設(shè)計思路能夠清晰明了的展現(xiàn)出來，便于分析和編程。第四章硬件的選擇4.1單片機的選擇在當(dāng)今的單片機世界里，現(xiàn)在世界上用量最大的幾種單片機是MCS-51系列。該系列單片機以其高性價比，兼容性強，軟硬件資源豐富，得到了廣泛的應(yīng)用。針對本設(shè)計，選用對于存儲空間的要求不是很高，4K的程序存儲空間已經(jīng)夠用，沒有必要使用其他存儲空間擴展的單片機。4.2溫度傳感器的選擇根據(jù)設(shè)計要求，由于此設(shè)計屬于工業(yè)生產(chǎn)范圍，所以對傳感器的要求也很高。在推舟過程中爐溫在400～700℃之間，所以要求溫度傳感器的測量范圍在這個之間或有結(jié)余。經(jīng)過對資料的查找本設(shè)計選擇裝配式鎳鎘-銅鎳熱電偶傳感器。工業(yè)用的裝配式熱電偶作為測量溫度的變送器通常和顯示儀器、記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用。它可以直接測量各種生產(chǎn)過程中從0℃到1800℃范圍的液體、氣體和蒸汽介質(zhì)以及固體的表面溫度，在測量過程中熱電偶傳感器能夠至于爐溫中直接檢測到爐溫，所以選擇熱電偶式傳感器較為合適。（設(shè)計中選擇了型號的傳感器）4.3顯示器的選擇題目要求能夠顯示所測得的溫度值實現(xiàn)實時監(jiān)控。并且可以根據(jù)需要，既要能夠顯示爐溫的溫度還要能夠顯示設(shè)定值溫度。同時為了節(jié)約成本我們采用三支LED數(shù)碼顯示管，并且要使顯示器呈動態(tài)顯示狀態(tài)。4.4鍵盤的選擇根據(jù)設(shè)計思路知道，設(shè)計要求能夠?qū)崿F(xiàn)人機對話，也就是可以根據(jù)不同元器件的生產(chǎn)需要進行人為的設(shè)置溫度，控制溫度上限、下限以及對各個溫度點的設(shè)置，從而來控制電動機的運行實現(xiàn)推舟生產(chǎn)過程。所以為了更方便的進行操作，我們選擇4×4式鍵盤，4.5溫度控制部分我們要通過單片機的引腳來對溫度進行控制，顯然，直接通過引腳對溫度的加熱設(shè)備進行控制，不是很現(xiàn)實，我們只有通過驅(qū)動器來對引腳的信號進行處理，來對溫度進行檢測和控制。在本計中，為了采集溫度信號，使溫度能夠準確的采集和處理，我采用了熱電偶式溫度傳感器。通過它的外圍器件，能夠以小的信號控制比較大的信號。由于熱電偶傳感器的測量點可以放置在被測對象上或周圍，因此檢測到的信號比較準確。為了補償熱電偶在測量過程中損失的熱電勢，我采用了電橋冷端補償法。具體信息將在后面進行介紹。4.6自動推舟控制部分由于自動推舟控制過程中，根據(jù)生產(chǎn)需要實現(xiàn)定位控制，因此在設(shè)計中采用性能良好的步進電動機作為執(zhí)行元件，當(dāng)電機旋轉(zhuǎn)時通過絲桿把電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線位移，從而推動舟的運動。我們之所以選用步進電機是因為其具有可靠的快速啟動和停止的功能，如果負荷不超過其所提供的動態(tài)轉(zhuǎn)矩值，就能夠在一剎那間啟動與停止，符合系統(tǒng)設(shè)計的需要。由于時間比較倉促的關(guān)系在本設(shè)計中我就對其軟件部分進行了省略。4.7實現(xiàn)方案方案一：由于設(shè)計題目要求選用8031單片機來實行系統(tǒng)的控制，但受到8031的內(nèi)存限制，在設(shè)計過程中需要對8031進行擴展，因此增加了硬件需求，同時增加了成本。方案二：8051和8031具有相同的功能，但8051內(nèi)部增加了ROM/EPROM從而使存儲的空間加大，在設(shè)計中不許要擴展其他硬件。通過以上比較，選用8051作為次設(shè)計系統(tǒng)的控制核心比較理想。具體的實現(xiàn)過程，將會在硬件，軟件部分詳細的進行說明第五章硬件設(shè)計在實現(xiàn)硬件設(shè)計中需要用到單片機、A/D轉(zhuǎn)換、步進電機、鍵盤、顯示器、傳感器、電阻、電容等，具體器件介紹如下：5.1單片機基本系統(tǒng)：單片機系統(tǒng)是整個控制系統(tǒng)的核心，它完成整個系統(tǒng)的信息處理及協(xié)調(diào)控制功能。由于系統(tǒng)對控制速度、精度及功能要求都無特別之處，因此可以選用目前廣泛使用的MCS--51系列單片機8051。8051可以提供系統(tǒng)控制所需的中斷、定時及存放中間結(jié)果的RAM電路但片內(nèi)沒有程序存儲器，因此單片機基本系統(tǒng)中除了應(yīng)包括復(fù)位電路和晶體振蕩電路以外，還應(yīng)擴充程序存儲器。5.1.1單片機80518051是MCS-51系列單片機中的一個產(chǎn)品，MCS-51系列單片機是Intel公司推出的通用型單片機。MCS-51系列單片機的各種型號都是以8051為核心電路發(fā)展起來的，因此他們都具有MCS-51的基本結(jié)構(gòu)與軟件特征。8051的特點：8位的CPU具有布爾處理功能4K字節(jié)片內(nèi)程序存儲器（ROM）128字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器（RAM）21個特殊功能寄存器（SFR）4個8位的并口、32根口線兩個16位的定時計數(shù)器一個全雙丁的串口5個中斷源，2個中斷優(yōu)先級8051引腳說明:I/O端口:P0.0～P0.7,P1.0～P1.7,P2.0～P2.7,P3.0～P3.7.8051共有4個I/O端口,為P0,P1,P2,P3,4個I/O都是雙向的,且每個口都具有鎖存器.每個口有8條線,共計32條I/O線.各端口的功能敘述如下.（1）P0有三個功能:外部擴充存儲器時,當(dāng)作數(shù)據(jù)總線（D0~D7）.外部擴充存儲器時,當(dāng)作地址總線（A0~7）.不擴充時,可做一般I/O使用,但內(nèi)部無上拉電阻,作為輸入或輸出時應(yīng)在外部接上拉電阻.（2）P1只做I/O口使用,起內(nèi)部有上拉電阻.（3）P2有兩個功能:擴充外部存儲器時,當(dāng)作地址總線（A8~A15）.做一般I/O使用,起內(nèi)部有上拉電阻.（4）P3有兩種功能.除了作為I/O使用外（內(nèi)部有上拉電阻）,還有一些特殊功能,(略)端口1,2,3有內(nèi)部上拉電阻,當(dāng)作為輸入時,其電位被拉高,若輸入為低電平可提供電流源;起作為輸出時可驅(qū)動4個LSTTL.而端口0當(dāng)作輸入時,出在高阻抗的狀態(tài),其輸出緩沖器可驅(qū)動8個LSTTL(外部的上拉電阻).VDD:電源+5V.VSS:GND接地.（5）ALE/PROG(ADDRESSLATCHENABLE)地址鎖存器使能信號端有三種功能:8051外接RAM/ROM:ALE接地址鎖存器8282(8212)的STB腳,74373的EN腳,當(dāng)CPU對外部存儲器進行存取時,用以鎖住地址的低位地址.8051未外接RAM/ROM:在系統(tǒng)中未使用外部存儲器時,ALE腳也會有1/6石英晶體的振蕩頻率,可作為外部時鐘。在燒寫EPROM：ALE作為燒寫時鐘的輸入端。（6）PSEN（PROGRAMSTORENABLE）：程序儲存使能端。內(nèi)部程序存儲器讀?。翰粍幼?。外部程序存儲器讀?。≧OM）；在每個機器周期會動作兩次。外部數(shù)據(jù)存儲器讀?。≧AM）：兩個/PSEN脈沖被跳過不會輸出。外接ROM時，與ROM的/OE腳連接。（7）RESET此腳為高電平時（約2個機器周期）,.可將CPU復(fù)位,CPU復(fù)位后其累加器及存儲器的內(nèi)容如表5.1.1：(8)EA/VPP:①接高電平時：℃CPU讀取內(nèi)部程序存儲器（ROM），如8051/8052。擴充外部ROM：當(dāng)讀取內(nèi)部程序存儲器超過0FFFH（8051）、1FFFH（8052）時，自動讀取外部ROM。②接低電平時：CPU讀取外部程序存儲器（ROM），如8031/8032。③8751燒寫內(nèi)部EPROM時，利用此腳輸入21V的燒寫電壓。（9）XTAL1，XTAL2：接石英晶體振蕩器。機器周期=石英晶體×12，如12MHz石英晶體/12=1微秒。8051硬件如下圖：綜上所述：單片機的4個并行口線，除P1口可以作為用戶使用的I/O口線，在需要擴展片外存儲器時，P0，P2口只能用作數(shù)據(jù)總線和地址總線，由于P0口在擴展時，既可作為數(shù)據(jù)總線又可作為地址總線，所以它作為地址總線時，需要外加地址鎖存器。P2口作為第二功能時，其中的許多口線是作為控制信號線使用的。只有在不使用P0，P1，P3口的第二功能時，它們可以作為一般的I/O口使用，如不需要擴展存儲器和I/O口時，P0、P2可作為一般的雙向口。5.2溫度傳感器：我們知道，在推舟工作區(qū)中，推舟摻雜的工作溫度范圍為700℃~400℃。為了檢測溫度并控制推舟，這里采用了接觸式的溫度測量方法，以熱電偶作為測溫元件，置于工作區(qū)中?？紤]到測溫范圍和精度，以及價格因素的影響，這里選用裝配式熱電偶WRE2型傳感器。其測溫上限長期為900℃，短期可達700℃。1.熱電偶特點及應(yīng)用范圍①特點熱電偶可將溫度直接轉(zhuǎn)換成電量信號,便于監(jiān)測；結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,價格便宜；惰性小,準確度高,測量范圍廣；可做成多種結(jié)構(gòu),以滿足各種測量對象的要求；適用于遠距離測量與控制；但其準確度難以超過0.2℃；參考端溫度影響測量,必須進行補償；在高溫或長期使用時,因受被測介質(zhì)的影響或環(huán)境氣氛的腐蝕作用而發(fā)生劣化。②應(yīng)用范圍：熱電偶適用于各行各業(yè)各個領(lǐng)域生產(chǎn)過程中－200℃～1300℃范圍內(nèi)的溫度測量，在特殊情況下，可測量2800℃的高溫和4K的低溫。2.熱電偶傳感器工作原理熱電偶是一種使用最多的一種傳感器，它的工作原理是由兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組成的一個回路，其兩端相互連接，只要結(jié)點處的溫度不同，一端的溫度為T，另一端的溫度為T0，則回路中就有電流產(chǎn)生，即回路中存在電動勢，該電動勢稱為熱電勢。當(dāng)回路斷開時，在斷開處a,b之間便有一電動勢ET,其極性和量值與回路中的熱電勢一致，規(guī)定為冷端，當(dāng)電流由A流向B時，稱A為正極，B為負極。熱電勢ET與溫度差（T–T0）成正比，即ET=SAB（T–T0）SAB為賽貝克西蜀，又稱為熱電勢率，它是熱電偶的最重要的特征量，其符號和大取決于熱電極材料的相對特性。

