基于at89c51单片机电烤箱的温度控制系统设计本科毕业设计论文(编辑修改稿)

基于at89c51单片机电烤箱的温度控制系统设计本科毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

5V；若信号过小还需要 进行放大。 另外，在 A/D 转换过种中，模拟量输入的值不应变化太快，因此，对变化速度快的模拟量在输入前应增加采样保持电路。 ②、 A、 B、 C:地址线， A为低位地址， C为高位地址用于对模拟通道进行选择 ③、 ALE：地址锁存允许信号，在对应 ALE 跳转， A、 B、 C 地址状态送入地址锁存器中。 图210 陕西国防学院机电工程学院毕业论文 １５ ADC0809 引脚功能图 ④、 START：转换启动信号。 START 上跳转时，所有内部寄存器清 0； START 下跳转时，开始进行 A/D 转换；在 A/D 转换；在 A/D 转换期间， START 应保持低电平 ⑤、 DT~D0：数据输出线，其为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连 ⑥、 DE：输出允许信号， ADC0809 的内部设有时钟电路，所需时钟，信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。 通常使用频率为 500KHZ 的时钟信号。 ⑦、 CLK：时钟信号， ADC0809 的内部设有时钟电路，所需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号，通常使用频率为 500KHZ 的时钟信号 ⑧、 EOC：转换给结束状态信号 ,EOC=0,正在进行转换； EOC=1，转换结束。 该状态信号即可作为查询的状态标志，又 可以作为中断请求信号时使用。 ⑨、 Vcc： +5电源 ⑩、 Vref：参考电压正端参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准，其曲型值为 +5V（ Vref（ +） =+5V， Vref()=0） AT89C51 单片机与 ADC0809 接口 ADC0809 与 AT89C51 单片机边接如图 211 所示，电路连接主要涉及两个问题，一是不是路模拟信号通道选择，二是 A/D 转换完成后数据的传送 1. 8路模拟通道选择 A、 B、 C 分别接地址锁存器提供的低三位地址。 只要把三位地址写入 0809 中 的地址锁存器就实现了模拟通道选择。 对系统来说，地址锁存器是一个输出口，为了把三位地址写入，还要提供口地址。 2. 数据的传输方式 A. 定时传输方式 B. 查询方式 C. 中断方式 陕西国防学院机电工程学院毕业论文 １６ 图 211 ADC0809 与单片机的连接 放大器电路设计 传感器是将待测的物理量或化学量转换成电信号输出。 但其输出的信号通常都很小，需要进行放大。 传感器的信号放大，根据具体情况可采用分立元件放大器（晶体管放大器）和集成元件放大器（运算放大器）两种。 交流放大器电路 电路 A 工作点不稳定状态 静态工作点 Ib≈ RbEc ， Ic=β Ib, Uce=EcIcRc 交流等效电路 R39。 fz=Rc//Rfz (a)电路图 （ b） 图解法 （ c）交流等效电路 图 212 工作点不稳定状态放大电路 输入电阻 rsr≈ rbe（当 rbe〈〈 Rb 时） 输出电阻 rsc≈ rscRc ≈ Rce 放大倍数 K39。 = rbcfzR 此放大器特点：放大倍数大。 B 工作点稳定状态 a。 静态工作点 由（ 21 12RR RUe Ube1 1Re1 ）≈ 1 )2( Rc UbeUeEe  交流等效电路 R39。 fz1=Rc1//rbe， R39。 fz2=Rc2//Rfz 输入电阻 rsr≈ rbe2（当 rbe1〈〈 R1//R2 时） 输出电阻 rsc≈ Rc 放大倍数 K39。 =UsrUsc ≈ β 1β 2 12rbefzR （当 RC1rb2 时） 陕西国防学院机电工程学院毕业论文 １７ 此放大电路特点 放大倍数大，工作点稳定 b．静态工作点 Ub≈21 1RbRbEcRb， Ua=UbUbe， Ie=ReUe， Uce≈ EcIc（ Re+Rc） 交流等效电路 R39。 fz=Rc//Rfz 输入电阻 rsr=rbe（当 rbe〈〈 Rb1//Rb2） 输出电阻 rsc≈ Rc 放大倍数 K39。 = rbefzR (a)电路图 （ b）图解法 （ c）交流等效电路 图 213 工作点稳定状态 a 类放大器电路 此放大电路特点 rsr 较大， |K|〉 1 且与晶体管参数几乎无关。 (a)电路图 （ b）图解法 （ c）交流等效电路 图 214 工作点稳定状态 b 类放大器电路 C． 静态工作点 Ub 、 Uc同左，但 Ie= RFUcRe ， Uce≈ EcIc（ Rc+Re+RF） 交流等效电路 R39。 fz=Rc//Rfz 输入电阻 )//(// R F21 rRRr bebbsr   输出电阻 rRr bebsc 39。 （当rR beb39。 Re 时） 放大倍数 RFRfzK39。 39。 39。 . （当 rbe》RF ） 此放大电路特点 rsr 大， rsc 小， 1K 陕西国防学院机电工程学院毕业论文 １８ (a)电路图 （ b）图解法 （ c）交流等效电路 图 215 工作点稳定状态 c 类放大器电路 ① 共集电极放大电路． 静态工作点 RR ECbcb I ， II bC  ， RIEU cccce  交流等效电路 RRRfzCfz //39。  输入电阻 RRrfzbsr 39。 //  放大倍数 Rr R fzbe fzK 39。 39。 .)1()1( (a)电路图 （ b）图解法 （ c）交流等效电路 图 216 共集电极放大器电路 ⑵ 反馈 凡是引入反馈以后使放大镜器放大倍数减小的称为负反馈。 反之凡是引反馈以后使放大倍数增大 的称为正反馈赠。 其中换反馈 有电压串联负反馈赠，电流串联负反馈赠，电压并联负反馈赠，电流并联负反馈。 直流放大器电路 将缓慢的直流量信号进行广大的器件称直流放大器。 它与前述交流放大器的区别是交流放大器级与级之间加了三个隔离直电流电容（即耦合电容）而直流放大器级与级之间没有这个电路，故直流放大器又称直接耦合放大器 运算放大器电路 在直流差动放大器的输入端子输出端之间跨接各种网络（如电阻 R电容 C 等），使构成用来实现信号组合和运算的运算放大器，运算放大器通常是由放大电路组成，输入级（第一级）由晶体管 T1 和 T2 组成差动放大镜电路 T3 和 T4 是 T1 和 T2 的有源负载。 T9是恒流源，第二级放大电路由晶体管 T5 和 T6组成， T10 是恒流源（ T6的有源负载），陕西国防学院机电工程学院毕业论文 １９ 为了获得输出阻抗，输出级（第三级）由晶体管 T7 和 T8组成，采用互补对称放大电路。 运算放大器是一种具有高放大倍数，深度负反馈的直流放大器。 便于实现信号的组合和运算。 有很大的灵活性，因此它们不仅仅电子模拟计算机的关键部件，而且在自动控制系统测量装置中得到广泛应用。 尤其在线性固体组件出现后，有具有体积小，质量轻等优点，所以在实际中应用固体组件运算放大器所组成的电路是 多种多样。 理想运算放大器的特性： ① 开环增益 Ad 无限大； ② 输入阻抗无限大； ③ 输出阻抗 Z为 0； 图 217 运算放大器电路图 ④ 输入电压的失调电压 rf 为； ⑤ 带宽无限大； ⑥ 上述 ① — ⑤ 的 特性不随环境温度的变化而变化； A 反馈型号放大电路 B 加法放大电路 C 减法放大电路 D 积分电路 E 对数放大电路 F 乘法器电路 G 除法器电路 H 比较器电路 I 整流器电路 J 限频器电路 K 数据放大器电路 L 弱电流放大器 M 电荷放大器电路 集成运算放大器概述 在信号的放大，信号的运算（加、法、乘、除、对数、反对数、平方、开方），信号的处理（滤波、调制）以及波形的产生和变换的单元中，运算放大器是它们的核心部分， 由多级直接耦合放大电路组成的，主要有，总体，偏置电路、单位增益转 换、电平转移、恒流反馈、消振补偿等组成，主要参数有：差模开环增益（或差模开环放大倍数） AUD、共模开环增益 AUC、共模抑制比 KCMR、输入失调电压 Vi0 失调电压温度系数aUi0=dUi0/dT\输入失调电流 Ii0=I1I，失调电流温度系数 aI10=dI10/dT，单位增益宽陕西国防学院机电工程学院毕业论文 ２０ 带 fBWG、转换速率 Sr以及其他参数。 