《溫度測(cè)量系統(tǒng) 、閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《溫度測(cè)量系統(tǒng) 、閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告（17頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 .wd.電子工程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：溫度測(cè)量系統(tǒng)/閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)： 電子科學(xué)與技術(shù)小組： 7姓名： 學(xué)號(hào)：袁彬 11023221賴(lài)力 11023222指導(dǎo)教師： 高新完成日期：2013.12.12目錄一、摘要3二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求3二、設(shè)計(jì)要求4(三)單片機(jī)5一、電路工作原理及主要元件的功能5二、電路的調(diào)試9四數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換電路10一、電路工作原理及主要元件功能10二、電路主要參數(shù)計(jì)算12(三)、電路調(diào)試12五、模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換電路13一、ADC0804芯片介紹13二、電路主要參數(shù)計(jì)算14三、電路調(diào)試15六、電路顯示與鍵盤(pán)控制電路16一、電路工作原理16(二).電路調(diào)試19七、溫

2、度測(cè)量22八、心得體會(huì)25九、附錄26一、摘要在上學(xué)期我們完成了溫度控制系統(tǒng)的第一階段，在這一階段，我們完成了焊接包括電源板、驅(qū)動(dòng)器和變送器在內(nèi)的一些工作。也為我們這次的第二階段做好了準(zhǔn)備。通過(guò)上學(xué)期的準(zhǔn)備，我們對(duì)焊接電路已經(jīng) 基本上熟練掌握了，對(duì)一些電路的原理和設(shè)計(jì)也都到達(dá)了必要的要求，正是基于此我們目前已經(jīng)完成了第二階段的所有內(nèi)容。下面就主要介紹一下我們第二階段的工作。二 、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)小型溫度測(cè)量與控制系統(tǒng) - 典型電子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器 數(shù)/模轉(zhuǎn)換器后向通道1.電路設(shè)計(jì) 核心單元單片機(jī)應(yīng)用電路 模擬量接口A/D、D/A 電路 人機(jī)交互單元顯示、鍵盤(pán)控制電路2.程序設(shè)計(jì) 控制模/數(shù)轉(zhuǎn)換進(jìn)展

3、溫度數(shù)據(jù)采集 控制數(shù)/模轉(zhuǎn)換改變控溫元件工作狀態(tài)，進(jìn)展溫度控制。 控制鍵盤(pán)與顯示器，進(jìn)展控制溫度設(shè)定和測(cè)量溫度顯示。 將溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為顯示溫度數(shù)值的算法程序。 (5)控制溫度準(zhǔn)確、平穩(wěn)變化的的算法程序。3.系統(tǒng)聯(lián)調(diào) 電路系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，配合測(cè)試程序?qū)崿F(xiàn) 基本的測(cè)溫、控溫功能。 程序聯(lián)調(diào)，通過(guò)電路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、平穩(wěn)的溫度控制4.本學(xué)期關(guān)注的重點(diǎn) 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定控制溫度的系統(tǒng)。 知道了一個(gè)典型的電子系統(tǒng)應(yīng)該具備哪些主要功能 知道了一個(gè)典型電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程和工作方法。 知道如何設(shè)計(jì)測(cè)試方法、創(chuàng)造測(cè)試條件，對(duì)設(shè)計(jì)完成的電路模塊或電路系統(tǒng)進(jìn)展測(cè)試，使電路或系統(tǒng)的功能、指標(biāo)充分展現(xiàn)。 設(shè)計(jì)

4、組裝的電路系統(tǒng)出現(xiàn)故障，能夠根據(jù)電路或系統(tǒng)的工作原理、自己掌握的專(zhuān)業(yè)知識(shí)以及積累的經(jīng)歷，快速確定故障范圍和故障原因。 掌握電路的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)設(shè)計(jì)、計(jì)算實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)要求。二、設(shè)計(jì)要求1 溫度測(cè)量范圍：0C +100C。2 溫度測(cè)量誤差：不大于 2C3 單片機(jī)：具有獨(dú)立電路板構(gòu)造。片選信號(hào)：4個(gè)，地址信號(hào)：4個(gè)，數(shù)據(jù)總線：AD0AD7，I/O口線：P3口，P1口。4 數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換電路：具有獨(dú)立電路板構(gòu)造。輸入范圍：00H 0FFH，對(duì)應(yīng)輸出：-10V+10V，誤差：1%，響應(yīng)時(shí)間： 1ms，電源供電：+5V，12V。5 模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換電路: 獨(dú)立電路板構(gòu)造 輸入信號(hào)范圍： 0V+5

