計算機控制課程設(shè)計電阻爐溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、計算機控制設(shè)計課程設(shè)計報告班級b電氣084姓名 學(xué)號0810601409課程設(shè)計題目：電阻爐溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計本課程設(shè)計要求設(shè)計以電阻爐為被控對象，由鎳鉻/鎳硅熱電耦測量被控對象的溫度，通過濾波、放大，送至a/d轉(zhuǎn)換器。這樣通過采樣和a/d轉(zhuǎn)換，就將所檢測的爐溫對應(yīng)的電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送入計算機模糊控制器，計算出該電壓信號對應(yīng)的溫度值與給定溫度進行比較，得到偏差，計算機由偏差信號計算出相應(yīng)的控制量控制可控硅的導(dǎo)通角，從而調(diào)節(jié)電阻絲兩端的電壓，進而控制對象的溫度，使得對象的實際溫度最終達到給定的溫度。技術(shù)參數(shù)和設(shè)計任務(wù)：1、要求電阻爐溫度保持在95-100，最高溫度不得超過100，最低溫度不能

2、低于95；2、溫度控制采用數(shù)字控制算法，參數(shù)檢測值不能保證在所要求溫度范圍時，進行報警；3、由加熱元件實現(xiàn)加溫；4、對電阻爐的溫度參數(shù)進行檢測并要求實時顯示鍋爐溫度，顯示位數(shù)4位；5、溫度參數(shù)由傳感器進行檢測，經(jīng)變送器處理后，轉(zhuǎn)換成05v標準信號，送a/d轉(zhuǎn)換器進行a/d轉(zhuǎn)換，計算機每隔一定時間采樣一次，采滿5次后進行中值濾波，經(jīng)數(shù)據(jù)變換后，顯示參數(shù)的實際值；6、以lcd實現(xiàn)顯示；7、將溫度檢測值與給定值進行比較，得到偏差，將偏差經(jīng)數(shù)字pid運算得到輸出控制值，經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出控制電壓或電流，以控制電阻爐溫度；8、從p1口各引腳輸出報警信號，點亮發(fā)光二極管，實現(xiàn)報警。一、本課程設(shè)計系統(tǒng)概述1、系統(tǒng)

3、原理在系統(tǒng)中，利用傳感器測得電阻爐實際溫度并轉(zhuǎn)換成毫伏級電壓信號，該電壓信號經(jīng)過溫度檢測電路轉(zhuǎn)換成與爐溫相對應(yīng)的數(shù)字信號進入單片機，單片機進行數(shù)據(jù)處理后，通過液晶顯示器顯示溫度，同時將溫度與設(shè)定溫度進行比較并判斷是否報警，然后由設(shè)定的控制算法計算出控制量，根據(jù)控制量，通過控制雙向晶閘管的導(dǎo)通和關(guān)斷從而控制電阻絲的導(dǎo)通時間，以實現(xiàn)對爐溫的控制。2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖1-1 電阻爐溫度控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖3、文字說明控制方案本課題方案采用stc89c51單片機為主控芯片，電阻爐溫度控制系統(tǒng)由單片機、溫度檢測電路、鍵盤、顯示、保護及報警電路和溫度控制電路等部分組成，利用單片機可以方便地實現(xiàn)對pid參數(shù)的選

4、擇與設(shè)定，實現(xiàn)工業(yè)過程中pid控制。它采用溫度傳感器熱電偶將檢測到的實際爐溫進行a/d轉(zhuǎn)換，再送入計算機中，與設(shè)定值進行比較，得出偏差。對此偏差按pid規(guī)律進行調(diào)整，得出對應(yīng)的控制量來控制驅(qū)動電路，調(diào)節(jié)電阻爐的加熱功率，從而實現(xiàn)對爐溫的控制。利用單片機實現(xiàn)溫度智能控制，能自動完成數(shù)據(jù)采集、處理、轉(zhuǎn)換、并進行pid控制和鍵盤終端處理（各參數(shù)數(shù)值的修正）及顯示。二、硬件設(shè)計1、單片機的選型由于單片機技術(shù)在各個領(lǐng)域正得到越來越多的應(yīng)用，世界上許多集成電路生產(chǎn)廠家相繼推出了各種類型的單片機。1980年，inter公司推出mcs-51型系列單片機。這種高檔8位單片機的芯片功能強、適用范圍寬，迅速成為單片

