畢業設計-基于單片機溫度控制系統的設計-資料下載頁

　　

【正文】 復位WDT。在進入待機模式前，特殊寄存器 AUXR 的 WDIDLE 位用來決定 WDT 是否繼續計數。默認狀態下，在待機模式下， WDIDLE＝ 0， WDT 繼續計數。為了式下復位AT89S52，用戶應該建立一個定時器，定時離開待機模式，喂狗，再重新進入待機模式。 定時器 0 和定時器 1:定時器 0和定時器 1 與 AT89C21 和 AT89C52 一樣 . 定時器 2: 定時器 2是一個 16位定時 /計數器，它既可以做定時器，又可以做事件計數器。其工作方式由特殊寄存器 T2CON 中的 C/T2 位選擇（如表 2所示）。定時器 2 有三種工作模式：捕捉方式、自動重載（向下或向上計數）和波特率發生器。如表 3 所示，工作模式由 T2CON 中的相關位選擇。定時器 2 有 2 個 8位寄存器： TH2 和 TL2。在定時工作方式中，每個機器周期， TL2 寄存器都會加 1。由于一個機器周期由 12 個晶振周期構成，因此，計數頻率就是晶振頻率的 1/12。 表 T2CON：定時器 /計數器 2控制寄存器 TF2 EXF2 RCLK TCLK EXEN2 TR2 C/T2 CP/RL2 7 6 5 4 3 2 1 0 符號 功能 TF2 定時器 2溢出標志位，必須軟件清 0， RCLK=1或 TCLK=1， TF2不用置位 EXF2 定時器 2外部標志位， EXEN2=1時， T2EX上的負跳變出現或者重載時， EXEF2會被硬件置位。定時器 2打開。 EXF2=1，將引導 CPU執行定時器 2中斷程序。 RCLK 串行口接收數據時鐘標志位，若 RCLK=1，串行口將使用定時器 2溢出脈沖作為串行口工作方式 1和工作方式 3 的串口接收時鐘。 TCLK=0將使用定時器 1計數溢出作為串口接收時鐘 TCLK 串行口發送數據時鐘標志位。當 EXEN2=1時，如果定時器 2 沒有作為串行時鐘， T2EX 的負跳變引起定時器 2捕捉和重載，若 EXEN2=0，定時器 2將視 T2EX為無效。 EXEN2 定時器 2外部允許標志位，當 EXEN2=1時，如果定時器 2沒有用作 T2EX的負跳變引起定時器 2捕捉和重載，若 EXEN2=0，定時器 2將視 T2EX為無效。 TR2 開始 /停止控制定時器 2，若 TR2=1，定時器 2開始工作 C/T2 定時器 2定時 /計數選擇標志位， C/T2=0開始計時， C/T2=1外部事件計數。（下降沿觸發） CP/RL2 捕捉重載標志位，當 EXEN2=1 時，如果定時器 2沒有作為串行時鐘， T2EX的負跳變引起定時器 2捕捉和重載，若 EXEN2=0，定時器 2將視 T2EX為無效。定時器 2強制自動重載。 表 定時器 2的工作模式 RCLK+TCLK CP/RL2 TR2 MODE 0 0 1 16位自動重載 0 1 1 16位捕捉 1 X 1 波特率發生器 X X 0 （不用） 表 2的工作模式 在計數工作方式下，寄存器在相關外部輸入角 T2 發生 1 至 0 的下降沿時增加 1。在這種方式下，每個機器周期的 S5P2 期間采樣外部輸入。一個機器周期采樣到高電平，而下一個周期采樣到低電平，計數器將加 1。在檢測到跳變的這個周期的 S3P1 期間，新的計數值出現在寄存器中。因為識別 1－ 0 的跳變需要 2個機器周期 （ 24個晶振周期），所以，最大的計數頻率不高于晶振頻率的 1/24。為了確保給定的電平在改變前采樣到一次，電平應該至少在一 個完整的機器周期內保持不變。 4. 中斷 AT89S52 有 6 個中斷源：兩個外部中斷（ INT0 和 INT1），三個定時中斷（定時器 0、 2）和一個串行中斷。每個中斷源都可以通過置位或清除特殊寄存器IE 中的相關中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無效。 