基于單片機的電阻爐溫控制系統設計_畢業設計-資料下載頁

【導讀】師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文。不包含任何其他個人或集體已經發表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權大學可以將本學位。印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規定處理。加熱爐、反應爐等被廣泛使用。本論文主要是以圍繞電阻爐為研究對象的設計。此溫度控制系統主。要包括數據處理模塊、溫度傳感器模塊、溫度控制和溫度顯示模塊。單片機根據當前的爐內溫度進行計算，控制PWM方波，水的溫度迅速達到預定值并且保持不變。

　　

【正文】 組成的換行符 = Len() 江蘇建筑職業技術學院畢業技術報告 24 39。設置垂直滾動條自動滾動 = 39。清空 Text1 控件中的數據 End If End If End Sub 處理器部分 本系統采用的單片機是由 ATMEL 公司生產的 AT89C52。 AT89C52 是一種帶 8K 字節閃速可以編程可以擦除只讀存儲器（ PEROM）的低電壓、高性能 CMOS 8 位微控制器。這個元器件采用 ATEML 非易失內存制造的技術制造，和工業標準的 80C51 和 80C52 指令集和輸出管江蘇建筑職業技術學院畢業技術報告 25 腳相兼容。因是將多功能 8位 CPU和閃速內存組合在單個芯片中，所以 ATMEL生產的 AT89C52是一種高效微控制器，是許多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高并且廉價的方式 。 AT89C52的說明 AT89C52具有以下一些標準特征：有 8K 字節的閃速內存，有 256 字節 RAM，有 I/O線 32 個，有 16 位定時器 /計數器 3 個，有兩級中斷源結構 8個，全雙工串行口一個，有片內振蕩器和時鐘電路。此外，AT89C52 不含有穩態邏輯，可在低到零頻率的條件下靜態邏輯，可支持 2 種軟件可選的省電模式。在 閑置模式下， CPU會停止工作，但是 RAM、定時器 /計數器、串口和中斷系統仍會繼續工作。在掉電模式下，可以保存 RAM 的內容并凍結振蕩器，禁止所用其他的芯片功能，只到下一個硬件復件。口，連接主板 CPU 的 對應 功能端，用 在 當前制式的檢測 和 會聚調整狀態進入的控制功能 。 P0 口 是 地址 /數據總線 復用口， 也 就是 是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 接 口。當 是輸出口用時，每位 可以 吸收電流的方式驅動 。 8 個 TTL 邏輯門電路，對 P0 端口 是“1” 時，可作是高阻 抗輸入端 使 用。 江蘇建筑職業技術學院畢業技術報告 26 在 讀取 外部數據 存儲器 或 者 程序存儲器 時，這組口線分時轉換地址（低 8 位） 與數據總線 復用，在訪問期間 會 激活內部上拉電阻。 在 Flash 編程 時， P0 口 會 接收指令字節，而在程序校驗 的時候 ，輸出指令字節，校驗時，要求上拉電阻 外接 。 P1 是一個帶 有 內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端 口， P1 的輸出緩沖級可 以 驅動（吸收或 者 輸出電流） 4 個 TTL 邏 輯門電路。對端口 是 “1” ， 由 內部的上拉電阻把端口拉到高電平， 這 時可 以 作 是 輸入口。作 是 輸入口使用時， 由于 內部存在上拉電阻，某個 引腳 被外部信號拉低時會 就 輸出一個電流 (IIL)。 與 AT89C51 不同 的 是， 和 還可 以 分別作是定時 /計數器的外部計數輸入 （ ）和輸入（ ）， Flash 編程和程序校驗 的時候 ， P1 會 接收低 8 位地址。 表 . 和 的第二功能 引腳號 功能特性 P T2，時鐘輸出 P T2EX（定時 /計數器2） P2 是一個 具 有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口 ， P2 的 輸出 緩沖級可 以 驅動（吸收或 者 輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對端口 P2 是 “1” ，通過內部的上拉電阻 將 端口拉 至 高電平， 這 時可 以 作輸入口，作 是 輸入口使用時，因是內部存在上拉電阻，某個引腳被外部 信號拉低時 將 會輸出一個電流 (IIL)。 