兩種導(dǎo)體的接觸電勢不同金屬自由電子密度不同，當(dāng)兩種金屬接觸在一起時，在結(jié)點處會發(fā)生電子擴散，濃度大的向濃度小的金屬擴散。濃度高的失去電子顯正電，濃度低的得到電子顯負電。當(dāng)擴散達到動態(tài)平衡時，得到一個穩(wěn)定的接觸電勢。溫度T時熱端接觸電勢：冷端接觸電勢：式中：A、B代表不同材料；在閉合回路中，總的接觸電勢為：3.熱電偶傳感器的主要技術(shù)參數(shù)熱電偶的主要技術(shù)參數(shù)有型號、分度號、測量范圍、允許誤差、熱響應(yīng)時間、公稱壓力、熱電動勢率、長期穩(wěn)定性、熱電偶的電阻R0等。WRE2溫度型傳感器屬于裝配式鎳鎘-康銅熱電偶傳感器，其工作范圍為333～900℃，允許誤差在0.0075℃，時間常數(shù)t〈90，該型號在系統(tǒng)中測量400～700℃之間的溫度，經(jīng)查表知在400℃時，其熱電動勢為33.767mV,在700℃時其電動勢為57.873熱電偶的的熱電動勢計算公式：E=∑biti熱響應(yīng)時間：熱響應(yīng)時間也稱時間常數(shù)，它是用來表示熱電偶對溫度變化感應(yīng)快慢的惰性參數(shù)，在溫度出現(xiàn)階躍變化時，熱電偶的輸出變化至相當(dāng)于該階躍變化的63.2℅所需的時間。冷端補償：

