基于AT89C51單片機(jī)電烤箱的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、基于單片機(jī)的電烤箱控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生：XXX指導(dǎo)教師：XX內(nèi)容摘要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們改造自然的能力也在不斷的提高。機(jī)器的誕生，為我們減少了部分或者全部的腦力勞動(dòng)和體力勞動(dòng)。電子技術(shù)的誕生更是帶來了翻天覆地的變化。機(jī)電控制系統(tǒng)成為機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)集成的共性關(guān)鍵技術(shù)。人們通過它可以使機(jī)械完全按照自己的意愿來執(zhí)行。隨著機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展，主要表達(dá)出了單片機(jī)和PLC兩種控制方式。本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)控制。單片機(jī)在日常生活中的運(yùn)用越來越廣泛。溫度控制在工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常遇到。從石油化工到電力生產(chǎn)，從冶金到建材，從食品到機(jī)械都要對(duì)溫度進(jìn)行控制甚至在有些產(chǎn)品生產(chǎn)過程中溫度的控制直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。單片機(jī)

2、溫度控制無論是現(xiàn)在還是未來都會(huì)起到重要作用。本文介紹了以AT89C51單片機(jī)為核心的電烤箱溫度控制系統(tǒng)。電烤箱的溫度控制系統(tǒng)有兩個(gè)部分組成：硬件部分和軟件部分。其中硬件部分包括：單片機(jī)電路、傳感器電路、放大器電路、轉(zhuǎn)換器電路、以及鍵盤和顯示電路。軟件部分包括：主程序、運(yùn)算控制程序、以及各功能實(shí)現(xiàn)模塊的程序。文章最后對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行了總結(jié)。對(duì)溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展提出了幾點(diǎn)建議。關(guān)鍵詞：單片機(jī)溫度電烤箱控制學(xué)習(xí)文檔僅供參考Single-chipbasedontheovenstemperaturecontrolsystemdesignAbstract：Withthecontinuousdevelopmen

3、tofsociety,people'sabilitytotransformnatureoftheadvancehasbeen.Thebirthofthemachineforustoreducesomeorallofthementalandphysical.Thebirthofelectronictechnologyhasbroughtevenmoreearth-shakingchanges.Electricalandmechanicalengineeringcontrolsystemsbecomeintegratedwiththemicroelectronictechnologycom

4、monkeytechnologies.Peoplecanmakethroughitsmachineryinfullaccordancewiththewishesoftheirowntoimplement.Withthedevelopmentofelectricalandmechanicalcontroltechniques,mainlyreflectingthetwotypesofsingle-chipcomputerandPLCcontrol.Thedesignusesasingle-chipcontrol.Single-chipmicrocomputeruseintheirdailyliv

5、esmoreandmorewidely.Temperaturecontrolinindustrialproductionareoftenencountered.Chemicalsfromoiltoelectricityproduction,Orevensomeproductsintheproductionprocesscontroloftemperaturedirectlyaffectsthequalityoftheproduct.Single-chiptemperaturecontrolbothnowandwillplayanimportantroleinthefuture.Thispape

6、rintroducestheAT89C51single-chipmicrocomputerasthecoreoftheoventemperaturecontrolsystem.Hardwarecomponentswhichinclude:Single-chipcircuit,sensorcircuit,amplifiercircuit,convertercircuit,aswellasthekeyboardanddisplaycircuit.Softwareinclude:themainprogram,operatorcontrolprocedures,aswellastherealizati

7、onofthefunctionalmodulesoftheprogram.Finally.Keywords:MicrocontrollerTemperatureElectricovensControl刖H11 概述11.1 技術(shù)指標(biāo)11.2 控制方案2.2硬件部分設(shè)計(jì)2.2.1 單片機(jī)電路設(shè)計(jì)2.2.1.1 中央處理器CPU2.2.1.2 運(yùn)算器3.2.1.3 AT89C51單片機(jī)引腳功能4.2.1.4 引腳功能52.1.5 控制線6.2.1.6 AT89C51單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)6.2.1.7 AT89C51單片機(jī)的并行I/O端口.6.2.1.8 AT89C51單片機(jī)時(shí)鐘電路及時(shí)序7.2.1.

8、9 復(fù)位電路7.2.1.10 AT89C51單片機(jī)的指令系統(tǒng)8.2.2 傳感器電路設(shè)計(jì)8.2.2.1 傳感器概述8.2.2.2 傳感器的基本特性.9.2.2.3 熱電阻的測量電路及應(yīng)用102.3 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)112.3.1 逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809112.4 放大器電路設(shè)計(jì)132.4.1 交流放大器電路142.4.2 直流放大器電路172.4.3 運(yùn)算放大器電路172.4.4 集成運(yùn)算放大器概述182.5 鍵盤及顯示電路的設(shè)計(jì)182.5.1 鍵盤接口電路182.5.2 LED顯示器接口電路202.6 抗干擾電路設(shè)計(jì)212.6.1 電磁干擾的形成因素212.6.2 .干擾的分類

9、212.6.3 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)電磁干擾控制的一般方法212.6.4 硬件抗干擾措施223軟件部分設(shè)計(jì)233.1 工作流程233.2 功能模塊233.3 資源分配243.4 功能軟件設(shè)計(jì)243.4.1 鍵盤管理模塊243.4.2 顯示模塊273.4.3 溫度檢測模塊283.4.4 溫度控制模塊303.4.5 溫度越限報(bào)警模塊313.4.6 主程序和中斷服務(wù)子程序334結(jié)論35附錄36參考文獻(xiàn)37基于單片機(jī)的電烤箱控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)刖百隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)機(jī)械的應(yīng)用也越來越廣，進(jìn)而人們對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制要求亦越來越高。機(jī)電控制實(shí)現(xiàn)了以電氣來控制機(jī)械。單片機(jī)的出現(xiàn)使機(jī)電控制技術(shù)突飛猛進(jìn)。單片機(jī)出現(xiàn)的歷

10、史并不長，但發(fā)展迅猛。自1975年美國德克斯儀器公司首次推出8位單片機(jī)TMS-1000后才開始快速發(fā)展。1976年9月，美國Intel公司首次推出MCS-48系列8位單片機(jī)以后，單片機(jī)發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段。1983年Intel公司推出的MCS-96系列、1987年Intel公司又推出的80C96等位16位單片機(jī)。近年來各個(gè)電腦生產(chǎn)廠家已進(jìn)入更高性能的32位單片機(jī)研制、生產(chǎn)階段。單片機(jī)發(fā)展之快、品種之多。其中最常用的主要有：AT89系列單片機(jī)、AVR片機(jī)Motorola公司的M68HC08C列單片機(jī)以及PIC單片機(jī)。隨著社會(huì)的發(fā)展，單片機(jī)的特點(diǎn)表達(dá)在體積小、可靠性高、使用方便等方面。根據(jù)溫度控

