畢業(yè)論文--基于單片機的自動恒溫控制系統(tǒng)的設計

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　自動恒溫控制系統(tǒng)的設計</p><p>　　學 生： </p><p>　　指 導 教 師： </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　所 在 單 位： </p><

2、p>　　答 辯 日 期： 2013 年 6月</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p&

3、gt;<b>　　1.1引言1</b></p><p>　　1.2論文工作的背景、內容及意義1</p><p>　　1.2.1 研究背景1</p><p>　　1.2.2 論文主要內容2</p><p>　　1.2.3 研究意義2</p><p>　　第2章 系統(tǒng)總體方案設計3<

4、/p><p>　　2.1 系統(tǒng)總體設計方案3</p><p>　　2.2 系統(tǒng)部分功能模塊設計3</p><p>　　2.2.1 溫度采集電路選擇3</p><p>　　2.2.2 顯示電路6</p><p>　　2.2.3 按鍵輸入電路6</p><p>　　2.3 開發(fā)環(huán)境及編程語言的

5、選擇7</p><p>　　2.3.1 硬件開發(fā)環(huán)境的選擇7</p><p>　　2.3.2 軟件開發(fā)環(huán)境的選擇8</p><p>　　2.3.3 編程語言的選擇9</p><p>　　第3章 硬件電路設計11</p><p>　　3.1 單片機的選型11</p><p>　　3.1

6、.1 STC89C52單片機簡介11</p><p>　　3.1.2 STC89C52單片機時序11</p><p>　　3.1.3 STC89C52單片機引腳介紹11</p><p>　　3.2 單片機最小系統(tǒng)電路14</p><p>　　3.3 系統(tǒng)電源電路的設計15</p><p>　　3.4 溫度傳感

7、器電路17</p><p>　　3.4.1 溫度采集電路17</p><p>　　3.4.2 A/D轉換電路19</p><p>　　3.5 按鍵輸入電路22</p><p>　　3.6 時鐘電路22</p><p>　　3.7 LCD顯示電路23</p><p>　　3.8 報警

8、電路24</p><p>　　3.9 串口通信電路25</p><p>　　3.9.1 MAX232資料簡介25</p><p>　　3.9.2 RS232接口介紹25</p><p>　　3.10 存儲器接口電路27</p><p>　　第4章 系統(tǒng)軟件設計29</p><p>　

9、　4.1 讀取溫度子程序29</p><p>　　4.3 按鍵處理子程序30</p><p>　　4.4 計算溫度子程序32</p><p>　　4.5 報警子程序32</p><p><b>　　總結34</b></p><p><b>　　致謝35</b>&l

10、t;/p><p><b>　　參考文獻36</b></p><p><b>　　附錄137</b></p><p><b>　　附錄238</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著微機測量和控制

11、技術的迅速發(fā)展與廣泛應用，以單片機為核心的溫度采集與控制系統(tǒng)的研發(fā)與應用在很大程度上提高了生產生活中對溫度的控制水平。</p><p>　　本設計論述了一種以STC89C52單片機為主控制單元，以PT100為溫度傳感器的溫度采集系統(tǒng)，并通過ADC0809進行模數轉換傳給單片機。該采集系統(tǒng)可以實時存儲相關的溫度數據并記錄當前的時間。系統(tǒng)設計了相關的硬件電路和相關應用程序。硬件電路主要包括STC89C52單片機最小系

12、統(tǒng)，測溫電路、實時時鐘電路、LCD液晶顯示電路以及通訊模塊電路等。系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，計算溫度子程序、按鍵處理程序、LCD顯示程序以及數據存儲程序等。</p><p>　　關鍵詞 STC89C52單片機；PT100；LCD顯示電路；ADC0809</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　A

13、long with the computer measurement and control technology of the rapid development and wide application, based on singlechip temperature gathering and control system development and application greatly improve the produc

14、tion of temperature in life level of control. This design STC89C52 describes a kind of mainly by MCU control unit, for temperature sensor PT100 temperature control system. The control system can real-time storage tempera

15、ture data and record related to the current time. System de</p><p>　　Keywords STC89C52 microcontroller；PT100；LCD display circuit；ADC0809</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>&l

16、t;b>　　1.1引言</b></p><p>　　現代工業(yè)生產中，溫度是一個非常普遍但卻十分重要的一個工藝參數。很多材料的特性與溫度息息相關，且物理變化和化學反應過程都與溫度密切相關因此對溫度的控制是現代自動化生產中的重要任務。而對于現代工業(yè)中不同生產情況和工藝要求，所采用的加熱方式，燃料，控制方案等也不盡相同。傳統(tǒng)的溫度測量辦法是利用一般溫度計進行讀數。對于需要隨時了解溫度變化的場合，這種辦

17、法將會消耗大量人力、物力，而且對于變化較快的溫度數值不能做到同步及時測量，效果不佳。由于讀數時的人為因素引起的誤差也不可忽視。要用人工進行溫度控制，其勞動強度可想而知，而且無法做到精確控制，因此需要尋求更好的測溫控溫辦法。</p><p>　　伴隨著微電子技術和微型計算機的迅猛發(fā)展，微機測量和控制技術以其邏輯簡單、控制靈活、使用方便及性能價格比高的優(yōu)點得到了迅猛發(fā)展和廣泛應用。它不僅在航空。航天、鐵路交通、冶金、

18、電力、電訊、石油化工等領域獲得了廣泛應用。而且其技術在日常生活中諸如電梯、微波爐、電冰箱、電視機、智能照相機、電動玩具、全自動洗衣機、智能空調等高科技產品中也具有廣闊的使用前景，尤其是許多智能儀表和測控系統(tǒng)中引入電腦控制技術后，使傳統(tǒng)儀器、儀表設備發(fā)生了根本變化，為工業(yè)生產的自動化、智能化奠定了堅實的技術基礎。所以越來越多的控制方法都采用了智能單片機控制。</p><p>　　單片機是一種集CPU、RAM、ROM

