畢業(yè)設計論文-智能溫度控制系統(tǒng)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p><b>　　智能溫度控制系統(tǒng)</b></p><p>　　近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新。在實時檢測和自動控制的單片機應用系統(tǒng)中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應根據(jù)具體硬件結構，以及針對具體

2、應用對象特點的軟件結合，以作完善。本系統(tǒng)是以單片機的基本語言匯編語言來進行軟件設計編程的，其指令的執(zhí)行速度快，節(jié)省存儲空間。為了便于擴展和更改，軟件的設計采用模塊化結構，使程序設計的邏輯關系更加簡潔明了。使硬件在軟件的控制下協(xié)調運作。</p><p>　　根據(jù)本溫度系統(tǒng)的設計要求，該系統(tǒng)是由單片機和溫度傳感器與一體的綜合設計，由于是用單片機采集溫度信號，所以在之前必須對溫度信號進行放大和轉換，就應該選擇放大器和A

3、/D轉換器，本系統(tǒng)要實現(xiàn)人工智能化，就必須有對溫度進行設定，所以還需要設計鍵盤與單片機系統(tǒng)進行溝通。</p><p>　　關鍵字：單片機 溫度傳感器 鍵盤 A/D轉換器 放大器</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p&

4、gt;<b>　　第一章 緒 論1</b></p><p>　　第二章 設計要求2</p><p>　　2.1 設計課題工藝過程簡介2</p><p>　　2.2 控制任務指標及要求：2</p><p>　　第三章 系統(tǒng)設計思想3</p><p>　　第四章 硬件的選擇4</p&

5、gt;<p>　　4.1 單片機的選擇4</p><p>　　4.2 溫度傳感器的選擇4</p><p>　　4.3 顯示器的選擇4</p><p>　　4.4 鍵盤的選擇4</p><p>　　4.5 溫度控制部分5</p><p>　　4.6 自動推舟控制部分5</p>&l

6、t;p>　　4.7 實現(xiàn)方案5</p><p>　　第五章 硬件設計6</p><p>　　5.1單片機基本系統(tǒng)：6</p><p>　　5.1.1 單片機 80516</p><p>　　5.1.2 8155簡介9</p><p>　　5.2前向通道13</p><p>　

7、　5.2.3 溫度傳感器：13</p><p>　　5.2.4 運算放大器15</p><p>　　5.2.5 A/D轉換器：18</p><p>　　5.3 后向通道錯誤！未定義書簽。</p><p>　　5.4 人機對話通道20</p><p>　　5.4.1 顯示器：20</p>&

8、lt;p>　　5.4.2 鍵 盤23</p><p>　　5.4.374922引腳說明及功能26</p><p>　　5.5 其他外圍器件26</p><p>　　第六章 軟件設計29</p><p>　　6.1 軟件設計思路：29</p><p>　　6.2 程序設計流程說明：29</p&

9、gt;<p>　　6.3 主程序流程圖如下：30</p><p>　　6.4 鍵盤輸入中斷服務程序31</p><p>　　6.5 溫度檢測子程序流程圖31</p><p>　　6.6 程序清單32</p><p><b>　　結 論37</b></p><p><b

10、>　　謝 辭38</b></p><p><b>　　參考文獻39</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　計算機是人類有史以來最偉大的發(fā)明之一，人類經過幾個世紀的努力，把計算機從中國古老的算盤發(fā)展到當代的計算機。當代計算機并非僅用于計算，它更廣泛地應用到社會生

11、活中的各個領域，從宇宙飛船到人造衛(wèi)星，從天氣預報到地震預報，從辦公自動化到生產過程自動化，都離不開計算機的應用，計算機已成為促進現(xiàn)代文明的進步，推動人類社會發(fā)展的“智能工具”。</p><p>　　單片微型計算機（single chip microcomputer）被稱為單片機，它是各類專用控制器而設計的通用或專用微型計算機系統(tǒng)，高密度集成了普通微機的微處理器、一定容量的RAM和ROM以及輸入/輸出接口，定時器等

12、電路于一塊芯片上構成的。</p><p>　　單片機的應用十分廣泛，其具體有以下幾個特點：</p><p>　　（1） 小巧靈活、成本低，易于產品化。它能方便地組裝成各種智能化的控制設備及各種智能儀器儀表。</p><p>　　（2） 面向控制，能針對性地解決從簡單到復雜的各類控制任務，因而能獲得最佳的性能價格比。</p><p>　?。?

13、） 抗干擾能力強，適應溫度范圍寬，在各種惡劣的環(huán)境條件下都能可靠地工作，這是其它機種無法比擬的。</p><p>　　可以很方便地實現(xiàn)多機和分布控制。使整個系統(tǒng)的效率和可靠性他大為提高。</p><p>　?。?）單片機具有體積小、功耗低、價格便宜等優(yōu)點，今年來還開發(fā)了一些以單片機母片（如8051），在片中嵌入更多的專用型單片機，因此單片機在計算機控制領域中應用越來越廣泛。</p&g

14、t;<p>　　單片機的應用意義不僅帶來的巨大經濟效益。更重要的意義還在于單片機的應用正從根本上改變著傳統(tǒng)的抗爭系統(tǒng)設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機通過軟件的方法實現(xiàn)。這種以軟件取代硬件并提高系統(tǒng)性能的控制技術，稱之為微控制技術。微控制技術標志著一種全新概念的出現(xiàn)，是對傳統(tǒng)控制技術的一次革命。隨著單片機應用的推廣和普及，微控制技術必將不斷發(fā)展，日益完善。</p>