11、制的特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)為控制核心，采用數(shù)字PID控制算法。實(shí)現(xiàn)對(duì)電烤箱的溫度的控制。通過本次設(shè)計(jì)進(jìn)一步詳細(xì)說明單片機(jī)控制系統(tǒng)在社會(huì)生活中的應(yīng)用。為以后進(jìn)一步應(yīng)用單片機(jī)系統(tǒng)提供幫助。1概述溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的控制，有些工藝過程對(duì)其溫度的控制效果直接影響著產(chǎn)品質(zhì)量，因而設(shè)計(jì)一種較為理想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價(jià)值的。根據(jù)溫度變化快慢的特點(diǎn)，并且控制精度不易掌握等特點(diǎn)，本文電烤箱的溫度控制為模型，設(shè)計(jì)了以AT89C51單片機(jī)為檢測控制中心的溫度控制系統(tǒng)。溫度控制采用PID數(shù)字控制算法，顯示采用3位LED靜態(tài)顯示。該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，控制算法新穎，控制精度高，有較強(qiáng)的通用性

12、。技術(shù)指標(biāo)電烤箱的具體指標(biāo)如下：a.電烤箱由2千瓦電爐加熱，最高溫度為500C0b.電烤箱溫度可預(yù)置，烤干過程恒溫控制，溫度控制誤差小于或者等于±2C。c.預(yù)置時(shí)顯示設(shè)定溫度，烤干時(shí)顯示實(shí)時(shí)溫度，顯示精確到1C。d.溫度超出預(yù)置溫度士5c時(shí)發(fā)聲報(bào)警。e.對(duì)升降溫過程的線性是沒有要求的1.2控制方案產(chǎn)品的工藝不同，控制溫度的精度也不同，因而所采用的控制算法也不同。就溫度控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)的特性來講，基本上都是具有純滯后的一階環(huán)節(jié)，當(dāng)系統(tǒng)精度及溫控的線性性能要求較高時(shí)，多采用PID算法來實(shí)現(xiàn)溫度的控制。本系統(tǒng)是一個(gè)典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)。從技術(shù)指標(biāo)可以看出，系統(tǒng)對(duì)控制精度的要求不高，對(duì)升降溫過程

13、的線性也沒有要求，因此，系統(tǒng)采用最簡單的通斷控制方式，當(dāng)烘干箱溫度到達(dá)設(shè)定值時(shí)斷開加熱電爐，當(dāng)溫度降到低于某值時(shí)接通電爐開始加熱,從而保持恒溫的控制。2硬件部分設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件部分包括單片機(jī)電路、A/D轉(zhuǎn)換器、放大器、傳感器、鍵盤及顯示電路五大部分。其各部分連接關(guān)系如圖2-1所示。圖2-1電烤箱溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單片機(jī)電路設(shè)計(jì)隨著社會(huì)發(fā)展，單片機(jī)以其體積小、可靠性高、使用方便的特點(diǎn)在社會(huì)生活中到達(dá)廣泛應(yīng)用。根據(jù)溫度控制特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)采用AT89C51以下對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)介紹。AT89C51單片機(jī)是美國Intel公司的8位高檔單片機(jī)的系列。也是目前應(yīng)用最為廣泛的一種單片機(jī)系列。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡化框圖如下所示

14、。AT89C51系列單片機(jī)主要有CPU存儲(chǔ)器，IO接口電路及時(shí)鐘電路等部分組成。中央處理器CPU中央處理器CPU®單片機(jī)的核心。是電腦的控制指揮的中心。同一般微機(jī)的CPU類似。AT89C51單片機(jī)內(nèi)部CPUfe括控制器和運(yùn)算器。如圖2-1運(yùn)算器AT89C51運(yùn)算器電路以算術(shù)邏輯單元ALU為核心。有累加器ACC寄存器B、暫存器1、暫存器2、程序狀態(tài)寄存器PSVW布爾處理機(jī)共同組成。它主要完成數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、位變量處理和數(shù)據(jù)傳輸操作。運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)由程序寄存器PSW呆存。A.算術(shù)邏輯單元ALU與累加器ACC寄存器B圖2-1 AT89C51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡化框圖算術(shù)邏輯單元ALU

15、不但能完成8位二進(jìn)制的加、減、乘、除等算數(shù)的運(yùn)算。而且還能對(duì)8位變量進(jìn)行邏輯“與”“或”“異或”循環(huán)位移等邏輯的運(yùn)算。累加器ACC簡稱累加器A）為一個(gè)8位寄存器，它是CPU中使用最頻繁寄存器。專門存放操作數(shù)或運(yùn)算結(jié)果。B.程序狀態(tài)寄存器程序狀態(tài)寄存器PSVWb一個(gè)8位的狀態(tài)寄存器。用于存放標(biāo)志的寄存器。用于存放指令執(zhí)行后的狀態(tài)，以供程序查詢和判別。PSW各位的狀態(tài)通常是在指令執(zhí)行的過程中自動(dòng)設(shè)置。但可以由用戶根據(jù)需要指令加以改變。狀態(tài)寄存器共有進(jìn)位標(biāo)志位CY輔助進(jìn)位標(biāo)志位或稱半進(jìn)位AG用戶自定義標(biāo)志位F0、工作寄存器組選擇位RS1RS。溢出標(biāo)志位OV奇偶標(biāo)志位P.C.控制器控制部件是單片機(jī)的神

16、經(jīng)中樞它包括程序計(jì)數(shù)器PG指令寄存器IR、指令譯碼器ID、數(shù)據(jù)指針DPTR堆棧指針SR緩沖器和定時(shí)器控制電路。它先以主振頻率為基準(zhǔn)發(fā)出CPU的時(shí)序?qū)χ噶钸M(jìn)行譯碼，然后發(fā)出各種控制信號(hào)。完成一系列定時(shí)控制微操作。用來協(xié)調(diào)單片機(jī)各部分的正常工作。AT89C51單片機(jī)引腳功能AT89C51系列單片機(jī)的封裝形式有兩種：一種是雙列直插方式的封裝；另一種是方形的封裝。AT89C51單片機(jī)40個(gè)引腳及總線結(jié)構(gòu)圖如下所示。其CMOS：藝制造的低地功耗芯片也有采用方形的封裝。但為44個(gè)引腳，其中4個(gè)引腳是不使用的。由于at89C51單片機(jī)是高性能的單片機(jī)。同時(shí)受到引腳數(shù)目的限制，所以有部分引腳具有第二功能。如圖