5、V 分辨率： 8bit 精度：1LSB 轉(zhuǎn)換時(shí)間： 1ms6 顯示與鍵盤(pán)控制電路: 4 位7 段數(shù)碼顯示，前 3 位含小數(shù)點(diǎn)獨(dú)立電路板安裝構(gòu)造0 9數(shù)字輸入鍵及假設(shè)干功能設(shè)置按鍵控制(三)單片機(jī)一、電路工作原理及主要元件的功能1，芯片的介紹和參數(shù)MCS-51系列單片機(jī)性能優(yōu)異，因此單片機(jī)芯片采用MCS-51系列中的89C51。在單片機(jī)的40條引腳中有2條專(zhuān)用于主電源的引腳，2條外接晶體的引腳，4條控制或與其它電源復(fù)用的引腳，32條輸入/輸出I/O引腳。 下面按其引腳功能分為四局部表達(dá)這40條引腳的功能。1) 主電源引腳VCC和VSS： VCC40腳接+5V電壓；VSS20腳接地。2) 外接晶體

6、引腳XTAL1和XTAL2：XTAL119腳接外部晶體的一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大器的輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，對(duì)HMOS單片機(jī)，此引腳應(yīng)接地；對(duì)CMOS單片機(jī)，此引腳作為驅(qū)動(dòng)端。XTAL218腳接外晶體的另一端。在單片機(jī)內(nèi)部，接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端。采用外部振蕩器時(shí)，對(duì)HMOS單片機(jī)，該引腳接外部振蕩器的信號(hào)，即把外部振蕩器的信號(hào)直接接到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端；對(duì)XHMOS，此引腳應(yīng)懸浮。3) 控制或與其它電源復(fù)用引腳RST/VPD、ALE/PROG、PSEN和EA/VPP：RST/VPD9腳當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高

7、電平將使單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG30腳：當(dāng)訪問(wèn)外部存貯器時(shí)，ALE允許地址鎖存的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ALE端仍以不變的頻率周期性地出現(xiàn)正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此，它可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘，或用于定時(shí)目的。PSEN29腳：此腳的輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。在從外部程序存儲(chǔ)器取指令或常數(shù)期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效。但在此期間，每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。EA/VPP31腳：當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，但在PC程序計(jì)數(shù)器值超過(guò)0FFFH對(duì)851/8751/80C51或1FFFH對(duì)8052時(shí)，

8、將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。當(dāng)EA保持低電平時(shí)，那么只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。輸入/輸出I/O引腳P0、P1、P2、P3共32根：P0口39腳至32腳：是雙向8位三態(tài)I/O口，在外接存儲(chǔ)器時(shí)，與地址總線的低8位及數(shù)據(jù)總線復(fù)用，能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型的TTL負(fù)載。P1口1腳至8腳：是準(zhǔn)雙向8位I/O口。由于這種接口輸出沒(méi)有高阻狀態(tài)，輸入也不能鎖存，故不是真正的雙向I/O口。P1口能驅(qū)動(dòng)吸收或輸出電流4個(gè)LS型的TTL負(fù)載。對(duì)8052、8032，P1.0引腳的第二功能為T(mén)2定時(shí)/計(jì)數(shù)器的P2口21腳至28腳：是準(zhǔn)雙向8位I/O口。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，它可以

