單片機(jī)實(shí)訓(xùn)報(bào)告書(shū)

PAGEPAGE1廣東技術(shù)師范學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告書(shū)姓名李羽炯學(xué)號(hào)2008104843010專(zhuān)業(yè)與班級(jí)08自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)名稱(chēng)單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)課程代碼地點(diǎn)工控實(shí)驗(yàn)室實(shí)訓(xùn)時(shí)間2010年9月6日至2010年9月10日實(shí)訓(xùn)目的了解一個(gè)實(shí)際的單片機(jī)應(yīng)用項(xiàng)目，從方案討論、電路設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)到綜合調(diào)試的各環(huán)節(jié)操作鞏固所學(xué)單片機(jī)知識(shí)，更加了解單片機(jī)中所用芯片的各個(gè)功能應(yīng)用，提高專(zhuān)業(yè)能力與動(dòng)手能力。并經(jīng)過(guò)與同學(xué)的合作加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。實(shí)訓(xùn)任務(wù)、內(nèi)容與要求實(shí)訓(xùn)任務(wù)一、通過(guò)實(shí)驗(yàn)室所給條件，完成一個(gè)水位溫度監(jiān)控鍋爐的仿真。二、完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)，給出工作原理框圖，并描述其工作原理；完成程序設(shè)計(jì)（用匯編和C語(yǔ)言編程均可），給出設(shè)計(jì)程序流程圖、主要設(shè)計(jì)程序并加注釋。三.完成軟硬件之間的配合。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容一、自動(dòng)控制溫度監(jiān)控系統(tǒng)：1）、有自動(dòng)的溫度檢測(cè)功能，能用數(shù)碼管顯示溫度。2）、當(dāng)鍋爐溫度超過(guò)上下限值時(shí)出現(xiàn)相應(yīng)報(bào)警或亮燈。（當(dāng)溫度超過(guò)上限值則自動(dòng)停止加熱：當(dāng)溫度小于下限值則自動(dòng)開(kāi)始加熱。）2、自動(dòng)水位監(jiān)控系統(tǒng)：1）、有自動(dòng)的水位監(jiān)控功能。2）、鍋爐水位超過(guò)上下限值時(shí)出現(xiàn)相應(yīng)報(bào)警（蜂鳴器發(fā)出兩種不同的聲音）。3）、當(dāng)水位超過(guò)上限值則自動(dòng)響鈴并停止進(jìn)水（關(guān)水泵）。4）、當(dāng)水位小于下限值則自動(dòng)響鈴并啟動(dòng)加水裝置（開(kāi)水泵）。3、按鍵操作功能。實(shí)訓(xùn)要求通過(guò)所學(xué)知識(shí)并利用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板，計(jì)算機(jī)，keil軟件等設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種水位溫度監(jiān)控鍋爐，確保鍋爐能安全運(yùn)行，解決因滿水，缺水，水溫不佳等帶來(lái)的困擾，提高自動(dòng)化程度與安全程度。并擬定實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)訓(xùn)環(huán)境或器材、原理與說(shuō)明實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地：自動(dòng)化學(xué)院工控實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備：?jiǎn)纹瑱C(jī)實(shí)驗(yàn)扳、個(gè)人計(jì)算機(jī)、keil、Medwin仿真軟件。工作原理如下圖所示，在正常情況下，水位應(yīng)保持在正常水位上限L1（D傳感器）和正常水位下限L2（C傳感器）之間，超出了這個(gè)范圍，控制系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)報(bào)警（上、下限報(bào)警的音響應(yīng)不同）。水溫度應(yīng)保持正常水溫度上限T1和正常水溫度下限T2之間，超出了這個(gè)范圍，控制系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)報(bào)警（用燈光報(bào)警，燈閃的方式不同）。在鍋爐內(nèi)不同高度安裝了二個(gè)金屬電極D、C，作為水位檢測(cè)傳感器，并在適當(dāng)?shù)奈恢醚b有溫度傳感器，作為水溫檢測(cè)。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵向鍋爐加水，加熱爐為鍋爐加溫，水泵、加熱爐、聲、光報(bào)警是否工作及溫度顯示均由單片機(jī)來(lái)控制。水泵供水時(shí)，水位上升，達(dá)到上限時(shí)，由于水的導(dǎo)電作用，電極D、C均與A接通，都呈零電平，這時(shí)開(kāi)始音響報(bào)警，水泵停止工作，不在供水。