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论文方法介绍-烘干箱的智能温度控制器的设计
时间:2021-05-11 11:21:20

  随着我国经济社会的发展与进步和现代科技文化的传播与发展,烘干箱给现代人们的日常生活工作带来了很多的便利,产生了深远的社会影响。本文主要结合了烘干箱的实际使用情况,对于原来烘干箱系统使用中可能普遍存在的烘干箱温度控制不准确、系统的稳定性差和无法使用智能自动化调控的设备等问题进行深入的原因分析和针对性探讨。

  在现如今的工业和生活中,烘干箱在农业机械、工厂设备生产、食品加工等诸多方面都扮演着重要的作用和角色。随着烘干箱时代的发展,为了人们的便捷,烘干箱的温度自动控制器如果能真的做到了智能化、自动化,那将加大各工厂的生产经营效益。可如今我们的国家有的烘干箱还是采用人工控制。

  由于烘干箱的内部温度控制系统可以进行预置,预置时用户可以进行手动选择设置烘干箱温度,温度达到超过预置使用温度范围的±5℃时系统会发出报警。使用的过程中烘干箱的温度范围将显示精确到0.1℃。加热的过程中烘干箱采用自动恒温系统进行控制,温度得到的控制说明温度不会超过±2℃。

  本文理论与实践相有机结合,详细地阐述了集烘干箱单片机自动控制技术,温度数据采集系统技术,自动控制系统技术于一体的先进烘干箱控制系统技术在该烘干箱自动控制系统设计中的实际应用。在该烘干箱系统中,应用了89c51,adc0809等很常见的烘干箱单片机及其他集成控制器芯片,结合其相关的技术理论和实践基础相信本文能够很好的达到您所预期的应用效果。

  现代烘干箱在工业的设计,工程建设及人们的日常生活中对于烘干箱的温度控制都是起着重要的意义和作用,早期的恒温烘干箱主要是应用于大型工厂的生产中,能够对用户起到便捷的自动调控产品温度,提高了生产的效率,产品质量之用。

  随着现代社会人们生活质量的改善和提高,对电器的依赖,温度的变化极其有限度的可能对人们所生产的各种产品和服务造成非常大的影响。因此,这就使人们需要一种设备能够及时的检测应用环境温度的变化以及有关于温度变化的控制设备,提供有关于温度变化的数据检测值,使得人们对于温度的变化可以做及时的检测和调整。

  电子技术的进步和飞速发展,给了人类的价值观和生活方式带来了根本的的技术变革,特别是随着计算机的大规模集成电路的出现和产生而逐渐出现了微型的计算机,更是将整个人类信息社会的发展带入了一个新的信息时代。对于大多数的传统工业过程控制来说,也并不需要微机那样强大的控制功能。相对于微机来说,单片机的价格低,非常的适合于广泛应用在简单的控制系统等场合以大大降低控制成本。另外,单片机的设计是按照对工业过程控制的要求进行设计的,其工作实用性很高,可在各种工业现场复杂的工作环境下正常运行,单片机可以依靠其高的工作可靠性和极高的性价比,在各种工业过程控制,数据采集,智能化测量仪表,家用电器在进步和发展,温度传感器的数量和种类还是在不断的增加丰富来满足人们在生产和生活过程中的各种需要。在工业单片机的温度自动测量控制系统设计中的主要工作关键是如何测量单片机的温度、控制单片机的温度和决定如何保持单片机的温度。

  1.2国内外研究现状

  目前国际社会上对于烘干箱运用先进的温度控制算法,适应的数学模型范围广泛。借助于计算机控制系统软件技术,温控器类产品具有对计算机控制系统中的对象制定相关控制参数,能够根据其历史的经验及控制对象的实际功能变化和使用情况,自动地调整对象相关的控制参数,以更好地保证计算机控制系统效果。

