加热炉温度控制器设计单片机原理及接口技术课程设计(论文)(编辑修改稿)

加热炉温度控制器设计单片机原理及接口技术课程设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

速度，频率越大处理速度越快。 如图 所以。 图 最小 CPU 系统 3233343536373839VCC402122232425262728ALE/PROG30PSEN29EA/VPP3112345678REST91011121314151617XTAL218XTAL119GND20U1 AT89S51S1R10200R1410KC122uFVCC12MHz30pFC3 30pFC2Y1 1 . 0 5 9 2 m H zC13 0 p FC23 0 p F 本科生课程设计（论文） 11 CPU 最小系统图由 89C51 单片机、时钟电路和复位电路构成。 89C51 单片机最小系统复位电路的极性电容 C1 的大小直接影响单片机的复位时间 ， 89C51 单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。 本科生课程设计（论文） 12 第 3章 输入输出接口电路设计 温度 传感器的选择 传统的模拟式温度传感器，如热电阻、热敏电阻，在一些温度范围内线性不好，需要经行冷端补偿或引线补偿；集成模拟温度传感器与之相比，具有灵敏度高、线性度好、响应速度快等优点，而且它还将驱动电路、信号处理电路以及需要的逻辑控制电路集成在单片 IC 上，有尺寸小，使用方便等优点。 常见的模拟温度传感器有 LM391 LM33 LM4 AD22103 电压输出型、 AD590 电流输出型以及热电偶温度传感器。 经比较选 择 铂铑 30铂铑 6 热电偶。 热 电偶 工作原理 ：如果两种不同成分的均质导体形成回路，直接测温端叫测量端，接线端子端叫参比端，当两端存在温差时，就会在回路中产生热电流，那么两端之间就会存在 Seebeck 热电势，这种物理现象称为塞贝克效应或热电效应。 热电势随着测量端温度升高而增加，热电势的大小只和热电偶导体材质以及两端温差有关，和热电偶导体材质的长度、直径无关。 温度 检测接口电路设计 A/D 转换 器 图 MAX197 引脚 图 C H 319C H 218C H 117C H 016V D D27R E F26R E F A D J25AGND15D77D68H B E N5DGND28D59D410D 3 / D 1 111D 2 / D 1 012D 1 / D 913D 0 / D 814C L K1CS2WR3RD4S H D N6I N T24C H 622C H 723C H 420C H 521U?M A X 1 9 7 本科生课程设计（论文） 13 由于温度是一种模拟信号，则由信号采集电路采集的信号是一种模拟信号，而且频率很低，但是单片机所识别的是具有高低电位的数字信号，这就要求在信号处理号处理中必须把模拟信号转换成数字信号从而输出给单片机处理。 在设计的技术要去当中，要求温度测量范围是从 01800℃可调。 并且误差为2℃。 也就 是 分辨率为 2/1800=1/900。 对于这种分辨率要求较高的 情况。 通过所选用的 A/D 精度一定要满足要， 否 则误差就会变大。 也就会影响控制的精度。 主要常用的逐次逼近式 A/D 转换器有 8 位分辨率的 ADC080 12 位分辨率的 MAX197 等。 由于设计系统精度的要求为 1/1000，因此选用 MAX197。 如图 所示。 模拟量检测接口电路图 模拟量检测接口电路由 A/D 转换器、 89C51 单片机和温度传感器组成。 温度传感器采用 铂铑 30铂铑 6 热电偶。 由热电偶采集来的温度经过 MAX197，把模拟量转换成数字量，然后送给 89C51 处理和进一步控制。 如图 所示。 图 模拟量检测接口 C H 319C H 218C H 117C H 016V D D27R E F26R E F A D J25A G N D15D77D68H B E N5D G N D28D59D410D 3 / D 1 111D 2 / D 1 012D 1 / D 913D 0 / D 814C L K1CS2WR3RD4S H D N6I N T24C H 622C H 723C H 420C H 521U?M A X 1 9 7 C?C A P+5+ 4 .0 9 6i0i1i2i3i4i5i6i7模拟输入输出状态P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78I N T 113I N T 012T115T014E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627R X D10T X D11A L E / P30P S E N29P 2 728U?A D C 8 本科生课程设计（论文） 14 四相步进电 动 机与单片机接口电路 图 给出了四相步进电动 机与 89C51 单片机的接口电路。 、 、 和 分别经光电耦合和驱动电路再加到电动机 A、 B、 C、 D 绕组。 图 四相步进电机与 89C51 单片机的接口电路 设其单拍相序为 A B C D ，电动机工作方式记控制字如表 所示。 表 四相步进电动机工作方式及控制字 方式 步序 （ D） （ C） （ B） （ A） 通电绕组 控制字 单拍 1 步 2 步 3 步 4 步 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 A B C D 01H 02H 03H 04H V C CV C CV C CV C CV C CV C CV C CV C C+ 27p 1. 0p 1. 1p 1. 2p 1. 3 本科生课程设计（论文） 15 人机对话接口电路设计 按键设计 非编码键盘可以分为两种结构形式：独立式按键和行列式按键。 图 按键电路 独立式按键：是指直接用 I/O 口线构成单个按键电路，每一个按键占用一条I/O 口线，每个按键的工 作状态不会产生相互影响。 图 所示为一种独立式按键电路，当图中的某一个按键闭合时，相应的 I/O 口线就变成低电平。 当程序查询到为低电平的 I/O 口线时，就可以确定处于闭合状态的键。 独立式按键的电路的结构和处理程序简单，扩展方便，但占用的 I/O 口线相对较多，不适合在按键数量较多的场合下采用。 行列式键盘：将 I/O 口线的一部分作为行线，另一部分作为列线，按键设置在行线和列线的交叉点上，这就构成了行列式键盘。 本设计有三个按键，共需要三个 I/O 口线，占用的口线不多，因此可以采用独立式按键。 显示电路 设计 动态扫描 显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一。 其接口电路是把所有显示器的 8 个笔。