15、<p>　　溫度是工業(yè)控制對象中主要的被控參數(shù)之一,特別是在冶金,化工, 建材,食品加工,機械制造等各類工業(yè)中廣泛使用加熱爐,熱處理爐,反應爐等。這些技術高精度高的自動控制可以使用計算機來完成。但由于在工業(yè)生產中，生產的對象往往是復雜多變的，都用計算機控制可能增加生產成本，因此為了能夠滿足人們的生產需要，在很多生產控制中就運用到了單片機控制下面就是運用單片機控制元件生成的推舟設計系統(tǒng)。</p><p&g

16、t;<b>　　第二章 設計要求</b></p><p>　　設計一個溫度控制系統(tǒng)，實現(xiàn)計算機控制自動推舟系統(tǒng)具體要求如下:</p><p>　　2.1 設計課題工藝過程簡介</p><p>　　隨著現(xiàn)代社會的高速發(fā)展，在工業(yè)生產現(xiàn)場和電力電子技術領域中，半導體元器件得到廣泛的利用。在半導體產品的研制和生產過程中，有一道關系到半導體器件性能的關

17、鍵工序——在外延片上均勻地生長若干不同厚度的摻雜層，生長的方法是： </p><p>　　首先，將待加工的外延片放在液相外延爐中預熱，在推桿的前端并列放著幾個小方框，小方框中裝有不同的慘雜物。當爐溫達到一定溫度值后，預熱結束后爐溫開始下降，根據(jù)半導體器件的要求，當爐溫降到某個設定值時，便要將推桿推進一 個舟的距離，使舟中的摻

18、雜物對準外延片，并在外延片生長一片薄層。當爐溫再降到另一個規(guī)定值時，直到摻雜完所有層，生成半導體器件。根據(jù)該半導體器件的摻雜層數(shù)的不同推舟的距離在20mm-170mm之間。同樣，推舟的速度也各有不同的要求，大約介于7mm/s-25mm/s 之間。</p><p>　　2.2 控制任務指標及要求：</p><p>　　摻雜推舟工作溫度范圍：700- 400℃</p><p

19、>　　推舟總距離：小于170mm</p><p>　　一次推舟距離：20mm-170mm</p><p>　　推舟的速度（可轉化為時間）：7mm/s-25mm/s</p><p>　　一次工序推舟次數(shù)：1-6個舟</p><p>　　第三章 系統(tǒng)設計思想</p><p>　　由于每種半導體器件在摻雜推舟中，其生長

20、層數(shù)、舟長度、推舟速度以及推舟溫度都不完全相同，因而，在控制系統(tǒng)中必須配備簡易的鍵盤和顯示器，以便能夠輸入和顯示各種控制參數(shù)，以及控制系統(tǒng)的啟動和停止。</p><p>　　該控制系統(tǒng)應該能夠接受采集溫度信號，并完成信號的非電量到電量的轉換，A/D轉換，根據(jù)對應的溫度值來執(zhí)行相應的動作。</p><p>　　在本推舟控制系統(tǒng)中，擬采用步進電機與滾珠絲桿相結合的方法來帶動推桿的運動。因而推桿

21、的運動是步進式的?？刂撇竭M脈沖的個數(shù)和時間間隔，便可以精確的控制位移和時間。 </p><p>　　為了便于控制，系統(tǒng)軟件應該具備簡易的監(jiān)控功能，以管理顯示和鍵盤。要對接受到的數(shù)據(jù)進行轉換、存儲和各種換算，還要將檢測到的給定值進行比較，比較值相符合，發(fā)出相應的換算的步進脈沖，以達到控制目的。</p><p>　　依據(jù)設計的要求，可以有以下的硬件設計框圖：</p><p&

22、gt;　　通過上面框圖我們可以劃分為幾個模塊來進行硬件設計，通過模塊話設計將使設計思路能夠清晰明了的展現(xiàn)出來，便于分析和編程。</p><p><b>　　第四章 硬件的選擇</b></p><p>　　4.1 單片機的選擇</p><p>　　在當今的單片機世界里，現(xiàn)在世界上用量最大的幾種單片機是MCS-51系列。該系列單片機以其高性價比，兼

23、容性強，軟硬件資源豐富，得到了廣泛的應用。針對本設計，選用對于存儲空間的要求不是很高，4K的程序存儲空間已經夠用，沒有必要使用其他存儲空間擴展的單片機。</p><p>　　4.2 溫度傳感器的選擇</p><p>　　根據(jù)設計要求，由于此設計屬于工業(yè)生產范圍，所以對傳感器的要求也很高。在推舟過程中爐溫在400～700℃之間，所以要求溫度傳感器的測量范圍在這個之間或有結余。經過對資料的查找

24、本設計選擇裝配式鎳鎘-銅鎳熱電偶傳感器。工業(yè)用的裝配式熱電偶作為測量溫度的變送器通常和顯示儀器、記錄儀表和電子調節(jié)器配套使用。它可以直接測量各種生產過程中從0℃到1800℃范圍的液體、氣體和蒸汽介質以及固體的表面溫度，在測量過程中熱電偶傳感器能夠至于爐溫中直接檢測到爐溫，所以選擇熱電偶式傳感器較為合適。（設計中選擇了型號的傳感器）</p><p>　　4.3 顯示器的選擇</p><p>

25、　　題目要求能夠顯示所測得的溫度值實現(xiàn)實時監(jiān)控。并且可以根據(jù)需要，既要能夠顯示爐溫的溫度還要能夠顯示設定值溫度。同時為了節(jié)約成本我們采用三支LED數(shù)碼顯示管，并且要使顯示器呈動態(tài)顯示狀態(tài)。</p><p><b>　　4.4 鍵盤的選擇</b></p><p>　　根據(jù)設計思路知道，設計要求能夠實現(xiàn)人機對話，也就是可以根據(jù)不同元器件的生產需要進行人為的設置溫度，控制溫