19、、I/O接口和中斷系統(tǒng)等部分于一體的器件，只需要外加電源和晶振就可實現對數字信息的處理和控制。因此，單片機廣泛地應用于現代工業(yè)控制中。控制具有體積小、重量輕、價格低、可靠性高、耗電少和靈活機動等許多優(yōu)點，因此如果能利用單片機進行溫度的測量和控制，將會大大提高溫度測量和控制的可靠性和靈活性。</p><p>　　1.2論文工作的背景、內容及意義</p><p>　　1.2.1 研究背景<

20、;/p><p>　　以前的爐溫控制系統(tǒng)大都需要手工操作，按工藝需求設定溫度值加大電壓使點爐升溫，其升溫很難達到線性，恒溫保持也受外界干擾很大，無法實時控制，另外對工藝要求復雜的控制對象難以控制。為了做到工藝控制的全自動化，并達到高精度高穩(wěn)定性的實時要求，研究一個智能性的爐溫實時控制系統(tǒng)是很有意義的。以前在溫度控制時，主要通過人為的控制方式，即根據經驗時間來估計加熱到預定溫度的時間，以及通過用溫度計進行實時測量來控制加

21、熱的時間。這種方式不僅勞動強度高，而且對于溫度變化很快的時候無法達到精確控制。所以必須對加熱爐的溫度控制方式進行改進，來降低勞動強度及控制精度。 </p><p>　　1.2.2 論文主要內容</p><p>　　利用單片機來測量爐內的溫度和對爐內溫度進行控制。利用溫度傳感器與信號電路相結合，再經過單片機處理顯示，通過24小時的定溫監(jiān)測以及在溫度上升或下降到某一范圍定時報警，節(jié)省人力和

22、物力，大大提高工作效率。 </p><p>　　1.2.3 研究意義</p><p>　　通過單片機來控制加熱的過程促進了生產過程自動化。而生產過程自動化是保持生產穩(wěn)定、降低消耗、改善勞動條件、保證生產安全和提高勞動生產率的重要手段。采用溫度控制系統(tǒng)來控制溫度對企業(yè)具有重要的意義：</p><p>　　1．降低勞動強度，改善勞動條件。采用單片機系統(tǒng)后，不再需要工人不

23、停的對加熱爐進行檢查。</p><p>　　2．提高控制精度。單片機可以對溫度進行實時的控制，降低溫度加熱的滯后性，以此提高加熱的精度。</p><p>　　3．提高工作效率，降低成本，采用單片機系統(tǒng)控制可以更快的達到恒溫控制的效果，提高工作效率、節(jié)省能源、降低成本。</p><p>　　4．提高企業(yè)對可控制電加熱技術的應用水平，鍛煉企業(yè)技術人員的開發(fā)、應用能力。&

24、lt;/p><p>　　第2章 系統(tǒng)總體方案設計</p><p>　　2.1 系統(tǒng)總體設計方案</p><p>　　本系統(tǒng)采用了STC89C52作為處理器，以PT100為溫度傳感器的溫度采集系統(tǒng)，并通過ADC0809進行模數轉換，該控制系統(tǒng)可以實時存儲相關的溫度數據并記錄當前的時間。其主要包括：電源模塊、溫度采集模塊、按鍵處理模塊、實時時鐘模塊、數據存儲模塊、報警電路模

25、塊、LCD顯示模塊、通訊模塊以及單片機最小系統(tǒng)。</p><p>　　硬件系統(tǒng)原理框圖如圖2-1。</p><p>　　圖2-1 硬件原理框圖</p><p>　　2.2 系統(tǒng)部分功能模塊設計</p><p>　　2.2.1 溫度采集電路選擇</p><p>　　傳感器的選擇：目前，溫度傳感器沒有統(tǒng)一的分類方法。按輸出

26、量分類有模擬式溫度傳感器和數字式溫度傳感器。按測溫方式分類有接觸式溫度傳感器和非接觸式溫度傳感器。按類型分類有分立式溫度傳感器（含敏感元件）、模擬集成溫度傳感器和智能溫度傳感器（即數字溫度傳感器）。</p><p>　　溫度傳感器的從測量原理分為，體積熱膨脹，電阻變化，熱電效應（熱電偶），壓電效應頻率變化，光學反應等溫度傳感器，它們各自有自己的優(yōu)缺點，利用體積熱膨脹的溫度傳感器，不需要用電。電阻溫度傳感器分為銅電

27、阻，中等精度價格低；鉑電阻高精度價格高；熱敏電阻，精度低靈敏度高。熱電效應溫度傳感器，溫度范圍寬，測量精度高但需要冷端補償。利用壓電效應和頻率變化改變輸出值的溫度傳感器可以作為標準使用。利用光學變化改變溫度傳感器適合高溫非接觸測量。</p><p>　　溫度傳感器是最早開發(fā)，應用最廣的一類傳感器。常用的溫度傳感器有熱電阻、熱敏電阻和熱電偶。在半導體技術的支持下，本世紀相繼開發(fā)了半導體熱電偶傳感器、PN結溫度傳感器

28、和集成溫度傳感器。與之相應，根據波與物質的相互作用規(guī)律，相繼開發(fā)了聲學溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。</p><p>　　方案一：選擇熱電偶傳感器</p><p>　　熱電偶作為測溫原件具有結構簡單、較高的精準度、測量范圍寬、具有良好的敏感度等優(yōu)點，在溫度測量中應用最為廣泛。</p><p>　　方案二：選擇熱電阻傳感器</p><p>

29、;　　熱電阻在工業(yè)上廣泛應用于測量-200～+500℃范圍的溫度，隨著科技的發(fā)展熱電阻溫度計的測量范圍低溫端可達-272.5℃左右，高溫端可測到1000℃。熱電阻溫度傳感器的特點是精度高，適宜測低溫。在560℃以下的溫度測量中，它的輸出信號比熱電偶容易測量。本系統(tǒng)選擇的加熱爐溫度一般在室溫0～700℃范圍內，范圍比較窄，也比較低，對精度的要求也比較低，綜合考慮熱電阻、熱電偶和熱敏電阻的特點，選用熱電阻比較好。另外，熱電阻又有鉑電阻、銅電