  近年来,温度的检测在实践和理论上已经发展比较成熟,但在实际的测量和生产过程控制中,能对所需要测量的温度场情况进行、较精确的测量和控制,仍然已经是目前测温领域需要研究和解决的一个技术问题。对温度的测控传感器技术主要包括对温度的测量传感器技术和接触式温度控制传感器技术两个主要的方面。在对温度的测量和控制技术中,接触式测温传感器发展较早,这种接触式测量方法的优点主要是:简单、可靠、低廉、测量的精度较高,一般都能够准确地测得真实的温度:但由于温度检测仪器元件热惯性的直接影响,难于准确的测量运动过程中物体的真实温度。另外的非接触式传感器测温方法主要是通过对物体中的辐射和化学能量的温度检测来直接实现温度测量移动物体的表观温度,还可以清楚地直接观测到物体温度的波动和变化,响应速度较快。在满足传感器测量的精度和可靠性要求的前提下尽量减少传感器的投入。目前现代工农业信息电子技术的三大重要基础技术是现代信息传感器采集(也称即温度传感器采集技术)、信息传输(即无线通信传输技术)和计算机信息处理(亦即计算机信息处理技术)。温度传感器采集技术属于现代信息电子技术的前沿尖端的技术产品,尤其特别是温度传感器被广泛地应用于现代工农业的生产。

  1.3本论文研究的主要内容

  ①绪论部分

  选题的重点研究主要目的和其研究意义;国内外的选题研究趋势发展及其现状;本专科学位硕士论文的研究选题及其研究的主要学术方向和研究内容等;

  ②系统整体设计方案介绍

  系统的整体温度设计主要的内容分别主要是:屏幕显示当前的温度;按键自动控制系统显示温度的增减;控制系统自动进行对温度的调整并自动控制温度;通过设计的上位机控制软件,实现对温度的上位机自动控制;

  ③系统硬件设计

  首先详细介绍烘干机整体的设计方案,接着详细介绍烘干机硬件各组成部分控制电路的分析;烘干机温度变化测量控制电路用ad590串联电阻控制器来设计和实现;控制器利用i/o口自动控制9013的导通和关断,进行并联的指示来控制烘干机的加热与导通和关断:

  ④系统软件设计

  如何设计软件的流程图;开发和设计基于单片机设计实现的嵌入式温度控制管理系统;如何尝试进一步提高系统的精度;

  ⑤对所设计方案进行调试并分析

  ⑥对所做的设计进行总结

  2系统硬件电路的设计

  2.1系统的整体方案介绍

  图2-1为单片机温度控制系统的组成结构框图,热电偶将炉温控制信号变换为电压又变换为信号。在单片机的温度控制中,一般的组成如图1-1所示:

  图2-1温度控制系统组成框图

  1.烘干箱由1kw##h的电炉驱动进行低温加热,最低温度大约为0℃;最高的加热温度大约为150℃。

  2.烘干箱的自动温度控制误差范围温度可自动进行预置,预置温度烘干过程温度的最大分辨率为1℃,烘干操作过程恒温自动误差控制,温度控制范围误差最大范围均为≤±2℃;自动烘干箱可在温度控制误差范围内在超出系统设定或超过预置的烘干温度±4℃时自动给出发声恒温报警。

  3.对升降温过程的线性没有要求。

  介绍89C51,各引脚功能如2-2图所示

  .

  图2-2

  了.

  2.2单片机时钟电路分析

  图2-3单片机时钟电路

  at89c51单片机的控制芯片内部通常需要设有一个由反向随机信号输入放大器所需的连接元件构成的一个单片式随机信号振荡器。xtal1为正的反向线性振荡器

  具体时钟频率控制电路如图2-3所示。

  2.3温度检测

  2.3.1 AD转换器的选择

  (1)a/d信号转换器的工作原理及主要的技术指标:

  在对单片机的检测和控制系统中,a/d模拟转换接口也是单片机模拟转换通道设计中的主要组成环节。a/d模拟转换接口技术的主要研究内容主要是合理地选择所使用的a/d模拟转换器和其他外围控制元器件,实现与单片机的正确转换和连接以及设计和编制模拟转换接口程序。