26、度上限、下限以及對各個溫度點的設置，從而來控制電動機的運行實現(xiàn)推舟生產過程。所以為了更方便的進行操作，我們選擇4×4式鍵盤， </p><p>　　4.5 溫度控制部分</p><p>　　我們要通過單片機的引腳來對溫度進行控制，顯然，直接通過引腳對溫度的加熱設備進行控制，不是很現(xiàn)實，我們只有通過驅動器來對引腳的信號進行處理，來對溫度進行檢測和控制。</p><

27、;p>　　在本計中，為了采集溫度信號，使溫度能夠準確的采集和處理，我采用了熱電偶式溫度傳感器。通過它的外圍器件，能夠以小的信號控制比較大的信號。由于熱電偶傳感器的測量點可以放置在被測對象上或周圍，因此檢測到的信號比較準確。為了補償熱電偶在測量過程中損失的熱電勢，我采用了電橋冷端補償法。具體信息將在后面進行介紹。</p><p>　　4.6 自動推舟控制部分</p><p>　　由于自

28、動推舟控制過程中，根據(jù)生產需要實現(xiàn)定位控制，因此在設計中采用性能良好的步進電動機作為執(zhí)行元件，當電機旋轉時通過絲桿把電機的旋轉運動轉化為直線位移，從而推動舟的運動。我們之所以選用步進電機是因為其具有可靠的快速啟動和停止的功能，如果負荷不超過其所提供的動態(tài)轉矩值，就能夠在一剎那間啟動與停止，符合系統(tǒng)設計的需要。由于時間比較倉促的關系在本設計中我就對其軟件部分進行了省略。</p><p><b>　　4.7

29、 實現(xiàn)方案</b></p><p>　　方案一 ：由于設計題目要求選用8031單片機來實行系統(tǒng)的控制，但受到8031的內存限制，在設計過程中需要對8031進行擴展，因此增加了硬件需求，同時增加了成本。</p><p>　　方案二：8051和8031具有相同的功能，但8051內部增加了ROM/EPROM從而使存儲的空間加大，在設計中不許要擴展其他硬件。</p>&l

30、t;p>　　通過以上比較，選用8051作為次設計系統(tǒng)的控制核心比較理想。具體的實現(xiàn)過程，將會在硬件，軟件部分詳細的進行說明</p><p><b>　　第五章 硬件設計</b></p><p>　　在實現(xiàn)硬件設計中需要用到單片機、A/D轉換、步進電機、鍵盤、顯示器、傳感器、電阻、電容等，具體器件介紹如下：</p><p>　　5.1單片機

31、基本系統(tǒng)：</p><p>　　單片機系統(tǒng)是整個控制系統(tǒng)的核心，它完成整個系統(tǒng)的信息處理及協(xié)調控制功能。由于系統(tǒng)對控制速度、精度及功能要求都無特別之處，因此可以選用目前廣泛使用的MCS--51系列單片機8051。8051可以提供系統(tǒng)控制所需的中斷、定時及存放中間結果的RAM電路但片內沒有程序存儲器，因此單片機基本系統(tǒng)中除了應包括復位電路和晶體振蕩電路以外，還應擴充程序存儲器。</p><p&g

32、t;　　5.1.1 單片機 8051</p><p>　　8051是MCS-51系列單片機中的一個產品，MCS-51系列單片機是Intel公司推出的通用型單片機。</p><p>　　MCS-51系列單片機的各種型號都是以8051為核心電路發(fā)展起來的，因此他們都具有MCS-51的基本結構與軟件特征。</p><p><b>　　8051的特點：</b

33、></p><p><b>　　8位的CPU </b></p><p><b>　　具有布爾處理功能</b></p><p>　　4K字節(jié)片內程序存儲器（ROM）</p><p>　　128字節(jié)片內數(shù)據(jù)存儲器（RAM）</p><p>　　21個特殊功能寄存器（SFR）

34、</p><p>　　4個8位的并口、32根口線</p><p>　　兩個16位的定時計數(shù)器</p><p><b>　　一個全雙丁的串口</b></p><p>　　5個中斷源，2個中斷優(yōu)先級</p><p><b>　　8051引腳說明:</b></p>&

35、lt;p>　　I/O端口:P0.0～P0.7, P1.0～P1.7, P2.0～P2.7, P3.0～P3.7.</p><p>　　8051共有4個I/O端口,為P0, P1,P2,P3,4個I/O都是雙向的,且每個口都具有鎖存器.每個口有8條線,共計32條I/O線.各端口的功能敘述如下.</p><p>　?。?） P0 有三個功能:</p><p>

36、　　外部擴充存儲器時,當作數(shù)據(jù)總線（D0~D7）.</p><p>　　外部擴充存儲器時,當作地址總線（A0~7）.</p><p>　　不擴充時,可做一般I/O使用,但內部無上拉電阻,作為輸入或輸出時應在外部接上拉電阻.</p><p>　?。?）P1 只做I/O口使用,起內部有上拉電阻.</p><p>　?。?） P2 有兩個功能:&l

37、t;/p><p>　　擴充外部存儲器時,當作地址總線（A8~A15）.</p><p>　　做一般I/O使用,起內部有上拉電阻.</p><p>　　（4） P3 有兩種功能.</p><p>　　除了作為I/O使用外（內部有上拉電阻）,還有一些特殊功能,(略)端口1,2,3有內部上拉電阻,當作為輸入時,其電位被拉高,若輸入為低電平可提供電流源;

38、起作為輸出時可驅動4個LS TTL.而端口0當作輸入時,出在高阻抗的狀態(tài),其輸出緩沖器可驅動8個LS TTL(外部的上拉電阻).</p><p>　　VDD:電源+5V.</p><p>　　VSS:GND接地.</p><p>　?。?） ALE/PROG (ADDRESSLATCHENABLE) 地址鎖存器使能信號端有三種功能:</p><p