5、機的主流產(chǎn)品。本系統(tǒng)選用以atemel公司的89c51單片機為核心，特點如下：1、低功率基本型cmos工藝2、8位cpu3、32根i/o線4、4k的片內(nèi)rom5、128字節(jié)的片內(nèi)ram6、2個定時/計數(shù)器7、6個中斷源8、全雙工串行口89c51單片機又如此豐富的硬件資源，這可使單片機系統(tǒng)的硬件設(shè)計大為簡化，從而大大提高系統(tǒng)的可靠性。2、單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)最小系統(tǒng)板是本裝置的核心模塊，它提供了51單片機的一個最小工作系統(tǒng)，并充分地擴展了單片機總線和i/o口以便于與其他模塊的電路連接。最小系統(tǒng)板包括的外圍電路有：時鐘電路、復(fù)位電路、p0口鎖存電路、撥碼開關(guān)電路。最小系統(tǒng)板上擴展的i/o口，

6、包括p0、p1、p2、p3口的每個管腳都獨立引出，作為數(shù)據(jù)總線（p0口），地址總線低8位（p0口經(jīng)鎖存后的輸出），地址總線高8位用8針的雙排插針座引出；控制總線（wr, rd, ale等）獨立引出。如下圖3-1為mcs-51系列單片機芯片引腳圖：圖2-1 51單片機引腳圖(1)主電源引腳vcc（40腳）：接+5 v電源正端； vss（20腳）：接+5 v電源地端。 (2)外接晶體引腳xtal1和xtal2xtal1（19腳）：接外部石英晶體的一端。 在單片機內(nèi)部，它是一個反相放大器的輸入端，這個放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。xtal2（18腳）：接外部晶體的另一端。 在單片機內(nèi)部， 接至片內(nèi)振蕩器的

7、反相放大器的輸出端。 xtal1與xtal2借外接晶體與片內(nèi)反相放大器構(gòu)成振蕩器。(3) 輸入/輸出（i/o）引腳：p0口、 p1口、 p2口及p3口p0口（39腳32腳）：p0.0p0.7統(tǒng)稱為p0口。雙向輸入輸出接口，在接有片外存儲器或擴展io接口時，p0口分時復(fù)用為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。 p1口（1腳8腳）：p1.0p1.7統(tǒng)稱為p1口，可作為準雙向i/o接口使用。 p2口（21腳28腳）：p2.0p2.7統(tǒng)稱為p2口。 準雙向輸入輸出接口，在接有片外存儲器或擴展io接口時，p2口用為高8位地址總線。 p3口（10腳17腳）：p3.0p3.7統(tǒng)稱為p3口。 準雙向輸入輸出接口，

8、p3口的每一個引腳都有第二功能。四個i/o端口p0、p1、p2、p3的作用：p2口負責(zé)輸出高8位地址，p0口以分時方式承擔輸出低8位地址信息和數(shù)據(jù)輸入/輸出的雙重任務(wù) p3口則作為和外設(shè)溝通的控制線，p1口可隨意用作i/o口。表2-1 p3口第二功能p3口引腳替代的專用功能p3.0rxd（串行輸入口）p3.1txd（串行輸出口）p3.2int0（外部中斷0）p3.3int1（外部中斷1）p3.4t0（定時器0的外部輸入）p3.5t1（定時器1的外部輸入）p3.6wr（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）p3.7rd（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）(4) 控制引腳rst/vpd（9腳）：rst即為reset，vpd為

9、備用電源，所以該引腳為單片機的上電復(fù)位或掉電保護端。 (30腳)：(address latch enable/programming) 當訪問外部存儲器時，ale（允許地址鎖存信號）以每機器周期兩次的信號輸出，用于鎖存出現(xiàn)在p0口的低8位地址。 （29腳）：(program strobe enable)片外程序存儲器讀選通信號輸出端， 低電平有效。 (31腳)：(enable address/voltage pulse of programing)為訪問外部程序存儲器控制信號。3、振蕩時鐘電路圖2-2 時鐘電路如圖 2-2所示，外部時鐘振蕩電路由晶體振蕩器和電容c1、c2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，連接