9、作為擴(kuò)展電路高8位地址總線送出高8位地址。P3口10腳至17腳：是準(zhǔn)雙向8位I/O口，在MCS-51中，這8個(gè)引腳還用于專(zhuān)門(mén)功能，是復(fù)用雙功能口。2、電路方案的比較、選擇和確定全部地址參與譯碼，產(chǎn)生的控制信號(hào)對(duì)應(yīng)唯一地址。局部地址參與譯碼，產(chǎn)生的控制信號(hào)對(duì)應(yīng)某一地址區(qū)域，而不是唯一地址。局部地址參與譯碼，產(chǎn)生的控制信號(hào)對(duì)應(yīng)某一地址區(qū)域，而不是唯一地址。三種電路方案（1） 局部地址譯碼、帶有總線驅(qū)動(dòng)電路，產(chǎn)生的控制信號(hào)對(duì)應(yīng)某一地址區(qū)域。 圖示局部地址譯碼、帶有總線驅(qū)動(dòng)電路2局部地址譯碼、無(wú)總線驅(qū)動(dòng)電路圖示局部地址譯碼，無(wú)總線驅(qū)動(dòng)電路3直接選通、不要低8位地址和驅(qū)動(dòng)電路因?yàn)檫@個(gè)方案的片選信號(hào)與地址

10、之間并不是線性關(guān)系，所以使用該方案需要熟練掌握片選信號(hào)與地址之間的關(guān)系計(jì)算。4電路方案確實(shí)定 通過(guò)比較，我們最后選定相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)的局部地址譯碼，無(wú)總線驅(qū)動(dòng)的方案，因?yàn)檫@樣可以簡(jiǎn)化電路。電路圖如下：?jiǎn)纹瑱C(jī)的安裝構(gòu)造圖如以以下圖所示： 單片機(jī)電路二、電路的調(diào)試1按照電路圖將電路板焊接完畢，過(guò)程中需要嚴(yán)格檢查焊接線路是否正確，防止出現(xiàn)錯(cuò)誤。2測(cè)試時(shí)，將電源板放到相應(yīng)位置。將單片機(jī)正確插入，然后將仿真頭與單片機(jī)電路連接注意缺口標(biāo)志要對(duì)應(yīng)再把仿真器連好。3斷開(kāi)譯碼電路負(fù)載，運(yùn)行測(cè)試程序，檢查各輸出引腳是否有輸出，各個(gè)輸出之間相對(duì)位置關(guān)系是否正確；以下是單片機(jī)測(cè)試的程序：#include C8051F02

11、0.h#include absacc.h“#include data_define.c#define CS0 XBYTE0x0000#define CS1 XBYTE0x2000#define CS2 XBYTE0x4000#define CS3 XBYTE0x6000#define CS4 XBYTE0x8000#define CS5 XBYTE0xA000 #include Init_Device.cvoid main(void) Init_Device();while(1) CS0=0; CS1=0; CS2=0; CS3=0; CS4=0; CS5=0; 正確輸出波形如以以下圖：用示波

12、器觀察C1 C4引腳，應(yīng)有圖示的波形輸出。如果沒(méi)有輸出或者彼此關(guān)系錯(cuò)亂，都說(shuō)明電路中存在故障。四 數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換電路一、電路工作原理及主要元件功能1、DAC8032芯片介紹數(shù)模轉(zhuǎn)換器是整個(gè)控制系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化成模擬信號(hào)的重要部件，它的特性直接影響溫度轉(zhuǎn)換的精度。其轉(zhuǎn)換的精度主要由數(shù)模轉(zhuǎn)換器的位數(shù)和Vref。根據(jù)結(jié)合電子工程設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，結(jié)合高性價(jià)比的原那么我們選擇了8位D/A轉(zhuǎn)換器 DAC0832。單片集成D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品種類(lèi)繁多，按其內(nèi)部電路構(gòu)造一般可分為兩類(lèi)：一類(lèi)集成芯片內(nèi)部只集成了轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)和模擬電子開(kāi)關(guān)；另一類(lèi)那么集成了組成D/A轉(zhuǎn)換器的所有電路。本實(shí)驗(yàn)選用DA08