30、阻、鐵電阻和鎳電阻等，各有其特點，由于鉑電阻穩(wěn)定性好，性能可靠，所以本設計選用了常用的鉑電阻Pt100作為溫度傳感器。</p><p>　　方案三：選擇MAX6577作為傳感器</p><p>　　MAX6577作為溫度傳感芯片，這是一種將溫度轉換為均衡頻率方波的傳感器(溫度→頻率)，其主要特點如下：</p><p>　　方波輸出，無需A/D轉換與單片機計數端直接相

31、連。</p><p>　　溫度測量范圍-40~+125℃。</p><p>　　較低的測量誤差。測量溫度是+25℃時，誤差范圍為±0.8℃；測量溫度是+125℃時，誤差范圍為±0.5℃。</p><p>　　不需外接元件，體積小(最大3mm×3mm)，適合用作溫度測量探頭。需要注意的是，該傳感芯片將溫度轉換為頻率是以絕對溫度(K)為前提

32、，因此對頻率的計數結果應減去273才能得到攝氏溫度，這當然可以在軟件編寫時方便地做運算處理。</p><p>　　由于本設計的控制溫度范圍在室溫0~700℃，由于鉑電阻的精度高，所以本設計選擇方案二。</p><p>　　A/D轉換芯片的選擇：A/D轉換器把傳感器采集的模擬量輸入轉換成單片所能識別的數字量信號。A/D轉換器的種類分為雙積分A/D轉換器如ICL7109，逐次逼近型A/D轉換器

33、如ADC0809和并型A/D轉換器。雙積分A/D轉換器的精度高，抗干擾性好，價格便宜，但是速度較慢,逐次逼近型A/D轉換器的精度，價格，速度適中，并型A/D轉換器，速度快價格也昂貴，本設計綜合考慮采用逐次逼近型A/D轉換器ADC0809。 </p><p>　　單片機與A/D轉換器接口電路的主要功能是：</p><p>　　通過I/O輸出通道啟動轉換或直接輸出指令啟動轉換。啟動轉換的方式完

34、全由A/D內部電路結構而定。</p><p>　　把轉換好的數據送入CPU。</p><p>　　當確定使用A/D轉換器以后，按下列原則選擇A/D轉換器芯片。</p><p>　　根據前向通道的總誤差，選擇A/D轉換器精度及分辨率。</p><p>　　根據信號對象的變化率及轉換精度要求，確定A/D轉換速度，以保證系統(tǒng)的實時性要求。</

35、p><p>　　根據環(huán)境條件選擇A/D轉換芯片的一些環(huán)境參數要求，如工作溫度、功耗、可靠性等級性能。</p><p>　　根據單片機接口特征，考慮如何選擇A/D轉換器的輸出狀態(tài)。</p><p>　　其它，還要考慮到成本、資源、是否是流行芯片等因素。由于各A/D轉換器的性能指標不一樣，速度相差很大，一般需要有數10uS以上的轉換時間，因此在單片機發(fā)出轉換命令后，需等待轉

36、換結束方可讀取數據。常用的有程序查詢輸入方式和中斷方式。</p><p>　　INT7和INT6兩個輸入端分別接地和AD參考電源，是為了實現數字自動調零和抑制電源波動對轉換的影響，并可供微機儀表實現自校用。</p><p>　　ADC0809的內部結構框圖如圖2-2所示，本系統(tǒng)采用ADC0809構成A/D轉換電路。ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉換器，內部結構它由8路模擬開

37、關、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關樹型D/A轉換器、逐次逼近寄存器、三態(tài)輸出鎖存器等其它一些電路組成。因此，ADC0809可處理8路模擬量輸入，且有三態(tài)輸出能力，既可與各種微處理器相連，也可單獨工作。輸入輸出與TTL兼容。</p><p>　　由于ADC0809的片內無時鐘，它的時鐘頻率在10KHZ—1280KHZ之間?？衫肁T89C52提供的地址鎖存允許信號ALE經D觸發(fā)器二分頻所得，ALE腳的頻率是AT

38、89C52單片機時鐘頻率的。由于ADC0809具有輸出三態(tài)鎖存器，故其8位數據輸出引腳可直接與數據總線相連。</p><p>　　方案一：選擇MC14433</p><p>　　MC14433是3又1/2位BCD碼輸出、雙積分式的A/D轉換芯片，轉換速度約1～10次/s，需±5V工作電源，其模擬量輸入電壓為199.9mV或1.999V，基準電源相應為200mV或2V。</p

39、><p>　　方案二：選擇ADC0809</p><p>　　ADC0809是8位、逐次逼近式A/D轉換芯片，具有地址鎖存控制的8路模擬開關，應用單一＋5V電源，其模擬量輸入電壓的范圍為0～-5V，對應的數字量輸出為00～FFH，轉換時間為100us，無需調零或調整滿量程。</p><p>　　根據MC14433和ADC0809的特性可以看出，ADC0809的轉換速度快

40、，且只需單一的+5V電源，使用起來比MC14433方便的多。本系統(tǒng)的要求溫度控制誤差在±2℃內，采用8位A/D轉換器，其最大量化誤差為±0.5×(1/255)×250℃＝±0.5℃，完全能滿足要求。</p><p>　　2.2.2 顯示電路</p><p>　　在單片機系統(tǒng)中常用的顯示電路有LED顯示、LCD顯示。</p>&

41、lt;p>　　方案一：LED顯示屏采用七段碼顯示時，數碼管中的每一段相當于一個發(fā)光二極管。對于共陽極的數碼管，內部每個發(fā)光二極管的陽極被連在一起，成為該各段的公共選通線，發(fā)光二極管的陰極則成為段選線。對于共陰極數碼管，則正好相反，內部發(fā)光二極管的陰極接在一起，陽極成為段選線。這兩種數碼管的驅動方式是不同的。當需要點亮共陽極數碼管的一段時，公共段需接高電平，該段的段選線接低電平。從而該段被點亮。當需要點亮共陰極數碼管的一段時，公共段

42、需接低電平，該段的段選線接高電平，該段被點亮。</p><p>　　方案二：LCD顯示電路多采用1602液晶。1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。</p><p>　　1602LCD

43、是指顯示的內容為，即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊（顯示字符和數字）。</p><p>　　液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點，在袖珍式儀表和低功耗應用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應用。</p><p>　　基于精確顯示，擬采用方案二。</p><p>　　2.2.3 按鍵輸入電路</p><p>　　一般鍵盤電路