IE 還包括一個中斷允許總控制位 EA，它能一次禁止所有中斷。如表 5所示， 位是不可用的。對于 AT89S52， 位也是不能用的。用戶軟件不應給這些位寫 1。它們為 AT89系列新產品預留定時器 2可以被寄存器 T2CON 中的 TF2 和 EXF2 的或邏輯觸發。程序進 入中斷服務后，這些標志位都可以由硬件清 0。實際上，中斷服務程序必須判定是否是 TF2 或 EXF2 激活中斷，標志位也必須由軟件清 0。定時器 0 和定時器 1標志位 TF0 和 TF1 在計數溢出的那個周期的 S5P2 被置位。它們的值一直到下一個周期被電路捕捉下來。然而，定時器 2 的標志位 TF2 在計數溢出的那個周期的 S2P2 被置位，在同一個周期被電路捕捉下來。 EA — ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 中斷允許控制位 =1 允許中斷 中斷允許控制位 =0 禁止中斷 符號 地址 位功能 EA 中斷允 許總控制位。 EA=0，中斷總禁止： EA=1,各中斷由各自的控制位設定 預留 ET2 定時器 2中斷允許控制位 ES 串行口中斷允許控制位 ET1 定時器 1中斷允許控制位 EX1 外部中斷 1允許控制位 ET0 定時器 0中斷允許控制位 EX0 外部中斷 1允許控制位 表 35 中斷允許控制寄存器 溫度顯示模塊 采用三位共陽 LED 動態顯示方式，三位共陽 LED 管腳如下圖？ ？所示： 對應管腳說明如下表？ ？所示： LED K1 A F K2 K3 B E D DP C G 顯示方式： 此次設計中，我們要在同一時刻顯示不同的字符，從電路上看，這是辦不到的。因此只能利用人眼對視覺的殘留效應，采用動態掃描的顯示方法，逐個地循環點亮三個數碼管，每位顯示 1ms 左右，使人看起來就好像在同時顯示不同的字符一樣。這由調用延時 1ms 子程序 DELY 來實現。實踐證明，當每位顯示時間偏離 1ms 較多時，將會產生閃爍現象。 在進行動態掃描顯示時，往往事先并不知道應顯示什么內容，這樣也就無從選擇 被顯示字符的顯示段碼。為此，一般才用查表的方法，由待顯示的字符通過查表得到其對應的顯示段碼。 十六進制數及空白字符與 P 的顯示段碼如 下 表？ ？所示。 表？ ？ 管腳 對應端 說明 1 K3 2 B 3 E 小數點 7 D 4 DP 8 空 5 C 6 G 第三個 LED 位選通 9 K2 第二個 LED 位選通 10 11 12 F A K1 第一個 LED 位選通 此次設計中由于是顯示被測水溫溫度，故只需顯示 0~9 數字字符。 電路接線原理圖如下所示： 9012 9012 9012470R2470R3470R4470R5470R6470R1470R7K1f2g3e4d5K6c8DP7b9a10D?L E D 1K1f2g3e4d5K6c8DP7b9a10D?L E D 2K1f2g3e4d5K6c8DP7b9a10D?L E D 31KR81KR91KR 10P P P V C C 圖？ ？ 在圖？ ？中。 其中 采用三個 PNP 三極管（ 9012）進行驅動，只有當 、 或者 輸出低電平時，才能使 9012 導通，從而選通 LED。段碼從 P0口輸出。由于設計中精度沒 有過高要求，故不需要顯示小數部分，所以 DP 端不需要連接，數碼管上顯示溫度的整數部分。 溫度控制模塊 字型 0 1 2 3 4 5 6 7 8 共陽極段碼 字 型 共陽極段碼 C0H F9H A4H B0H 99H 92H 82H F8H 80H 9 A B C D E F 空白 P 6FH 77H 7CH 39H 5EH 79H 71H 00H 73H 100K / 1WR?1N 4007T L P 5211KR?R?V C CP or tM O C 3021B T A 16熱得快10K / 5WR?360R?C?9013330R?R?V C CP 過零檢測部分由一個光耦隔離獲得同步信號；控制部分由光耦 MOC302可控硅BTA1電熱爐（熱得快）組成。