13、32，各引腳名稱(chēng)及作用如下：D7D0：具有三態(tài)特性數(shù)字信號(hào)輸出。GND：信號(hào)地。CS：低電平有效的片選端。WR：寫(xiě)信號(hào)輸入，低電平啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換。RD：讀信號(hào)輸入，低電平輸出端有效。VREF：參考電平輸入，決定量化單位。2、原理說(shuō)明1、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，可以將數(shù)字電量轉(zhuǎn)換成模擬電量。在數(shù)模轉(zhuǎn)換中，應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)換要求，考慮輸出電壓的分辨率和精度。 2、數(shù)模轉(zhuǎn)換有多種方法可以實(shí)現(xiàn)，在滿足要求的情況下，應(yīng)力求降低成本?？梢圆捎妙l率/電壓變換的方法，也可以采用D/A變換器或其它方法，如采用D/A變換器，建議使用DAC0832。00FF數(shù)字對(duì)應(yīng)于10V10V電壓。3.電路的選擇輸出方式：與數(shù)字量成比例的電流輸出

14、/與數(shù)字量成比例的電壓輸出/數(shù)字量和參考電壓的相乘輸出。我們組選擇的電路如圖：本實(shí)驗(yàn)要求模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓為10V10V電壓。因此，在DA的外圍電路上，我們連接了一個(gè)放大器。放大器的作用是將DAC0832的輸出電流轉(zhuǎn)化成電壓，通過(guò)合理調(diào)整兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的阻值，可以調(diào)整輸出電壓的大小，即使D/A的輸出從05V變?yōu)?0V10V。安裝構(gòu)造圖數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路二、電路主要參數(shù)計(jì)算D/A轉(zhuǎn)換器用于將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，他的輸入糧食數(shù)字量D，輸出量為模擬量VO，要求輸出的模擬量與輸入的數(shù)字量成正比，即：其中VR為基準(zhǔn)電壓。其中，是輸入的數(shù)字量代碼；n是輸入數(shù)字量的位數(shù)。將D帶入得到：。該式說(shuō)明，將輸入的每

15、一位數(shù)字量轉(zhuǎn)換為與其相應(yīng)的模擬量，把各位對(duì)應(yīng)的模擬量相加就可得到該數(shù)字兩所對(duì)應(yīng)的模擬量。D/A轉(zhuǎn)換器的模擬輸出與數(shù)字量輸入成正比。(三)、電路調(diào)試調(diào)試方法：斷開(kāi)電路負(fù)載，運(yùn)行測(cè)試程序，檢查各節(jié)點(diǎn)信號(hào)是否正確。1焊接完畢，而后再次認(rèn)真查線一遍然后再開(kāi)場(chǎng)測(cè)試。2測(cè)試時(shí)，將電源板，單片機(jī)，數(shù)模電路正確連接。按正確加電順序供電，如果一切正?？梢蚤_(kāi)場(chǎng)進(jìn)一步的測(cè)試。3運(yùn)行D/A測(cè)試程序數(shù)/模數(shù)據(jù)顯示窗口將有相應(yīng)，數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)為從00FF順序遞增并不斷循環(huán)。另外輸出管腳會(huì)有鋸齒波。測(cè)試程序如下：#include C8051F020.h#include absacc.h#include data_defin

16、e.c#define C3 XBYTE0x4000#define TIMER 0x8000#include Init_Device.cvoid delay(void);void main(void) unsigned char x; Init_Device();while(1) +x; C3=x; delay(); void delay(void) int i; for(i=0;iTIMER;+i) ;用示波器測(cè)量芯片的7號(hào)管腳輸出波形如圖：如果出現(xiàn)上述的波形圖，就間接地證明電路板調(diào)試成功。五、模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換電路一、ADC0804芯片介紹芯片參數(shù)： 工作電壓：+5V，即VCC=+5V。