本系統(tǒng)使用鎳鉻—康銅熱電偶，被測溫度范圍為400～700℃，冷端補償采用補償電橋法，采用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢來補償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值。不平衡電橋由電阻R1、R2、R3(錳銅絲繞制)、Rcu(銅絲繞制)四橋臂和橋路穩(wěn)壓源組成，串聯(lián)在熱電偶回路中。Rcu與熱電偶冷端同處于±0℃,而R1=R2=R3=1Ω，橋路電源電壓為4V，由穩(wěn)壓電源供電，Rs為限流電阻，其阻值因熱電偶不同而不同，電橋通常取在20℃時平衡，這時電橋的四個橋臂電阻R1=R2=R3=Rcu，a、b端無輸出。當(dāng)冷端溫度偏離20℃時，例如升高時，Rcu增大，而熱電偶的熱電勢卻隨著冷端溫度的升高而減小。Uab與熱電勢減小量相等，Uab與熱電勢迭加后輸出電勢則保持不變，從而達到了冷端補償?shù)淖詣油瓿伞?.2.1運算放大器運算放大器（常簡稱為“運放”），是廣泛應(yīng)用的、具有超高放大倍數(shù)的電路單元。可以由分立的器件組成，也可以實現(xiàn)在半導(dǎo)體芯片當(dāng)中。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，如今絕大部分的運放是以單片的形式存在?，F(xiàn)今運放的種類繁多，廣泛應(yīng)用于幾乎所有的行業(yè)當(dāng)中。在這里選用集成放大器0P07型，內(nèi)部結(jié)構(gòu)及硬件圖如下：工作原理：

一般可將運放簡單地視為：具有一個信號輸出端口（Out）和同相、反相兩個高阻抗輸入端的高增益直接耦合電壓放大單元，因此可采用運放制作同相、反相及差分放大器。

運放的供電方式分雙電源供電與單電源供電兩種。對于雙電源供電運放，其輸出可在零電壓兩側(cè)變化，在差動輸入電壓為零時輸出也可置零。采用單電源供電的運放，輸出在電源與地之間的某一范圍變化。

運放的輸入電位通常要求高于負電源某一數(shù)值，而低于正電源某一數(shù)值。經(jīng)過特殊設(shè)計的運放可以允許輸入電位在從負電源到正電源的整個區(qū)間變化，甚至稍微高于正電源或稍微低于負電源也被允許。這種運放稱為軌到軌（rail-to-rail）輸入運算放大器。

運放的輸出電位通常只能在高于負電源某一數(shù)值，而低于正電源某一數(shù)值之間變化。經(jīng)過特殊設(shè)計的運放可以允許輸出電位在從負電源到正電源的整個區(qū)間變化。這種運放成為軌到軌（rail-to-rail）輸出運算放大器。

運算放大器的輸出信號與兩個輸入端的信號電壓差成正比，在音頻段有：輸出電壓=A0（E1-E2），其中，A0是運放的低頻開環(huán)增益（如100，即100000倍），E1是同相端的輸入信號電壓，E2是反相端的輸入信號電壓運算放大器均是采用直接耦合的方式，直接耦合式放大電路的各級的Q點是相互影響的，由于各級的放大作用，第一級的微弱變化，會使輸出級產(chǎn)生很大的變化。當(dāng)輸入短路時（由于一些原因使輸入級的Q點發(fā)生微弱變化，比如：溫度），輸出將隨時間緩慢變化，這樣就形成了零點漂移。

產(chǎn)生零漂的原因是：晶體三極管的參數(shù)受溫度的影響實際電路中，從熱電偶輸出的信號最多不過幾十毫伏(<30mV)，且其中包含工頻、靜電和磁偶合等共模干擾，對這種電路放大就需要放大電路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪聲和高輸入阻抗，因此宜采用測量放大電路。測量放大器又稱數(shù)據(jù)放大器、儀表放大器和橋路放大器，它的輸入阻抗高，易于與各種信號源匹配，而它的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流及輸入偏置電流小，并且溫漂較小。由于時間溫漂小，因而測量放大器的穩(wěn)定性好。由三運放組成測量放大器，差動輸入端R1和R2分別接到A1和A2的同相端。輸入阻抗很高，采用對稱電路結(jié)構(gòu)，而且被測信號直接加到輸入端，從而保證了較強的抑制共模信號的能力。A3實際上是一差動跟隨器，其增益近似為1。測量放大器的放大倍數(shù)為：AV=V0/（V2-V1），AV=Rf/R(1+(Rf1+Rf2)/RW)。在此電路中，只要運放A1和A2性能對稱(主要指輸入阻抗和電壓增益)，其漂移將大大減小，具有高輸入阻抗和共模抑制比，對微小的差模電壓很敏感，適宜于測量遠距離傳輸過來的信號，因而十分易于與微小輸出的傳感器配合使用。RW是用來調(diào)整放大倍數(shù)的外接電阻，在此用多圈電位器。