17、2-1單片機(jī)引腳圖。a.主電源引腳主電源引腳兩根：VCO+5V電源正端；VSS接+5V電源地端。b.外接晶體引腳兩根XTAL1:接外部石英體和微調(diào)電源一端。XTAL2:接外部晶體和微調(diào)電容另一端。其中，對(duì)用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于HMOSI片機(jī),XTAL1腳接地，XTAL2卻作為外部振蕩信號(hào)輸入端。對(duì)CHMOS片機(jī)XTAL1腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端，XTAL2腳空不接。P1.0-Pl.l-Pl.2-Pl.3-Pl,4-FL5-Pl.6-Pl,7-RST/VeRXD、P3,0-TXD.P3.1-Tio；?3.2-iNTTsP3.3-T0、F3.4-Tl2P3.5-麗P3.6-RD?P3.7-XTAL2

18、-XTAL1-圖2-1 單片機(jī)引腳圖一Vite-P0. 0TO. 1-PO. 2-PO, 3-PO. 4-P0. 5-PO, 6-PO. T-EA/Vfp-ALE/PROG-P£EM-P2. 7-P2. 6P2. 5一P2. 4-P2. 3一PN 2一 P£ 1-P2. 0引腳功能IO引腳共32根。A. POD:P0.0-P0.7統(tǒng)稱為PO口是8位雙向I/O口線。P0口即可作為地址/數(shù)據(jù)總線使用，又可作為通用的I/O口線。在不接片外存儲(chǔ)器與不擴(kuò)展I/O口時(shí)，可作為準(zhǔn)雙向輸入/輸出口。在接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展I/O時(shí)，P0口分時(shí)復(fù)用為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)的總線。B. P1口

19、：P1.0-P1.7統(tǒng)稱為P1口。是8位準(zhǔn)雙向I/O口線。P1口作為通用I/O口使用。C. P2口：P2.0-P2.7統(tǒng)稱為P2口。是8位準(zhǔn)雙向I/O口線。P2口即可作為通用的I/O口使用。也可作為片外存儲(chǔ)器的高8位地址線。與P0口組成16位片外存儲(chǔ)器單元地址。P3口的第二功能如下表所示：P3口的第二功能P3.0RXD用行口輸入P3.1TXD用行口輸出P3.2IM0外部中斷0輸入P3.3IM1外部中斷1輸入P3.4T0定時(shí)/計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)輸入P3.5T1定時(shí)/計(jì)數(shù)器1輸入P3.6WR片外RAMW選通信號(hào)輸出P3.7RD片外RAM文選通信號(hào)輸出控制線控制線共四根。A: ALE/PROG地址鎖存有效

20、信號(hào)輸出率。B: PSEN片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端低電平有效。C: RST/VPD復(fù)位信號(hào)備用電源輸入信號(hào)。D: EA/VPP片外程序存儲(chǔ)器選用端。AT89C51單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)AT89C51單片機(jī)的存儲(chǔ)器物理結(jié)構(gòu)上分為片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、片內(nèi)程序存儲(chǔ)器、片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片外程序存儲(chǔ)器等4個(gè)存儲(chǔ)空間。AT89C51單片機(jī)的并行I/O端口AT89C51單片機(jī)有4個(gè)8位并行I/O端口PRP1、P2、P3每個(gè)端口都各有8條I/O口線，每條I/O口線都獨(dú)立地用作輸入輸出，在具有片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中，P2口送出高8位地址，P0口分時(shí)送出低8位地址和8位數(shù)據(jù)。各端口的功能不同，結(jié)構(gòu)上也有差異，但是每

21、個(gè)端口的8位結(jié)構(gòu)是完全相同的。如圖2-1I/O口位結(jié)構(gòu)圖所示。a.P0口，P0口是一個(gè)三態(tài)雙向口，可作為地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用口，也可作為通用I/O接口。b.P1口，P1口為準(zhǔn)雙向口，它在結(jié)構(gòu)上與P0口的區(qū)別在與輸出驅(qū)動(dòng)部分。其輸出驅(qū)動(dòng)部分由場效應(yīng)管V1與內(nèi)部上拉電阻組成，當(dāng)某位輸出高電平時(shí)，可以提供上拉電流負(fù)載，不必像P0口上那樣需要外接上拉電阻。c.P2口，P2口也為準(zhǔn)雙向口。其具有通用I/O接口或高8位地址總線輸出兩種功能，所以其輸出驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)比P1口輸出驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)多了一個(gè)輸出模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)MUW口反相器3。d.P3口P3口的輸出驅(qū)動(dòng)由與非門3和V1組成，比PRP1、P2口結(jié)構(gòu)多了一個(gè)緩沖器4。P

22、3口除了可為通用準(zhǔn)雙向I/O接口外，每一根線還具有第二功能。圖2-1I/O口位結(jié)構(gòu)圖AT89C51單片機(jī)時(shí)鐘電路及時(shí)序a.時(shí)鐘電路AT89C51單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常有兩種方式產(chǎn)生：一種是內(nèi)部的方式，一種是外部的方式。圖2-1、2-2所示。b.時(shí)序AT89C51單片機(jī)指令字節(jié)數(shù)和機(jī)器周期數(shù)可分為六類。即單字節(jié)單機(jī)器周期指令、單字節(jié)雙機(jī)器周期指令、單字節(jié)四機(jī)器周期指令、雙字節(jié)單機(jī)器指令、雙字節(jié)雙機(jī)器周期指令和三字節(jié)雙機(jī)器周期指令。+5V圖2-1內(nèi)部方式時(shí)鐘電路圖2-2外部方式時(shí)鐘電路復(fù)位電路復(fù)位是通過某種方式，使單片機(jī)內(nèi)各寄存器的值變?yōu)槌踔禒顟B(tài)操作,AT89C51單片機(jī)在時(shí)鐘電路工作以后，在RST

23、/VPD®持續(xù)給出兩個(gè)機(jī)器周期的高電平就可以完成復(fù)位操作。復(fù)位分為上電復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。AT89C51單片機(jī)復(fù)位狀態(tài)如下所示:寄存器復(fù)位狀態(tài)PC0000HACCB 00H PSWSP07HDPTRP0-P1OFFHIPIE 0XX00000B TMODTCON00HTL0TH0 、TH1 00HSBUF不定AT89C51單片機(jī)的指令系統(tǒng)SCONPCON寄存器復(fù)位狀態(tài)00H00H0000HXXX00000B00H、TL1 00H00H0XXX0000B控制電腦與操作指令是一組二進(jìn)制編碼，稱之為機(jī)器語言。電腦只能識(shí)別和執(zhí)行機(jī)器語言指令。AT89C51單片機(jī)指令與指令系統(tǒng)共有11