17、模擬輸入電壓范圍：0+5V，即0Vin+5V。 分辨率：8位，即分辨率為1/28=1/256，轉(zhuǎn)換值介于0255之間。 轉(zhuǎn)換時(shí)間：100usfCK=640KHz時(shí)。 轉(zhuǎn)換誤差：1LSB。 參考電壓：2.5V，即Vref=2.5V。1原理說(shuō)明模數(shù)轉(zhuǎn)換器，是將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。在模數(shù)轉(zhuǎn)換中，應(yīng)根據(jù)測(cè)量精度要求，考慮轉(zhuǎn)換電路的精度和分辨率，并力求降低成本。模數(shù)轉(zhuǎn)換有多種方法可以實(shí)現(xiàn)，如采用電壓/頻率變換器，以頻率或脈寬來(lái)計(jì)算溫度，也可以采用A/D變換器或其它方法。如采用A/D變換器，應(yīng)考慮轉(zhuǎn)換器輸入阻抗和變送器輸出阻抗對(duì)信號(hào)的衰減可能引起的測(cè)試誤差，并盡量降低這一誤差。板間連接

18、應(yīng)注意保護(hù)。根據(jù)課設(shè)要求，溫度0100的變化是用電壓05V表示的，轉(zhuǎn)成數(shù)字表示，即0FFH。2.電路的選擇常用A / D電路的特點(diǎn)：積分型：將電壓轉(zhuǎn)換成脈寬信號(hào)或頻率，由定時(shí)器/計(jì)數(shù)器獲得數(shù)字值。優(yōu)點(diǎn)：分辨率高；缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)換速率極低逐次比較型：由比較器和DA轉(zhuǎn)換器通過(guò)逐次比較邏輯構(gòu)成，經(jīng)n次比較而輸出數(shù)字值。優(yōu)點(diǎn)：速度較高、功耗低，在12位分辯率時(shí)價(jià)格廉價(jià)并行比較型：用多個(gè)比較器，僅作一次比較而實(shí)行轉(zhuǎn)換。優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)換速率極高；分辯率高時(shí)電路規(guī)模大、價(jià)格也高，只適用于低分辨率高速場(chǎng)合壓頻轉(zhuǎn)換型：將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率，然后用計(jì)數(shù)器將頻率轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，從理論上講其分辨率幾乎可以無(wú)限增加。優(yōu)點(diǎn)：分辯率高、

19、功耗低、價(jià)格低；但是需要外部計(jì)數(shù)電路共同完成AD轉(zhuǎn)換二、電路主要參數(shù)計(jì)算(1) 轉(zhuǎn)換精度：A/D轉(zhuǎn)換器也采用分辨率和轉(zhuǎn)換誤差來(lái)描述轉(zhuǎn)換精度。分辨率是指引起輸出數(shù)字量變動(dòng)一個(gè)二進(jìn)制碼最低有效位LSB時(shí)，輸入模擬量的最小變化量。他反映了A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入模擬量微小變化的分辨能力。在最大輸入電壓一定時(shí)，位數(shù)越多，量化單位越小，分辨率越高。轉(zhuǎn)換誤差通常用輸出誤差的最大值形式給出，常用最低有效位的倍數(shù)表示，反映A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)際輸出數(shù)字量和理論輸出數(shù)字量之間的差異。(2) 轉(zhuǎn)換時(shí)間：轉(zhuǎn)換時(shí)間是指轉(zhuǎn)換控制信號(hào)vL到來(lái)，到A/D轉(zhuǎn)換器輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字量所需要的時(shí)間。轉(zhuǎn)換時(shí)間與A/D轉(zhuǎn)換器類(lèi)型有關(guān)，並行比較

20、型一般在幾十個(gè)納秒，逐次比較型在幾十個(gè)微秒，雙積分型在幾十個(gè)毫秒數(shù)量級(jí)。實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)位數(shù)、輸入信號(hào)極性與范圍、精度要求和采樣頻率等幾個(gè)方面綜合考慮A/D轉(zhuǎn)換器的選用。(3) 8位數(shù)模轉(zhuǎn)換電路主要技術(shù)指標(biāo)：分辨率 - 8位：表示能夠分辨的最小電壓變化DATA 為 1 時(shí)的 Vi 表示最小電壓變化誤差 - 1LSB轉(zhuǎn)換時(shí)間 - 100微秒三、電路調(diào)試調(diào)試方法：調(diào)整變送器電路在正常工作狀態(tài)，連接變送器輸出至模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸入。運(yùn)行測(cè)試程序，改變調(diào)試臺(tái)溫度設(shè)置值，檢查單片機(jī)采集到的數(shù)據(jù)是否正確，如果不正確按照故障診斷預(yù)案進(jìn)展診斷分析，并且排除故障。改變?cè)O(shè)置溫度，運(yùn)行A/D測(cè)試程序，檢查模/數(shù)