在訪問外部 程序存儲器 或 者 16 位地址的外部數據存儲器（例如執行 MOVX @DPTR 指令）時， P2 端 口送出高 8 位 的 地址數據。在訪問 8 位地址的外部數據 存儲器 （如執行 MOVX@RI 指令）時， P2 端 口輸出 P2 鎖存器 的內容。 江蘇建筑職業技術學院畢業技術報告 27 Flash 編程 或校驗時， P2 亦接收高位地址和一些 控制信號 。 P3 口是一組帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P3 口輸出緩沖級可驅動（吸收或 者 輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對 P3 口 是 “1” 時，它們被內部上拉電阻拉高并 且成 是輸入端口。此時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）。 P3 口 不僅 作是一般的 I/O 口線外， 而且 P3 口 還可以 接收一些用于 Flash 閃速存儲器 編程 與 程序校驗的 控制信號 。 RST 復位輸入 端 。當振蕩器 運行 時， RST 引腳 會 出現兩個 機器周期 以上高電平 會使得 單片機復位。 ALE/PROG 當訪問 的是 外部 程序存儲器 或者是 數據存儲器時， ALE（ 地址鎖存 允許） 的 輸出脈沖用 在 鎖存的低 8 位字節。一般 時候 ， ALE 仍 會 以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出 穩定 的脈沖信號，因此它可對外 輸出時鐘或 者 用于定時 的 目的。要 關注 的是：每 次 訪問 外部數據 存儲器 時 就會 跳過一個 ALE 脈沖。 對 Flash 存儲器 編程 時 ，該 引腳 還 可以 用于輸入編程脈沖（ PROG）。 如 果 有必要，可 以 通過對 特殊功能 寄存器 （ SFR）區中的 8EH 單元的 D0 位 進行 置位，可 以 禁止 ALE 操作。該位 進行 置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才 可以 將 ALE 激活。此外，該 引腳 會被微 微 拉高， 單片機 在 執行外部程序時，應 該 設置 ALE 禁止位無 作用 。 P SEN 程序儲存允許（ PSEN）輸出是 指 外部程序 存儲器 的讀選 通信號，當 AT89C52 在 外部程序存儲器 取指令 和數據 時，每個 機器 會有 周期 兩次 PSEN 有效， 就是 輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問 外部數據 存儲器 時 ， 會 跳過兩次 PSEN 信號。 EA/VPP 接受外部讀取 XTAL1 用于 振蕩器反相放大器 和 內部時鐘發生器的輸入端。 江蘇建筑職業技術學院畢業技術報告 28 XTAL2 用于 振蕩器反相放大器輸出端。 關于 8155 部分 8155的說明 AD0～ AD7 是地址數據總線，單片機和 8155 之間的地址、數據、命令和狀態信息都是通過這個總線口進行傳送的。 ALE 是地址鎖存信號輸入線。在 ALE 的下降沿把單片機 P0 口輸出的低 8位地址信息和 CE、 IO/M 的狀態鎖存到 8155 的內部寄存器。所以，單片機的P0 端口輸出的低 8 位地址信號不需要外接鎖存器。 IO/M 是 RAM/IO 口選擇線。當 IO/M 是 0 時，單片機會選擇 8155 的 RAM讀 /寫。 AD0～ AD7 地址是 8155 中 RAM 單元的地址；當 IO/M 是 1 時，單片機選擇 8155 的 I/O 口， AD0～ AD7 地址是 I/O 口的地址。 CE就是片選信號。 RD、 WR 就是讀、寫控制輸入線。 江蘇建筑職業技術學院畢業技術報告 29 8155 各 引腳 功能 列出 如下： PA0～PA7： 8 位通用 I/O 口，其輸入、輸出的流向可 以 由 程序控制 PB0～PB7： 8 位通用 I/O 口，功能同 A口 PC0～PC5： 有 2 個作用， 不僅 可作是通用的 I/O 口， 而且 可作是 PA 口和 PB 口的 控制信號 線，這些可 以 通過 程序控制 TIMER IN： 定時 /計數器 的 脈沖輸入端 TIMER OUT： 定時 /計數器 的 輸出端 VCC： +5V 電源 ALE： 是 地址鎖存 信號。 8155 內部 不存在 地址鎖存器 ，在 ALE 的下降沿將單片機 P0端 口輸出的低 8位地址信息 和 I/O 的狀態都鎖存到 8155 內部鎖存器。 