10、在xtal1、xtal2腳兩端。對外部c1、c2的取值雖然沒有嚴格的要求，但電容的大小會影響到振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性。c1、c2通常取值c1=c2=30pf左右；8051的晶振最高振蕩頻率為12m，at89c51的外部晶振最高頻率可到24m。在單片機最小系統(tǒng)板上已經(jīng)提供了晶振電路，在使用該電路時，應(yīng)加上跳線帽，并插入合適的晶振。at89c51也可以采用外部時鐘方式，外部時鐘從xtal1腳輸入，xtal2腳浮空?？梢圆捎梦覀儼遄由咸峁┑耐獠繒r鐘源作為單片機外部時鐘輸入。晶振（或外部時鐘）的振蕩頻率的確定，就確定了cpu的工作時序。這里介紹幾個重要的時序概念，我們在以后的實

11、驗中還會經(jīng)常涉及到： 振蕩周期：是指為單片機提供定時信號的振蕩器的周期。 時鐘周期：振蕩周期的兩倍，前部分通常用來完成算術(shù)邏輯操作；后部分完成內(nèi)部寄存器和寄存器間的傳輸。 機器周期：在8051單片機中，一個機器周期由12個振蕩周期組成。 指令周期：是指執(zhí)行一條指令所占用的全部時間。一個指令周期通常含有14個機器周期。機器周期和指令周期是兩個很重要的衡量單片機工作速度的值。若外接12mhz晶振時，8051的四個周期的值為：振蕩周期=1/12us；時鐘周期=1/6us；機器周期=1us；指令周期=14us。在一些應(yīng)用中，傳統(tǒng)的8051的速度顯得有些慢，因此，當前很多采用8051內(nèi)核的新型單片機采用

12、了加速處理器結(jié)構(gòu)，使機器周期提高到振蕩周期的6倍、4倍等等，risc（精簡指令集）的采用，更讓單片機在單個時鐘周期完成一條指令，使得單片機在處理速度上得到大大提高。4、溫度檢測電路的設(shè)計溫度檢測電路是溫度控制系統(tǒng)的重要部分，它承擔著檢測電阻爐溫度并將溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C的任務(wù)。(1) 溫度傳感器的選擇熱電偶是工程上應(yīng)用最廣泛的溫度傳感器，它具有構(gòu)造簡單、使用方便、準確度高、穩(wěn)定性好、溫度測量范圍寬等特點，在溫度測量中占有很重要的地位。熱電偶的類型有多種，在測量高溫時通常使用的有鎳鉻-鎳硅(k型)、鉑銠-鉑(s型)、鎳鉻-鎳(e型)三種熱電偶，在本設(shè)計中選用的是鎳鉻-硅k型熱電偶。本系統(tǒng)中采用的

13、為 k 型鎳鉻-鎳硅熱電偶。采集溫度信號只需要一路采集爐溫，由于熱電偶測溫范圍廣（-100攝氏度1300攝氏度），而且測量精度高，結(jié)構(gòu)簡單，熱惰性小，輸出為電信號便于事先遠距離傳送和集t0中檢測、自動控制，因此在測量溫度信號時選擇它。1)、熱電偶的測溫原理圖2-3 熱電偶回路兩種不同材料的導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)組成一個閉和回路(如圖2-3所示)，當兩接點溫度t和t0不同時，則在該回路中就會產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。這兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體的組合稱為熱電偶，導(dǎo)體a、b稱為熱電極。熱電效應(yīng)中的電動勢由溫差電勢和接觸電勢組成，接觸電勢是由于兩種不同導(dǎo)體的自由電子密度不同而在接觸處形成的電動勢。

14、熱電偶是一種應(yīng)用廣泛，發(fā)展比較完善的熱點傳感器。熱電偶測溫的基本工作原理是“熱電動勢效應(yīng)”。熱電效應(yīng)的本質(zhì)是熱電偶本身吸收了外部的熱能，在內(nèi)部轉(zhuǎn)換為電能的一種物理現(xiàn)象。熱電偶是將不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體 a 和 b焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路。因為兩種不同金屬的自由電子密度不同，當兩種金屬接觸時在兩種金屬的交界處，就會因電子密度不同而產(chǎn)生電子擴散，擴散結(jié)果在兩金屬接觸面兩側(cè)形成靜電場即接觸電勢差。這種接觸電勢差僅與兩金屬的材料和接觸點的溫度有關(guān)，溫度愈高，金屬中自由電子就越活躍，致使接觸處所產(chǎn)生的電場強度增加，接觸面電動勢也相應(yīng)增高。這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。熱電偶產(chǎn)生