24、1條指令，從功能上可分成數(shù)據(jù)傳輸類指令、算術(shù)運(yùn)算指令、邏輯運(yùn)算和移位指令、程序控制轉(zhuǎn)移類指令和位操作指令五大類。2.2傳感器電路設(shè)計(jì)傳感器概述根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，傳感器定義是：能感受規(guī)定的被測量并按照一定得規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)器件或裝置。傳感器一般由敏感元件，轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路三部分組成。其組成框圖如2-1所示。被測量一敏感元件轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換電路電量圖2-1傳感器組成框圖敏感元件：它是直接感受被測量并輸出與被測量成確定關(guān)系某一種量的元件。轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量。轉(zhuǎn)換電路,上述電路參數(shù)接入轉(zhuǎn)換電路，便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。傳感器按其工作原理可分為物理傳感器、化學(xué)傳感器

25、、生物傳感器。物理傳感器是利用某些變換元件的物理性質(zhì)，及某些動(dòng)作功能材料的特殊物理性能制成的傳感器?；瘜W(xué)傳感器是利用電化反應(yīng)的原理，把無機(jī)和有機(jī)化學(xué)物質(zhì)成分。濃度等轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳感器。生物傳感器是一種利用生物活性物質(zhì)的選擇性來識(shí)別和測定生物化學(xué)物質(zhì)傳感器。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的需要，推動(dòng)著傳感器技術(shù)的迅速發(fā)展。目前傳感器技術(shù)的發(fā)展方向主要有開發(fā)新型傳感器、開發(fā)新材料、采用新工藝、集成化多功能化與智能化等幾個(gè)方面。傳感器的基本特性根據(jù)被測量的變化狀態(tài)，可以把傳感器輸入量分為靜態(tài)量和動(dòng)態(tài)量兩大類。靜態(tài)量指傳感器的輸入量位程序狀態(tài)信號(hào)或變化及其緩慢的準(zhǔn)靜態(tài)信號(hào)；動(dòng)態(tài)量指傳感器的輸入量為周期信號(hào)

26、、瞬變信號(hào)或隨機(jī)信號(hào)等時(shí)間變化的信號(hào)。其中，傳感器的靜態(tài)特性是指傳感器在被測量處于穩(wěn)定狀態(tài)下的輸出輸入關(guān)系。傳感器的靜態(tài)特性是在靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)工作條件測定的。衡量傳感器靜態(tài)靜態(tài)特性的主要技術(shù)指標(biāo)有量程、線性度、遲滯、重復(fù)性、靈敏度、漂移。傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指傳感器對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。A.傳感器的技術(shù)性能指標(biāo)及改善性能途徑傳感器技術(shù)性能指標(biāo)傳感器動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)量程指標(biāo)：包括測量范圍、過載能力。靈敏度指標(biāo)：包括靈敏度、分辨力、滿量程輸出、輸出輸入阻抗。A.精度有關(guān)指標(biāo)：包括精度誤差、重復(fù)性、線性、滯后、靈敏度誤差、閥值穩(wěn)定性、漂移。B.動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：包括固有頻率阻尼系數(shù)、時(shí)間常數(shù)、頻響范圍、頻

27、率特性、臨界頻率、臨界速度、穩(wěn)定時(shí)間。C.環(huán)境參數(shù)指標(biāo)a.溫度指標(biāo)包括工作溫度范圍、溫度誤差、溫度漂移、溫度系數(shù)、熱滯后。b.抗沖擊振動(dòng)指標(biāo)：包括各向沖擊振動(dòng)的頻率、振幅、加速度、沖擊振動(dòng)引入的誤差。c.其他環(huán)境參數(shù)：包括抗潮濕、抗介質(zhì)腐蝕能力、抗電磁場干擾能力。C.可靠性指標(biāo)：包括工作壽命，平均故障時(shí)間、保險(xiǎn)期、疲勞性能、絕緣電阻耐壓弧性能。D.其他指標(biāo)：a.使用方面：包括供電方式、電壓幅度與穩(wěn)定性功能、各項(xiàng)分布參數(shù)。b.結(jié)構(gòu)方面：名手外形尺寸質(zhì)量、殼體材質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。c.要裝連接方面：包括安裝方式、饋成、電纜。改善傳感器性能的技術(shù)途經(jīng)：a.差動(dòng)技術(shù)b.平均技術(shù)c.零示法和微差法d.閉環(huán)技術(shù)

28、e.屏蔽隔離子干擾抑制f.補(bǔ)償修正技術(shù)g.穩(wěn)定性處理。根據(jù)本設(shè)計(jì)要求選用熱電式傳感器。將被測量變化轉(zhuǎn)換成熱生電動(dòng)勢傳感器稱熱電式傳感器、熱電式傳感器可將溫度及溫度相關(guān)的信號(hào)轉(zhuǎn)化為電量輸出、熱電式傳感器有熱電阻、熱敏電阻、熱電效方式等各種類型。根據(jù)電烤箱特點(diǎn)采用熱電阻傳感器。熱電阻利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度升高而增大的特性來來進(jìn)行了溫度測量的，常用測量范圍為-20。C+150。C。隨著其技術(shù)的發(fā)展，其測溫范圍也不斷擴(kuò)大，低溫已可測量1K3K,高溫則可測量+1000。C+1300。C熱電阻力傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)有：A.測量精度高，熱電阻材料電阻溫度特性穩(wěn)定，重復(fù)性好，不存在熱電偶參比端誤差問題；B.測

29、量范圍較寬，尤其在低溫的方面；C.易于在自動(dòng)測量或遠(yuǎn)距離測量中的使用；常用的熱電陰材料有鋁、銅、鍥、鐵等。熱電阻的測量電路及應(yīng)用熱電阻常用接入電橋使用引出線有兩、三線式和四線式三種形式。采用兩線式接法時(shí)如圖2-1所示Rt的接法引出的導(dǎo)線接于電橋的一個(gè)臂上，當(dāng)由于環(huán)境溫度或通以電流引起導(dǎo)成溫度變化時(shí)，將產(chǎn)生附加的電阻、引起測量誤差，所以，當(dāng)熱電阻值較小時(shí)，常采用三線式、四線式接法，以消除接線電阻和引線電阻影響。三線式接法是將兩條具有相同溫度特性的導(dǎo)成接于相鄰兩橋臂上，此時(shí)由于附加電阻引起電阻變化是相同的，根據(jù)電橋特性，電橋輸出將互相抵消。圖2-1熱電阻傳感器的接線方式四線式接法R2=R3為固定電