44、有兩種：獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤。</p><p>　　方案一：獨立式鍵盤中，各按鍵相互獨立，每個按鍵各接一根輸入線，每根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其它輸入線上的工作狀態(tài)。因此，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)就可以很容易的判斷按鍵是否被按下了。獨立式鍵盤電路配置靈活，軟件結構簡單。但每個按鍵需占用一根輸入線，在按鍵數量較多時，輸入口浪費大，電路結構顯得很繁雜，故此種按鍵適用于按鍵較少或操作速度較高的場合。</p

45、><p>　　方案二：矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點上，分別連接到按鍵開關的兩端。行線通過上拉電阻接到VCC上。平時無按鍵動作時，行線處于低電平狀態(tài)，而當有按鍵按下時，列線電平為低，行線電平為高。這一點是識別矩陣式是否被按下的關鍵所在。因此，各按鍵彼此將相互影響，所以必須將行、列線信號配合起來并作適合的處理，才能確定閉合鍵的位置。很明顯，在按鍵數量較多的場合，矩陣式鍵盤與獨立式鍵盤相比，要節(jié)省很多

46、的I/O口。</p><p>　　由于本系統(tǒng)只需要4個按鍵，故選擇獨立式鍵盤。</p><p>　　2.3 開發(fā)環(huán)境及編程語言的選擇</p><p>　　2.3.1 硬件開發(fā)環(huán)境的選擇</p><p>　　Protel是Protel公司在80年代末推出的EDA軟件，在電子行業(yè)的CAD軟件中，它當之無愧地排在眾多EDA軟件的前面，是電子設計者的

47、首選軟件，它較早就在國內開始使用，在國內的普及率也最高，有些高校的電子專業(yè)還專門開設了課程來學習它，幾乎所有的電子公司都要用到它，許多大公司在招聘電子設計人才時在其條件欄上常會寫著要求會使用Protel。早期的Protel主要作為印制板自動布線工具使用，運行在DOS環(huán)境，對硬件的要求很低，在無硬盤286機的1M內存下就能運行，但它的功能也較少，只有電原理圖繪制與印制板設計功能，其印制板自動布線的布通率也低，而現今的Protel已發(fā)展到P

48、rotel 99（網絡上可下載到它的測試板），是個龐大的EDA軟件，完全安裝有200多M，它工作在WINDOWS95環(huán)境下，是個完整的板級全方位電子設計系統(tǒng)，它包含了電原理圖繪制、模擬電路與數字電路混合信號仿真、多層印制電路板設計（包含印制電路板自動布線）、可編程邏輯器件設計、圖表生成、電子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server （客戶/服務器）體系結構，同時還兼容一些其它設計軟件的文件格式，如O</p>

49、;<p>　　Protel軟件的原廠商Altium公司推出了Protel系列的高端版本Altium Designer 6.9。Altium Designer 6.9，它是完全一體化電子產品開發(fā)系統(tǒng)的一個新版本，也是業(yè)界第一款也是唯一一種完整的板級設計解決方案。Altium Designer 是業(yè)界首例將設計流程、集成化PCB 設計、可編程器件（如FPGA）設計和基于處理器設計的嵌入式軟件開發(fā)功能整合在一起的產品，一種同時進

50、行PCB和FPGA設計以及嵌入式設計的解決方案，具有將設計方案從概念轉變?yōu)樽罱K成品所需的全部功能。</p><p>　　這款高端版本Altium Designer 6.9除了全面繼承包括99SE，Protel 2004在內的先前一系列版本的功能和優(yōu)點以外，還增加了許多改進和很多高端功能。Altium Designer 6.9拓寬了板級設計的傳統(tǒng)界限，全面集成了FPGA設計功能和SOPC設計實現功能，從而允許工程師

51、能將系統(tǒng)設計中的FPGA與PCB設計以及嵌入式設計集成在一起。</p><p>　　Designer 6.9以強大的設計輸入功能為特點，在FPGA和板級設計中，同時支持原理圖輸入和HDL硬件描述輸入模式；同時支持基于VHDL的設計仿真，混合信號電路仿真、布局前/后信號完整性分析。Altium Designer 6.9的布局布線采用完全規(guī)則驅動模式，并且在PCB布線中采用了無網格的SitusTM拓撲邏輯自動布線功能

52、；同時，將完整的CAM輸出功能的編輯結合在一起。</p><p>　　Altium Designer 6.9極大地增強了對高密板設計的支持，可用于高速數字信號設計，提供大量新功能和改進，改善了對復雜多層板卡的管理和導航，可將器件放置在PCB板的正反兩面，處理高密度封裝技術，如高密度引腳數量的球型網格陣列(BGAs)。</p><p>　　Altium Designer 6.9中的Board

53、 Insight 系統(tǒng)把設計師的鼠標變成了交互式的數據挖掘工具。Board Insight 集成了“警示”顯示功能，可毫不費力地瀏覽和編輯設計中疊放的對象。工程師可以專注于其目前的編輯任務，也可以完全進入目標區(qū)域內的任何其他對象，這增加了在密集、多層設計環(huán)境中的編輯速度。</p><p>　　Altium Designer 6.9引入了強大的‘逃逸布線’引擎，嘗試將每個定義的焊盤通過布線剛好引到BGA邊界，這令對

54、密集BGA類型封裝的布線變的非常簡單。顯著的節(jié)省了設計時間，設計師無需手動就可以完成在一大堆焊盤間將線連接這些器件的內部管腳。</p><p>　　Altium Designer 6.9極大減少了帶有大量管腳的器件封裝在高密度板卡上設計的時間，簡化了復雜板卡的設計導航功能，設計師可以有效處理高速差分信號，尤其對大規(guī)模可編程器件上的大量LVDS資源。</p><p>　　Altium Des

55、igner 6.9充分利用可得到的板卡空間和現代封裝技術，以更有效的設計流程和更低的制造成本縮短上市時間。</p><p>　　經比較，本設計采用Altium Designer 6.9。</p><p>　　2.3.2 軟件開發(fā)環(huán)境的選擇</p><p>　　單片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，匯編語言源程序要變成CPU可以執(zhí)行的機器嗎有兩種方法，一種是手工