本次设计根据实际情况采用多级交流放大电路。 接线图见附图。 键盘及显示电路的设计 键盘接口电路 1. 键盘的工作原理 在单片机应用系统中，按键 都是以开关状态来设置控制功能或能入数据的，键的半合与否，反映在电压上就是呈高电平或低电平，如果高电平表示断开的话，那么低电平就是表示闭合，所以通过电平的高代状态的检测，使可以克认按键接下与否。 当按键被迫按下或释放时，通常伴随有一定的时间的触点机械抖动，然后其独占才稳定下来，抖动时间一般为 5~10ms，在使用过程，必须去抖措施。 去抖有硬件和软件两种方法，硬件方法通常采用通过 RS 触发器连接按键除抖，软件方法采用昝方法除抖，其过程是在检测到有按键按下时，进行一个 10ms 左右的昝程序后 ，若该键仍保持闭合状态，则确认该键处于讨债状态，同理，在检测到该键释放后，也应珠步骤进行确认，从而可消除抖动的影响。 2. 独立工按键 独立式按键是直接用 I/O 口线构成的单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根 I/O 口线，每个按键的工作不会其他 I/O 口线的状态 3. 矩阵式按键 单片机系统中，若使用按键分明，通常采用矩阵式（也称行列式）键盘，如图 218所示： 一个 4*4 的行列结构可以构成一个含有 16 个按键的键盘。 矩阵式键盘中，行列式分别连接到按键开关的两端，行式通过二伴电阻接到 +5V 上，当无键按下时，行 式于高电平状态，当有键按下时，行列式将贯通，此时 陕西国防学院机电工程学院毕业论文 ２１ 图 218 矩阵式键盘结构 行线电平，将由与此行线相连的列线电平决定，这是识别按键是否按下的关键，然而，矩阵键盘中的行线，列线和多个键相边，各按键按下与否均影响该键反在行线和死线的电平，各按键间将相互影响，因此必须将行线，列线信号配合起来作适应处理，才能确定闭合键的位置。 其中，矩阵式键盘有以下几种工作方式： 编程扫描是 CPU 完成其他工作的空余时间，调用键盘扫描子程序来响应键盘输入的要求，在执行键功能程序时， CPU 不再响应 键输入要求，直到 CPU 重新扫描键盘为止。 键盘扫描程序一般应饫以下内容： 1差别有无键按下降键盘扫描取得闭合键的行、列值 3用计算法或查表法得到键值 4判断闭合键是否释放，如释放则继续等待 5 将闭合键键号保存，同时转去执行该执行该闭合键的功能。 定时扫描方式就是每隔一段时间对键盘扫描一次，它利用单片机内部的定时器产生一定时间的定时，当定时时间到就产生定时溢出中断， CPU 响应中断后对键盘进行扫描，并左有键按下时，识别出该键，再执行该键的功能程序定时扫描方式的硬件电路与编程扫描方式相同 为提高 CPU 工作效率，可采用中断扫描工作方式其工作过和如下：当无键接下时，CPU 处理自己的工作，当有键接下时产生中断请求， CPU 转去执行键盘扫描子程序，并识别键号。 图 219 为矩阵式键盘与单片机接口 图。 陕西国防学院机电工程学院毕业论文 ２２ 图 219 矩阵式键盘与单片机接口 LED 显示器接口电路 常用的 LED 显示器有 LED 状态显示器（俗称发光二极管） LED 七段显示器（俗称数码管和 LED 十六段显示器，发光二极管可显示两种状态，用于系统显示；数码管用于数字显示； LED 十六段显示器，用于字符显示） 1．数码管结构 数码管由 8 个发光二极管（以下简称字段）构成，通过不同组合可用来显。