30、阻，R1可調(diào)，熱電阻Rt,通過電阻為門、r2、r3、r4的四要導(dǎo)線和電橋連接，U、r4分別串聯(lián)在相鄰兩橋臂內(nèi)，r2、r3與電源去路串聯(lián)，將開關(guān)接通，調(diào)節(jié)R1使電橋平衡，則：R1+r1=Rt+r4再將開關(guān)接通B,重新調(diào)整R1,使電橋到達(dá)新的平衡，則：RI'+r1=Rt+r1R1R1'兩式相加得：Rt=2四線式測量方法比較麻煩，一般用于精度要求較高的場合。2.3A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809a.ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)如圖2-1如圖，多路開關(guān)可達(dá)通訊員89模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。地址鎖存與譯碼電路完成對(duì)AB、C三個(gè)

31、地址供進(jìn)行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道的選擇。8位A/D轉(zhuǎn)換器是逐次逼近式，由控制時(shí)序電路，逐次逼近寄存器，樹狀開關(guān)以及其256R電阻下型網(wǎng)絡(luò)等組成輸出鎖存器用于存放和輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量b.ADC0809的弓I腳及各弓I腳功能STCLK圖2-1ADC0809內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖ADC0809勺弓I腳入各弓I腳雙弓I直插式封裝，具引腳排列見圖2-2所示各引腳功能如下：AINT2NO8咱模擬量輸入引腳，ADC0809寸輸入模擬量的要求主要有二信號(hào)的單極性，電壓范圍0+5乂假設(shè)信號(hào)過小還需要進(jìn)行放大。另外，在A/D轉(zhuǎn)換的過種中，模擬量輸入值不應(yīng)變化太快，因此，對(duì)變化速度快模擬量在輸入前應(yīng)增加采樣保持電

32、路。B、A、B、C:地址線，A為低位地址，C為高位地址用于對(duì)模擬通道進(jìn)行的選擇。GALE地址鎖存允許彳9號(hào)，在對(duì)應(yīng)ALE跳轉(zhuǎn)，A、B、C地址狀態(tài)送入地址的鎖存器中。nT23 4LI 111INS IN4 IN5 IN6 IN7 START EOC D3 OE CLOCK2 10,INTNIN-7 -6cf 4。GNDDIADDAADDB AD DCALED7D6D5D4DOV r & f (-)D24-32- CD - CTJ87-to2 2TTTT5IX圖2-2ADC0809引腳功能圖DVref:參考電壓正端參考電壓用來與輸入模擬信號(hào)進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)，其曲型值為+5VVr

33、ef+=+5V,Vref(-)=0D>START轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。START上跳轉(zhuǎn)時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清0;STARTF跳轉(zhuǎn)時(shí)，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在A/D轉(zhuǎn)換期問，STARTS保持彳氐電平。E、DTD0數(shù)據(jù)輸出線，其為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機(jī)數(shù)據(jù)線直接相連。F、DE輸出允許信號(hào)，ADC0809勺內(nèi)部設(shè)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘，信號(hào)由外界提供，因此有時(shí)鐘信號(hào)的引腳。通常使用頻率為500KHz寸鐘信號(hào)。I、Vcc：+5電源AT89C51單片機(jī)與ADC080領(lǐng)口A.8路模擬通道選擇：A、B、C分別接地址鎖存器提供的低三位地址。只要把三位地址寫入0809中的地址鎖存器就實(shí)現(xiàn)了模擬通道選擇。對(duì)系統(tǒng)來

34、說，地址鎖存器是一個(gè)輸出口，為了把三位地址寫入，還要提供口地址。B.數(shù)據(jù)的傳輸方式：定時(shí)傳輸方式；查詢方式；中斷方式。2.4放大器電路設(shè)計(jì)傳感器是將待測物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的輸出。但其輸出的信號(hào)通常的都很小，需要進(jìn)行放大。傳感器信號(hào)的放大，根據(jù)具體情況可采用分立元件放大器品體管放大器和集成元件放大器運(yùn)算放大器。交流放大器電路a.共發(fā)射極放大電路A.工作點(diǎn)不穩(wěn)定狀態(tài)靜態(tài)工作點(diǎn)：IbEc,IcIb,RbUceEcIcRc交流等效電路：RfzRc/Rfz圖2-1工作點(diǎn)不穩(wěn)定狀態(tài)放大電路輸入電阻：rsr=rbe當(dāng)rbeRb時(shí)輸出電阻：rsc=Rc=Rcersc放大倍數(shù)：K'=3zrbc此

35、放大器特點(diǎn)：放大倍數(shù)大。B.工作點(diǎn)穩(wěn)定狀態(tài)Ue2R11:Ee(Ue2Ube)a.靜態(tài)工作點(diǎn)：由Ubei=RiR2ReiRc1交流等效電路：R'fz1=Rc1/rbe,R'fz2=Rc2/Rfz輸入電阻：rsr=rbe2當(dāng)rbe1R1/R2時(shí)輸出電阻：rsc=Rc放大倍數(shù)：K'=12Rfz2當(dāng)RC1>>rb2時(shí)UsrRbe1此放大電路特點(diǎn)：放大倍數(shù)大，工作點(diǎn)穩(wěn)定。b.靜態(tài)工作點(diǎn)：Ub八EcRb1,Ua=Ub-UbeRb1Rb2Ie=UeReUce Ec-Ic Re+RC父流等效電路:R'fz=Rc/Rfz輸入電阻:rsr=rbe當(dāng) rbeRb1Rb2輸

36、出電阻:rsc放大倍數(shù):K'=Rfzrbe圖2-2 工作點(diǎn)穩(wěn)定狀態(tài) a類放大器電路此放大電路特點(diǎn)：rsr較大,|K|1且與晶體管參數(shù)幾乎無關(guān)。圖2-3 工作點(diǎn)穩(wěn)定狀態(tài) b類放大器電路C.靜態(tài)工作點(diǎn)：Ub、Uc同左，但I(xiàn)e=Uc,Uce=Ec-IcRc+Re+RFReRF交流等效電路：R'fz=Rc/Rfz輸入電阻：rsrRbl/Rb2/(Rfrbe)輸出電阻：rscREe當(dāng)足一beRe時(shí)放大倍數(shù)：K包當(dāng)RFrbeRF此放大電路特點(diǎn)：rsr大，rsc小，K1圖2-4工作點(diǎn)穩(wěn)定狀態(tài)c類放大器電路A. V共集電極放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)：交流等效電路:Ib , I c I b,UceEcI

37、cRcRb RcRfzRc/Rfz輸入電阻rsrRb/Rfz放大倍數(shù):(1)Rfzrbe (1)Rfz圖2-5共集電極放大器電路B.反饋但凡引入反饋以后使放大鏡器的放大倍數(shù)減小的稱為負(fù)反饋。反之但凡引反饋以后使放大倍數(shù)增大的稱為正反饋贈(zèng)。其中換反饋有電壓串聯(lián)負(fù)反饋贈(zèng)，電流串聯(lián)負(fù)反饋贈(zèng)，電壓并聯(lián)負(fù)反饋贈(zèng)，電流并聯(lián)的負(fù)反饋。直流放大器電路將緩慢直流量信號(hào)進(jìn)行廣闊器件稱直流放大器。它與前述交流放大器的區(qū)別是交流放大器級(jí)與級(jí)之間加了三個(gè)隔離的直電流電容即耦合電容而直流放大器級(jí)與級(jí)之間沒有這個(gè)電路，故直流放大器又稱直接耦合放大器運(yùn)算放大器電路A.概述在直流差動(dòng)放大器的輸入端子輸出端之間跨接各種網(wǎng)絡(luò)如電阻