56、匯編，另一種是機器匯編，目前已經極少使用手工匯編的方法了。機器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C器碼，用于MCS—51單片機的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機開發(fā)技術的不斷發(fā)展，單片機的開發(fā)軟件業(yè)在不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(fā)軟件業(yè)在不斷發(fā)展。</p><p>　　方案一：Keil是德國知名軟件公司Keil（現已并入Arm 公司）開發(fā)的基于8051 內核的微控制器軟件開發(fā)平臺，

57、是目前開發(fā)8051內核單片機的主流工具，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分結合在一起。運行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16M或更多的RAM、20M以上的閑散硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對于使用51系

58、列單片機的愛好者來說是十分必要的，如果使用的是C語言，則該軟件十分適用，即使使用的是匯編語言，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調試工具也會令工作事半功倍。</p><p>　　方案二：使用偉福軟件必須使用偉福的硬件才能仿真，硬件自己也不能搭起來，硬件的支持很少，軟件編程起來也比較繁瑣。</p><p>　　偉福的單片機軟件平臺內部的編譯器不如Keil的好用，如果寫的程序行中存在錯誤，在

59、編譯的過程中，Keil可以精確的指出語法錯誤所在的程序所在行數，而偉福就不能做到非常精確了，所以這次設計選擇方案一。</p><p>　　2.3.3 編程語言的選擇 </p><p><b>　　方案一：選擇C語言</b></p><p>　　C語言是一種通用的程序設計語言，其代碼率高，數據類型及運算符豐富，并具有良好的程序結構，適用于各種應用

60、的程序設計，是目前使用較廣的單片機編程語言。單片機的C語言采用C51編譯器（簡稱C51）。由C51產生的目標代碼短、運行速度高、所需存儲空間小。</p><p>　　方案二：選擇匯編語言</p><p>　　當設計一個小的嵌入式系統(tǒng)時，一般我們都用匯編語言。在很多工程中，這是一個很好的方法，因為，代碼一般都不超過8K，而且都比較簡單。如果硬件工程師要同時設計軟件和硬件，經常會采用匯編語言來

61、做程序。同時還應該認識到，匯編語言是一個非常低級的語言，它僅僅高于直接手工編寫二進制的機器指令碼，因此不可避免地存在一些缺點：</p><p>　　編寫的代碼非常難懂，不好維護；</p><p>　　很容易產生 Bug，難于調試；</p><p>　　只能針對特定的體系結構和處理器進行優(yōu)化；</p><p>　　開發(fā)效率很低，時間長且單調；&

62、lt;/p><p>　　兼容性不好，與硬件關系非常緊密。</p><p>　　如果使用C51的話，可以很好的解決這些問題。應用C51編程具有以下優(yōu)點：</p><p>　　1、不需要了解處理器的指令集，對8051的存儲器結構也不必要了解；</p><p>　　2、寄存器分配和尋址方式由編譯器進行管理；</p><p>　　

63、3、指定操作的變量選擇組合提高了程序的可讀性；</p><p>　　4、可使用與人的思維更相近的關鍵字和操作函數；</p><p>　　5、與使用匯編語言編程相比，程序的開發(fā)和調試時間大大縮短；</p><p>　　6、庫文件可提供許多標準的例程（例如格式化輸出、數據轉換和浮點運算）加入到應用程序當中；</p><p>　　7、可實現模塊化編

64、程技術，從而可將已編制好的程序加入到新程序中；</p><p>　　8、C語言可移植性好且非常普及，C編譯器幾乎適用于所有的目標系統(tǒng)，已完成的軟件項目可以容易地轉換到其它的處理器或環(huán)境。</p><p>　　此外，C51語言還有許多強大的功能，如提供豐富的庫函數供用戶直接調用，完整的編譯控制指令為程序調試提供必要的符號信息等等?？傊珻51語言是廣大單片機開發(fā)人員的強有力的工具，所以本設計

65、選擇C語言和匯編語言同時使用。</p><p>　　第3章 硬件電路設計</p><p>　　3.1 單片機的選型</p><p>　　3.1.1 STC89C52單片機簡介</p><p>　　目前，52系列單片機在工業(yè)檢測領域中得到了廣泛的應用，因此我們可以在許多單片機應用領域中，配接各種類型的語音接口，構成具有合成語音輸出能力的綜合應用

66、系統(tǒng)，以增強人機對話的功能。STC89C52單片機是深圳宏晶科技有限公司生產的一種單片機，在一小塊芯片上集成了一個微型計算機的各個組成部分。每一個單片機包括：一個8位的微型處理器CPU；一個512K的片內數據存儲器RAM；4K片內程序存儲器；四個8位并行的I/O接口P0-P3，每個接口既可以輸入，也可以輸出；兩個定時器/記數器；五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個全雙工UART的串行I/O口；片內振蕩器和時鐘產生電路，但石英晶體和微調電容需要

67、外接。最高允許振蕩頻率是12MHZ。以上各個部分通過內部總線相連接。</p><p>　　3.1.2 STC89C52單片機時序</p><p>　　STC89C52單片機的一個執(zhí)器周期由6個狀態(tài)(s1—s6)組成，每個狀態(tài)又持續(xù)2個震蕩周期，分為P1和P2兩個節(jié)拍。這樣，一個機器周期由12個振蕩周期組成。若采用12MHz的晶體振蕩器，則每個機器周期為1us，每個狀態(tài)周期為；在一數情況下，

68、算術和邏輯操作發(fā)生在N期間，而內部寄存器到寄存器的傳輸發(fā)生在P2期間。對于單周期指令，當指令操作碼讀人指令寄存器時，使從S1P2開始執(zhí)行指令。如果是雙字節(jié)指令，則在同一機器周期的s4讀人第二字節(jié)。若為單字節(jié)指令，則在51期間仍進行讀，但所讀入的字節(jié)操作碼被忽略，且程序計數據也不加1。在加結束時完成指令操作。多數STC89C52指令周期為1—2個機器周期，只有乘法和除法指令需要兩個以上機器周期的指令，它們需4個機器周期。 對于雙字節(jié)單機器