實際電路中A1、A2采用低漂移高精度運放OP-07芯片，其輸入失調(diào)電壓溫漂αVIOS和輸入失調(diào)電流溫漂αIIOS都很小，OP-07采用超高工藝和“齊納微調(diào)”技術(shù)，使其VIOS、IIOS、αVIOS和αIIOS都很小，廣泛應(yīng)用于穩(wěn)定積分、精密加法、比校檢波和微弱信號的精密放大等。OP-07要求雙電源供電，使用溫度范圍0～70℃，一般不需調(diào)零，如果需要調(diào)零可采用RW進行調(diào)整。A3采用741芯片，它要求雙電源供電，供電范圍為±(3～18)V，典型供電為±15V，一般應(yīng)大于或等于±5V，其內(nèi)部含有補償電容，不需外接補償電容。0P07放大器的具體參數(shù)：開環(huán)增益(v/μV)：0.12共模抑制比（dB）:94106初始失調(diào)電壓（μV）：75150失調(diào)電壓漂移：（±μV/℃）：2.5偏置電流（±25℃）±nAmax:412電壓噪聲（@1Hz）:11電源電壓：4經(jīng)過測量放大器放大后的電壓信號，其電壓范圍為0～5V，此信號為模擬信號，計算機無法接受，故必須進行A/D轉(zhuǎn)換。放大器的放大倍數(shù)計算如下：上式中G為放大倍數(shù)通過對各個器件性能分析計算，得出不同的電阻值參數(shù)，把電阻參數(shù)帶入計算公式中得到放大倍數(shù)為101倍，當(dāng)控制溫度在400℃時，傳感器輸出熱電勢為33.3mv,當(dāng)在700℃時，其輸出熱電勢為57.89mv。經(jīng)過電橋法冷端補償和兩個同相放大器放大后輸出放大電壓分別是3.3v和5.8v。高于前向通道硬件接線如圖：5.2.2A/D轉(zhuǎn)換器：模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量和數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量是計算機與外部環(huán)境進行聯(lián)系的主要形式。計算機控制過程如圖所示，當(dāng)計算機用于工程控制、實時數(shù)據(jù)采集等方面時，現(xiàn)場監(jiān)測的模擬信號必須通過A/D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字量，送入計算機處理，計算機的輸出信號又必須通過D/A轉(zhuǎn)換成模擬信號送到現(xiàn)場去驅(qū)動機械或電氣設(shè)備動作。所以D/A和A/D轉(zhuǎn)換是計算機應(yīng)用的重要接口技術(shù)。在這里選用ADC0804芯片做為模數(shù)轉(zhuǎn)換器?！?】A/DC0804的基本原理ADC0804是用CMOS集成工藝制成的逐次比較型摸數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。分辨率8位，轉(zhuǎn)換時間100μs，輸入電壓范圍為0~5V，增加某些外部電路后，輸入模擬電壓可為5V。該芯片內(nèi)有輸出數(shù)據(jù)鎖存器，當(dāng)與計算機連接時，轉(zhuǎn)換電路的輸出可以直接連接在CPU數(shù)據(jù)總線上A/D轉(zhuǎn)換器是將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。Ａ/DC0804的參數(shù)規(guī)格：8位COMS逐次逼近型的A/D轉(zhuǎn)換：三態(tài)鎖定輸出存取時間：135μs:轉(zhuǎn)換時間：100μs分辨率：8位總誤差：±1LSB工作溫度：ADC0804LCN0℃～+70℃A/D0804LCD-40℃+85℃【2】引腳功能說明如下：/CS：芯片選擇信號，低電平有效，一旦CS有效，表明A/D轉(zhuǎn)換器被選中，可啟動工作。WR：寫信號輸入，接受微機系統(tǒng)或其它數(shù)字系統(tǒng)控制芯片的啟動輸入端，低電平有效，當(dāng)CS、WR同時為低電平時，啟動轉(zhuǎn)換。/RD：外部讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的控制腳輸出信號。/RD為HI時，DB0~DB7處于高阻抗；/RD為LO時，數(shù)字數(shù)據(jù)才會輸出。/WR：用來啟動轉(zhuǎn)換的控制輸入，相當(dāng)于ADC的轉(zhuǎn)換開始（/CS=0時），當(dāng)/WR由HI變?yōu)長O時，轉(zhuǎn)換器被清除；當(dāng)/WR回到HI時，轉(zhuǎn)換正式開始。CLKIN，CLKR：時鐘輸入或接震蕩元件（R，C），頻率約限制在100KHZ~1460KHZ，如果使用RC電路則其震蕩頻率為1/（1.1RC）。/INTR：中斷請求信號輸出，低電平動作。輸出低電平表示本次轉(zhuǎn)換已完成。該信號常作為向微機系統(tǒng)發(fā)出的中斷請求信號。VIN（+）、VIN（-）：差動模擬電壓輸入。輸入單端正電壓時，VIN（-）接地：而差動輸入時，直接加入VIN（+）、VIN（-）。AGND，DGND：模擬信號以及數(shù)字信號的接地。VREF：輔助參考電壓。DB0~DB7：8位的數(shù)字輸出。VCC：電源供應(yīng)以及作為電路的參考電壓?！?】模塊功能（1）溫度信號經(jīng)ADC0804將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并輸入8155的PA口，經(jīng)8155送入8051進行數(shù)據(jù)處理，8051發(fā)出脈沖信號通過其P1口（P1.1、P1.2、P1.3、P1.4）經(jīng)放大器來驅(qū)動電動機動作。（2）零點和滿刻度調(diào)節(jié)。ADC0804的零點無須調(diào)整。滿刻度調(diào)整時，先給輸入端加入電壓，使?jié)M刻度所對應(yīng)的電壓值是，其中是輸入電壓的最大值，是輸入電壓的最小值。當(dāng)輸入電壓與值相當(dāng)時，調(diào)整端電壓值使輸出碼為FEH或FFH。

（3）參考電壓的調(diào)節(jié)

在使用A/D轉(zhuǎn)換器時，為保證其轉(zhuǎn)換精度，要求輸入電壓滿量程使用。如輸入電壓動態(tài)范圍較小，則可調(diào)節(jié)參考電壓，以保證小信號輸入時ADC0804芯片8位的轉(zhuǎn)換精度。

（4）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，否則干擾很嚴重，以至影響轉(zhuǎn)換結(jié)果的準確性。A/D、D/A及取樣保持芯片上都提供了獨立的模擬地（AGND）和數(shù)字地（DGND）的引腳。在線路設(shè)計中，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)字地僅在一點上相連。地線的正確連接方法如圖5.1在模擬輸入信號較小時，如0～0.5伏時，自動調(diào)零電容可選比積分電容CINT大一倍，以減小噪聲，CAZ的值越大，噪聲越小，如果CINT選為0.15μF，則CAZ=2CINT=0.33μF。