  (2)a/d前向转换器芯片选择的要点新型a/d前向转换通道是前向输入通道设计过程中的一个重要环节,只有模拟量输入通道与计算机的接口不是模拟频率量而是计算机的数字频率量时,才可以使用到新型a/d前向转换器。另外,随着超大功率和高规模的集成电路设计技术的发展,使得a/d转换器的应用和发展增长速度十分惊人,新型的a/d前向转换器不断涌现。因此,在进一步确定前向输入通道的结构和设计方案后,如何正确选择和使用新型a/d前向转换器,以更好地满足其应用于系统的基本设计和技术要求呢?下面为大家介绍如何正确选择新型a/d转换器芯片的几个关键选择要点。

  1)测控软件确定对a/d信号转换器的精度及其分辨率。我们向用户提出的对测控软件精度的要求是对综合测控软件精度的要求,它包括了信号传感器的精度、信号转换器及调节控制电路的精度和传感器的a/d信号转换电路,据此我们应确定对a/d信号转换器的分辨率和位数。通常确定a/d转换器的分辨率和位数至少要比测控软件综合精度传感器所要求的最低测控软件分辨率高至少一位,而且精度应与其他测控环节所需要达到的测控软件精度相适应。

  2)确定a/d并行转换器的转换时间和速率。确定各种a/d并行转换器的转换时间和速率,以达到保证系统的转换实时性和精度要求。用不同的原理和方法实现的转换器速率较慢,转换的时间一般可以缩短为几毫秒或缩短到几十毫秒,一般用于对温度、压力、流量等条件的缓变信号和参量的实时检测。常广泛应用于如实瞬间记录等转换复杂和速度快的应用场合。

  3)首先需要确定每个使用者的环境参数。根据要求确定系统使用工作环境的必要条件,确定了对于a/d数字信号电源转换系统芯片组所要求的一些系统使用时的环境参数,如系统工作环境温度、功耗和系统工作可靠性等的要求以及等级等。

  4)其他的因素。首先要注意考虑a/d信号转换器的设计成本、资源、是否是目前流行的芯片等其他影响因素。

  3.

  2.3.2 A/D转换器原理

  模/数(A/D)转换电路的种类很多,如前所诉。选择A/D转换器件主要从速度、精度和价格上考虑。

  逐次评价采用音频逼近器方法的能对a/d音频信号进行转换器在生成工作信号精度、速度和工作可靠性等条件价格上都适中,是最常用的能对a/d音频信号进行转换的元器件。

  逐次快速逼近的方法的应用a/d输入电压电流转换器就一种速度快、精度高的新型a/d输入电压电流转换器,它主要功能是通过最高位至最高或低位的逐次快速逼近的方法和在检测输入电压时的转换电流来精确地快速逼近被逐次测量的电压电流转换的每个输入输出电压。一个基于一至n位的逐次信号逼近转换法的16位a/d输入电压信号转换器的电路设计基本原理和电路框图结构如下表图2-4所示

  这种新型的16位a/d射频信号逻辑转换器是以对一个d/a的信号转换逻辑电路为主要设计元件基础,加上比较器、n位逐次比较信号寄存器、置数信号控制逻辑电路以及射频时钟等元件组成,其信号转换逻辑电路的工作原理及基本定义简述如下:

  在寄存器启动输出信号的寄存器控制下,置数逻辑电路通过控制置n位逻辑使寄存器最高位d为1,其余位清0,n位寄存器的所有数据内容经过对d/a的转换后得到整个转换过程一半的寄存器模拟输入电压vxvn,与寄存器输入的模拟电压vxvx进行比较。。这样经过了n次的比较后,n位寄存器的所有数据状态就是上次转换后的一个数字量数据,经输出信号缓冲器读出。整个寄存器的转换处理过程就是这样经过搜索比较和逼近寄存器实现的,其数据转换的速度由寄存器对时钟的频率控制决定,一般在极微秒几十到上百微秒之间。

  图2-4 A/D转换器的原理图

  2.3.3 A/D转换器典型芯片

  adc微机芯片主要有两类三大类:一类型的芯片主要是在各种微机电子线路中广泛进行使用,不同时需要芯片带微机使用功能接口控制端;另一类的则是芯片带有微机使用功能接口控制端,可和其他电子微机直接使用进行使能接口。adc0809芯片核心是一种8位逐次视频转换的数位逼近式视频a/d数字信号视频转换器和单接口视频芯片,可以和其他视频微机直接使用进行视频接口。

  (1)管理系统软件内部结构框图aaadc0809由八路信号逼近式输入模拟八路输入输出开关、控制电路和一个逼近式输入三态模拟输出锁存器等八个部分结构组成.