38、R1、電容C等,使構(gòu)成用來實(shí)現(xiàn)信號(hào)組合和運(yùn)算的運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器通常是由放大電路組成，輸入級(jí)第一級(jí)由晶體管T1和T2組成差動(dòng)放大鏡電路T3和T4是T1和T2的有源負(fù)載。T9是恒流源，第二級(jí)放大電路由晶體管T5和T6組成，T10是恒流源T6的有源負(fù)載，為了獲得輸出阻抗，輸出級(jí)第三級(jí)由晶體管T7和T8組成，采用互補(bǔ)對(duì)稱放大電路。運(yùn)算放大器是一種具有高放大倍數(shù)，深度負(fù)反饋的直流放大器。便于實(shí)現(xiàn)信號(hào)的組合和運(yùn)算。有很大靈活性，尤其在線性固體組件出現(xiàn)后，有具有體積小，質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，所以在實(shí)際中應(yīng)用固體組件運(yùn)算放大器所組成的電路是多種多樣的。理想運(yùn)算放大器的特性：a.開環(huán)增益Ad無限大；b.輸入阻抗無

39、限大；c.輸出阻抗Z為0;圖2-1運(yùn)算放大器電路圖d.輸入電壓的失調(diào)電壓rf為；e.帶寬無限大；f.上述ae的特性不隨環(huán)境溫度的變化而變化；B.運(yùn)算放大器的典型電路a.反饋型號(hào)放大電路b.加法放大電路c.減法放大電路d.積分電路e.對(duì)數(shù)放大電路f.乘法器電路g.除法器電路h.比較器電路i.整流器電路j.限頻器電路k.數(shù)據(jù)放大器電路1.弱電流放大器m.電荷放大器電路。集成運(yùn)算放大器概述在信號(hào)放大，信號(hào)的運(yùn)算加、法、乘、除、對(duì)數(shù)、反對(duì)數(shù)、平方、開方，信號(hào)的處理濾波、調(diào)制以及波形的產(chǎn)生和變換的單元中，運(yùn)算放大器是它們的核心部分，由多級(jí)直接耦合放大電路組成，主要有，總體，偏置電路、單位增益轉(zhuǎn)換、電平轉(zhuǎn)

40、移、包流反饋、消振補(bǔ)償?shù)冉M成，主要參數(shù)有：差模開環(huán)增益或差模開環(huán)放大倍數(shù)AUD共模開環(huán)增益AUC共模才制比KCMR輸入失調(diào)電壓Vi0失調(diào)電壓溫度系數(shù)輸入失調(diào)電流Ii0=I1-I,失調(diào)電流溫度系數(shù)aI10=dI10/dT,單位增益寬帶fBWG轉(zhuǎn)換速率Sr以及其他參數(shù)。本次設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際情況采用多級(jí)交流放大電路。接線圖見附圖。2.5鍵盤及顯示電路的設(shè)計(jì)鍵盤接口電路A.鍵盤的工作原理：a.按鍵確實(shí)認(rèn)：在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，按鍵都是以開關(guān)狀態(tài)來設(shè)置控制功能或能入數(shù)據(jù)的，鍵的半合與否，反映在電壓上就是呈高電平或低電平，如果高電平表示斷開的話，那么低電平就是表示閉合，所以通過電平的高代狀態(tài)的檢測，使可以克認(rèn)按

41、鍵接下與否。b.按鍵的抖動(dòng)處理：當(dāng)按鍵被迫按下或釋放時(shí)，通常伴隨有一定的時(shí)間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)，然后其獨(dú)占才穩(wěn)定下來，抖動(dòng)時(shí)間一般為510ms在使用過程，必須去抖措施。去抖有硬件和軟件兩種方法，硬件方法通常采用通過RS觸發(fā)器連接按鍵除抖，軟件方法采用者方法除抖，其過程是在檢測到有按鍵按下時(shí)，進(jìn)行一個(gè)10ms左右的智程序后，假設(shè)該鍵仍保持閉合狀態(tài)，則確認(rèn)該鍵處于討債狀態(tài)，同理，在檢測到該鍵釋放后，也應(yīng)珠步驟進(jìn)行確認(rèn)，從而可消除抖動(dòng)的影響。B.獨(dú)立工按鍵：獨(dú)立式按鍵是直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，具特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用根I/O口線，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)其他I/O口線的狀態(tài)C.矩陣式按鍵：單片機(jī)系

42、統(tǒng)中，假設(shè)使用按鍵分明，通常采用矩陣式也稱行列式鍵盤，如圖2-1所示：一個(gè)4*4的行列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個(gè)含有16個(gè)按鍵的鍵盤。在矩陣式鍵盤中，行列式分別連接到按鍵開關(guān)的兩端，行式通過二伴電阻接到+5V上，當(dāng)無鍵按下時(shí)，行式于高電平狀態(tài)，當(dāng)有鍵按下時(shí)，行列式將貫穿，此時(shí)圖2-1矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)行線電平，將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定，這是識(shí)別按鍵是否按下的關(guān)鍵，然而，矩陣鍵盤中的行線，列線和多個(gè)鍵相邊，各按鍵按下與否均影響該鍵反在行線和死線的電平，各按鍵間將相互影響，因此必須將行線，列線信號(hào)配合起來作適應(yīng)處理，才能確定閉合鍵的位置。其中，矩陣式鍵盤有以下幾種工作方式：編程掃描是CPUBI成其他工作的

43、空余時(shí)間，調(diào)用鍵盤掃描子程序來響應(yīng)鍵盤輸入的要求，在執(zhí)行鍵功能程序時(shí)，CPU不再響應(yīng)鍵輸入要求，直到CPUB新掃描鍵盤為止。鍵盤掃描程序一般應(yīng)鈦以下內(nèi)容：a：差異有無鍵按下降鍵盤掃描取得閉合鍵的行、列值；b：用計(jì)算法或查表法得到鍵值；c:判斷閉合鍵是否釋放，如釋放則繼續(xù)等待；d：將閉合鍵鍵號(hào)保存，同時(shí)轉(zhuǎn)去執(zhí)行該執(zhí)行該閉合鍵的功能。定時(shí)掃描方式就是每隔一段時(shí)間對(duì)鍵盤掃描一次，它利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生一定時(shí)間定時(shí)，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到就產(chǎn)生定時(shí)溢出中斷，CPU響應(yīng)中斷后對(duì)鍵盤進(jìn)行掃學(xué)習(xí)文檔僅供參考學(xué)習(xí)文檔僅供參考為提高cpuc作效率，可采用中斷掃描工作方式其工作過和如下：當(dāng)無鍵接下時(shí)，cpuM理自己的

