第15章mcs-51单片机应用系统的设计、开发与调试

第15章mcs-51单片机应用系统的设计、开发与调试内容摘要：

靠工作。 若： IOH =15mA, IOL=24 mA, IIH= mA和 IIL= mA，求得 N1=150和 N2=120。 因此，驱动器的实际驱动能力应为 120个同类门。 （ 2）交流负载下驱动能力的估算 总线上传送的数据是脉冲型信号，在同类门负载为容性（分布电容造成）时，就必须考虑电容的影响。 若： CP为驱动器的最大驱动电容， Ci（i=1,2,… ,N）为每个同类门的分布电容。 为了满足同类门电容的交流效应，驱动器负载电路应满足如下关系： 31Ni iC 若： Cp=15181。 F， Ci不大于 ，则根据上式可求得 N3=50。 应用设计例 1水温控制系统的设计 （ 1）温度控制的设定范围为 3585 ℃ ，最小分辨率为 ℃。 （ 2）偏差 ≤ ℃ ，静态误差 ≤ ℃。 （ 3）实时显示当前的温度值。 （ 4）命令按键 5个 :复位键 ,功能转换键 ,加 1键 ,减 1键。 一、硬件电路设计 硬件电路从功能模块上来划分有： (1) 主机电路 (2) 数据采集电路 (3) 键盘、显示电路 (4) 控制执行电路 1．硬件功能结构框图 硬件功能结构框图如图 159所示。 2．数据采集电路的设计 主机采用 89C51，系统时钟采用 12MHz，内部含有 4K字节的闪烁存储器。 无须外扩程序存储器。 数据采集电路主要由温度传感器、 A/D转换器、放大电路等组成，见图 1510。 3．控制执行电路的设计 由单片机的输出来控制风扇或电炉。 设计中要采用光电耦合器进行强电和弱电的隔离，但还要考虑到输出信号要对可控硅进行触发，以便接通风扇或电炉电路，所以可控硅选用了既有光电隔离又有触发功能的 MC3041（请见 ）。 其中使用 ， ，如图1511所示。 4．键盘与显示器电路的设计 键盘共有 4个键，采用软件查询和外部中断相结合的方法来设计，当某个键按下时，低电平有效。 4个键 K1~K4的功能定义如表 151所示。 按键 键名 功能 K1 复位键 使系统复位 K2 功能转换键 按键按下， L1亮，显示温度设定值，按键松开， L1不亮，显示当前的温度值 K3 加 1键 设定的温度值加 1 K4 减 1键 设定的温度值减 1 表 151 4个键 K1K4的定义 按键 S2与 INT0* ()相连，采用外部中断方式，且优先级定为高优先级。 K3和 K4分别与 ，采用软件查询方式， K1为复位键，与 RC构成复位电路。 显示电路部分利用串行口来实现 3位 LED的共阳静态显示，显示内容为温度的十位、个位以及小数点后的一位。 利用串行口实现 LED的共阳静态显示的工作原理及软件编程请见。 二、软件设计 模块化设计， 三大模块 :主程序模块、功能实现模块和运算控制模块。 1．主程序模块 主程序流程如图 1512所示。 在主程序中首先给定PID算法的参数值，然后通过循环显示当前温度，以等待中断，并且使键盘外部中断为高优先级，以便使主程。