  八路的模拟锁存与开关及八路地址信息模拟锁存与开关有去、译码器。

  256电阻开关阶梯和四个树状电子电子开关。看图说明256电阻阶梯和树状电子电子开关的主要作用和原理。

  对于8位的一个a/d输入电阻的该转换器有sadc0809,sar为8位,有28=256电阻的输入阶梯,形成256个大于标准值的输出输入电压并提供给比较器的一个树状控制开关标准输出输入端进行使用,树状控制开关的标准输出输入电压vst则输送给比较器的标准输入端。

  表1-1 Vst和D0D1的关系表

  D0 D1 Vst/V

  0 0 0

  0 1 0.5

  1 0 1.5

  1 1 2.5

  3)逐次重新输入一个逼近的信号寄存器和比较器。逐次的输入逼近三态输入输出寄存器sar在机器进行一个a/d暂态输出数字转换的操作过程中首先存放一个数据暂态送入输出这个数字中的量,在比较器的进行a/d暂态输出数字转换操作完成后不再存放这个数字中的量,并且这个数据最后可以发送到"三态输出锁存器"。

  4)电路分为三态输出锁存器和三态控制电路。如果输入的信号电压范围过小还可能需要对电路进行双极性的放大信号处理,另外,如果转换时输入的模拟量采样信号变化较快,即输入的模拟量采样信号保持的时间远远小于输入被转换的时间,需在输入被转换前预先增加一个缩短采样信号保持时间的电路。

  图2-5

  3.4滤波器设计

  若对测温现场的干扰较严重,可以优先考虑直接使用有源硬件低通滤波器,由于被测物体周围温度的变化很缓慢,可以优先考虑直接采用软件有源低通滤波器

  2.5放大器设计

  由于ad590的标度输出电流与k氏温度电流成正比,标度输入电流变换由一级硬件电路实现,为了简化一级硬件电路的结构,将i/u变换、k氏/摄氏温度电流变换、标度输出电流变换、低通滤波由一级硬件电路连接完成。其结构如图2-6所示。

  图2-6

  摄氏温度计算公式为:℃=K-273.15

  (1)i/u变换:由i/u和ic运放电路构成的加法反相变换在加法运放电路可以实现。

  (2)k氏/度的摄氏温度基准电压电流变换:由mc1403产生2.5v的温度基准电压输出输入电压,与经由r1、rp1产生273.15μa的温度基准电压输出输入电流变为i2(r1+rp1=2.5v/237.15μa≈9.15kω),与mc1ad590在0℃时所使用产生的273.15μa的输出电流相加或抵消。这种电压变换可以使0℃时间的基准电压输出的有源电压值由uuuo转变为零。

  (3)标度输入电压矢量变换:它在放大器中的要求标度输入输出电压标度tmin=0℃,放大器的要求输出标度输入电压uomin=0.000v,a/d输入电压标度转换的计算结果nmin=0;tmax=140℃,uomax=1.400v,nmax=1400。灵敏度变换即一个基于输出电压放大器的输出电压密度变换器其灵敏度定义为:(uomax-uomin)/(tmax-tmin)=(1.4-0)/(1400-0)=10mv/℃。则记为ar<br>r2+rp2=10mv/1μa=10kω

  调节电压rp2,使得输出电压的灵敏度符合传统的a/d电压转换器对输入电压的灵敏度要求。由于采用的反向同相加法电路同相端、反相端的电位为零,故对共模干扰的抵抗和抑制的能力明显优于同相加法电路。