39、>　　8051外接RAM/ROM:ALE接地址鎖存器8282(8212)的STB腳,74373的EN腳,當CPU對外部存儲器進行存取時,用以鎖住地址的低位地址.</p><p>　　8051未外接RAM/ROM:在系統(tǒng)中未使用外部存儲器時,ALE腳也會有1/6石英晶體的振蕩頻率,可作為外部時鐘。</p><p>　　在燒寫EPROM：ALE作為燒寫時鐘的輸入端。</p>

40、<p>　?。?）PSEN（PROGRAM STOR ENABLE）：程序儲存使能端。</p><p>　　內部程序存儲器讀?。翰粍幼?。</p><p>　　外部程序存儲器讀?。≧OM）；在每個機器周期會動作兩次。</p><p>　　外部數(shù)據(jù)存儲器讀取（RAM）：兩個/PSEN脈沖被跳過不會輸出。</p><p>　　外接ROM

41、時，與ROM的/OE腳連接。</p><p>　?。?）RESET 此 腳為高電平時（約2個機器周期）,.可將CPU復位,CPU復位后其累加器及存儲器的內容如表5.1.1：</p><p>　　(8) EA/VPP:</p><p>　　①接高電平時：℃CPU讀取內部程序存儲器（ROM），如8051/8052。</p><p>　　擴充外部R

42、OM：當讀取內部程序存儲器超過0FFFH（8051）、1FFFH（8052）時，自動讀取外部ROM。</p><p>　　②接低電平時：CPU讀取外部程序存儲器（ROM），如8031/8032。</p><p>　?、?751燒寫內部EPROM時，利用此腳輸入21V的燒寫電壓。</p><p>　　（9） XTAL1，XTAL2：接石英晶體振蕩器。</p>

43、;<p>　　機器周期=石英晶體×12，如12MHz石英晶體/12=1微秒。</p><p>　　8051硬件如下圖：</p><p>　　綜上所述：單片機的4個并行口線，除P1口可以作為用戶使用的I/O口線，在需要擴展片外存儲器時，P0，P2口只能用作數(shù)據(jù)總線和地址總線，由于P0口在擴展時，既可作為數(shù)據(jù)總線又可作為地址總線，所以它作為地址總線時，需要外加地址鎖存器

44、。P2口作為第二功能時，其中的許多口線是作為控制信號線使用的。只有在不使用P0，P1，P3口的第二功能時，它們可以作為一般的I/O口使用，如不需要擴展存儲器和I/O口時，P0、P2可作為一般的雙向口。</p><p>　　2.控制口線：EA/VPP，PSEN，ALE，RST</p><p>　　EA/VPP：片內外程序存儲器選擇/編程電壓</p><p>　　EA/

45、VPP=1，CPU從片內程序存儲器開始執(zhí)行程序，即PC首先指向片內ROM。</p><p>　　EA/VPP=0，CPU指向片外程序存儲器中的程序，即PC 只指向片外ROM。 </p><p>　　EA/VPP=21V，編程電壓，對于片內EPROM進行編程。</p><p>　　片外程序存儲器的讀選通信號，當PSEN=0時，CPU從片外程序存儲器取指令。</p

46、><p>　　ALE/PRG：地址鎖存信號/編程脈沖 </p><p>　　訪問外部存儲器時，ALE用于鎖存地址的低8位。即使不訪問外部存儲器，ALE仍然以震蕩頻率的1/6周期性的向外輸出正脈沖，用它作為外部定時基準。ALE端的負載能力為8個LSTTL。在對片內EPROM進行編程時，作為編程脈沖輸入端。</p><p>　　RST/VPD：復位信號/掉電保護</p

47、><p>　　此端保持兩端周期的高電平，可以使單片機復位。在VCC掉電期間，此引腳接上備用電源，可保持片內RAM中的信息</p><p>　　5.1.2 8155簡介</p><p>　　8155為Intel公司的一種功能可編程接口芯片，它具有兩個8位和一個6位可編程的I/O接口、256字節(jié)的RAM存儲器、一個14位的計數(shù)/定時器。在單片機中有廣泛的應用。</p

48、><p>　　8155的特點如下：</p><p>　　AD7～AD0，三態(tài)地址/數(shù)據(jù)總線；</p><p>　　PA7～PA0，A口輸入/輸出線；</p><p>　　PB7～PB0，B口輸入/輸出線；</p><p>　　PC5～PC0，C口輸入/輸出線或為A，B口的控制信號線</p><p>

49、　　當C口作為控制信號線時，其功能如下；</p><p>　　PC0，A口中斷請求信號線。</p><p>　　PC1，A口緩沖器信號線。 </p><p>　　PC2，A口選通信號線</p><p>　　PC3，B口中斷請求信號線。</p><p>　　PC4，B口緩沖器信號線。</p><p&g

50、t;　　PC5，B口選通信號線</p><p>　　CE，片選信號線，低電平有效</p><p>　　RD，存儲器讀信號線</p><p>　　WR，存儲器寫信號線，低電平有效</p><p>　　ALE，地址鎖存信號線</p><p>　　IO/M，I/O口與存儲器選擇信號線。IO/M為1時，選擇I/O口；I/O為

51、0時，選擇存儲器。</p><p>　　TIMEIN，計數(shù)/定時器脈沖輸入有效。</p><p>　　TIMEOUT，計數(shù)/ 定時器輸出端。</p><p>　　RESET，復為信號線。</p><p>　　VCC，+5V電源。</p><p><b>　　VSS，接地端。</b></p&g

