《基于单片机的恒温箱控制系统的设计》修改意见稿
1、“.....当达到设定值后停止加热,当温度下降到下限小于设定值时再自动启动加热,这样不断的循环,使温度保持在设定范围之内。启动加热以后就不能再设定温度,因为温度的设定可以根据实验要求改变。若要改变设定的温度,可以先按复位停止键再重复上述过程。根据以上对操作和工作过程的分析,程序应分为两个阶段是通电或复位后到启动加热,程序主要是按键设定显示器显示设定温度二是检测并显示系统的实时温度,并根据检测的结果控制电热器,这时系统不接收键盘的输入。因此,程序可以分为以下几个功能模块温度设定和启动显示温度检测温度控制以及报警。键盘管理模块键盘管理子程序流程如图所示。图键盘处理程序流程当通电或复位以后,系统进入键盘管理状态,单片机只接收设定温度和启动。当检测到有键闭合时先去除抖动,这里采用软件延时的方法,延时段时间后,再确定是否有键闭合,然后将设定好的值送入预置温度数据区,并调用温度合法检测报警程序,当设定温度超过最大值如时就会报警,最后当启动键闭合时启动加热。键盘设定用于温度设定......”。
2、“.....状态切换温度设置确认温度重新设置。设置温度。设置温度。系统上电后,数码管全部显示为零,根据按次数,决定显示的状态,根据相应的状态,利用进行加减,当温度设定好之后,再按确定,系统开始测温,开启加热器。显示模块显示子程序的功能是将缓冲区的二进制数据先转换成个码,再将其分别存入百位十位个位个显示缓冲区,送往串行口,利用单片机的口进行扫描,让数据动态的显示出来,可显示设置温度和测量温度。控制模块温度控制子程序流程如图所示,将当前温度与设定好的温度比较,当当前温度小于设定温度时,开启电热器当当前温度大于设定温度时,关闭电热器当二者相等时,电热器保持这状态。图控制模块程序流程温度报警模块报警子程序流程如图所示。根据设计要求,当检测到当前温度值高于设定温度值时报警,报警的同时关闭电热器。为了防止误报,设置了报警允许标志,只有在允许报警的情况下,温度值高于设定温度值时才报警。图报警子程序流程主程序和中断服务程序流程主程序采用中断嵌套方式设计,各功能模块可直接调用......”。
3、“.....温度预置及其合法性检测,预置温度的显示及定时器设置。定时器中断服务子程序是温度控制体系的主体,用于温度检测控制和报警包括启动温度转换读入采样数据数字滤波越限温度报警和越限处理输出控制脉冲等。中断由定时器产生,根据需要每隔中断次,即每采样控制次。但系统采用晶振,最大定时为重新点亮,如图所示。图系统进入保温状态仿真图抗干扰技术硬件抗干扰技术光电隔离在输入和输出通道上采用光电隔离器来进行信息传输是很有好处的,它将微机系统与各种传感器开关执行机构从电气上隔离开来,很大部分干扰将被阻挡。抗干扰电源微机系统供电线路是干扰的主要来源,电源采用隔离变压器接入电网,可以防止电网的干扰侵入微机系统。配置去耦电容原则上每个集成电路芯片都应安置个的陶瓷电容器,可以消除大部分高频干扰。良好接地在既有模拟电路又有数字电路中,数字地与模拟地要分开,最后只在点相连,如果两者不分,则会互相干扰。软件抗干扰技术人工复位对于失控的,最简单的方法是使其复位,程序自动从开始执行......”。
4、“.....并持续以上即可。掉电保护在掉电中断子程序中,首先进行现场保护,保存当时重要的状态参数,当电源恢复正常时,重新复位,恢复现场,继续未完成的工作。指令冗余应多采用单字节指令,并在关键的地方人为地插入些单字节指令,或将有效单字书指令重复书写,在些对程序流向起决定作用的指令之前插入两条指令,以保证弹飞的程序迅速纳入正确的控制轨道。系统制作与测试系统的板见图,所用元件见表。图系统的板表系统元件列表结束语本文利用对温度进行控制,采用单总线传输方式的作为温度传感器,与按键数码显示报警器等外部辅助硬件共同组成个温度控制系统。设计中用到了等设计与仿真软件,作者本着安全性可靠性稳定性和易扩展性等设计原则,对各方案进行了细心的比较,并对设计中使用的芯片进行了仔细的分析,力求设计出个安全稳定可靠的温度控制系统。因此,本系统的安全性和可扩展性都比较好。在仿真过程中,由于仿真软件库内没有这个元件,并且动态显示在仿真时数码显示不稳定,所以仿真时采用了静态显示,并利用软件来模拟温度的变换......”。