69、指令，通常是在一個機器周期內從程序存儲器中讀人兩個字節(jié)，但Movx指令例外，Movx指令是訪問外部數據存儲器的單字節(jié)雙機器周期指令，在執(zhí)行Movx指令期間，外部數據存儲器被訪問且被選通時跳過兩次取指操作。</p><p>　　3.1.3 STC89C52單片機引腳介紹</p><p>　　STC89C52單片機的40個引腳中有2個專用于主電源引腳，2個外接晶振的引腳，4個控制或與其它電源復

70、用的引腳，以及32條輸入輸出I/O引腳。</p><p>　　下面按引腳功能分為4個部分敘述個引腳的功能。</p><p>　?。?）電源引腳Vcc和Vss</p><p>　　Vcc（40腳）：接+5V電源正端；</p><p>　　Vss（20腳）：接地。</p><p>　?。?）外接晶振引腳XTAL1和XTAL

71、2</p><p>　　XTAL1（19腳）：接外部石英晶體的一端。在單片機內部，它是一個反相放大器的輸入端，這個放大器構成采用外部時鐘時，對于HMOS單片機，該引腳接地；對于CHOMS單片機，該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。</p><p>　　XTAL2（18腳）：接外部晶體的另一端。在單片機內部，接至片內振蕩器的反相放大器的輸出端。當采用外部時鐘時，對于HMOS單片機，該引腳作為外部

72、振蕩信號的輸入端。對于CHMOS芯片，該引腳懸空不接。</p><p>　?。?）控制信號或與其它電源復用引腳</p><p>　　控制信號或與其它電源復用引腳有RST/VPD、ALE/P、PSEN和EA/VPP等4種形式。</p><p>　　A．RST/VPD（9腳）：RST即為RESET，VPD為備用電源，所以該引腳為單片機的上電復位或掉電保護端。當單片機振蕩

73、器工作時，該引腳上出現持續(xù)兩個機器周期的高電平，就可實現復位操作，使單片機復位到初始狀態(tài)。</p><p>　　當VCC發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或掉電時，該引腳可接上備用電源VPD（+5V）為內部RAM供電，以保證RAM中的數據不丟失。</p><p>　　B．ALE/ P （30腳）：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，用于鎖存出現在P0口的低&

74、lt;/p><p>　　C．PSEN(29腳):片外程序存儲器讀選通輸出端,低電平有效。當從外部程序存儲器讀取指令或常數期間，每個機器周期PESN兩次有效，以通過數據總線口讀回指令或常數。當訪問外部數據存儲器期間，PESN信號將不出現。</p><p>　　D．EA/Vpp（31腳）：EA為訪問外部程序儲器控制信號，低電平有效。當EA端保持高電平時，單片機訪問片內程序存儲器4KB（MS—52子

75、系列為8KB）。若超出該范圍時，自動轉去執(zhí)行外部程序存儲器的程序。當EA端保持低電平時，無論片內有無程序存儲器，均只訪問外部程序存儲器。對于片內含有EPROM的單片機，在EPROM編程期間，該引腳用于接21V的編程電源Vpp。</p><p>　　（4）輸入/輸出（I/O）引腳P0口、P1口、P2口及P3口</p><p>　　A. P0口（39腳～22腳）：P0.0～P0.7統(tǒng)稱為P0口

76、。當不接外部存儲器與不擴展I/O接口時，它可作為準雙向8位輸入/輸出接口。當接有外部程序存儲器或擴展I/O口時，P0口為地址/數據分時復用口。它分時提供8位雙向數據總線。</p><p>　　對于片內含有EPROM的單片機，當EPROM編程時，從P0口輸入指令字節(jié)，而當檢驗程序時，則輸出指令字節(jié)。</p><p>　　B. P1口（1腳～8腳）：P1.0～P1.7統(tǒng)稱為P1口，可作為準雙向

77、I/O接口使用。對于MCS—52子系列單片機，P1.0和P1.1還有第2功能：P1.0口用作定時器/計數器2的計數脈沖輸入端T2；P1.1用作定時器/計數器2的外部控制端T2EX。對于EPROM編程和進行程序校驗時，P0口接收輸入的低8位地址。</p><p>　　C. P2口（21腳～28腳）：P2.0～P2.7統(tǒng)稱為P2口，一般可作為準雙向I/O接口。當接有外部程序存儲器或擴展I/O接口且尋址范圍超過256個

78、字節(jié)時，P2口用于高8位地址總線送出高8位地址。對于EPROM編程和進行程序校驗時，P2口接收輸入的8位地址。</p><p>　　D. P3口（10腳～17腳）：P3.0～P3.7統(tǒng)稱為P3口。它為雙功能口，可以作為一般的準雙向I/O接口，也可以將每1位用于第2功能，而且P3口的每一條引腳均可獨立定義為第1功能的輸入輸出或第2功能。P3口的第2功能見下表。</p><p>　　表3-1

79、單片機P3.0管腳含義</p><p>　　綜上所述，MCS—52系列單片機的引腳作用可歸納為以下兩點：</p><p>　?。?)單片機功能多，引腳數少，因而許多引腳具有第2功能；</p><p>　　（2)單片機對外呈3總線形式，由P2、P0口組成16位地址總線；由P0口分時復用作為數據總線。</p><p>　　3.2 單片機最小系統(tǒng)電

80、路</p><p>　　在溫度控制系統(tǒng)設計中，控制核心是STC89C52單片機，該單片機為52系列增強型8位單片機，它有32個I/O口，片內含4K FLASH工藝的程序存儲器，便于用電的方式瞬間擦除和改寫，而且價格便宜，其外部晶振為12MHz，一個指令周期為1μS。使用該單片機完全可以完成設計任務，其最小系統(tǒng)主要包括：復位電路、震蕩電路以及存儲器選擇模式（EA腳的高低電平選擇），電路如下圖3-1所示：</p

81、><p>　　圖3-1 單片機最小系統(tǒng)電路</p><p>　　3.3 系統(tǒng)電源電路的設計</p><p>　　本系統(tǒng)采用電源穩(wěn)壓芯片是LM2596，該開關電壓調節(jié)器是降壓型電源管理單片集成電路，能夠輸出3A的驅動電流，輸出電壓是+5v,輸入電壓是+24v,同時具有很好的線性和負載調節(jié)特性。</p><p>　　該器件內部集成頻率補償和固定頻率發(fā)