21、轉(zhuǎn)換結(jié)果。在調(diào)試臺(tái)上通過(guò)+10按鍵不斷改變溫度數(shù)值。模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路調(diào)試程序如圖：#include C8051F020.h#include absacc.h#include data_define.c#define C2 XBYTE0x2000#define TIMER 0x8000#include Init_Device.cvoid delay(void);void main(void) unsigned char x; Init_Device();while(1) C2=x; delay(); x=C2; delay(); void delay(void) unsigned char i;

22、for(i=0;iTIMER;+i);在調(diào)試臺(tái)上通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)溫按鈕不斷改變溫度數(shù)值六、電路顯示與鍵盤(pán)控制電路一、電路工作原理1.電路的選擇單片機(jī)與LED顯示器有兩種接口方法。動(dòng)態(tài)顯示電路方案：電路簡(jiǎn)單，成本低，控制程序復(fù)雜，適用于顯示位數(shù)較多的場(chǎng)合?？墒褂弥悄苄酒?279完成。以下為動(dòng)態(tài)顯示原理圖靜態(tài)顯示電路方案：使用的元件多，成本相對(duì)較高。每位獨(dú)立控制，程序設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，適用于顯示位數(shù)較少的場(chǎng)合。使用74LS273，采用此方案。鍵盤(pán)接口方法矩陣鍵盤(pán)電路方案：按鍵較多時(shí)，成本低，控制程序較直讀電路復(fù)雜，適用于顯示位數(shù)較多的場(chǎng)合。采用此方案。原理圖如下：最終我們的電路方案如以以下圖：(二).電路調(diào)

23、試鍵盤(pán)/顯示電路1顯示電路模塊調(diào)試按照?qǐng)D進(jìn)展電源板焊接完畢，而后再次認(rèn)真查線一遍然后再開(kāi)場(chǎng)測(cè)試。測(cè)試時(shí)，將電源板，單片機(jī)，顯示電路正確連接。按正確加電順序供電，如果一切正?？梢蚤_(kāi)場(chǎng)進(jìn)一步的測(cè)試。運(yùn)行顯示模塊測(cè)試程序，如果電路工作正常，在4個(gè)數(shù)碼管上應(yīng)有數(shù)字0-9 滾動(dòng)顯示。否那么，說(shuō)明電路存在故障。顯示電路的編程流程如圖：試程序如圖：#include C8051F020.h#include absacc.h#include data_define.c#include Init_Device.c#define ADC XBYTE0x0000#define DP1 XBYTE0x0001#defi

24、ne DP2 XBYTE0x0002#define TIMER 0x8000unsigned chartable=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90;void delay(void);void display(unsigned char x,unsigned char y);void main(void) unsigned char x=0,y=0,z=0,num=0; DP1=DP2=0xff; Init_Device();while(1) ADC=x; delay(); x=ADC; x=(x*100)/256; y=x%10

25、;num=2;display(num,y); z=x/10;num=1;display(num,z); void display(unsigned char x,unsigned char y) if (x=1) DP1=tabley; else DP2=tabley; void delay(void) unsigned int i; for(i=0;iTIMER;+i);鍵盤(pán)控制模塊調(diào)試：運(yùn)行鍵盤(pán)控制電路的測(cè)試程序，如果電路工作正常，在鍵盤(pán)上每按 1 個(gè)鍵，都會(huì)通過(guò) 2 位數(shù)碼顯示管，顯示相應(yīng)的行編碼和列編碼。否那么，說(shuō)明電路存在故障。 匯編程序流調(diào)試程序如圖：#include C8051F