44、工作，當(dāng)有鍵接下時(shí)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，cpu?專去執(zhí)行鍵盤掃描子程序，并識(shí)別鍵號(hào)。LED顯示器接口電路常用LED顯示器有LED狀態(tài)顯示器俗稱發(fā)光二極管LED七段顯示器俗稱數(shù)碼管和LED十六段顯示器，發(fā)光二極管可顯示兩種狀態(tài)，用于系統(tǒng)的顯示；數(shù)碼管用于數(shù)字的顯示；LED十六段的顯示器，用于字符顯示A.數(shù)碼管結(jié)構(gòu)：“.”。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)。B.數(shù)碼管工作原理：共陽極數(shù)碼管8個(gè)發(fā)光二級(jí)管的陽極二極管正端連接在一起。通常會(huì)共陽極接高電平1,一般接電源1,當(dāng)某個(gè)陰極接低電平時(shí)，則該數(shù)碼管導(dǎo)通并點(diǎn)亮。共陰極數(shù)碼管8個(gè)發(fā)光二極管的陰極二極管負(fù)端連接在一起。公共陰極接低電平一般接地當(dāng)某個(gè)陽極接高電

45、平，則該數(shù)碼管并點(diǎn)亮。C.靜態(tài)顯示接口：靜態(tài)顯示是指數(shù)碼管顯示某一字符時(shí),相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定導(dǎo)通或恒定截止。這種顯示方式各位數(shù)碼管相互獨(dú)立，公共端恒定接地共陰極獲接正電源共陽極每個(gè)數(shù)碼管的8個(gè)字段分別與一個(gè)8位I/O地址相連，I/O口只要有斷碼輸出，相應(yīng)字符即顯示出來并保持不變直動(dòng)I/O口輸出新的端碼采用靜態(tài)顯示的方式。較小的電流即可獲得較大亮度。且占用CPUW間少編程簡單，顯示，便于檢測和控制，但其占用口線多，硬件電路復(fù)雜、成本高，只適合于顯示位數(shù)較少場合。D.動(dòng)態(tài)顯示接口：動(dòng)態(tài)顯示是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位數(shù)碼管。這種逐位點(diǎn)亮顯示方式稱為位掃描。通常各位數(shù)碼管的段選線相應(yīng)并聯(lián)在一起由8位I

46、/O口控制。各位選線公共陰極或陽極有另外I/O口線控制。動(dòng)態(tài)方式顯示時(shí)，各數(shù)碼管分時(shí)輪流選通，要使穩(wěn)定顯示，必須采用掃描方式，即在某一時(shí)刻只選通一位數(shù)碼管。并送出相應(yīng)端碼，在另一位數(shù)碼管并送出相應(yīng)的端碼。依此規(guī)律循環(huán)，即可使各位數(shù)碼管顯示將要顯示字符。雖然這些字符是在不同時(shí)刻分別顯示，但由于人眼存在視覺暫留效應(yīng)，只要每位顯示間隔足夠短就可以給人以同時(shí)顯示的感覺。圖2-1數(shù)碼管與單片機(jī)接口抗干擾電路設(shè)計(jì)隨著強(qiáng)電弱電設(shè)備在通信電腦自動(dòng)化等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。處于同一工作環(huán)境各種電子電氣電路因距離過近而相互影響耦合形成電磁干擾EMI電磁干擾已成為現(xiàn)代電子電氣工程設(shè)計(jì)和研究人員在設(shè)計(jì)過程中必須考慮問題。一

47、方面，這是由于當(dāng)前電子技術(shù)正朝著高速、高靈敏度、高集程度方面的發(fā)展，增加了現(xiàn)代電子設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生電磁干擾的可能性；另一方面，使用隨著自動(dòng)化技術(shù)裝備的廣泛使用，形成了電子設(shè)備和大功率強(qiáng)電設(shè)備在同一場合共存和使用的局面，惡化了電子電路工作的外部電磁環(huán)境。因此，電磁干擾已成為許多電子設(shè)備與系統(tǒng)在環(huán)境正常操作運(yùn)行主要障礙之0電磁干擾的形成因素電池干擾由電磁干擾源發(fā)射經(jīng)過耦合途徑傳輸?shù)奖桓蓴_設(shè)備敏感設(shè)備因此形成電磁干擾的要素有：電磁干擾源、傳輸通到、敏感設(shè)備。.干擾的分類A.按干擾源分為自然干擾和人為干擾。B.按噪聲波形及性質(zhì)分為持續(xù)正弦波干擾和浪涌脈沖波形干擾以及脈沖列干擾。C.按干擾傳輸系統(tǒng)的方式分為

48、共模干擾、差模干擾、傳導(dǎo)耦合、感應(yīng)耦合和輻射耦合。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)電磁干擾控制的一般方法單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)干擾源分為內(nèi)部干擾源和外部干擾源。其中內(nèi)部干擾源主要來自學(xué)習(xí)文檔僅供參考于印制電路板的布局及布線。單片機(jī)系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)主要包括以下四個(gè)方面的內(nèi)容：A.精心選擇元器件：元器件是構(gòu)成部件或系統(tǒng)的基礎(chǔ)。要選擇集成度高、抗干擾能力強(qiáng)功耗小電子器件。B.元部件要精密調(diào)整：元器件的精密度是保證系統(tǒng)完成設(shè)定功能重要保證。因此在使用前或經(jīng)過一段運(yùn)行時(shí)間之后，都應(yīng)該對(duì)元器件及部件進(jìn)行精確調(diào)整。如A/D芯片的調(diào)零及滿量程調(diào)整。C.采用硬件抗干擾技術(shù)：硬件抗干擾技術(shù)是設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)首選的抗干擾措施，它能有效抑制干擾源，