  低通滤波由运放、C2、R2、RP2等构成,其截止频率为:

  fH=1/2π(R2+RP2)C2

  当选择截止频率函数为10hz时,由于函数r2+rp2=10kω,代入上式法则即可直接求得函数c2=1.59μf。此时我们可考虑选用1.5μf/50v的直流cbb电流作为输入电容。

  K4、K5是电子模拟开关CD4053,由单片机控制其连接状态。

  2.6AD590介绍

  ad590是基于1985年美国analogdevices公司的一款通用单片机可集成用于两端口的感温源和电流源。

  3.7温度控制

  电路设计中的各种温度控制驱动功能均可以采用双向式的可控硅控制芯片进行实现。控制电路结构如下图单片控主机微控图2-7所示,单片机的微控p1.7接口经通过微控光电信号隔离器和微控单片机双向驱动温度控制电路并联连接双向可控硅的电平温度控制端,其中对电平的驱动温度电压高低控制可以直接通过控制双向驱动可控硅的导线接通与驱动关闭或电源断开,从而大大缩短电平温度控制驱动电路的高压通电和温度加热的工作时间。

  图2-7温度控制电路

  3操作和控制联系

  3.1键盘及其接口

  键盘输入控制接口系统一般是由若干个小的圆形键盘按键及其连接部件组成的,它们也是目前使用单片上电机最简单的一种用于数据机的输入输出控制接口设备。计算机中的操作员就是可以通过简单的使用键盘输入功能来直接控制数据或者直接执行命令,实现的简单的一种人机对话。

  按键其实就是一个简单的触电开关。按键的抖动感应现象和按下去键的抖动感应电路如图3-1所示。

  抖动处理范围如果过大的话可能会对一个按键本身造成一次性的抖动或者对按键的多次抖动处理等等问题。因此我们应及时正确采取措施可以消除手机按键产生抖动的不良影响。目前可以去除按键键盘抖动的软件工具和解决方法主要分为有驱动硬件和硬盘驱动管理软件两种。

  图3-1抖动现象和去抖电路

  独立两个输入接口按键式的接口,在一般需要使用触控单片机的电脑应用程序系统中需要输入两个按键的接口数量相对较少,多数是采用独立两个输入接口按键式的触控键盘。此种数控键盘的工作结构简单,每只键盘输入线和按键都只需要连接一个单片机的其中一条键盘输入线和i/o线,通过对每条键盘输入输出线的按键位置信号进行数据查询和微处理工人即可准确性地识别每只键盘输入线和按键的实际工作运行状态。

  单片机键盘使用接口的方法:①可以直接使用单片机键盘接口芯片自身的键盘并行口。②直接使用单片机自身的串行口。③可以使用单片机通用键盘接口的芯片,如8255a、8155等多功能通用接口的芯片。

  在对单片机键盘运行程序的控制和处理方式中,何时需要进行对键盘的扫描和处理,通常认为有一下三种的情况:①

  随机定时中断扫描方式,每当一个通用单片机的apcpu两个键盘没有空闲时,执行一个单片机的一个键盘定时中断扫描的随机中断操作程序。②随机键盘中断定时扫描操作方式,当一个单片上每机当中有一个单片键盘被随机按了一下时,向这个单片机的a、cpu接口发出随机键盘中断定时扫描并在响应后,执行一个单片上每机一个键盘定时中断扫描的随机中断操作程序。③定时自动中断扫描方式,当定时中断扫描的持续时间一旦目标达到,执行采用单片计算机自动键盘定时中断扫描的自动中断处理程序。

  3.2显示及显示接口

  在单片机系统中,常用的二极管显示器主要有:发光二极管点阵显示器。

  三种不同类型的液晶显示器中,以被动液晶没有荧光光电二极管液晶显示器的液晶亮度最高,发光光电二极管液晶显示器亮度次之,而主动液晶没有荧光二极管的液晶显示器最弱,为被动的发光二极管液晶显示器,必须使用有外光源。

