毕业设计251专业课程设计--消毒柜报告

毕业设计251专业课程设计--消毒柜报告内容摘要：

出电压 Vo=0，这是因共模电压作用在 RG 的两端不会产生电位差，从而 RG 上不存在共模分量对应的电流，也就不会引起输出 ,即使共模输入电压发生变化，也不会引起输出 .因 此，测量放大器具有很高的共模抑制能力，通常选取 R1=R2，其目的是为了抵消 A1 和 A2 本身共模抑制比不等造成的误差和克服失调参数及其漂移的影响。 然而，对高流共模电压，一般接法的测量放大器不能完全抑制，在实际应用中，常采用“驱动屏蔽”技术来克服高流共模电压的影响。 3． 5 数模转换电路 数模转换电路是以为 ADC0809 为核心的 A/D 转换电路，如图 所示 453457676 )]1([ RRVRRRR RVV O )())()(21())(( 6345214513645 VVRRVVRRR RVVRRV GO 45632 RRVV VA Of 45121 )21( RRRRVV VAGOf )21( 1Gf RRA (式 312) (式 313) (式 314) (式 315) (式 313) 消毒柜 第 16 页 共 47 页 在使用 ADC0809 进行模数转换时，应注意以下问题： ADC0809 的零点无须调整。 满刻度调整时，先给输入端加入电压，使满刻度所对应的电压值是 m a x m inm a x 1 .5 256IN VVVV   式中： VIN + — 实际输入电压值； Vmax — 输入电压的最大值； Vmin — 输入电压的最小值； 当输入电压与 VIN + 值相当时，调整 VREF 2 端电压值使输出码为 FEH 或FFH。 参考电压的调节。 在使用 A/D 转换器时，为保证其转换精度，要求输入电压满量程使用。 如输入电压动态范围较小，则可调节参考电压，以保证小信号输入时 ADC0809 芯片 8 位的转换精度。 (式 314) 消毒柜 第 17 页 共 47 页 图 数 模转换电路 接地。 模数、数模转换电路中要特别注意到地线的正确连接，否则干扰很严重，以至影响转换结果的准确性。 A/D、 D/A 及取样保持芯片上都提供了独立的模拟地（ AGND）和数字地（ DGND）的引脚。 在线路设计中，必须将所有的器件的模拟地和数字地分别连接，然后将模拟地与数字地仅在一点上相连 其中： Vin(+)为模拟电压输入端； AGND 为模拟地，作为输入模拟电 压和基准电压基地端的接地参考点。 VREF 为基准电压输入端，接 MC1403提供稳定的参考电压。 WR 和 RD 接 89C51 的读写端。 在执行程 序查询ADC0804 在数据采集系统中的工作过程：采集数据时，首先微处理器执行一条传送指令，在该指令执行过程中，微处理器在控制总线的同时产生 CS,WR 低电平信号，启动 A/D 转换器工作， ADC0804 经 100us 后将输入模拟信号转换为数字信号存于输出锁存器，并在等待转换结束后，通知微处理器可来取数。 微处理器立即执行输入指令，以产生 CS， RD 低电平信号到 ADC0804 相应引脚，将数据取出并存入存储器中。 整个数据采集过程中，由微处理器有序的执行若干指令完成。 本次设计在 AD 采样部分电路设计没有选用中断 方式，因为在加热装置选取的部分，选用的为小功率加热器，在一定时间内温度的变化不是很明显。 在本系统实时要求不是很高情况下，采用延时方式对系统执行速度影响不大。 消毒柜 第 18 页 共 47 页 3． 6 温度控制电路 图 温度控制电路 本设计采用的是单片机通过利用 PWM 波来控制加热的温控电路， 其电路图如图 所示， 由两级三极管放大电路组成，第一级放大采 9014 三极管，其放大倍数可达 1000 以上，而第二级采用大功率的达林顿管 TIP122， 当 脚输出低电平时，三极管导通，控制加热器进行加热。 TIP122 是大功率三极管， 当 Vce=3V， Ic= 时，其放大倍数为Hfe=1000。 