15、的電動勢不僅與工作端的溫度有關(guān)，而且也與自由端的溫度有關(guān)。平常使用時，熱電偶兩端輸出的熱電勢對應(yīng)的溫度值只是相對于自由端溫度。為了直接得到一個與被測對象溫度（工作端溫度）對應(yīng)的熱電勢，熱電偶使用時時常采取冷端補償?shù)霓k法，熱電偶的冷端處理有兩類方法：將冷端延伸；使冷端溫度為 0攝氏度。具體方法如下：1)、延伸導(dǎo)線法：延伸導(dǎo)線使冷端遠離熱端并與測量電路相接。2)、0度恒溫法：將熱電偶冷端置于 0度的恒溫器內(nèi)，使工作和分度狀態(tài)達到一致。3)、冷端恒溫加計算修正法。4)、電橋補償法。(2) a/d轉(zhuǎn)換單元的設(shè)計因為單片機不能直接處理模擬信號，所以必須將熱電偶檢測到的溫度模擬信號變化成數(shù)字信號,單片機才

16、能做出相應(yīng)的處理。采用8位a/d轉(zhuǎn)換器，如果設(shè)定其成比例關(guān)系，即數(shù)字量0255對應(yīng)0100。由于其精確度為0.39，可以滿足要求。如圖2-4 溫度信號ad轉(zhuǎn)換電路所示，溫度信號測量處理電路后所得到的05v電壓模擬信號輸入給in-0通道，轉(zhuǎn)換完成后，輸送給單片機的p0口。其中adc0809的a、b、c三個端口作為它in0-in8八個輸入通道的選擇信號，由于此處只用到了in0通道，所以將此a、b、c三個端口全部接地，電路中adc0809的轉(zhuǎn)換結(jié)束信號引腳eoc接在單片機p1.0上，單片機啟動adc0809的轉(zhuǎn)換后，延時一段時間，然后程序采取掃描方式檢測adc0809是否轉(zhuǎn)換結(jié)束，單片機然后去檢測p

17、1.0電平，當接收到一個高電平時，發(fā)出一個read信號，使得adc0809輸出鎖存緩沖器開放，將數(shù)據(jù)輸送到數(shù)據(jù)線上，從而完成溫度數(shù)字信號的采集過程。1)、adc0809的介紹adc0809是m美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的cmos工藝8通道，8位逐次逼近式a/d轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行a/d轉(zhuǎn)換。是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用a/d芯片。 a、adc0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)由下圖可知，adc0809由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個a/d轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8路模擬量

18、分時輸入，共用a/d轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存a/d轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當oe端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。圖2-4 adc0809內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)5、溫度控制電路的設(shè)計此模塊是系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，將單片機端口輸出的pwm方波通過光電耦合器精確轉(zhuǎn)化成可控硅的開斷，從而控制電熱絲功率的變化。(1) 可控硅bta16一種以硅單晶為基本材料的p1、n1、p2、n2四層三端器件，創(chuàng)制于1957年，由于它特性類似于真空閘流管，所以國際上通稱為硅晶體閘流管，簡稱可控硅t。又由于可控硅最初應(yīng)用于可控整流方面所以又稱為硅可控整流元件，簡稱為可控硅scr。在性能上，可控硅不僅具有單向?qū)щ娦?/p>

19、，而且還具有比硅整流元件（俗稱“死硅”）更為可貴的可控性。它只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種狀態(tài)?？煽毓枘芤院涟布夒娏骺刂拼蠊β实臋C電設(shè)備，如果超過此頻率，因元件開關(guān)損耗顯著增加，允許通過的平均電流相降低，此時，標稱電流應(yīng)降級使用?？煽毓璧膬?yōu)點很多，例如：以小功率控制大功率，功率放大倍數(shù)高達幾十萬倍；反應(yīng)極快，在微秒級內(nèi)開通、關(guān)斷；無觸點運行，無火花、無噪音；效率高，成本低等等?？煽毓璧娜觞c：靜態(tài)及動態(tài)的過載能力較差；容易受干擾而誤導(dǎo)通。可控硅從外形上分類主要有：螺栓形、平板形和平底形。不管可控硅的外形如何，它們的管芯都是由p型硅和n型硅組成的四層結(jié)構(gòu)。它有三個pn結(jié)（j1、j2、j3），從j1結(jié)構(gòu)的p1層