  1、发光二极管

  发光导体材料发射二极管的分子结构一般是由各种发光材料半导体或其他用于发光导体材料中的半导体元件做成的一种pnpn型的发光分子结,只要在每个发光导体材料的每个二极管两端通过正向的发光电流5~20ma就已经可以完全能够的使二极管两端达到正常的状态发光。led的具体外形和指示发光二极管具体颜色主要通过各种信号源的指示功能有红、绿、黄、白。单个的亮、led通常主要功能是通过亮、灭来分别发出指示系统正常正在运行的工作状态和用快速灯将闪烁的报警信号发出来分别指示系统报警。

  2、LED数码管

  leded七段七位数码管光电显示块发光器件组它是由七个数码发光光电二极管器件组成的一块可同时显示七个数码字段的一种数码管发光显示块的器件。在工业数码管理和单片机的实际应用中通常都会需要用到使用七段数字显示器的led。这种类型数码管线的显示块主要类型有共 夏极和共阳极两种,如下表图3-2所见图示

  图3-2 LED数码管

  数字测控显示技术是大型测控单片机应用测控系统的常用显示方式。目前在单片机应用测控数字显示系统中,通常都需要准确显示被测的工程量,往往至少需要4~5位含有小数点的数值。

  3、多位数码管显示

  单片机应用的系统中只有一位的数字管来显示选码是不常见的,同时如果要驱动多个的数码管进行扫描显示,就必须同时驱动让多个的数码管同时加上各自不同的段选码,这样才属于单片机静态的扫描显示。

  图3-3显示示意图

  七段导通方式led显示器的a、b、c、d、e、f段导通,g段截止,则输出接口显示"0"。对于这种并行的显示方式每个十进制位都至少需要单独有一个8位的输出接口进行控制。对于这种静态的显示方式,led方式的显示器由输出接口控制芯片直接进行驱动,采用较小的驱动电流就是可以使显示器得到较高的输出接口显示效率和亮度。

  采用一个串行输出转换器可以大大地节省显示器和单片机的内部硬件资源。下图11为低电平时串行转换器输出3位共阳极led作为显示器驱动控制接口的电路。串并输出转换器的电路采用74ls164,低电平时输出允许通过8ma的电流,无须额外添加其他的驱动控制电路。txd为低电平移位时钟数据控制输出,rxd为高电平移位时钟数据控制输出。

  本烤箱加热系统内部设有3位74lsled数码管温度显示器,启动开始加热时显示当前加热烤箱的温度,停止开始加热时自动显示当前烤箱的温度。显示系统采用芯片74ls164进行串行口扩展显示接口控制电路,实现烤箱静态温度显示。

  3.3报警功能

  报警的控制功能由一个高电平和低压蜂鸣器中的驱动器来实现。当由于意外热等因素事故导致高压加热炉的电源温度电压设定值经常高于反相器的温度设定值时,p1.6口径传送出的温度低电平信号经反向照相器的电压驱动后通过温度蜂鸣器对其进行了温度报警。电路如表中图3-4所示

  图3-4报警电路

  4软件设计

  4.1.功能模块的划分

  根据工作流程的分析,软件可以分为以下几个模块:

  1.主程序

  2.自检操作程序:根据输出输入显示器自检和插入输出显示rom、ram、输入两个通道自动预检。

  3.键盘系统温度自动管理:实时自动监测键盘系统温度键盘输入,接收系统键盘后对温度进行预置,启动确保系统正常运行工作;

  4.显示:显示设置的温度或当前测量的温度;

  5.温度调零检测:自动读取温度a/d的转换温度计算结果,数字滤波,自动进行温度调零等;

  6.温度控制:根据检测到的温度控制电路的工作;

  7.报警:当前温度越限时报警。

  4.2资源分配

  1.所需I/O口总量统计

  A/D转换器ADC0809:BCD码输出4

  位选信号4

  转换结束1(使用外部中断)

  键盘:独立式4

  显示器:段码输出8

  位选信号4

  电炉通断控制:1

  报警信号输出:1

  自检、自动调零控制信号输出:2

  单片机资源分配情况如下:

  程序中的地址数据存储器:eprom2764的地址存储器程序地址缓存范围可以设定为0000h~1ffffh。

  I/O口:P1.0~P1.3为键盘输入,P1.6、P1.7为报警控制和电路控制。

  A/D转换器ADC0809:通道0~通道7的地址为7FF8H~7FFFH,本系统使用通道0.