52、t;<p>　　8155的外型結構如圖5.2.3所示：</p><p>　　8155的芯片內部結構：</p><p>　　8155的內部結構包括兩個8位的并行輸入/輸出端口，256個字節(jié)的靜態(tài)RAM，，一個地址鎖存器，一個14位的計數(shù)/定時器和控制邏輯電路。</p><p>　　8155的工作方式：</p><p>　　8155

53、的控制邏輯中設置了一個命令/狀態(tài)寄存器，它實際上使兩個 不同的寄存器，分別存放命令字和狀態(tài)字，對控制命令寄存器只能進行寫操作，而對一起稱為命令/狀態(tài)字寄存其。其中，命令字用于選擇I/O口的工作方式，狀態(tài)字用于選擇A口和B口和定時器當前的工作狀態(tài)，其格式如下：</p><p>　　在控制信號中，IO/M =1時，CPU選擇對存儲器進行讀/寫操作。256個字節(jié)的存儲</p><p>　　器地

54、址范圍為00H~FFH，I/O口和寄存器的地址分配如下表：</p><p><b>　　命令字寄存器：</b></p><p>　　8155的A 口和B口具有基本輸入輸出和選通輸入輸出兩種工作方式，這個方式選擇由C口的工作方式決定，當C口的工作方式作為一般輸入/輸出口時，A、B口工作于基本 輸入輸出方式；當C口用于提供控制/狀態(tài)信號時，A、B口工作于選通工作方式。A、

55、B口具體工作于輸入還是輸出，又命令字的的D1、D0位決定。</p><p>　　8155的C口既可用作基本輸入/輸出口，也可以用于提供A、B的控制/狀態(tài)信號，</p><p>　　具體地說，有ALT1、ALT2、ALT3、ALT4四種工作方式，如圖三所示。C口的前兩種工作方式分別為輸入輸出方式。C口工作于ALT3方式時，B口工作于基本輸入/輸出，A口工作于選通工作方式。C口為A口提供3根控

56、制/狀態(tài)信號線（C口的另3位輸出）。C口工作于ALT4方式時，A口和B口均工作于選通方式，C口位A、B口提供6根控制/狀態(tài)信號（C口全為控制/狀態(tài)線）。C口的工作方式與A、B口工作關系如表5.1.4：</p><p>　　8155片內設置了一個14位的減法計數(shù)器，用于對外部輸入的脈沖信號進行減1計數(shù)。定時計數(shù)器的外部脈沖信號由TIMERIN引腳輸出，定時器的輸出引腳位TIMEROUT。計數(shù)/定時器的計數(shù)值和工作方

57、式，由8位計數(shù)/定時器寄存器設定，如下圖5.1.5所示：</p><p>　　其中，T13~T0為計數(shù)器值，范圍為0002H~3FFFH，M2、M1用于設置定時器的工作方式。定時器的工作方式有四種，每一種的區(qū)別主要在于輸出波形不同，方式00和01常用于對脈沖進行分頻，方式10和11為計數(shù)/定時到，輸出負脈沖信號，具體波形如下圖5.1.6所示：</p><p>　　對定時器進行編程時，應該先

58、將技數(shù)初值和定時器工作方式裝入寄存器，計數(shù)是否啟動由命令字的最高二位控制 ，具體控制方式如下。</p><p>　　TM2 TM1</p><p>　　0：空操作，不影響計數(shù)</p><p>　　1：停止定時器計數(shù)，若計數(shù)器沒有啟動，則相當于空操作</p><p>　　0：定時器值減為0時，停止計數(shù)</p>&

59、lt;p>　　1 1：啟動，置方式和初置后立即啟動；若正在計數(shù)則表示置新的方式和初置，計數(shù)結束后，按新的方式和初值計數(shù)。</p><p>　　任何時刻都可以設置定時器的初值和工作方式，但是必須將啟動命令寫入命令寄存器。如何定時器正在計數(shù)，那么，只有寫入啟動命令之后，定時器才接收新的計數(shù)初值并按新的工作方式計數(shù)。</p><p>　　由于8155內部帶有地址鎖存器，因

60、此，它與8031的接口電路非常簡單，不需任何附加的電路。圖7是8031與8155的接口電路，存儲器RAM和I/O口的地址分配如下。 存儲器的地址：7E00H~7EFFH。</p><p><b>　　I/O的地址</b></p><p>　　命令/狀態(tài)寄存器 7FF8H</p><p>　　PA口

61、 7FF9H</p><p>　　PB口 7FFAH</p><p>　　PC口 7FFBH</p><p>　　定時器底8位 7FFCH</p><p>　　定時器高8位 7FFDH </p><p>&

62、lt;b>　　5.2前向通道</b></p><p>　　前向通道是信息采集的通道，主要包括傳感器、信號放大、A／D轉換等電路。由于溫度變化是一個相對緩慢的過程，固此前向通道中沒有使用采樣保持電路。</p><p>　　按設計要求，溫度控制靜態(tài)誤差≤l 0C，爐溫給定范圍為400～700℃，而對爐溫的檢測范圍應適當大于此范圍，設為400～7500C，則系統(tǒng)的控制總誤差應不

63、大于1／(95—35)X100％＝1．67％，分配到前向通道的信號采集總誤差應不大于系統(tǒng)總誤差的1／2，即精度應為o．83％，可以采用8位A／D轉換器實現(xiàn)。</p><p>　　前向通道包括：A/D轉換器、傳感器、放大器</p><p>　　5.2.3 溫度傳感器： </p><p>　　我們知道，在推舟工作區(qū)中，推舟摻雜的工作溫度范圍為 700℃ ~ 400 ℃。