20、引出陽極a，從n2層引出陰級k，從p2層引出控制極g，所以它是一種四層三端的半導(dǎo)體器件?？煽毓杞Y(jié)構(gòu)示意圖和符號圖如圖2-4所示。圖2-6 可控硅結(jié)構(gòu)示意圖可控硅是p1、n1、p2、n2四層三端結(jié)構(gòu)元件，共有三個pn結(jié)，分析原理時，可以把它看作由一個pnp管和一個npn管所組成，其等效圖解如圖2-5所示。圖2-7 可控硅內(nèi)部等效圖當陽極a加上正向電壓時，bg1和bg2管均處于放大狀態(tài)。此時，如果從控制極g輸入一個正向觸發(fā)信號，bg2便有基流ib2流過，經(jīng)bg2放大，其集電極電流ic2=2ib2。因為bg2的集電極直接與bg1的基極相連，所以ib1=ic2。此時，電流ic2再經(jīng)bg1放大，于是bg

21、1的集電極電流ic1=1ib1=12ib2。這個電流又流回到bg2的基極，表成正反饋，使ib2不斷增大，如此正向饋循環(huán)的結(jié)果，兩個管子的電流劇增，可控硅使飽和導(dǎo)通后，即使控制極g的電流消失了，可控硅仍然能夠維持導(dǎo)通狀態(tài)，由于觸發(fā)信號只起觸發(fā)作用，沒有關(guān)斷功能，所以這種可控硅是不可關(guān)斷的。由于可控硅只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種工作狀態(tài)，所以它具有開關(guān)特性，這種特性需要一定的條件才能轉(zhuǎn)化，此條件如表2-2所示：表2-2 可控硅開關(guān)特性表狀 態(tài)條 件說 明從關(guān)斷到導(dǎo)通陽極電位高于陰極點位，控制極有足夠的正向電流和電壓兩者缺一不可維持導(dǎo)通陽極電位高于陰極點位，陽極電流大于維持電流兩者缺一不可從導(dǎo)通到關(guān)斷陽極電位

22、低于陰極點位，陽極電流小于維持電流任一條件都可a、反向特性當控制極開路，陽極加上反向電壓時，j2結(jié)正偏，但j1、j2結(jié)反偏。此時只能流過很小的反向飽和電流，當電壓進一步提高到j(luò)1結(jié)的雪崩擊穿電壓后，接差j3結(jié)也擊穿，電流迅速增加，特性開始彎曲，彎曲處的電壓uro叫“反向轉(zhuǎn)折電壓”。此時，可控硅會發(fā)生永久性反向。b、正向特性當控制極開路，陽極上加上正向電壓時，j1、j3結(jié)正偏，但j2結(jié)反偏，這與普通pn結(jié)的反向特性相似，也只能流過很小電流，這叫正向阻斷狀態(tài)，當電壓增加，特性發(fā)生了彎曲，彎曲處的是ubo叫“正向轉(zhuǎn)折電壓”。由于電壓升高到j(luò)2結(jié)的雪崩擊穿電壓后，j2結(jié)發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)，在結(jié)區(qū)產(chǎn)生大量

23、的電子和空穴，電子時入n1區(qū)，空穴時入p2區(qū)。進入n1區(qū)的電子與由p1區(qū)通過j1結(jié)注入n1區(qū)的空穴復(fù)合，同樣，進入p2區(qū)的空穴與由n2區(qū)通過j3結(jié)注入p2區(qū)的電子復(fù)合，雪崩擊穿，進入n1區(qū)的電子與進入p2區(qū)的空穴各自不能全部復(fù)合掉。這樣，在n1區(qū)就有電子積累，在p2區(qū)就有空穴積累，結(jié)果使p2區(qū)的電位升高，n1區(qū)的電位下降，j2結(jié)變成正偏，只要電流稍增加，電壓便迅速下降，出現(xiàn)所謂負阻特性。這時j1、j2、j3三個結(jié)均處于正偏，可控硅便進入正向?qū)щ姞顟B(tài)通態(tài)，此時，它的特性與普通的pn結(jié)正向特性相似。(2)溫度控制模塊電路圖此部分電路主要由光電耦合器和可控硅組成，光電耦合器與單片機端口相連，可以根據(jù)