其等效电路见图。 图 TIP122 等效电路 消毒柜 第 19 页 共 47 页 表 2 TIP122 达林顿管额定工作参数 3． 7 显示 模块 HD7279A 是一种管理键盘和 LED 显示器的专用智能控制芯片。 HD7279A的管脚图如图 所示 图 HD7279A 的管脚图 符号 参数 参数值 单位 Vcbo 集电极 基极电压 100 V Vceo 集电极 射极电压 100 V Vebo 射极 基极电压 5 V Ic 集电极电流（直流状态下） 5 A cp 集电极电流（脉冲状态下） 8 A Ib 基极电流（直流状态下） 120 mA Pc 集电极功耗（ Ta=25℃ ） 2 W 集电极功耗（ Tc=25℃ ） 65 W Tj 工作温度 150 ℃ Tstg 存储温度 65～ 150 ℃ 消毒柜 第 20 页 共 47 页 DIG0～ DIG7 和 SA～ SG 同时还分别是 64 键盘的列线和行线端口，完成对键盘的监视 ， 译码和键 值 的识别。 在 88 阵列中每个键的键码是用十六进制表示的，可用读键盘数据指令读出，其范围是 00H～ 3FH。 HD7279 与微处理器仅需4 条接口线，其中 CS 为片选信号（低电平有效）。 当微处理器访问 HD7279A（读键号或写指令）时，应将片选端置为低电平。 DATA 为串行数据端，当向 HD7279A发送数据时， DATA 为输入端；当 HD7279A 输出键盘代码时， DATA 为输出端。 CLK 为数据串行传送的同步时钟输入端，时钟的上升沿表示数据有效。 KEY 为按键信号输出端，在无键按下时为高电平；而有键按下时此引脚变为低电平并且一直保持到键释放为止。 RC 引脚用于连接 HD7279A 的外接振荡元件，其典型值 R=,C=15pF。 RESET 为复位端。 该端 口 由低电平变成高电平并保持 25ms 即复位结束。 通常，该端 口 接 +5V 即可。 DIG0～ DIG7 分别为 8 个 LED 管的位驱动输出端。 SA～ SG分别为 LED数码管的 A段 ～ G段的输出端。 DP为小数点的驱动输出端。 HD7279A片内具有驱动电路，它可以直接驱动 1 英 寸 及以下的 LED 数码管，使外围电路变得简单可靠。 AG 和 DP 为显示数据，分别对应 7 段 LED 数码管的各段。 当对应的数据位为‘ 1’时，该段点亮，为‘ 0’时则不亮。 此指令灵活，通过造字形表 ，可以显示用户所需的字符。 字形码表如表 3 所示： 表 3 7279 字形表 显示字符 显示码 显示字符 显示码 0 7EH 8 7FH 1 30H 9 7BH 2 6DH g 5FH 3 79H o 1DH 4 33H d 3DH 5 5BH p 67H 6 5FH L 16H 7 70H 熄灭码 00H HD7279 键盘显示模块电路 如 图 所示 ： 消毒柜 第 21 页 共 47 页 图 7279 键盘显示模块电路 消毒柜 第 22 页 共 47 页 第四章 系统 软 件设计 4． 1 系统软件设计原理 本程序中使用 T0 定时器启动 A/D 转换 0809，用 T0 产生 100ms 的定时， f晶振 =6MHz ，记数脉冲周期： T=2us ，设定时初值为 X ，(2^16X)*2us=100ms,X=3CB0H,所以 TH0=3CH,TL0=0B0H。 用 INT1 中断处理，当 0809 转换完成后，从 P0 口读数、再转换成十进制数、送显缓区、再根据键盘扫描的结果对温度值进行比较判断，当按下的键是加热功能键时，系统要驱动继电器闭合，开始加热，当温度到达 125 度时停止加热，当按下保温键时，当温度低于 50 度时，继 电器自动闭合，开始加热，当温度高于 70 度，停止加热，当按下停止键时；继电器打开，一切动作停止。 通过在主程序里面设立标志，中断程序查询标志的方法实现温度与按键的统一和“同步”，实时的控制继电器的工作，以达到人们所要求达到的效果。 