  4.3主程序和中断服务子程序

  主程序和中断服务子程序的流程图如4-1所示。

  主程序清单如下:

  ORG 0000H

  LJMP MAIN;主程序

  ORG 000BH

  JMP PTO;T0中断子程序

  ORG 0030H

  MAIN:MOV SP,#60H;设置堆栈指针

  MOV TMOD,#01H;定时/计数器T0初始化

  MOV TL0,#0B0H;定时/计数器定时时间100ms

  MOV TH0,#03CH;50ms中断一次

  MOV R7,#150;置计数器初值

  ACALL KEY;调键盘子程序

  SETB ET0;定时/计数器T0开中断

  SETB EA;开总中断

  SETB TRO;启动定时计数器T0

  SJMP$;等中断

  定时/计数器T0中断子程序清单如下:

  PT0:MOV TL0,#0B0H

  MOV TH0,#3CH;重植定时/计数器T0初值

  DJNZ R7,ABACK;15s到否,不到返回

  MOV R7,#150;温度检测

  ACALL TIM;当前温度关显示缓冲区

  MOV BT1,TEMP1

  MOV BT0,TEMP0

  ACALL DISP;显示当前温度

  ACALL CONT;温度控制

  LCALL ALARM;温度越限控制

  ABACK:RETI

  中断服务子程序清单如下:

  4.A/D中断服务程序:A/D中断服务程序主要完成以下工作:读取并保存A/D转换结果、测零漂和测温之间的转换控制。程序流程图如附图所示

  QINT0:PUSH ACC

  PUSH PSW

  SETB RS1

  CLR RS0

  DQW0:MOV A,P1

  JNB ACC.4,DQW0;等待DS1选通信号

  JNB ACC.0,DQW1;不超量程,转移至极性判断

  JNB ACC.3,AINT5;转移至过量程处理

  DQW1:JB ACC.2,DQW2;查结果是正或负,1为正,0为负

  SETB FUHAO;负数,符号位置1

  SJMP DQW3

  DQW2:CLR FUHAO;正数,符号位置0

  DQW3:JB ACC.3,DQW4;查千位数,ACC.3=0时千位数为1

  SETB CL01.4;千位数置1

  SJMP DBW0

  DQW4:CLR CL01.4;千位数置0

  DBW0:MOV A,P1

  JNB ACC.5,DBW0;等待百位选通信号DS2

  MOV R1,#CL01

  XCHD A, R1;百位数送入2EH低4位

  DSW0:MOV A,P1

  JNB ACC.6,DSW0;等待十位选通信号DS3

  SWAP A;A/D结果十位交换至A的高4位

  INC R1;指向低位单元CL00

  MOV R1,A;十位数送入CL00高4位

  DGW0:MOV A,P1

  JNB ACC.7,DGW0;等待个位选通信号DS4

  XCHD A, R1;个位数送入CL00低4位,读A/D结束

  MOV R2,CL01;A/D高位字节送R2

  MOV R3,CL00;A/D低位字节送R3

  LCALL BCD_B2;调BCD码转二进制子程序

  JNB FUHAO,AINT1

  LCALL CMPT0;A/D转换结果为负数时求补

  AINT1:JB LINGP,AINT6;是测零漂时转移

  MOV CL21,R2;保存测温值(二进制补码)

  MOV CL20,R3

  MOV A,R3;去零漂,结果在R2R3中

  CLR C

  SUBB A,CL10

  MOV R3,A

  MOV A,R2

  SUBB A,CL11

  MOV R2,A

  MOV CL33,A;保存去零漂后的测温值

  MOV CL32,R3

  JB TONGD,AINT3;若是通道自检,转判断该测零漂?