由傳感器傳來的微弱信號經(jīng)放大器放大后為0～5V，這時噪聲的影響不是主要的，可把積分電容CINT選大一些，使CINT=2CAZ，選CINT=0.33μF，CAZ=0.15μF，通常CINT和CAZ可在0.1μF至1μF間選擇。積分電阻RINT等于滿度電壓時對應(yīng)的電阻值(當(dāng)電流為20μA、輸入電壓=4.096V時，RINT=200kΩ)，此時基準電壓V+RI和V-RI之間為2V，由電阻R1、R3和電位器R2分壓取得。5.3人機對話通道顯示檢測人機對話通道主要由鍵盤、LED顯示組成。為了完成設(shè)定檢測爐溫的變化溫度、等功能，并滿足溫度設(shè)定范圍為400～700℃、最小區(qū)分度為1℃的功能要求，鍵盤可由10個數(shù)字鍵及6個功能鍵組成(確認、設(shè)定溫度)。LED顯示由雙3位數(shù)碼管組成，的測溫度，顯示范圍為400～7500C。本系統(tǒng)屬于開環(huán)控制5.3.1顯示器：數(shù)碼管原裝圖：我們都知道在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，通常要用多位LED顯示，多位LED顯示接口有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種。在實際應(yīng)用中，靜態(tài)顯示的亮度高，占用CPU的時間短，但它的成本高。為了簡化硬件電路，降低成本，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中常采用動它掃描的方法，解決多位LED顯示的問題。因此在本設(shè)計中同樣以動態(tài)掃描的形式進行設(shè)計。動態(tài)掃描顯示的硬件接口簡單，只需一個公共的七段碼輸出口，一個選擇LED位的數(shù)位選擇口（本系統(tǒng)中選用共陰極接法，則為所有LED的共陰極端），顯示時，從左到右（或從右到左）依次輪流點亮每一位顯示器，并保持一段時間。各位都掃描完再從頭開始，只要保證掃描一位到重新掃描此位的時間不超過一定的限度（一般在20ms以下）。由于視覺的暫留，可達到“同時”顯示各位不同的數(shù)字和字符的目的。在設(shè)計中采用LED數(shù)碼七段顯示管，而采用7407與7406兩種鎖存驅(qū)動器來驅(qū)動數(shù)碼管的顯示?？偣残枰贿@樣的管子，在控制中采用滾動式顯示。顯示中8155的擴展I/O口經(jīng)7407電流放大后來驅(qū)動三位LED數(shù)碼顯示管。8051的P2.7經(jīng)反相器反相后與8155的片選端CE相連，P2.6接8155的I/O口與RAM選擇端IO/M，P0口作為數(shù)據(jù)總線與8155的D0～D7相接，8051的ALE與8155的ALE相連。經(jīng)這樣連接后，8155的I/O口可以定義為：命令狀態(tài)寄存器口FFF0HA口FFF1HB口FFF2HC口FFF3H定時器低8位FFF4H定時器高6位及方式口FFF5H數(shù)碼管的段控用PB口輸出，位控由PC0、PC1、PC2口控制。7407是6位的驅(qū)動門，它是一個集電極開路門，當(dāng)輸入為“0”時輸出為“0”；輸入為“1”時輸出斷開，須接上位電路。共用兩片7407，分別作為段控和位控的驅(qū)動。數(shù)碼管選共陽極接法，當(dāng)位控為“1”時，該數(shù)碼管選通，動態(tài)顯示用軟件完成，節(jié)省硬件開銷。在圖5.4.1中，通過8155的PC口經(jīng)一塊7406組成芯片反向后來控制顯示器的輸出。下面列出了LED的七段碼表（字型碼）如表5.57406和7407的結(jié)構(gòu)和功能如下：它們的外部引角完全相同，不同的是7406是集電極開路反向驅(qū)動，7407是集電極開路同向驅(qū)動Y=A。7406、7407電路的外部引腳圖如下：VCC：正電源端，+5VGND：接地端XA：輸入端XY：輸出端5.3.2鍵盤在微機系統(tǒng)中鍵盤是最常用的輸入設(shè)備，鍵盤通常由數(shù)字鍵和功能鍵組成，其規(guī)模取決于系統(tǒng)的要求。鍵盤可以分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤，編碼鍵盤的按鍵識別、去抖動、鍵編碼都由硬件完成；非編碼鍵的上述功能在少量的硬件支持下由軟件完成。由此可見編碼鍵盤產(chǎn)生鍵編碼的速度快且基本不占CPU的時間，但硬件開銷大，電路復(fù)雜，成本高；非編碼鍵盤則硬件電路簡單，成本低，但占用CPU的時間長。鍵盤接口電路有兩個基本特點：（1）.是隨機性，系統(tǒng)操作人員對鍵盤的操作是隨機的，所以操作的鍵也是隨機的；（2）.是抖動性，這是鍵盤的機械特性決定的。根據(jù)這兩個特點可以得出以下的接口設(shè)計原則：鍵盤的電平與系統(tǒng)總線電平兼容。單片機能夠有效地抑制鍵盤抖動。抑制抖動是由軟件實現(xiàn)的，一般采用多數(shù)為主的原則。單片機系統(tǒng)能實現(xiàn)對鍵盤的有效控制。單片機系統(tǒng)鍵盤接口的目的是為了控制鍵盤，而鍵盤電路不能影響總線。（1）消抖措施：在一般電路設(shè)計中，按鍵按下閉合后，應(yīng)產(chǎn)生一個一個負脈沖。但由于在按鍵按動時總有一些抖動，因此在負脈沖的開始和末尾部位總要出現(xiàn)一些毛齒波，其長短與開關(guān)的機械特性有關(guān)，一般為5~10ms。除了抖動之外還有重鍵，即一個鍵按下后緊接著又按下一個鍵，或者兩個鍵同時按下，這些需要采取一定的措施加以消除。目前消除抖動的方法有兩種，一種是用硬件電路來實現(xiàn)，即用RC濾波電路濾除抖動。另一種就是軟件延時的方法來解決。在本設(shè)計中主要以軟件去抖動。主要通過延時來等待信號穩(wěn)定，在信號穩(wěn)定后查詢健碼。其過程是在查詢到有按健按下后延時一段時間（12ms~20ms）,再查詢一次看是否有按健按下，若第一次查詢不到，則說明前一次查詢結(jié)果為干擾或抖動，若這一次查詢到有按健按下，則說明信號已經(jīng)穩(wěn)定，然后判斷閉和按健的按碼。當(dāng)閉和按健的健碼確定之后，再去查詢按鍵是否釋放，待按鍵釋放后再進行處理，這樣即可消除釋放抖動的干擾。重鍵則以后一次查詢?yōu)樽詈蠼Y(jié)果。（2）鍵盤接口及掃描方式說明：通過對設(shè)計要求的具體分析，在這里采用矩陣式鍵盤來控制系統(tǒng)參數(shù)的輸入和調(diào)整。矩陣式鍵盤又成為行列式鍵盤。假設(shè)0鍵被按下,稱為被按鍵或閉合鍵,這時,鍵盤矩陣中A點的行線和列線相通.