26、020.h#include absacc.h#include data_define.c#define DP1 XBYTE0x7000#define DP2 XBYTE0x7100#define DP3 XBYTE0x7200#define DP4 XBYTE0x7300#define TIMER 0x8000#include Init_Device.cunsigned char table=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90;void display(unsigned char x,unsigned char y) DP3=ta

27、blex; DP4=tabley; void main(void) unsigned char l_val,r_val,r_state,temp,conter,x,c; int key; DP1=DP2=DP3=DP4=0xff; Init_Device();while(1) key=0x0004; for(x=1;x5;x+,key+) c=XBYTEkey; if(r_state=c&0x1f) for(conter=1,temp=0x01;conter6;+conter,temp=temp1) if(r_state&temp)!=0) r_val=conter; l_val=x; dis

28、play(l_val,r_val); 七、溫度測(cè)量1.內(nèi)容與原理2.實(shí)驗(yàn)程序如下：#include C8051F020.h#include absacc.h#include data_define.c#define C0 XBYTE0x0000#define C1 XBYTE0x2000#define C2 XBYTE0x4000#define DP1 XBYTE0x0000#define DP2 XBYTE0x0001#define DP3 XBYTE0x0002#define DP4 XBYTE0x0003#define TIMER 0x8000#include Init_Device.c

29、unsigned char table10=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90;unsigned char keymatrix44=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F;void display(unsigned char x,unsigned char y) if (x=1) DP1=tabley; else if(x=2) DP2=tabley; else if(x=3) DP3=tabley; else DP4=tabley;void delay(void) int i; for(i=0;iTIME

30、R;+i);unsigned char scan() unsigned char col,row,r_state,temp,c; unsigned int key=0x0004; for(row=0;row4;row+,key+) c=XBYTEkey; if(r_state=c&0x1f) for(col=0,temp=0x01;col4;+col,temp=temp1) if(r_state&temp)!=0) return keymatrixrowcol; return 100;unsigned char keyboard(unsigned char *dp) unsigned char

31、 ch,i,j; i=1; do i+; ch=scan(); if(ch=100) continue; else if(ch=A) return 0; dp3+i%2=ch; display(3+i%2,ch); for(j=0;j0) if(dnum=1) output=128+20; else output=250; else if(dnum0) if(dnum=-1) output=128-20; else output=5; else output=128; return output; void main(void) unsigned char num1,num2; unsigne

32、d char dp4; unsigned char temperature,input; DP1=DP2=DP3=DP4=0xff; Init_Device(); aa:keyboard(dp);/Set and display the aimed temperature num1=dp3*10+dp4; temperature=num1*255/100; flag=0; do C1=input; delay(); input=C1;/Read the current temperature delay(); num2=(input*100)/256; display(1,num2/10);

33、display(2,num2%10);/Display current temperature C2=OUT(temperature,input);/Output C2 if(scan(key)=B) break; while(1); goto aa; 3.調(diào)試過(guò)程：連接電路并運(yùn)行程序。觀察測(cè)溫系統(tǒng)數(shù)字顯示，應(yīng)跟隨調(diào)試臺(tái)設(shè)置溫度變化并與調(diào)試臺(tái)設(shè)置溫度接近。假設(shè)測(cè)量溫度與設(shè)置溫度相差過(guò)大的調(diào)試，那么需調(diào)整變送器。調(diào)試臺(tái)設(shè)置低端溫度，變送器進(jìn)展零點(diǎn)校準(zhǔn)，調(diào)試臺(tái)設(shè)置高端溫度，變送器進(jìn)展?jié)M度校準(zhǔn)。以下是我們的實(shí)驗(yàn)截圖：八、 心得體會(huì)第二階段我們一共完成了測(cè)溫系統(tǒng)中的單片機(jī)，A/D轉(zhuǎn)換，D/A轉(zhuǎn)換，顯示