24、端口信號的變化迅速做出反應(yīng)，延時時間短。由于單片機的端口電壓不足以驅(qū)動光電耦合器，故令其低電平觸發(fā)，外加上拉電阻。與外部電阻爐相連的部分是可控硅，與光電耦合器配合輸出，以弱點控制強電，控制電阻爐的開斷頻率，以達到加熱目的。由主控單片機運算輸出脈沖寬度可調(diào)的pwm波用于雙向可控硅在1s內(nèi)的導(dǎo)通和關(guān)斷數(shù)從而調(diào)節(jié)輸出給電爐的功率，這樣使得水溫穩(wěn)定在設(shè)定值上。接線圖如圖2-8所示：圖2-8 溫度控制模塊電路圖6、溫度顯示電路的設(shè)計此模塊由顯示部分和設(shè)定部分組成，顯示部分采用lcd1602液晶顯示器，顯示2行，每行個16個字符，可顯示字符和數(shù)字，顯示內(nèi)容豐富，此部分作用是實時顯示電阻爐當前溫度和設(shè)定溫度

25、。設(shè)定部分主要是鍵盤輸入，此部分主要由兩個按鍵組成，plas為加，subs為減，當系統(tǒng)啟動時，默認設(shè)定溫度為30，當按下plas時設(shè)置水溫增加，按下subs時設(shè)置水溫減小。(1)lcd1602的簡介液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧等優(yōu)點，因此，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機應(yīng)用設(shè)計中最常用的信息顯示器件了。本系統(tǒng)采用lcd1602液晶顯示模塊，它可以顯示兩行，每行16個字符，采用單+5v電源供電，外圍電路配置簡單，價格便宜，具有很高的性價比。(2)lcd1602接口引腳及功能介紹表2-3 接口引腳及其功能引腳號符號狀

26、態(tài)功能1vss電源地2vdd電源+5v3v0液晶驅(qū)動電源4rs輸入寄存器選擇5r/w輸入讀、寫操作6e輸入使能信號7db0三態(tài)數(shù)據(jù)總線（lsb）8db1三態(tài)數(shù)據(jù)總線9db2三態(tài)數(shù)據(jù)總線10db3三態(tài)數(shù)據(jù)總線11db4三態(tài)數(shù)據(jù)總線12db5三態(tài)數(shù)據(jù)總線13db6待添加的隱藏文字內(nèi)容2三態(tài)數(shù)據(jù)總線14db7三態(tài)數(shù)據(jù)總線（msb）15leda輸入背光+5v16ledk輸入背光地(3)主要管腳介紹v0：液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10k的電位器調(diào)整對比度。rs：寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器；低電平時選擇指令寄存

27、器。r/w：讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當rs和r/w共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址；當rs為高電平r/w為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。e：使能端，當e端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。(4)溫度顯示模塊電路圖圖2-9 溫度顯示模塊電路圖三、軟件設(shè)計1、主程序流程圖的設(shè)計單片機的主要任務(wù)是接受來自主機的命令并執(zhí)行命令，同時返回系統(tǒng)的狀態(tài)和當前的壓力值。在主機工作之前，片機已啟動。在設(shè)計中，單片機定時器t1工作于方式2，波特率9600，串行口工作方式1，允許接受，或允許發(fā)送，晶振11.0592，根據(jù)此設(shè)置，（tmod）=20h，(th1)=fd，(tl1)=f

28、d，(scon)=50h。圖3-1 主程序流程圖2、子程序流程圖的設(shè)計本系統(tǒng)子程序主要有：lcd顯示程序、ad轉(zhuǎn)換程序、pid控制算法子程序等等。圖3-2 顯示流程圖圖3-3 a/d轉(zhuǎn)換流程圖圖3-4 pid控制算法程序流程圖3、部分程序清單(1)主程序：org 0000hajmp mainorg 0003hajmp keysorg 000bhajmp pit0org 001bhajmp pit1 ；中斷入口及優(yōu)先級main：mov sp，#00h clr 5fh ；清上下限越限標志 mov a，#00hmov r7，#09hmov r0，#28hlp1：mov r0，ainc r0 djnz