行掃描法的基本原理是這樣的:使一條列線為低電平,如果這條列線上沒有閉合鍵,則各行線的狀態(tài)都為高電平;如果列線上有閉合鍵,則相應(yīng)的那條行線即變?yōu)榈碗娖?這樣,就可以根據(jù)行線號和列線號求得閉合鍵的鍵碼.行掃描的過程是:先使輸出口輸出FEH,然后輸入行線狀態(tài),判斷行線狀態(tài)中是否有低電平,如果沒有低電平,則使輸出口輸出FDH,再判斷行線狀態(tài).到輸出口輸出FCH時,行線中有狀態(tài)為低電平,則閉合鍵找到.至此,行掃描似乎可以結(jié)束,但實際上掃描往往繼續(xù)進行下去,以排除可能出現(xiàn)的多鍵同時被按下的現(xiàn)象.鍵盤中有4根行線和4根列線，經(jīng)限流電阻接+5V電源上，按鍵跨接在行線和列線上，4×4行列結(jié)構(gòu)可構(gòu)成16個按鍵。當(dāng)無鍵閉合時，74922芯片的x、y接口處于開路狀態(tài)。當(dāng)有鍵閉合時，與閉合鍵相連的兩條I/O口線之間短路。判斷有無按鍵按下的方法是：一，置74922的x1、x2、x3、x4為輸入狀態(tài)，從行線輸出低電平，讀入列線數(shù)據(jù)，若某一列線為低電平，則該列線上有鍵按下。第二步，置74922的y1、y2、y3、y4口為輸入狀態(tài)，從列線輸出低電平，讀入行線數(shù)據(jù)，若某一行為低電平，則該行線上有按鍵按下。綜合一、二兩步的結(jié)果，可確定按鍵的編碼號。但是鍵閉合一次只能進行一次鍵功能任務(wù)，因此須等待按鍵釋放后，在進行鍵功能操作。通過循環(huán)掃描方式可以重復(fù)掃描是否有鍵按下，并在鍵按下后等待一定時間，在這段時間可以消除按鍵的抖動。（3）鍵盤功能說明：通過鍵盤的不同鍵來設(shè)定我們需要的數(shù)值，對數(shù)字的輸入設(shè)定用“*”鍵，當(dāng)正確無誤時按“ENTER”鍵，有誤時按下“CENCER”鍵以便重新輸入。按“#”鍵來進行設(shè)定溫度與實測溫度的顯示變換。“RUN”鍵用來啟動系統(tǒng)工作，當(dāng)沒有按該鍵時系統(tǒng)處于爐溫預(yù)熱狀態(tài)，也就是爐溫保持在700℃的狀態(tài)，該狀態(tài)由加熱器進行控制這里不進行介紹。上限、下限兩鍵是分別進行溫度上下限設(shè)定的按鍵。（4）鍵盤與8051實際接線圖如下：本電路經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換、十進制、乘4、顯示，省略D1（小數(shù)）取3位數(shù)整數(shù)輸出，最大轉(zhuǎn)值=FFH（225），放大器741為放大101倍時，則本電路的最大顯示值值為750（5）求鍵值根據(jù)按鍵的位置求鍵值的方法很多，對于4×4的鍵盤，采用查表法求?。烘I識別碼=行碼求反（高4位）+列碼（低4位）按鍵行碼列碼鍵識別碼0111001110001011117H111101011000110111BH211101101000111011DH311101110000111101EH4110101110010011127H511011011001010112BH611011101001011012DH711011110001011102EH8101101110100011147H910111011010010114BH*10111101010011014DH上限10111110010011104EH下限011101111000011187HENTER01111011100010118BH#01111101100011018DHCANCER01111110100011108EH鍵功能說明如下：‘上限’鍵設(shè)定上限溫度，再按一次可以取消設(shè)定值‘下限’鍵設(shè)定下限溫度再，按一次可以取消設(shè)定值“*”鍵進行工作溫度段設(shè)定模式，當(dāng)設(shè)定溫度和實際溫度相等時電機動作?！癊NTER”鍵對設(shè)定的溫度進行確定，重復(fù)按下即可以使系統(tǒng)轉(zhuǎn)到運行狀態(tài)“CANCER”鍵對設(shè)定的溫度進行取消操作。“#”鍵用來顯示系統(tǒng)當(dāng)前實際溫度和設(shè)定溫度值。就使C點電位UC=UCC,依次經(jīng)過反相器F1和F2放大整形,C4與R2微分后,產(chǎn)生復(fù)位信號(正脈沖),將80C31和8279復(fù)位.然后電源又沿著UCC→C3→R1→GND的途徑迅速給C3充C5電,使UC不斷下降,當(dāng)UC低于F1的開戶電壓時,F2的輸出又恢復(fù)成低電平.因此,每次開機時都產(chǎn)生一個復(fù)位脈沖,將整個系統(tǒng)復(fù)位,關(guān)機后,S1b撥至a將C3短路,C3上的電荷立即被泄放掉,保證再次重新開機時仍能產(chǎn)生復(fù)位信號.鑒于開關(guān)閉合需一定的時間且會拌有抖動現(xiàn)象,致使UC的上升沿不陡峭,現(xiàn)利用F1,F2對UC的波形進行放大和整形,使復(fù)位脈沖的沿口陡直.此外,F1和F2隔離作用,能提高復(fù)位電路帶負載的能力.⑵看門狗電路在控制系統(tǒng)中，當(dāng)出現(xiàn)干擾或軟件錯誤時，會導(dǎo)致程序亂飛和系統(tǒng)癱瘓。改善這類系統(tǒng)可靠性的一種簡單、有效的措施是采用看門狗電路。為提高系統(tǒng)的可靠性,由硬件和軟件組成兩級(看門狗).由NE555定時器構(gòu)成的看門狗電路,R3,C5為定時元件,由單穩(wěn)態(tài)電路產(chǎn)生的正脈沖寬度為tw=1.1R3C6=123μS.C5e用于濾除高頻干擾.當(dāng)系統(tǒng)工作正常時,看門狗電路不起作用.當(dāng)系統(tǒng)運行不正常時,8051不能給定時器送去觸發(fā)沖,NE555中的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器就輸出脈寬大于4μS的負脈沖,經(jīng)F6反相后加至8051的復(fù)位端,使系統(tǒng)能可靠地復(fù)位,迅速恢復(fù)正常運行狀態(tài).（3）時鐘電路、復(fù)位、看門狗與8051電路接線圖第六章軟件設(shè)計6.1軟件設(shè)計思路：系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，這樣可以使程序功能清晰明了，便于檢查修改。ICL模塊：從A/D轉(zhuǎn)換器讀取結(jié)果的模塊，它連續(xù)讀3次，讀出3個結(jié)果分別存放于內(nèi)部30H～35H單元(雙字節(jié)存放)。