4． 2 主程序设计 主程序主要完成初始化、显示处理、 送 7279 显示、 键盘扫描以及键处理等功能，其中初始化又涉及 内存单元，显缓区，堆栈，及各寄存器的初始化，其流程框图见图 消毒柜 第 23 页 共 47 页 图 主程序框图 4． 3 中断 服务 程序 设 计 中断服务程序先保护现场后，再完成温度的采集与滤波， 和加热器的控制，定时时间的控制，定时时间采用倒计时方式，使得定时时间易于控制。 中断服务程序流程框图如图 所示 有键按下否。 是加热键 否。 是消毒键 否。 是停止键 否。 开始 初始化 显示处理 显示 键盘扫描 清保温标志，置消毒标志，启动加热器 清加热标志，置保温标志 清消毒、保温标志，关闭加热器 Y N N N Y Y Y N 是校时键 否。 N 校正定时时间，并启动定时器 Y 消毒柜 第 24 页 共 47 页 图 中断服务程序流程框图 4． 4 系统 子程序 设计 本软设计中，系统子程序的设计是整个程序设计的重中之重，子程序以模块化的方式实现各个独立功能，再通过主程序来调用功能子程序，使整个程序实现完整的功能。 定时中断入口 保护现场， 定时器初值重装， 中断次数加 1 控制分和 秒的倒计时 温度采样，再滤波 调消毒子程序 倒计时是否已到。 消毒标志为 1 否。 保温标志为 1 否。 调保温子程序 调停止子程序 恢复现场 返回 N N N Y Y Y 消毒柜 第 25 页 共 47 页 4． 4． 1 温度采样及 滤波子程序 温度采样及滤波子程序是先启动 ADC0809 并延时后对 0 通道采样，采样十次后，将采样值存放于以 50H 为首址的内存单元中。 采样完成后，调用滤波子程序，先去最大值，去最小值，再求平均值，从而得到比较准确的采样值。 其流程框图如图 所示 图 采样滤波子程序流程框图 在滤波程序中，通过 利用冒泡法，逐个比较找出最大值与最小值并去掉，再将各个值移位到 50H~57H 中，再将 50H~57H 的 8 个采样值相加，求平均值， 保存到 5AH 中，至此就得到了比较准确，消除了干扰后的稳定的温度采样值。 采样滤波程序入口 启动 AD0809 的 0通道 找出 最大值 并去掉 找出 最小值 并去掉 9 个采样值 求 和后再求 平均值 平均值保存至 5AH中 返回 采样次数 R7=10 存放指针 R0=50 启动采样，采样值送 @R0 所指单元 R71=0。 R01→ R0 消毒柜 第 26 页 共 47 页 4． 4． 2 显示处 理子程序 显示处理主要完成将要显示的字符查表得到其字形码后送到 7279 显示模块显示出来。 7279 采用串行接口，每发送一位都要延时，且要对其初始化后才可能正确地显示。 显示处理子程序流程框图如图 所示 图 显示处理子程序流程框图 显示程序入口 显缓指针 R0、显示码 R循环次数 R7 初始化 置 CS 为低电平，并延时 50us 延时 8us，去除片选信号，修改 R0 和 R1 发显示码到 7279，并延时 25us @R0 单元内容查表，将得到的字形码发送至 7279 R71=0。 返回 Y N 消毒柜 第 27 页 共 47 页 4． 4． 3 加热控制子程序 加热控制主要是控制加热器的启动与关闭，对于执行的消毒或保温时，采取不同的控制 ，其流程框图如图 所示。 系统的工作流程是：执行消毒功能时，通过单片机控制，接通并启动加热器开始加热， 并接 通加热指示灯， 若没有定时限制则一直加热到 125℃才停止加热；执行保温功能时， 在 50℃以下单片机置 为低电平，接通加热器，启动加热，到 70℃时单片机置 为高电平，关闭加热器，一直持续工作。 若执行消毒或保温时已设定了定时的时间，则启动定时器，开始倒计时，当时间为 00： 00 时，清除消毒、保温标志，关闭加热器。 图 加热控制子程序流程框图 加热控制入口 消毒标志为 1否。 接通加热器和加热指示灯 温度达到。