82、生器，開關頻率為150KHz，與低頻開關調節(jié)器相比較，可以使用更小規(guī)格的濾波元件。</p><p>　　該器件還有其他一些特點：在特定的輸入電壓和輸出負載的條件下，輸出電壓的誤差可以保證在±4%的范圍內，振蕩頻率誤差在±15%的范圍內；可以用僅80μA的待機電流，實現外部斷電；具有自我保護電路（一個兩級降頻限流保護和一個在異常情況下斷電的過溫完全保護電路）。</p><p&

83、gt;　　在該溫度控制系統(tǒng)中，其電源電路設計如下圖3-2所示。</p><p><b>　　圖3-2 電源電路</b></p><p>　　3.4 溫度傳感器電路</p><p>　　3.4.1 溫度采集電路</p><p>　　利用熱電阻溫度系數隨溫度變化而制成的溫度傳感器，稱為熱電阻溫度傳感器。對于大多數金屬導體，其

84、電阻值都具有隨溫度升高而增大的特性。常用的金屬導體材料有鉑、銅、鐵和鎳。</p><p>　　熱電阻是中低溫區(qū)最常見的一種溫度傳感器。它主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。熱電阻的電阻變化范圍很小，如果直接用歐姆表測量其電阻值的變化將十分困難、且誤差很大，必須使用電橋電路,然后經過放大電路，放大偏差值。</p><p>　　鉑電阻溫度傳感器是利用其電阻和溫度成一定函數關系而制成的溫度傳感器，由

85、于其測量準確度高、測量范圍大、復現性和穩(wěn)定性好等，被廣泛用于中溫()范圍的溫度測量中。</p><p>　　Pt100是一種廣泛應用的測溫元件，在范圍內具有其他任何溫度傳感器無可比擬的優(yōu)勢，包括高精度、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強等。由于鉑電阻的電阻值與溫度成非線性關系，所以需要進行非線性校正。校正分為模擬電路校正和微處理器數字化校正，模擬校正有很多現成的電路，其精度不高且易受溫漂等干擾因素影響，數字化校正則需要在微處

86、理系統(tǒng)中使用，將Pt電阻的電阻值和溫度對應起來后存入EEPROM中，根據電路中實測的AD值以查表方式計算相應溫度值，如下表3-2。</p><p>　　表3-2 PT100分度表（）</p><p>　　Pt100溫度傳感器為正溫度系數熱敏傳感器，主要技術參數如下：</p><p><b>　　測量范圍：；</b></p>&l

87、t;p>　　允許偏差值：A級±（0.15+0.002 | t | ）,B級±(0.30+0.005 | t | )；</p><p>　　最小置入深度：熱電阻的最下置入深度≥200mm；</p><p><b>　　允通電流≤5mA。</b></p><p>　　另外，Pt100溫度傳感器還具有抗振動、穩(wěn)定性好、準確度

88、高、耐高壓等優(yōu)點。鉑熱電阻的線性較好，之間變化時，最大非線性偏差小于。Pt100應用領：寬范圍、高精度溫度測量領域。如：軸瓦，缸體，油管，水管，汽管，紡機，空調，熱水器等狹小空間也領域設備測量和控制。汽車空調、冰箱、冷柜、飲水機、咖啡機，烘干機以及中低溫干燥箱、恒溫箱等。供熱/制冷管道熱量計量，中央空調分機熱能計量和工業(yè)領域測溫和控制。</p><p>　　圖3-3 溫度采集電路</p><p

89、>　　具體溫度采樣電路如圖3-3所示。將溫度的變化轉化變?yōu)殡妷旱淖兓?，經過放大后送往A/D轉化為數字量進行處理。Rx為傳感器熱電阻，由電橋實現溫度到電壓的轉化，由運放IC3完成信號的放大，由IC4完成信號的調整。 </p><p>　　設輸入IC3的2，3端電壓分別對應為Vi2，Vi3那么</p><p><b>

90、　?。?-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　其中Rx為傳感器熱阻值，Vref為基準源電壓，K為調整系數。</p><p>　　由于R1>>Rw2（如R1=100KΩ,Rw2=1KΩ）,同樣R2>>Rx（如R2=100KΩ,Rx=1KΩ），因而VOUT=K(R6/

91、R4)Vref(Rw2-Rx)/R2，在后級的A/D，滿刻度時，那么VOUT=5V。實際電路調整中，已經確定R6,置傳感器于25℃環(huán)境，調整Rw2,使VOUT=0V；置傳感器于35℃環(huán)境，調節(jié)Rw6，使VOUT=5V；使完成前向模擬通道的調整。</p><p>　　3.4.2 A/D轉換電路</p><p>　　ADC0809是帶有8位A/D轉換器、8路多路開關以及微處理機兼容的控制邏輯

92、的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉換器，可以和單片機直接接口。</p><p>　?。ㄒ唬〢DC0809的內部邏輯結構見圖3-4。</p><p>　　由圖可知，ADC0809由一個8路模擬開關、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉換器進行轉換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉換完的數字量，當OE端

93、為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉換完的數據。</p><p>　　從圖中可以看出，ADC0809是串口通信電路，這也是為什么ADC0809模塊傳送速率比較快，且正確率較高。</p><p>　　圖3-4 ADC0809內部結構</p><p><b>　?。ǘ┮_結構</b></p><p>　　IN0－IN7

94、：8條模擬量輸入通道。ADC0809對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是0－5V，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉換過程中應該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。</p><p>　　地址輸入和控制線：4條。</p><p>　　ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號進行鎖存，經譯

95、碼后被選中的通道的模擬量進轉換器進行轉換。</p><p>　　表3-3 模擬量輸入通道選擇表</p><p>　　A，B和C為地址輸入線，用于選通IN0－IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表3-3所示。</p><p>　　數字量輸出及控制線：11條</p><p>　　ST為轉換啟動信號。當ST上跳沿時，所有內部寄存器清零；下跳沿時