YA查表模塊：它是核心模塊。表格數(shù)據(jù)是按一定規(guī)律增長的數(shù)據(jù)(0～655℃)，表格中電壓值與溫度值一一對應(yīng)，表格中的電壓值是熱電偶輸出信號乘以放大倍數(shù)(150)以后的結(jié)果，變成十六進制數(shù)進行存放，低位在前，高位在后，因而它的數(shù)據(jù)地址可以代表溫度值，用查找的內(nèi)容的地址減去表格首地址0270H后再除以2(雙字節(jié)存放)即為溫度值。此數(shù)據(jù)為十六進制數(shù)還需進行二十進制轉(zhuǎn)換(CLEAN)，再送顯示器顯示。

查表法：采用二分查找法，DP先找對半值(MIDDLE)同轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)比較(COMPARE)，看屬哪一半，修改表格上下限值，再進行對半比較，經(jīng)過若干次后，直到找到數(shù)據(jù)為止，如果找不到，也就是說被轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)介于表格中兩相鄰值之間，則再調(diào)用取近值模塊(NEAR)，選擇與被轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)接近的那個數(shù)據(jù)作為查找到的數(shù)據(jù)，然后調(diào)用溫度值模塊(FIND)，整個查表模塊就完成了從輸入到輸出的變化。