64、為了檢測溫度并控制推舟，這里采用了接觸式的溫度測量方法，以熱電偶作為測溫元件，置于工作區(qū)中?？紤]到測溫范圍和精度，以及價格因素的影響，這里選用裝配式熱電偶WRE2型傳感器。其測溫上限長期為900℃，短期可達700℃。</p><p>　　1.熱電偶特點及應用范圍</p><p><b>　　① 特點</b></p><p>　　熱電偶可將溫度直

65、接轉換成電量信號,便于監(jiān)測；</p><p>　　結構簡單,制造容易,價格便宜；</p><p>　　惰性小,準確度高,測量范圍廣；</p><p>　　可做成多種結構,以滿足各種測量對象的要求；</p><p>　　適用于遠距離測量與控制；</p><p>　　但其準確度難以超過0.2℃；</p>&l

66、t;p>　　參考端溫度影響測量,必須進行補償；</p><p>　　在高溫或長期使用時,因受被測介質的影響或環(huán)境氣氛的腐蝕作用而發(fā)生劣化。</p><p><b>　?、趹梅秶?lt;/b></p><p>　　熱電偶適用于各行各業(yè)各個領域生產過程中－200℃～1300℃范圍內的溫度測量，在特殊情況下，可測量2800℃的高溫和4K的低溫。&

67、lt;/p><p>　　2. 熱電偶傳感器工作原理</p><p>　　熱電偶是一種使用最多的一種傳感器，它的工作原理是由兩種不同的導體或半導體A和B組成的一個回路，其兩端相互連接，只要結點處的溫度不同，一端的溫度為T，另一端的溫度為T0，則回路中就有電流產生，即回路中存在電動勢，該電動勢稱為熱電勢。</p><p>　　當回路斷開時，在斷開處a, b之間便有一電動勢E

68、T,其極性和量值與回路中的熱電勢一致，規(guī)定為冷端，當電流由A流向B時，稱A為正極，B為負極。熱電勢ET與溫度差（T – T0）成正比，即</p><p>　　ET =SAB（T – T0）</p><p>　　SAB為賽貝克西蜀，又稱為熱電勢率，它是熱電偶的最重要的特征量，其符號和大取決于熱電極材料的相對特性。</p><p>　　兩種導體的接觸電勢 </p&

69、gt;<p>　　不同金屬自由電子密度不同，當兩種金屬接觸在一起時，在結點處會發(fā)生電子擴散，</p><p>　　濃度大的向濃度小的金屬擴散。濃度高的失去電子顯正電，濃度低的得到電子顯負電。當擴散達到動態(tài)平衡時，得到一個穩(wěn)定的接觸電勢。</p><p>　　溫度T時熱端接觸電勢：</p><p><b>　　冷端接觸電勢：</b>

70、</p><p>　　式中：A、B代表不同材料； </p><p>　　在閉合回路中，總的接觸電勢為：</p><p>　　3. 熱電偶傳感器的主要技術參數(shù)</p><p>　　熱電偶的主要技術參數(shù)有型號、分度號、測量范圍、允許誤差、熱響應時間、公稱壓力、熱電動勢率、長期穩(wěn)定性、熱電偶的電阻R0等。</p><p>　

71、　WRE2溫度型傳感器屬于裝配式鎳鎘-康銅熱電偶傳感器，其工作范圍為333～900℃，允許誤差在0.0075℃，時間常數(shù)t〈90 ，該型號在系統(tǒng)中測量400～700℃之間的溫度，經查表知在400℃時，其熱電動勢為33.767mV,在700℃時其電動勢為57.873</p><p>　　熱電偶的的熱電動勢計算公式：</p><p><b>　　E =∑biti </b>

72、</p><p>　　熱響應時間：熱響應時間也稱時間常數(shù)，它是用來表示熱電偶對溫度變化感應快慢的惰性參數(shù)，在溫度出現(xiàn)階躍變化時，熱電偶的輸出變化至相當于該階躍變化的63.2℅所需的時間。</p><p><b>　　冷端補償：</b></p><p>　　本系統(tǒng)使用鎳鉻—康銅熱電偶，被測溫度范圍為400～700℃，冷端補償采用補償電橋法，采用不

73、平衡電橋產生的電勢來補償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值。不平衡電橋由電阻R1、R2、R3(錳銅絲繞制)、Rcu(銅絲繞制)四橋臂和橋路穩(wěn)壓源組成，串聯(lián)在熱電偶回路中。Rcu與熱電偶冷端同處于±0℃,而R1=R2=R3=1Ω，橋路電源電壓為4V，由穩(wěn)壓電源供電，Rs為限流電阻，其阻值因熱電偶不同而不同，電橋通常取在20℃時平衡，這時電橋的四個橋臂電阻R1=R2=R3=Rcu，a、b端無輸出。當冷端溫度偏離20℃時，例如

74、升高時，Rcu增大，而熱電偶的熱電勢卻隨著冷端溫度的升高而減小。Uab與熱電勢減小量相等，Uab與熱電勢迭加后輸出電勢則保持不變，從而達到了冷端補償?shù)淖詣油瓿伞?lt;/p><p>　　5.2.4 運算放大器</p><p>　　運算放大器（常簡稱為“運放”），是廣泛應用的、具有超高放大倍數(shù)的電路單元?？梢杂煞至⒌钠骷M成，也可以實現(xiàn)在半導體芯片當中。隨著半導體技術的發(fā)展，如今絕大部分的運放是

75、以單片的形式存在?，F(xiàn)今運放的種類繁多，廣泛應用于幾乎所有的行業(yè)當中。在這里選用集成放大器0P07型，內部結構及硬件圖如下：</p><p>　　工作原理：    </p><p>　　一般可將運放簡單地視為：具有一個信號輸出端口（Out）和同相、反相兩個高阻抗輸入端的高增益直接耦合電壓放大單元，因此可采用運放制作同相、反相及差分放大器。    運