96、，開始進行A/D轉換；在轉換期間，ST應保持低電平。</p><p>　　EOC為轉換結束信號。當EOC為高電平時，表明轉換結束；否則，表明正在進行A/D轉換。</p><p>　　OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉換得到的數據。OE＝1，輸出轉換得到的數據；OE＝0，輸出數據線呈高阻狀態(tài)。</p><p>　　D7－D0為數字量輸出線。<

97、;/p><p>　　CLK為時鐘輸入信號線。因ADC0809的內部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ。</p><p>　　VREF（＋），VREF（－）為參考電壓輸入。</p><p>　　ADC0809芯片的引腳圖見圖3-5</p><p>　　圖3-5 ADC0809引腳圖</p><

98、p>　　ADC0809的頻率要低于640KHz,單片機使用的是12MHz,從ALE端引出的信號頻率已經六分頻了，所以還需要四分頻。D觸發(fā)器的特性方程是，當把D和Q非連接起來，方程就變成了，具有翻轉功能,即每輸入一個脈沖，觸發(fā)器翻轉一次，每翻轉兩次，觸發(fā)器的輸出端可以得到一個完整的矩形波，而觸發(fā)器翻轉兩次所用的前沿脈沖來自CP的兩個矩形波。一個D觸發(fā)器完成了二分頻電路，用其輸出再去觸發(fā)另一個D觸發(fā)器（又是一個二分頻），這樣，就完成了

99、信號的四分頻。該觸發(fā)器是前沿觸發(fā)方式。四分頻電路和脈沖電路如圖3-6。</p><p>　　圖3-6 四分頻電路和脈沖電路</p><p>　　3.5 按鍵輸入電路</p><p>　　本設計采用4個按鍵組成鍵盤，均接10K?的電阻來拉高電平，在按鍵按下時輸入低電平信號。由于STC89C52單片機I/O口豐富，在此還有剩余， 因此選用將按鍵直接與I/O口連接的方式，

100、簡化電路的同時還簡化了軟件設計。具體設計如圖3-7所示：</p><p>　　圖3-7 鍵盤模塊電路</p><p><b>　　3.6 時鐘電路</b></p><p>　　本設計采用時鐘芯片DS1302，時鐘芯片DS1302與單片機STC89C52的接口是由3條線來完成的，單片機STC89C52的P3.4與時鐘芯片的數據傳輸端相連，P3.5

101、用來作為DS1302輸入時鐘SCLK控制端,P3.6控制DS1302的復位輸入端。DS1302接標準的12MHz石英晶振。DS1302與單片機的接口電路如圖3-8所示：</p><p>　　圖3-8 時鐘接口電路</p><p>　　3.7 LCD顯示電路</p><p>　　本設計采用LCD1602,其電路原理如圖3-9，LCD1602液晶顯示，是一種專門用來顯示

102、字母、數字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。其中各引腳的功能是：</p><p>　　第1腳：VSS為電源地</p><p>　　第2腳：VDD接5V電源正極</p&

103、gt;<p>　　第3腳：VEE為液晶顯示器對比度調整端，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 產生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度）。</p><p>　　第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數據寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。</p><p>　　第5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時進行讀操作，低電平(0)時進行寫操作。

104、</p><p>　　第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時讀取信息，負跳變時執(zhí)行指令。</p><p>　　第7～14腳：D0～D7為8位雙向數據端。</p><p>　　第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負極。</p><p>　　LCD1602的特性：</p><p&g

105、t;　　1、3.3V或5V工作電壓，對比度可調</p><p><b>　　2、內含復位電路</b></p><p>　　3、提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標閃爍、顯示移位等多種功能</p><p>　　4、有80字節(jié)顯示數據存儲器DDRAM</p><p>　　5、內建有192個5X7點陣的字型的字符發(fā)生器C

106、GROM</p><p>　　6、8個可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM</p><p>　　圖3-9 LCD顯示電路</p><p><b>　　3.8 報警電路</b></p><p>　　在微型計算機控制系統(tǒng)中，為了安全生產，對于一些重要的參數或系統(tǒng)部位，都設有緊急狀態(tài)報警系統(tǒng)，以便提醒操作人員注意，或采

107、取緊急措施。其方法就是把計算機采集的數據或記過計算機進行數據處理、數字濾波，標度變換之后，與該參數上下限給定值進行比較，如果高于上限值（或低于下限值）則進行報警，否則就作為采樣的正常值，進行顯示和控制。</p><p>　　在現實工作過程中，很容易碰到由于偶然因素造成的未能及時控制加熱爐的溫度從而造成工業(yè)上的重大事故，對于工業(yè)生產可能造成非常不好的影響，所以對于溫度進行過限報警有著很重要的現實意義。</p&

108、gt;<p>　　本此設計是針對工業(yè)生產中的加熱爐的很穩(wěn)控制的操作，雖然不能達到智能加熱控制，但是對于恒溫的一些可以人工操作的部分實現，加上報警模塊，不僅在溫度低于限定值是可以報警，在溫度超過限定溫度是，亦可以進行報警，避免因未及時報警造成損失。</p><p>　　報警電路如圖3-10所示，該電路采用一個小功率三極管Q1驅動蜂鳴器BELL,當單片機接收到超額溫度信號或危險信號時,輸出腳BELL輸出

109、高點平,Q1導通，致使蜂鳴器BELL得電工作，發(fā)出報警聲。同時，電路中的發(fā)光二極管指示出電路的工作狀態(tài)。</p><p>　　圖3-10 報警電路</p><p>　　3.9 串口通信電路 </p><p>　　本設計采用串行通信的初衷是通過串行口實現PC機和單片機的通信，在測試過程中，通過串行口可將溫度數據傳送到PC機上作為備份保存。PC機的顯示器可以更清楚、直

110、觀地顯示溫度波動變化過程。</p><p>　　3.9.1 MAX232資料簡介</p><p>　　該產品是由德州儀器公司（TI）推出的一款兼容RS232標準的芯片。由于電腦串口RS232電平是-10v +10v，而一般的單片機應用系統(tǒng)的信號電壓是ttl電平0 +5v,MAX232就是用來進行電平轉換的,該器件包含2驅動器、2接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平。