1、“.....其流程如图。将转换成双字节整数计算计算计算计算计算开始结束图位置型运算程序流程图增量型算法的程序设计由式可知,增量型算式为设所以,有式为离散化的增量型编程表达式。增量型运算程序流程如图。开始结束数据迭代计算输出值计算给定值采样值计算计算计算计算计算计算计算图增量型运算程序流程图系统的软件设计系统软件功能分析对于单片机系统的设计,设计好了硬件,只是完成了半工作,没有软件,硬件是没有意义的。因此必须设计出相关的程序,通过应用程序把器件与器件之间器件与人之间建立起沟通和相关联系,才能发挥系统应有的作用。恒温箱在上电复位后,处于停止加热状态,此时通过按键来设定预置温度和定时时间。初始温度和定时时间设定好后,开始加热,并实时的检测恒温箱的温度,通过控制算法计算出加热时间......”。
2、“.....以达到控制温度的目的。当恒温箱的温度达到初始温度后,在单片机的控制下处于恒温,知道定时时间到,蜂鸣器提示,停止加热。根据上面对系统的分析,可实现下面几个功能系统初始化对系统进行初始化设定温度控制值和定时时间,控制系统转入相应的加热或恒温阶段检测恒温箱温度经过转换,输入单片机进行处理进行运算,按照运算结果,驱动加热器加热,以调节温度实现定时功能,定时时间到,蜂鸣器蜂鸣提示。主程序的设计主程序主要进行初始化,分配内存单元及设置定时器参数,以便为系统正常工作创造条件。由于本系统采样数据为位双字节,加上些给定值,如温度上限报警值,所以内存单元比较多,故本系统将同时使用内部及外部。主程序流程如图所示,本系统的采样周期为,采用两个定时器串联的方法,即设为定时方式,设为计数方式。设为定时方式,定时的时间间隔为,时钟频率选。代入公式,可得出应装入的时间常数,可分别装和。设为计数方式,计数值为。开始系统初始化当前温度定时时间显示否否否否温度采集温度控制温度设置是是是否定时时间设置是报警停止恒温控制是图主程序流程图当按下了启动停止键后,系统进入加热状态......”。
3、“.....系统除了执行键扫描显示程序外,还会执行温度采集温度控制以及定时程序。系统会根据采集到的实际温度值,再与设定温度值,上次偏差值起进行计算,计算出加热时间,通过加热时间的大小来控制继电器的通断。定时程序则会计算出剩余的定时时间,并在定时时间到时,通知系统发出蜂鸣声。若是在加热状态下,按下了启动停止键,系统将进入停止状态,程序跳到系统初始化处,重新初始化,同时蜂鸣加热都会停止,重新回到设定状态。子程序的设计系统初始化模块的设计单片机在运行之前要对其进行端口配置,工作模式的选择,以及定时器中断等的设置,就是对其初始化,同时初始化程序也要对系统中的些全局变量进行初始化,以便系统重新初始化时,变量变回初始值。系统初始化程序流程图如图所示。开始返回初始化全局变量设定参数端口配置定时器设置图系统初始化程序流程图显示模块的设计显示方式为动态显示,动态显示是位位地轮流点亮各位数码管,这种逐位点亮的方式称为位扫描。动态方式显示时各数码管分时轮流选通,要使其稳定显示必须采用动态扫描方式,即在每时刻只选通位数码管,并送出相应的段码,在另时刻选通另外位数码管......”。
4、“.....虽然这些字符是在不同的时刻分别显示,但是由于人眼存在视觉暂留效应,只要每位显示间隔足够短就可以给人以数码管同时显示的感觉。数码管为共阳极接法,显示数据的字型码如表所示。表共阳极接法字型表显示数字端口输出在程序中要显示数字,只要从表中查出对应的端口输出数据,再把该数字送到口输出就显示了。显示模块功能由函数实现,数码管的更新采用和控制,分别对应着数码管的每个时刻指令位为,在显示完后要对该位进行复位。其显示程序流程图如图。开始计算十位上数字计算个位上数字数码管低位个位数字延时数码管高位显示十位数字延时结束否是图显示程序流程图由于数码管的数据位同时接到口,所以选通个数码管后定要禁止显示。在选通下位数码管时口上的电平发生变化,如果不禁止上位则发生两位同时显示当前端口数据的情况。在选通个数码管,并把数据送给口后,要经过段时间延时后,才能禁止其显示。因为,人眼睛视神经的反应速度是有限的,如果不加延时,人眼可能还没感知到数码管显示就已经关掉了。温度采集模块的设计般在使用采集方案中,都会对放大器采集来的模拟信号进行温度采集,即进行转换......”。
5、“.....开始转换后引脚为低电平,当重新变成高电平时表示转换结束,此时可以申请中断或者由程序查询该位并读取结果。温度采集包括三方面内容转换数字滤波和值向实际温度值的转换。其温度采集程序流程图如图所示。图温度采集程序流程图转换每隔执行次温度采样操作,每次采样执行次转换,转换时,通过查询引脚电平变化,来判断转换是否结束,转换完成,将结果读出,并将转换后的值存入数组。数字滤波由于干扰和实际噪声的存在,在采样过程当中会出现采样信号与实际信号存在偏差的现象,甚至会出现信号的高低波动,为了减小这方面原因造成的测量误差,在实际采样时采样个点,然后再除去其中偏差较大的两个点,即个最大值和个最小值,再对剩余的个点取平均值,即实现了数字滤波,这样得到的转换结果比较接近实际值。值向实际温度值转换开始设置并启动否是读取值是否采到次否是滤波算法查表得到温度值结束在对采样值进行滤波操作之后,还要将值转换为实际温度,常用的两种方法为查表法和公式法查表法比较麻烦,而且精度也不高,适应于线性化较差的传感器。公式法比较简单,只需要确定比例系数和基准偏差即可......”。