76、放的供電方式分雙電源供電與單電源供電兩種。對于雙電源供電運放，其輸出可在零電壓兩側變化，在差動輸入電壓為零時輸出也可置零。采用單電源供電的運放，輸出在電源與地之間的某一范圍變化。    運放的輸入電位通常要求高于負電源某一數(shù)值，而低于正電源某一數(shù)值。經過特殊設計的運放可以允許輸入電位在從負電源到正電源的整個區(qū)間變化，甚至稍微高于正電源或稍微低于負電源也被允許。這種運放稱為軌到軌（rail-to-rail）輸入運算放

77、大器。    運放的輸出電位通常只能在高于負電源某一數(shù)值，而低于正電源某一數(shù)值之間變化。經過特殊設計的運放可以允許輸出電位在從負電源到正電源的整個區(qū)間變化。這種運放成為軌到軌（rail-to-rail）輸出運算放大器。  運算放大器的輸出信號與兩個輸入端的信號電壓差成正比，在音頻段有：輸出電壓=A0（E1-E2），其中，A0 是運放的低頻開環(huán)增益（如 100，即 100000 倍），E1 是同相端的

78、輸入</p><p>　　運算放大器均是采用直接耦合的方式，直接耦合式放大電路的各級的Q點是相互影響的，由于各級的放大作用，第一級的微弱變化，會使輸出級產生很大的變化。當輸入短路時（由于一些原因使輸入級的Q點發(fā)生微弱變化，比如：溫度），輸出將隨時間緩慢變化，這樣就形成了零點漂移。 產生零漂的原因是：晶體三極管的參數(shù)受溫度的影響</p><p>　　實際電路中，從熱電偶輸出的信號最

79、多不過幾十毫伏(<30mV)，且其中包含工頻、靜電和磁偶合等共模干擾，對這種電路放大就需要放大電路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪聲和高輸入阻抗，因此宜采用測量放大電路。測量放大器又稱數(shù)據(jù)放大器、儀表放大器和橋路放大器，它的輸入阻抗高，易于與各種信號源匹配，而它的輸入失調電壓和輸入失調電流及輸入偏置電流小，并且溫漂較小。由于時間溫漂小，因而測量放大器的穩(wěn)定性好。由三運放組成測量放大器，差動輸入端R1和R2分別接到A1和A2的同

80、相端。輸入阻抗很高，采用對稱電路結構，而且被測信號直接加到輸入端，從而保證了較強的抑制共模信號的能力。A3實際上是一差動跟隨器，其增益近似為1。測量放大器的放大倍數(shù)為：AV=V0/（V2-V1），AV=Rf/R(1+(Rf1+Rf2)/RW)。在此電路中，只要運放A1和A2性能對稱(主要指輸入阻抗和電壓增益)，其漂移將大大減小，具有高輸入阻抗和共模抑制比，對微小的差模電壓很敏感，適宜于測量遠距離傳輸過來的信號，因而十分易于與微小輸出的傳

81、感器配合使用。RW是用來調整放大倍數(shù)的外接電阻，在此用多圈電位器。    實際電路中A1、A</p><p>　　0P07放大器的具體參數(shù)：</p><p>　　開環(huán)增益(v/µV)：0.12</p><p>　　共模抑制比（dB）:94106</p><p>　　初始失調電壓（µ

82、V）：75150</p><p>　　失調電壓漂移：（±µV/℃）：2.5</p><p>　　偏置電流（±25℃）±n A max:412</p><p>　　電壓噪聲（@1Hz）:11</p><p><b>　　電源電壓：4</b></p><p>　

83、　經過測量放大器放大后的電壓信號，其電壓范圍為0～5V，此信號為模擬信號，計算機無法接受，故必須進行A/D轉換。放大器的放大倍數(shù)計算如下：</p><p><b>　　上式中G為放大倍數(shù)</b></p><p>　　通過對各個器件性能分析計算，得出不同的電阻值參數(shù)，把電阻參數(shù)帶入計算公式中得到放大倍數(shù)為101倍，當控制溫度在400℃時，傳感器輸出熱電勢為33.3mv,

84、當在700℃時，其輸出熱電勢為57.89mv。經過電橋法冷端補償和兩個同相放大器放大后輸出放大電壓分別是3.3v和5.8v。高于A/D轉換器的輸入電壓，因此需要在二級放大輸出端接一小電阻來進行分壓。</p><p>　　前向通道硬件接線如圖：</p><p>　　5.2.5 A/D轉換器：</p><p>　　模擬量轉換成數(shù)字量和數(shù)字量轉換成模擬量是計算機與外部環(huán)

85、境進行聯(lián)系的主要形式。計算機控制過程如圖所示，當計算機用于工程控制、實時數(shù)據(jù)采集等方面時，現(xiàn)場監(jiān)測的模擬信號必須通過A/D轉換變成數(shù)字量，送入計算機處理，計算機的輸出信號又必須通過D/A轉換成模擬信號送到現(xiàn)場去驅動機械或電氣設備動作。所以D/A 和 A/D轉換是計算機應用的重要接口技術。在這里選用ADC0804芯片做為模數(shù)轉換器。</p><p>　　【1】A/DC 0804的基本原理</p>&l

86、t;p>　　ADC0804是用CMOS集成工藝制成的逐次比較型摸數(shù)轉換芯片。分辨率8位，轉換時間100μs，輸入電壓范圍為0~5V，增加某些外部電路后，輸入模擬電壓可為 5V。該芯片內有輸出數(shù)據(jù)鎖存器，當與計算機連接時，轉換電路的輸出可以直接連接在CPU數(shù)據(jù)總線</p><p>　　上 </p><p>　　A/D轉換器是將模擬信號轉換成數(shù)字信號。</p