所以 ， P0 口輸出的低 8 位地址信號 都 不需外接 鎖存器 IO/M ： 8155 RAM 存儲器 或 者 I/O 口選擇線。當 IO/M 是 0時，就 選擇 8155 的片內 RAM， AD0～ AD7 上地址 是 8155 中 RAM 單元的地址（ 00H～ FFH）；當 IO/M 是 1 時，選擇 8155 的 I/O 口，AD0～ AD7 上的地址 是 8155 I/O 口的地址 CE： 是 片選信號 線，低電平有效 WR： 是 寫選通信號，控制對 8155 寫操作，低電平有效 RD： 是 讀選通信號，控制對 8155 讀操作，低 電平有效 AD0～AD7： 三態地址 /數據 的 總線 。 和 單片機 的低 8 位地址 /數據 的 總線 （ P0 口）相連 接的 。 單片機 和 8155之間的地址、數據、命江蘇建筑職業技術學院畢業技術報告 30 令 和 狀態信息都是通過這個總線口傳送的 RST： 復位信號 的 輸入端，高電平 時 有效。復位 以 后， 3個 I/O口 都是 輸入方式 8155 的工作方式與基本操作 8155 可以作是 I/O 口、片外 256 字節數據存儲器和定時器使用。在本系統中只作是定時器擴展使用，他的基本操作如下： （ 1）關于定時器的選擇方式： 8155 片里有一個 14 位減法計數器，可以對輸入脈沖進行減法計數。外部有 2 個定時器引腳端口 TIN和 TOUT。其中 TIN 是定時器時鐘輸入端口，是外部輸入時鐘脈沖；另一個 TOUT 是定時器輸出端口，輸出各種信號脈沖波形。定時器的低 8 位、高 6 位計數器和定時輸出方式由 04H、 05H 口寄存器進行確定的。 定時器的 14 位計數器是 04H（低 8 位）與 05H的 D0D5（高 6 位）組成的。定時器輸出有四種波形可由定時器方式編 程選擇。 （ 2）關于定時器的編程：對定時器編程的時候，第一步把計數常數及定時器方式送入定時器口（定時器低 8 位及定時器高 6 位、定時器方式 M）04H 及 05H。計數常數在 0002H3FFFH 之間進行選擇。計數器的啟動和停止計數是命令寄存器（ 00H）的最高兩位進行控制 江蘇建筑職業技術學院畢業技術報告 31 命令寄存器最高兩位（ TM2 和 TM1）對定時器的控制如下 ： TM2 TM1 運作情況 0 0 空，不影響計數器操作 0 1 停止計數，當定時器無啟動時則無操作 1 0 計數器計滿后立刻停止計數，假如定時器沒啟動，則無操作 1 1 啟動， 當計數器未開始計數時，裝入計數常數后立刻開始計數；假如計數器正在計數，等待計數器溢出以后按新的工作方式和計數常數開始計數 任意時刻可以置定時器的長度與工作方式，然后要把啟動命令寫入命令寄存器（ 00H），即使計數器已經計數，在寫入啟動命令后仍然可以改變定時器的工作方式。 假若寫入定時器的技術常數是奇數，方波輸出就會不對稱，舉例：計數器常數輸入為 9 時，定時器輸出的方波 5 個脈沖周期內是高電平， 4 個脈沖周期內是低電平，不對稱。 8155 復位后并不預置定時器方式計數常數。此外， 8155 的定時器在計數過程里計數器 的值并不是直接表示外部輸入的脈沖，計數器終值是 2，初值是 2～ 3FFFH 之間。 8155 計數器通常無法當作外部文件計數器使用，只當作信號發生器使用，在輸入連續脈沖之后，編程輸出單方波、連續方波、單脈沖和連續脈沖信號。 改變計其時計數器 8155 的時間常數可以獲得從二百毫秒到幾十分鐘的采樣期。 江蘇建筑職業技術學院畢業技術報告 32 6 系統抗干擾措施 軟件抗干擾措施 單片機 的 開發本來就要軟件硬件都要了解 ,軟件和硬件抗干擾一樣重要 。 硬件抗干擾要增加硬件成本 ,但是卻不減少甚至增加軟件的效率 ,軟件抗干擾可以減少硬件成本 ,卻降低了軟件執行的效率 。 兩者 各有所長 。常見 5 種軟件濾波方法： 方法 一 ： 限幅濾波法 方法： 根據 以往 經驗判斷， 得出 兩次采樣允許的最大偏差值（設為 A） ， 把 每次檢測到新值 進行 判斷：如果本次 測出 值與上次 測出 值之差 A,則本次 測出 值無效 ,放棄本次 測出 值 ,用上次測出 值代替本次 測出 值。 優點： 不受 因偶然因素引起的脈沖干擾 的影響 。 缺點 ： 無法抑制那種周期性的 對它 干擾，平滑度差。 方法 二 ： 中位值濾波法 方法： 連續采樣 N 次 ， 把 N 次采樣值按 從小到大 排列取中間值為本次有效值 。 優點： 不受因偶然因素引起的脈沖干擾的影響 ， 對溫度、液 位的變化緩慢的被測參數有良好的濾波效果 。 缺點： 對 速度 、 流量 等快速變化的參數不宜 。 方法 三 ： 算術平均濾波法 方法：