水位下降到L2以下時(shí)，D、C與A都不接通呈高電平，此時(shí)下限報(bào)警響，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，使水泵供水。水位處于L1和L2之間時(shí)，無(wú)論電動(dòng)機(jī)正常帶動(dòng)水泵給鍋爐供水、水位不斷上升，或者電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，由于水的消耗、水位不斷下降，都不報(bào)警，電動(dòng)機(jī)都維持原有的工作狀態(tài)。加熱爐加溫時(shí)溫度上升，達(dá)到上限T1時(shí)，燈光報(bào)警，加熱停止。水溫下降低于下限T2時(shí)，燈光報(bào)警，啟動(dòng)加熱爐加溫。水溫處于T2和T1之間時(shí)，無(wú)論加熱爐給水加溫、水溫不斷上升，或者加熱爐未工作，水溫不斷下降，都不報(bào)警，加熱爐都維持原有的狀態(tài)。本實(shí)驗(yàn)用可調(diào)電阻來(lái)模擬溫度傳感器，用P3.4,P3.2來(lái)模擬上下水位傳感器。實(shí)訓(xùn)過(guò)程（步驟）或程序代碼：鍋爐水位溫度監(jiān)控系統(tǒng)的原理框圖如下圖2所示，當(dāng)水位超過(guò)上、下限時(shí)，傳感器就會(huì)向單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，從而啟動(dòng)水位越限報(bào)警器，水位的上限各下限的報(bào)警信號(hào)是不同的。同理，在鍋爐內(nèi)不同高度安裝了二個(gè)金屬電極D、C，作為水位檢測(cè)傳感器，并在適當(dāng)?shù)奈恢醚b有溫度傳感器，作為水溫檢測(cè)。當(dāng)水的溫度超過(guò)上、下限溫度時(shí)，溫度傳感器會(huì)向信號(hào)調(diào)理器發(fā)出信號(hào)，然后再通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器向單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，從而啟動(dòng)溫度越限報(bào)警器，并且顯示溫度值。實(shí)驗(yàn)流程圖如下：各模塊工作框圖如下：?jiǎn)纹瑱C(jī)通過(guò)8255的擴(kuò)展芯片，連接四個(gè)外擴(kuò)按鍵，分別控制程序的各種功能，從而通過(guò)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的控制。源程序代碼如下：#include<reg51.h>#include<absacc.h>#defineucharunsignedchar#defineIN0XBYTE[0x7ff8]//設(shè)置AD0809的通道地址#definePORTBXBYTE[0x7ffd]//B口#defineCADDRXBYTE[0x7fff]//控制字地址chara,b,c,d=0; //聲明全局變量sbitad_busy=P3^5;//EOC狀態(tài)sbitP1_0=P1^0; //位定義sbitP1_1=P1^1;sbitP1_2=P1^2;sbitP1_3=P1^3;sbitP1_4=P1^4; sbitP1_5=P1^5;sbitP1_6=P1^6;sbitP1_7=P1^7;sbitK16=P3^2; //下水位sbitK17=P3^4; //上水位ucharcodeLED[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xc6,0xa1,0x86}; //LED段碼//延時(shí)函數(shù)voiddelay(unsignedintk){unsignedinti,j; for(i=0;i<k;i++) for(j=0;j<80;j++);}//ADC0809對(duì)溫度的模擬量輸入轉(zhuǎn)換為數(shù)字量函數(shù)ucharad0809(){ucharad; ucharxdata*ad_adr;P1_0=1; //片選ad0809P1_1=1;P1_2=0;ad_adr=&IN0; *ad_adr=0; ad_busy=1; //啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換 while(ad_busy==0); ad=*ad_adr; returnad; //返回轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量}//溫度輸出數(shù)碼顯示函數(shù)/*溫度的轉(zhuǎn)換為ad0809()*5/256*120=120/256*ad0809()=ad0809()/2*/ voidTemper(){ucharHun,Ten,Pen,Tem; Tem=ad0809()/2;Hun=Tem/100; //取百位Ten=(Tem%100)/10; //取十位Pen=Tem-Hun*100-Ten*10; //取個(gè)位P1_7=0; //LED顯示P2=LED[Hun]; delay(10); P1_7=1;P1_6=0;P2=LED[Ten]; delay(10); P1_6=1; P1_5=0;P2=LED[Pen]; delay(10); P1_5=1;}//水位檢測(cè)，報(bào)警，水泵開(kāi)關(guān)函數(shù)voidwater(){ if(K16==1) //當(dāng)檢測(cè)到的水位低于下水位時(shí)，報(bào)警啟動(dòng)水泵 P1_3=~P1_3; else P1_3=1;if(K17==0) //當(dāng)檢測(cè)到的水位高于上水位時(shí)，報(bào)警關(guān)掉水泵 P1_3=0;}//溫度檢測(cè)，報(bào)警，控制函數(shù)voidTem_p(){if(ad0809()/2<0x50) //溫度值小于80，報(bào)警并且加熱P1_4=0;elseif(ad0809()/2<=0x64)P1_4=1;else //溫度值大于100，報(bào)警并且停止加熱P1_4=~P1_4;}//顯示型號(hào)函數(shù)voiddisplay(){P1_7=0;P2=LED[10];delay(10);P1_7=1;P1_6=0;P2=LED[11];delay(10);P1_6=1; P1_5=0;P2=LED[12];delay(10);P1_5=1;}//擴(kuò)展8255以及鍵盤(pán)的輸入控制函數(shù)voida8255(){ ucharaddr;ucharxdata*adr; P1_0=0; //片選8255 P1_1=1; P1_2=0; adr=&CADDR;*adr=0x82; adr=&PORTB; addr=*adr; addr=addr&0xf0; switch(addr) { case0xe0:a=1;break; case0xd0:b=1,a=0;break; case0xb0:c=1;break; case0x70:d=1;break; }}//主函數(shù)voidmain(void){while(1){a8255(); if(a==1) display(); if(b==1) { ad0809(); Temper(); } if(c==1) Tem_p(); if(d==1) water(); }}設(shè)計(jì)結(jié)果與分析：本次實(shí)訓(xùn)是以C語(yǔ)言結(jié)題的，通過(guò)軟硬件結(jié)合效果如下；在編譯器上輸入上面的程序，并接通單片機(jī)，編譯調(diào)試成功后便可以把程序燒寫(xiě)在單片機(jī)上，運(yùn)行后可以通過(guò)手動(dòng)模擬鍋爐水位和溫度檢測(cè)進(jìn)行調(diào)試?？梢园l(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度在設(shè)定正常溫度范圍以?xún)?nèi)，燈光報(bào)警信號(hào)熄滅。而當(dāng)溫度在低于正常溫度80度時(shí)，報(bào)警燈就一直亮著報(bào)警并且向鍋爐加熱；當(dāng)溫度在高于正常溫度100度時(shí)，報(bào)警燈則是一閃一閃亮著并停止加熱，從而達(dá)到報(bào)警的目的。當(dāng)水位過(guò)低，即模擬低水位傳感器的I/O口P3.2為高電平時(shí)，則報(bào)警蜂鳴器間歇性響著并且向鍋爐注水；而當(dāng)模擬高水位傳感器的I/O口P3.4為低電平時(shí)，報(bào)警蜂鳴器一直響著并且停止向鍋爐注水。通過(guò)調(diào)試發(fā)現(xiàn)程序基本能夠?qū)崿F(xiàn)所要達(dá)到的要求。但實(shí)際上并沒(méi)有太多考慮太多實(shí)時(shí)性等在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)要做好的，所以程度要在應(yīng)用到實(shí)際上還應(yīng)該進(jìn)一步完善。實(shí)訓(xùn)思考題解答如果測(cè)溫范圍0℃~120℃，A/D轉(zhuǎn)換電壓的范圍0V~5V，8位A/D。A/D轉(zhuǎn)換的一個(gè)Bit相當(dāng)于的溫度值為多少？如何將A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，轉(zhuǎn)換成實(shí)際溫度值顯示？答：溫度0~120℃對(duì)應(yīng)電壓0~5V，對(duì)應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字量0~256。所以，一個(gè)Bit相當(dāng)于120/256=0.46875℃≈0.5℃。所以此時(shí)，可以近似地把A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字量除以2得到近似的溫度，然后再把得到的近似溫度轉(zhuǎn)換成BCD碼，使用相應(yīng)的字符顯示實(shí)訓(xùn)體會(huì)與建議：通過(guò)這次實(shí)訓(xùn)，使我們能夠?qū)W以致用，在實(shí)踐中進(jìn)一步掌握并鞏固我們的單片機(jī)理論知識(shí)。雖然在實(shí)訓(xùn)中遇到了不少難題與困惑，暴露出了不少問(wèn)題和缺乏實(shí)踐的弱點(diǎn)，但是在老師與同學(xué)們的幫助與指導(dǎo)下，我們最終解決與克服了一個(gè)個(gè)的困難與困惑，順利的完成了老師交給的實(shí)訓(xùn)任務(wù)。通過(guò)幾天下來(lái)的實(shí)訓(xùn)，感覺(jué)就是自己的知識(shí)實(shí)在是太淺了。在課本上學(xué)到的知識(shí)感覺(jué)自己都懂了，但在實(shí)際應(yīng)用中還是無(wú)從下手。所以我們不應(yīng)滿足于課本上的知識(shí)，只有通過(guò)不斷的實(shí)踐，才能夠真正掌握理論知識(shí)。雖然只有幾天的時(shí)光，但