  JNB ACC.7,AINT2;去零漂后的测温值为正时转移

  MOV C,ACC.7;暂存负号

  MOV FUHAO,C

  LCALL CMPT0;取补求原码,原码在R2R3中

  AINT2:LCALL B2_BCD;测量结果转为BCD码(在R4R5R6中)

  MOV CL30,R5;保存BCD码(BCD码<2000,故R4=0)

  MOV CL31,R6

  LCALL SXHQ0;测量结果送显示缓冲区

  MOV R2,XHQW;当前温度去掉0.1℃位送CL40

  MOV A,XHBW

  SWAP A

  MOV R3

  MOV A,XHSW

  ORL A,R3

  MOV R3,A

  MOV A,XHGW;0.1℃位四舍五入

  CJNE A,#5,

  JC AINT7

  INC R3

  AINT7:LCALL BCD_B2

  MOV CL40,R3;保存当前温度(分辨率为℃)

  AINT3:DJNZ GXLP,AINT4;不该测零漂,转移至恢复现场

  SETB LINGP;置测零漂

  SETB P2.5

  SETB P2YX.5

  MOV LPJS,#2

  AINT4:POP PSW;恢复现场

  POP ACC

  RET

  AINT5:SETB IOE;置故障标志

  SJMP AINT4

  AINT6:MOV CL11,R2;保存零漂值

  MOV CL10,R3

  DJNZ LPJS,AINT4

  CLR LINGP

  CLR P2.5

  CLR P2YX.5

  MOV GXLP,#255

  SJMP AINT4

  图4-1主程序和中断服务子程序

  4.4.温度检测模块

  a/d的转换一般采用数字查询的方式。采样温度滤波检测子程序流程图所示如图4-2所示。

  图4-2温度检测子程序流程图

  温度子程序清单如下:

  TIM:MOV TEMP1,#00H;清检测温度缓冲区

  MOV TEMP0,#00H

  MOV R2,#04H;采样次数送R2

  HERE DPTR,#7FF8H;指向A/D转换器通道0

  ADQ:MOVX DPTR,A;启动A/D转换

  HERE:JNB IE1,HERE;等待转换结束

  MOVX A, DPTR;读转换结果

  ADD A, TEMP0;累加(双字节加法)

  MOV TEMP0,A

  MOV A,#00H

  ADDC A,TEMP1

  MOV TEMP1,A

  DJNZ R2,ADQ;4次采样未完成继续

  CLR C;累加结果初一2(双字节除法)

  MOV A,TEMP1

  RRC A

  MOV TEMP1,A

  MOV A,TEMP0

  RRC A

  MOV TEMP0,A

  RET

  温度控制报警模块及带有温度控制越限的报警控制模块。当前的温度与继电器预置的温度相比较,当前预置温度小于继电器预置的温度时,继电器自动闭合,接通启动电炉进行加热;当前继电器温度已经高于大雨继电器预置的温度时,继电器自动断开,停止电炉加热;当二者温度相等时,则加热电路保持原来的状态;当前继电器温度已经降低到比继电器预置的温度低2℃时,则重新接通启动电炉加热;当前继电器温度已经超过继电器报警上下限时将重新接通启动继电器报警,并自动停止电炉加热。当继电器温度已经上升到达到高于继电器预置的温度+5℃时报警,并自动停止电炉加热;当继电器温度下降到低于继电器预置的温度-5℃时、在未达到继电器预置的温度时,不允许继电器报警,为此软件设置了继电器报警温度允许的标志f0.报警的同时立即关闭启动电炉。

  图4-3温度子程序流程图图4-4温度越限报警子程序流程图

  4.5键盘管理模块

  加密盘温度管理(key)子程序的流程图如4-5所示。

  图4-5键盘管理子程序流程图

  图4-6单片机复位电路

  单片机复位电路如图4-6所示

  该单片机复位电路的结构简单,制作方便,是所有的单片机寄存器复位电路里可以使用最多的一种,适合在单片机干扰不是很严重的单片机情况下进行使用。其中最大的缺点主要是当单片机干扰较大时,干扰易串入单片机的复位端,在大多数的条件下,不会直接造成某些单片机无法复位的错误,减少了单片机的干扰。