34、鍵盤(pán)電路一共四塊電路板。雖然有了第一階段的一些經(jīng)歷積累，沒(méi)有那么手忙腳亂，但是這四塊板子的難度相比第一階段來(lái)說(shuō)是更加的高。第二階段我們主要面臨的問(wèn)題有以下幾點(diǎn)。第一點(diǎn)就是電路板需要焊接的線數(shù)量非常大，非常密集。這就意味著排線的難度大幅增加，同時(shí)在焊接過(guò)程中很容易出現(xiàn)失誤。在單片機(jī)這塊的焊接中，我們就出現(xiàn)了把芯管腳搞反，結(jié)果在插針焊接的時(shí)候錯(cuò)了很多，要更改起來(lái)特別困難。另外在布線的構(gòu)造上我們也存在很大的問(wèn)題，這就讓焊接的線變得很多很亂，在測(cè)試電路的時(shí)候出現(xiàn)問(wèn)題，查線排除故障進(jìn)展的非常緩慢。另外在顯示鍵盤(pán)電路這塊板子上，一開(kāi)場(chǎng)四個(gè)數(shù)碼管只有兩個(gè)亮，我們以為是數(shù)碼管的問(wèn)題，但更換之后問(wèn)題依然存在。于

35、是再進(jìn)展電路檢查，查了三四遍線路都認(rèn)為沒(méi)有問(wèn)題這讓我們覺(jué)得非常奇怪，后來(lái)在和其他組同學(xué)的電路板比照之后發(fā)現(xiàn)少了兩根地線沒(méi)有接，還是我們焊接時(shí)候的粗心大意造成的。還有就是有些芯片的GND管腳沒(méi)有標(biāo)在管腳圖上，也被我們忽略了，這是缺乏經(jīng)歷的緣故。最讓我們組頭痛的就是測(cè)溫系統(tǒng)，將6塊板子組合在一起進(jìn)展測(cè)試。在之前我們每塊板子單個(gè)都通過(guò)了測(cè)試，可是沒(méi)有想到進(jìn)展測(cè)溫系統(tǒng)測(cè)試的時(shí)候竟然沒(méi)有成功。經(jīng)過(guò)推斷我們認(rèn)為問(wèn)題肯定是出現(xiàn)在單片機(jī)上，但是不管是查線還是測(cè)試輸出波形都查不出問(wèn)題所在。在我們非常著急頭痛走投無(wú)路的時(shí)候，教師給予了我們巨大的幫助。在教師的測(cè)試下，一針見(jiàn)血的指出了A2管腳的線路有問(wèn)題，經(jīng)過(guò)檢查果

36、然如此，修正了電路之后果然就顯示了正確的結(jié)果。最后一節(jié)課，我們還有幸聆聽(tīng)了來(lái)自西門(mén)子的電子工程師的講座，為我們講述了他的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，讓我們收獲頗豐。本學(xué)期電子工程設(shè)計(jì)課程圓滿完畢，在這學(xué)期我們第一次嘗試去完成一個(gè)功能完善的電子系統(tǒng)。在這個(gè)過(guò)程中遇到了諸多的困難，但我們都頑強(qiáng)的客服了，我們的動(dòng)手能力得到了鍛煉，讓我們明白紙上的電路轉(zhuǎn)換為實(shí)際的系統(tǒng)，需要付出百倍的努力和耐心才能實(shí)現(xiàn)。也讓我們更加敬仰在歷史長(zhǎng)河中那些為人類(lèi)做出奉獻(xiàn)的電子工程師。最后感謝高新的耐心教導(dǎo)和幫助。九、附錄一、參考文獻(xiàn)1.電子工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練任務(wù)書(shū)(信息控制與通信局部) 北京工業(yè)大學(xué)出版社2.模擬電子技術(shù)根基(第四版) 童詩(shī)白,華成英 高等教育出版社二、插座定義+5V+5V+5V+5VP3.2ALERSTWDP1,1D0RDP1.2D1A4P1.3D2A3P1.4D3A2P1.5D4A1P3.5D5C4P3.3D6C3串行輸入D7C2串行輸出P3.4C1地地地地SELNC+5V+5V地地BUSY地模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入ACK地變送器輸出D8地驅(qū)動(dòng)器輸入D7地D6地?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換輸出D5地D4NC-12V-12VD3NCD2NC+12V+12VD1ERRSTBNC地地