5、“.....参考文献单片微型计算机原理及应用西安西安电子科技大学出版社单片机外围电路设计北京北京电子工业出版社基于单片机的嵌入式开发指南电子工业出版社,胡大可等单片机应用系统开发实例导航求是科技靳达编著人民邮电出版社年月系列单片机高级实例开发指南附光盘张李军等编著北京航空航天大学出版社年月致谢在此,我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学,他们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够成功的完成,要特别感谢我的指导老师对我的精心指导,让我获得了丰富的理论知识,极大地提高了实践能力。,为实现定时,这里另行设了个软件计数器。图主程序流程图图中断服务程序流程图系统调试与仿真硬件调试根据设计的原理电路做好实验样机,便进入硬件调试阶段。调试工作的主要任务是排除样机故障,其中包括设计和工艺性故障。脱机检查用万能表或逻辑测试笔逐步按照逻辑图检查机中各器件的电源及各引脚的连接是否正确,检查数据总线地址总线和控制总线是否有短路等故障。有时为保护芯片......”。
6、“.....确定其无误后再插入芯片检查。仿真调试暂时排除目标板的和,将样机接上仿真机的芯仿真插头进行调试,调试各部分接口电路是否满足设计要求。这部分工作是种经验性很强的工作,般来说,设计制作的样机不可能次性完好,总是需要调试的。通常的方法是,先编调试软件,逐检查调试硬件电路系统设计的准确性。检查的时钟电路通过测试信号,如没有信号,则判断是晶体或故障,这称之为心脏检查。检查的分时复用功能的地址锁存是否正常。检查地址分配器。般是由部分译码或全译码电路构成,如是部分译码设计,则排除地址重叠故障。对扩展的进行检查调试般先后写入,再读出比较,以此判断是否正常。因为这样的各位均写入过代码。软件调试软件调试软件调试根据开发的设备情况可以有以下方法交叉汇编用机对系列单片机程序进行交叉汇编时,可借助机的行编辑和屏幕编辑功能,将源程序按规定的格式输入到机,生成目标代码和文件。用汇编语言现在有些单片工业控制机或者开发系统,可直接使用汇编语言,借助进行汇编语言调试。手工汇编这种方法是最原始......”。
7、“.....且不必增加调试设备。这种方法的实质就是对照指令编码表,将源程序指令逐条地译成机器码,然后输入到重新进行调试。在进行手工汇编时,要特别注意转移指令调用指令查表指令。必须准确无误地计算出操作码转移地址和相对偏移量,以免出错。以上种方法调试完成以后,即可通过写入器,将目标代码写入中,并将其插至机器的相应插座上,系统便可投入运行。系统仿真因本系统是利用单片机进行系统控制,所以需采用单片机仿真工具进行仿真。软件是来自英国公司的工具软件,软件有十多年的历史,在全球广泛使用,除了其具有和其它工具样的原理布图自动或人工布线及电路仿真的功能外,其革命性的功能是,他的电路仿真是互动的,针对微处理器的应用,还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程,并实现软件源码级的实时调试,如有显示及输出,还能看到运行后输入输出的效果,配合系统配置的虚拟仪器如示波器逻辑分析仪等,为使用者建立了完备的电子设计开发环境,产品系列也包含了革命性的技术......”。
8、“.....是款非常优秀的单片机仿真软件。可以使用和进行联调,使调试仿真更为方便。由于软件库内没有本系统所用到的测温元件,所以在仿真时,系统电路作了些调整。首先画好仿真图,将程序的二进制文件调入单片机对话框的栏内,如图所示。图二进制文件的调入仿真开始时,仿真图如图所示,数码管都显示为零,只有红色未加热状态灯亮。图刚启动的仿真图在设置好温度值如摄氏度并按键确定后,数码管显示实时温度值摄氏度,系统开始进入加热状态,如图所示。绿色加热状态灯亮,黄色输出控制状态灯亮,系统控制加热器对水进行加热。图系统启动加热仿真图系统启动加热段时间后,达到设定的温度值,系统停止加热,状态灯摄氏度。铂热电阻与温度关系是其中是温度为摄氏度时的电阻是温度为摄氏度时的电阻为任意温度值为温度系数。方案三采用模拟温度传感器,具有较高精度和重复性重复性优于,其良好的非线性可以保证优于的测量精度。但其测量的值需要经过运算放大模数转换再传给单片机,硬件电路较复杂,调试也会相对困难,所以本系统不宜采用此法......”。
9、“.....提供九位温度读数,测量范围,采用独特总线协议,只需根口线即实现与的双向通讯,具有连接简单,高精度,高可靠性等特点。并且,支持主多从,若想实现多点测温,可方便扩展。综合以上四种方案,本设计采用第四种方案,利用数字温度计作为温度传感器。显示部分方案采用口直接驱动,需要占用大量可贵的口资源,且系统运行后,更换元件不易,不符合系统设计的可靠性易扩展性原则。方案二采用串行口驱动静态显示,利用单片机的串行口输出数据,显示多位数码,可节省大量的口,但每个数码管必须有个驱动芯片,且每位段码须接个限流电阻,所须元件多,硬件电路比较复杂。方案三采用串行口驱动动态扫描显示,利用单片机的串行口输出数据,显示多位数码,多个数码管可共用驱动芯片和限流电阻。这样既可以简化硬件电路,又可以节省大量的口线,为功能扩展留下空间。综合以上三种方案,本设计采用方案三串行口驱动动态显示。根据系统具体指标要求,可以对每个具体部分进行分析设计。输出控制方案采用继电器,易于控制,且实行比较简单......”。