當溫度低于下限溫度時候，加熱部分開始啟動，溫度升高到上限溫度時候停止工作。 可控硅 BTA16 一種以硅單晶為基本材料的 P1N1P2N2 四層三端器件，創制于 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導電性，而且還具有比硅整流元件（俗稱“ 死硅 ” ）更為可貴的可控性。它只有導通和關斷兩種狀態。可控硅能以毫安級電流控制大功率的機電設備，如果超過此頻率，因元件開關損耗顯著增加，允許通過的平均電流相降低，此時，標稱電流應降級使用。 可控硅的優點很多，例如：以小功率控制大功率，功率放大倍數高達幾十萬倍；反應極快，在微秒級內開通、關斷；無觸點運行，無火花、無噪音；效率高，成本低等等。可控硅的弱點：靜態及動態的過載能力較差；容易受干擾而誤導通。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P1N1P2N2 結構。見圖 1。它有三個 PN 結（ J J J3），從 J1結構的 P1層引出陽極 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體器件。可控硅結構示意圖和符號圖 如圖 421所示。 圖 421可控硅結構示意圖和符號圖 可控硅是 P N P N2 四層三端結構元件，共有三個 PN結，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 422 所示 。 圖 422 可控硅內 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。此時，如果從控制極 G輸入一個正向觸發信號， BG2便有基流 ib2流過，經 BG2放大，其集電極電流 ic2=β2ib2 。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 BG1 放大，于是 BG1 的集電極電流 ic1=β1ib1=β1β2ib2 。這個電流又流回到 BG2 的基極，表成正反饋，使 ib2 不斷增大，如此正向饋循環的結果，兩個管子的電流劇增，可控硅使飽和導通。 由于 BG1 和 BG2 所構成的正反饋作用，所以一旦可控 硅導通后，即使控制極 G的電流消失了，可控硅仍然能夠維持導通狀態，由于觸發信號只起觸發作用，沒有關斷功能，所以這種可控硅是不可關斷的。 由于可控硅只有導通和關斷兩種工作狀態，所以它具有開關特性，這種特性需要一定的條件才能轉化，此條件見表 42。 表 42 可控硅開關特性表 狀 態 條 件 說 明 從關斷到導通 陽極電位高于陰極電位 控制極有足夠的正向電流和電壓 兩者缺一不可 維持導通 陽 極電位高于陰極電位 陽極電流大于維持電流 兩者缺一不可 從導通到關斷 陽極電位低于陰極電位 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（見圖 423）， J2 結正偏，但 J J2結反偏。此時只能流過很小的反向飽和電流，當電壓進一步提高到 J1 結的雪崩擊穿電壓后，接差 J3 結也擊穿，電流迅速增加，圖 423 的特性開始彎曲，如特性 OR 段所示，彎曲處的電壓 URO 叫 “ 反向轉折電壓 ” 。此時，可控硅會發生永久性反向 。 圖 423 陽極加 反 向電壓 （ b） 正向特性 當控制極開路，陽極上加上正向電壓時（見圖 424）， J J3 結正偏，但J2結反偏，這與普通 PN 結的反向特性相似，也只能流過很小電流，這叫正向阻斷狀態，當電壓增加，圖 424 的特性發生了彎曲，如特性 OA 段所示，彎曲處的是 UBO 叫：正向轉折電壓 。 圖 424 陽極加正向電壓 由于電壓升高到 J2結的雪崩擊穿電壓后， J2 結發生雪崩倍增效應，在結區產生大量的電子和空穴，電子時入 N1區，空穴時入 P2區。進入 N1 區的電子與由