29、 r7，lp1mov r7，#06hmov r0，#39hlp2：mov r0，ainc r0djnz r7，lp2mov r7，#06hmov ro，#50hlp3：mov r0，ainc r0dinz r7，lp3 ；清顯示緩沖區(qū)mov 33h，#00hmov 34h，#00h ；賦kp高低字節(jié)mov 35h，#00hmov 36h，#00h ；賦ki高低字節(jié)mov 37h，#00h mov 38h，#00h ；賦kd高低字節(jié)mov 42h，#00hmov 43h，#00h ；賦k高低字節(jié)mov tmod，#56h ；t0方式2，t1方式1計數(shù)mov tlo，#06hmov tho，#06

30、h mov 25h，#163h ；設(shè)定值默認值350setb tr0 ；鍵盤高優(yōu)先級setb et0setbex0setb ea ；開鍵盤t0。t1中斷l(xiāng)oop：mov r0，#56h mov r1，#55h lcall scacov ；標度轉(zhuǎn)化 mov r0，#53h lcall dir nop lcall dly10ms nop lcall dly10ms ajmp loop ；等中斷(2)鍵盤子程序keys：clr ex0 clr ea push psw push acc ；關(guān)中斷 lcalldly10ms ；消抖cc： jb p3.2 aasetb 5dh ；置“顯示設(shè)定值溫度值標志”

31、mov a，25h ；取運算位的值mov b，#10h ；bcd碼轉(zhuǎn)化div a bmov 52h，amov a，bmov 51h，amov r0，#50hlcall dir ；顯示設(shè)定溫度noplcall dly10msnoplcall dly10msjb p1.7 ，bbmov r1，#25hlcall daad1nop lcall dly10ms ajmp ccbb： jb p1.6 ccmov r1，#25hlcall deec1noplcall dly10msajmp ccaa： pop accpop pswsetb ex0setb ea ；出棧reti(3)顯示子程序dir： mo

32、v scon，#00h ；置串行口移位寄存器狀態(tài)setb p1.4 ；開顯示jb 5dh，dl1 ；顯示設(shè)定溫度dl2： mov dptr，#segtdl0： mov a，r0movc a，a+dptrmov sbuf ，aloop1：jnb ti，loop1 clr tiinc r0mov a，r0movc a，a+dptranl a，#7fh ；使數(shù)帶小數(shù)點mov sbuf ，aloop2：jnb ti,loop2clr tiinc r0mov a，r0movc a，a+dptrmov sbuf,aloop3：jnb ti，loop3clr ticlr p1.4clr 5dhretdl1：

33、mov 50h,#0ah ；小數(shù)位黑屏 ajmp dl2segt:：db 0c0h ，0f9h，0a4h，0b0h，99h，92h，82h，0f8h，80h，90h，0ffh四、小結(jié)課程設(shè)計是對我們在這學(xué)期學(xué)到的微型計算機控制技術(shù)這門課的理論知識的一個綜合測評，是對我們將理論結(jié)合時間的綜合能力的考查，是培養(yǎng)我們發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，是激發(fā)我們內(nèi)在創(chuàng)新意識的途徑。在此次課程設(shè)計中，我們學(xué)到了許多平時課堂上學(xué)不到的東西，比如：單片機系統(tǒng)的開發(fā)與可行性分析、電阻爐的設(shè)計與制作、器件的選型、程序的設(shè)計與調(diào)試、系統(tǒng)的調(diào)試以及平時沒有接觸到的在線編程與相關(guān)軟件等等。在設(shè)計過程中我遇到了許多難以解決的問題，通過去圖書館看書、上網(wǎng)查資料以及請教同學(xué)，努力最終一步一步得以解決。通過這次課程設(shè)計，不僅鍛煉了我的動手能力，更培養(yǎng)了我發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，鞏固了我以前學(xué)過的專業(yè)知識，促進了我的自學(xué)能力。通過本次設(shè)計，我還了解了微機控制中pid算法的基本概念及其對系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)應(yīng)用。什么樣的課程設(shè)計都離不開理論與實