6、“.....温度的语言实现过程为,利用这个公式换算成温度值。在内几乎是线性的,但是本系统的测温范围最高为,且又由于转换精度的原因,电阻的非线性造成的误差超出了要求,所以公式法无法实现值到温度值的转换,本设计采用的是查表法。键扫描模块的设计键盘与单片机的接口有查询方式和中断方式,查询方式比较简单可靠性比较高,但是效率低而中断方式则效率比较高系统资源占用较少同时可以保证实时性的要求。本软件由于按键较少,在效率上和系统资源占用上与中断方式差别不大,所以采用查询方式比较简单。有键按下时,相应口的电平会被拉低,只要程序循环得读口的电平,就可以判断哪个键被按下。由于按键抖动现象的存在,按键次按下或释放会被的认为是多次操作,这显然是不允许的,为了消除这种情况,程序采用软件去抖动,即在每次检测到有按键按下时,执行个左右的延时程序后,再执行键按下后的操作。键扫描模块流程图如图所示。复位或停止后,系统处于设定状态,其功能是监测键盘输入,接收温度设定,定时和启动键等。每个键都具有第二功能,根据系统的状态,按键实现不同的功能。复位或停止后......”。
7、“.....此时按下键或是设置时间,若按下时间温度选择键,系统将工作于温度设定状态,此时再按下或则是设置温度。设定温度或时间时,程序会根据情况,使温度和时间设定值设定在要求的范围之内。时间温度选择键还可以在系统加热状态下对显示时间还是显示温度进行选择。加热停止键在每次按下后,会改变系统状态标志,主程序会根据这个标志使系统工作在相应的状态下。开始返回温度设定加确定数码管显示设定温度温度设定减时间设定加时间设定减数码管显示设定时间确定是否否否是是是否否否否是是是图键扫描程序流程图温度控制模块的设计本设计利用位置式算法,将温度传感器采样输入作为当前输入,然后与设定值相减得到偏差,再对之进行运算产生输出结果,再让控制继电器的通断时间,进而控制加热器的平均功率。其温度控制程序流程图如图所示。首先,定义了些变量,用于存放运算所需要的系数,以及温度设定值,历史误差的累加和等信息。加热时间通过算法计算出来后,由定时器中断控制。在温度控制程序中,计算出后,如果该参数大于,则开启加热器,每进入次定时器中断,参数减,直到等于,停止加热。如果算法计算结果比较大......”。
8、“.....则加热时间比较长,如果计算结果比较小,说明离设定温度相差较小,加热时间相对较短。图温度控制程序流程图报警模块的设计当高于设定温度时,将影响恒温箱的质量。因此,将恒温箱定个温度上限。检测到温度超限,应进行报警处理。报警子程序流程如图。图报警程序流程图开始计算停止加热加热返回是否报警处理温度处理子程序开始返回送温度正常信号定时时间到是否软件设计小结在软件程序的设计中,特别是程序,接触不多,更没好好去探讨,所以开始让人摸不着头脑,陷入了僵持状态。主要是自己的专业知识面不广泛,所以设计起来很费劲。无法从任何地方去着手,真后悔以前没有把基础打扎实,所以在上面花了很多的时间,只有重头开始学起。虽然在这次设计中遇到了种种困难和问题,但在老师和同学的悉心指导下,最终把所有问题都迎刃而解,最终圆满的完成了设计。程序清单参见附录。结束语本系统针对以往常用按下,设定时间减按下......”。
9、“.....测量精度较低集成度较低适应性能较差和单路测温系统的不足,如分立元件多体积大可靠性差且日常维护量大,以及针对延时性和维修量大维修不方便等缺点,采用恒温控制系统。本系统的硬件简单软件丰富调试修改方便,可以方便地实现现代化测温和多种功能,可靠性高,测温简单,可以作为种先进的路或多路温度测量方法来取代以往常用的单路测温方法。由于本人理论水平的有限和实践经验的缺乏,在系统的实际运行中必然存在定的缺点和不足,不定能像预期般实现以下指定要求对电加热恒温箱温度的检测,并按工艺要求控制最高加热温度在恒温阶段,保持持续的稳定电阻丝加热后采用恒值控制显示检测温度值。相信在今后的学习和交流中,通过对恒温控制系统的深入了解,必然能有所新的体会,能对本系统做进步的改善,使其更加完善。参考文献曹琳琳,曹巧嫒单片机原理及接口技术长沙国防科技大学出版社,谢宜仁,谢炜,谢东辰单片机实用技术回答北京人民邮电出版社,张洪润,蓝清华单片机应用技术教程北京清华大学出版社,丁元杰单片微机原理及应用北京机械工业出版社......”。
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