DIR：采用動態(tài)3位顯示，顯示時間由實驗測定，各模塊設(shè)計完成后要進行測試，盡量使其內(nèi)聚性強、模塊間耦合性強，并采用數(shù)據(jù)耦合。6.2程序設(shè)計流程說明：系統(tǒng)初始化程序：首先完成變量的設(shè)定，中斷入口的設(shè)定、堆棧、輸入輸出口及外部部件的初始化。主程序MIAN：完成鍵盤的掃描、溫度的采集及轉(zhuǎn)換，溫度值的顯示，但溫度值高于最高設(shè)定值時顯示器顯示FFFH，低于最低設(shè)定時，顯示000H鍵盤掃描子程序KEYS：完成鍵盤的掃描并根據(jù)按下的鍵值執(zhí)行相應(yīng)的功能，主要是進行溫度的設(shè)定。溫度采集及轉(zhuǎn)換：完成A/D轉(zhuǎn)換器的初始化，并發(fā)出轉(zhuǎn)換命令GET-TEMPER。顯示子程序DISPLY：顯示實時溫度值。6.3主程序流程圖如下：注：主程序框圖說明：（1）初始化。設(shè)定可編程芯片的工作方式，對內(nèi)存中的工作參數(shù)區(qū)進行初始化，顯示系統(tǒng)初始狀態(tài)。（2）在有鍵入操作時讀取鍵值，并跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)功能的子程序中去．或則調(diào)用不同模塊的子程序。（3）子程序執(zhí)行完畢返回主循環(huán)，等待下一次鍵人（1）定時中斷服務(wù)程序采樣定時由定時器0的定時操作完成，定時器0的溢出時間受采樣周期控制。由T1溢出引發(fā)的中斷服務(wù)程序用于設(shè)置定時標志，程序流程如圖所示。6.4鍵盤輸入中斷服務(wù)程序當(dāng)有鍵入操作時8051的外部中斷服務(wù)程序，中斷服務(wù)程序流程圖如圖所示。6.5溫度檢測子程序流程圖溫度檢測子程序啟動A／D轉(zhuǎn)換并讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，程序流程如圖示。6.6程序清單ORG0000HLJMPMAIN;主程序ORG000BHJMPTT0;T0中斷子程序MAIN:MOVSP,#60HMOVTMOD,#01H;T0工作在方式1MOVTH0,#03cH;50ms中斷一次MOVTL0,#0AFHSETBTR0;啟動T0MOVIE,#82H;T0中斷使能MOVR4,#06H;清除RAM（30H）~（35H）MOVR0,#30HCLEAR:MOV@R0,#00HINCR0DJNZR4,CLEARSTART0:MoVx@R0,A;令A(yù)DC0804開始轉(zhuǎn)換WALL:JBP34,KEYIN;有按鍵否？按“*才有效JBP20,ADC;檢測AD0804轉(zhuǎn)換完成否？JMPWAITADC:MOVXA,@R0;轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)送入累加器CALLY1;調(diào)用十進制轉(zhuǎn)換程序MOV21H,#10H;顯示延時DISP:MOVR1,#32H;現(xiàn)在溫度地址CALLDISP;調(diào)用顯示子程序地址DJNZ21H,DISP1JMPSTART0Y1:CLRC;C=0MOVR5,#00H;十進制轉(zhuǎn)換的低位寄存器MOVR4,#00H;十進制轉(zhuǎn)換的高位寄存器MOVR3,#08H;作為十進制調(diào)整，調(diào)整的次數(shù)NEXT:RLCA;將取入的數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制MOVR2,A;暫存于R2MOVA,R5;R5乘2加CADDCA,R5DAA;十進制調(diào)整MOVR5,A;結(jié)果存回R5MOVA,R4;R4乘2加CADDCA,R4MOVR4,A;作十進制調(diào)整MOVA,R2;結(jié)果存回R4DJNZR3,NEXT;作十進制調(diào)整結(jié)速MOVR7,#02;乘2兩次，即乘4Y2:MOVA,R5ADDA,R5;R5乘2DAA;作十進制調(diào)整MOVR5,A;結(jié)果存入R5MOVA,R4；ADDCA,R4;R4乘2DAA;作十進制調(diào)整MOVR4,A;存回R4DJNZR7,Y2;乘4完成MOVA,R5;取現(xiàn)在溫度個位數(shù)（D2）ANLA,#0F0HSWAPAMOV30H,A;取現(xiàn)在個位數(shù)溫度存入（30H）MOVA,R4;取現(xiàn)在溫度十位數(shù)（D3）ANLA,#0F0HMOV31H,A;取現(xiàn)在十位數(shù)溫度存入（31H）MOVA,R4;取現(xiàn)在溫度百位數(shù)（D4）ANLA,#0F0H;SWAPA;MOV32H,A;取現(xiàn)在溫度個位數(shù)存入（32H）CLRA;RET;KEYIN:JBP3.3.4,$;有按鍵盤，放開否？MOVA,P3;是則讀入74922ANLA,#0F0H;取有效的4位MOVDPTR,#TABLE;至TABLE取鍵盤轉(zhuǎn)換碼MOVCA,@+DPTR;XRLA,#0AH;是否按“*”JNZSTART0;否，則回到現(xiàn)在溫度模式WAIT2:JBP3.4,KEYIN;是，則進入設(shè)定模式，按鍵放開否？MOVR1,#35H;未放開，設(shè)定溫度顯示的地址CALLDISP;調(diào)用顯示子程序JMPWAIT2;KEYIN1:JBP3.4,$;有按鍵否？MOVA,P3;有則讀74922鍵盤值A(chǔ)NLA,#0FH;取有效的4位MOVDPTR,#TABLE;至TABLE取鍵盤轉(zhuǎn)換碼MOVCA,@A+DPTR;MOV20H,A;XRLA,#0AH;是否按“*”JZX1;是，則表示設(shè)定完成MOVA,20H;XRLA,#0BH;“#”未設(shè)置JZWAIT1;MOVA,20H;不是，“*”，“#”，其余為數(shù)字鍵XCHA,33H;按鍵值存入（33H）～（35H）XCHA,34H;XCHA,35H;WEIT:MOVR1,35H;設(shè)定溫度顯示地址CALLDISP;調(diào)用顯示子程序JBP3.4,KEYIN1;又再按鍵，有則跳至KEYIN1JMPWAIT1;無則繼續(xù)顯示設(shè)定溫度X1:JMPSTART0;DISP:MOVA,@R1;載入百位數(shù)ADDA,#40H;加上百位數(shù)掃描值MOVP1,A;輸出顯示CALLDELAY;掃描延時DECR1;MOVA,@R1;載入十位數(shù)ADDA,20H;加上個位掃描值MOVP1,A;輸出顯示CALLDELAY;掃描延時DECR1;MOVA,@R1;載入個位數(shù)ADDA,#10H;加上個位數(shù)掃描值MOVP1,A;輸出顯示CALLDELAY;掃描延時RETTT0:PUSHACC;將ACC壓入堆棧PUSHPSW;將PSW壓入堆棧MOVTH0,#03CH;重設(shè)中斷時間MOVTL0,#0AFH;MOVA,35H;比較百位數(shù)CJNEA,32H,GO;不相等則跳轉(zhuǎn)至GO，再判斷大于或小于MOVA,34H;百位數(shù)相等，則比較十位數(shù)CJNEA,31H,GO;不相等則跳至GO，再判斷大于或小于MOVA,33H;十位數(shù)相等，則比較各位數(shù)CJNEA,30H,GO;不相等則跳至GO，再判斷大于或小于JMPOFF;個位數(shù)相等，則令電機停止動作GO:JCOFF;C=1設(shè)定溫度小于現(xiàn)在溫度，C=0表示大于CLRP21;設(shè)定溫度大于現(xiàn)在溫度，則令電機動作RETURN:POPPSW;POPACC;RET1;OFF:SETBP21;設(shè)定溫度小于現(xiàn)在溫度，則令電機停止動作JMPRETURN;DELAY:MOVR6,#06;顯示掃描時間DE1:MOVR7,#248;DINZR7,$;DJNZR6,DE1;RETTABLE:DB01,02H,03H,XXH;鍵盤碼DB04,05H,06H,XXHDB07,08H,09H,XXHDB0AH,00H,0BH,XXHEN

結(jié)論該系統(tǒng)控制精度高，具有良好的人機交互功能，并設(shè)有超溫自動較正功能，有問題立即就能發(fā)現(xiàn)，通過自動調(diào)節(jié)控制溫度并實現(xiàn)溫度的自動控制，使爐溫控制在設(shè)定值上，正常運行時不需人工干預(yù)，操作人員勞動強度小。通過這次的自動推舟系統(tǒng)設(shè)計，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實際工程問題的能力，同時也提高我查閱文獻資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖應(yīng)用等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進行畢業(yè)設(shè)計的目的所在。

謝辭

光陰似箭，時光荏苒，又是一個春季。在這個春季，當(dāng)完成這篇畢業(yè)論文的時候，畢業(yè)的日子也離我越來越近。在這篇謝辭里，我首先要感謝我的母?！鞘袑W(xué)院，在這里，我找到了我人生的方向！大學(xué)的生活帶給我很多成長，最大的收獲在于：我看到一個越來越清晰的自己。三年的雕琢培育，三年的風(fēng)雨歷練，在這里，我學(xué)會挑戰(zhàn)自己的極限；在這里，我學(xué)會認識自己的局限；在這里，我學(xué)會張揚更學(xué)會收斂；在這里，我學(xué)會堅持更學(xué)會妥協(xié)……沒有大學(xué)這三年，就不會有今天更好的我。我的思維方式、待人處事，已經(jīng)在不知不覺中打上深深的烙印，真的十分慶幸，三年前我選擇了電子高專，而電子高專也接納了我！其次，我也由衷地感謝在這三年中曾經(jīng)給予我指導(dǎo)、幫助和教誨的母校師長。正是有了老師的悉心教導(dǎo)、學(xué)者的人格魅力，讓我對自己的專業(yè)從一知半解，到逐漸產(chǎn)生濃厚的興趣，有了自己的思考并開始漸入佳境。最后，也是最重要的，我在此懷著深深地敬意，感謝我的畢業(yè)論文指導(dǎo)老師——楊文華老師?；贑8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機應(yīng)用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設(shè)計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造\t"_bla