49、阻斷干擾傳輸通道，只要合理地布置與選擇有關(guān)的參數(shù)。硬件抗干擾措施就能抑制系統(tǒng)的絕大部分干擾。常用的硬件抗干擾技術(shù)措施有：吸收技術(shù)、去耦技術(shù)、屏蔽技術(shù)、接地技術(shù)、隔離技術(shù)以及印制電路板布線技術(shù)。D.采用軟件抗干擾技術(shù)：軟件抗干擾方法具有簡單、靈活方便、消耗硬件資源少的特點(diǎn)。在微機(jī)測控系統(tǒng)中獲得了廣泛應(yīng)用。常用的軟件抗干擾技術(shù)有：數(shù)字濾波、信息傳輸過程的自動(dòng)檢驗(yàn),系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視與發(fā)生故障時(shí)的自動(dòng)恢復(fù)。本次設(shè)計(jì)采用硬件抗干擾技術(shù)中的屏蔽技術(shù)。通過合理的硬件抗干擾措施，可以消除絕大部分電磁干擾。應(yīng)用硬件抗干擾措施是經(jīng)常采用的一種方法。下面做詳細(xì)介紹。硬件抗干擾措施A.屏蔽技術(shù)：屏蔽技術(shù)能有效地抑制通

50、過自由空間傳播的電磁干擾，通過應(yīng)用屏蔽技術(shù)，可以限制系統(tǒng)內(nèi)部的輻射電磁能對(duì)外部元件和裝置干擾，同時(shí)也防止來自系統(tǒng)外部輻射干擾進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部。屏蔽接地其原理可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽。屏蔽分析一般采用兩種方法：一種是應(yīng)用電路理論。另一種是應(yīng)用場理論.B.接地技術(shù)：實(shí)踐證明：良好的接地可以在很大程度上抑制系統(tǒng)內(nèi)部噪聲耦合。防止外部干擾的侵入，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。反之假設(shè)接地處理得不好，會(huì)導(dǎo)致噪聲耦合，形成嚴(yán)重干擾。電氣設(shè)備中的“地”通常有兩種含義：一種是“大地”.另一種是“工作基準(zhǔn)地所謂“大地”這里是指電氣設(shè)備的金屬外殼，線路等通過通過接地線、接地極與地球大地的相連接。這種接地可以保證設(shè)

51、備和人身安全，提供靜電的屏蔽。通路降低電磁感應(yīng)噪聲?！肮ぷ骰鶞?zhǔn)地”是指信號(hào)答復(fù)的基準(zhǔn)導(dǎo)體如控制電源的零電位。稱“系統(tǒng)地”這是的所謂接地是指將各單元，裝置內(nèi)部各部分電路信號(hào)返回線與基準(zhǔn)導(dǎo)體之間的連接。這種接地的目的是為各部分提供穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位。對(duì)這種接地的要求時(shí)盡量減小接地回路中的公共阻抗壓降，以減少系統(tǒng)中干擾信號(hào)公共阻抗的耦合。電氣設(shè)備接地的目的有三個(gè)：其一是為各電路的工作提供基準(zhǔn)電位；其二是為了安全；其三是為了抑制干擾。根據(jù)電氣設(shè)備回路性質(zhì)和接地目的，可將接地方式分為三類：安全接地、工作接地和屏蔽接地。此外電磁干擾源硬件控制技術(shù)還有濾波技術(shù)、隔離技術(shù)、電路平衡結(jié)構(gòu)、雙絞線抗干擾接地、信號(hào)線間

52、的抑制。漏電干擾防止措施。3軟件部分設(shè)計(jì)3.1 工作流程烤箱在上電復(fù)位后先處于停止加熱的狀態(tài)，這時(shí)可以用“+1”鍵設(shè)定預(yù)置溫度，顯示器顯示預(yù)定溫度；溫度設(shè)定好后就可以按啟動(dòng)鍵啟動(dòng)系統(tǒng)工作了。溫度檢測系統(tǒng)不斷定時(shí)檢測當(dāng)前溫度，并送往顯示器顯示，到達(dá)預(yù)定值后停止加熱并顯示當(dāng)前溫度；當(dāng)溫度下降到下限比預(yù)定值低2C時(shí)再啟動(dòng)加熱。這樣不斷重復(fù)上述過程，使溫度保持在預(yù)定溫度范圍之內(nèi)。啟動(dòng)后不能再修改預(yù)置溫度，必須按復(fù)位/停止鍵回到停止加熱狀態(tài)再重新設(shè)定的預(yù)置溫度。3.2 功能模塊根據(jù)上面對(duì)工作流程的分析，系統(tǒng)軟件可以分為以下幾個(gè)功能模塊：a.鍵盤管理：監(jiān)測鍵盤輸入，接收溫度預(yù)置，啟動(dòng)系統(tǒng)工作；b.顯示：顯

53、示設(shè)置溫度及當(dāng)前溫度；c.溫度檢測及溫度值變換：完成A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)字濾波；d.溫度控制：根據(jù)檢測到的溫度控制電爐工作；e.報(bào)警：當(dāng)預(yù)置溫度或當(dāng)前爐溫越限時(shí)報(bào)警。3.3 資源分配為了便于閱讀程序，首先給出單片機(jī)資源分配情況。如表3-1所示。程序存儲(chǔ)器：EPROM2764地址范圍為0000H1FFFHI/O口：P1.0P1.3鍵盤輸入；、P1.7報(bào)警控制和電爐控制。A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809通道07的地址為7FF8H7FFFH使用通道0。3.4 功能軟件設(shè)計(jì)鍵盤管理模塊上電或復(fù)位后系統(tǒng)處于鍵盤管理狀態(tài)，其功能是監(jiān)測鍵盤輸入，接收溫度預(yù)置和啟動(dòng)鍵。程序設(shè)有預(yù)置溫度合法檢測報(bào)警，當(dāng)預(yù)置溫度超過500c

54、時(shí)會(huì)報(bào)警并將溫度設(shè)定在500Co鍵盤管理子程序流程圖如下圖鍵盤管理子程序KIN:;預(yù)置溫度合法性檢測;預(yù)置溫度送顯示緩沖區(qū);二次調(diào)用顯示子程序延時(shí)去抖;再檢測有無鍵按下KIN:ACALCHKMOVBT1,ST1MOVBT0,ST0ACALLDISPACALLKEY表-1溫度控制軟件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分配表地址功能名稱初始發(fā)值50H-51H當(dāng)前檢測溫度，高位在前TEMP1TEMP000H52H-53H預(yù)置溫度，高位在刖ST1ST000H54H-56HBC加顯示緩沖區(qū)，百位、十位、個(gè)位T100T10T00H57H-58H二進(jìn)制顯示緩沖區(qū)，高位在前BT1BT000H學(xué)習(xí)文檔僅供參考報(bào)警允許標(biāo)志F00F0=0時(shí)禁止報(bào)警；F0=1時(shí)允許報(bào)警LCALLKIN0:ACALLJZACALLJZJBMOV AAJMP SDISPKEYKIN0DISPKIN0,S10,#100;顯示預(yù)置溫度;讀鍵值;無鍵閉合和重新檢測;無鍵按下重新檢測;百位鍵按下預(yù)置溫度合法檢查調(diào)用顯示子程序 延時(shí)去抖圖3-1鍵盤管理