87、><p>　?。?DC0804的參數(shù)規(guī)格：</p><p>　　8位COMS逐次逼近型的A/D轉換：</p><p><b>　　三態(tài)鎖定輸出</b></p><p>　　存取時間：135µs:</p><p>　　轉換時間：100µs</p><p>&l

88、t;b>　　分辨率：8位</b></p><p><b>　　總誤差：±1LSB</b></p><p>　　工作溫度：ADC0804 LCN---------0℃～+70℃</p><p>　　A/D0804 LCD------- -40℃--------+85℃</p><p>　　【2】

89、引腳功能說明如下：</p><p>　　/CS： 芯片選擇信號，低電平有效，一旦CS有效，表明A/D轉換器被選中，可啟動工作。WR：寫信號輸入，接受微機系統(tǒng)或其它數(shù)字系統(tǒng)控制芯片的啟動輸入端，低電平有效，當CS、WR同時為低電平時，啟動轉換。 </p><p>　　/RD：外部讀取轉換結果的控制腳輸出信號。/RD為HI時，DB0~DB7處于高阻抗；/RD為LO時，數(shù)字數(shù)據(jù)才會輸出。<

90、/p><p>　　/WR：用來啟動轉換的控制輸入，相當于ADC的轉換開始（/CS=0時），當/WR由HI變?yōu)長O時，轉換器被清除；當/WR回到HI 時，轉換正式開始。</p><p>　　CLK IN，CLK R：時鐘輸入或接震蕩元件（R，C），頻率約限制在100KHZ~1460 KHZ，如果使用RC電路則其震蕩頻率為1/（1.1RC）。</p><p>　　/INTR

91、：中斷請求信號輸出，低電平動作。輸出低電平表示本次轉換已完成。該信號常作為向微機系統(tǒng)發(fā)出的中斷請求信號。 </p><p>　　VIN（+）、VIN（-）：差動模擬電壓輸入。輸入單端正電壓時，VIN（-）接地：而差動輸入時，直接加入VIN（+）、VIN（-）。</p><p>　　AGND，DGND：模擬信號以及數(shù)字信號的接地。</p><p>　　VREF：輔助參

92、考電壓。</p><p>　　DB0~DB7：8位的數(shù)字輸出。</p><p>　　VCC：電源供應以及作為電路的參考電壓。</p><p><b>　　【3】模塊功能</b></p><p>　?。?） 溫度信號經ADC0804將模擬信號轉換成數(shù)字信號并輸入8155的PA口，經8155送入8051進行數(shù)據(jù)處理，8051

93、發(fā)出脈沖信號通過其P1口（P1.1、P1.2、P1.3、P1.4）經放大器來驅動電動機動作。 </p><p>　?。?）零點和滿刻度調節(jié)。 </p><p>　　ADC0804的零點無須調整。滿刻度調整時，先給輸入端加入電壓 ，使?jié)M刻度所對應的電壓值是 ，

94、其中 是輸入電壓的最大值， 是輸入電壓的最小值。當輸入電壓與 值相當時，調整 端電壓值使輸出碼為FEH或FFH。（3）參考電壓的調節(jié) 在使用A/D轉換器時，為保證其轉換精度，要求輸入電壓滿量程使用。如輸入電壓動態(tài)范圍較小，則可調節(jié)參考電壓 ，以保證小信號輸入時ADC0804芯片8位的轉換精度。 （4）接地 模數(shù)、數(shù)模轉換電路中要特別注意到地線的正確連接，否則干擾很嚴重，以至影響轉換結果的準確性。A/D、D/A及取

95、樣保持芯片上都提供了獨立的模擬地（AGND）和數(shù)字地（DGND）的引腳。在線路設計中，必須將所有的器件的模擬地和數(shù)字地分別連接，然后將模擬地與數(shù)字地僅在一點上相連。地線的正確連接方法如圖5.1.11所示。</p><p>　　在模擬輸入信號較小時，如0～0.5伏時，自動調零電容可選比積分電容CINT大一倍，以減小噪聲，CAZ的值越大，噪聲越小，如果CINT選為0.15μF，則CAZ=2CINT=0.33μF。&

96、#160;      由傳感器傳來的微弱信號經放大器放大后為0～5V，這時噪聲的影響不是主要的，可把積分電容CINT選大一些，使CINT=2CAZ，選CINT=0.33μF，CAZ=0.15μF，通常CINT和CAZ可在0.1μF至1μF間選擇。積分電阻RINT等于滿度電壓時對應的電阻值(當電流為20μA、輸入電壓=4.096V時，RINT=200kΩ)，此時基準電壓V+RI和

97、V-RI之間為2V，由電阻R1、R3和電位器R2分壓取得。</p><p>　　5.4 人機對話通道</p><p>　　人機對話通道主要由鍵盤、LED顯示組成。為了完成設定檢測爐溫的變化溫度、等功能，并滿足溫度設定范圍為400～700℃、最小區(qū)分度為1℃的功能要求，鍵盤可由10個數(shù)字鍵及6個功能鍵組成(確認、設定溫度)。LED顯示由雙3位數(shù)碼管組成，顯示檢測的測溫度，顯示范圍為400～7

98、500C。</p><p><b>　　本系統(tǒng)屬于開環(huán)控制</b></p><p>　　5.4.1 顯示器：</p><p><b>　　數(shù)碼管原裝圖：</b></p><p>　　我們都知道在單片機應用系統(tǒng)中，通常要用多位LED顯示，多位LED顯示接口有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種。</p>

99、<p>　　在實際應用中，靜態(tài)顯示的亮度高，占用CPU的時間短，但它的成本高。為了簡化硬件電路，降低成本，在單片機應用系統(tǒng)中常采用動它掃描的方法，解決多位LED顯示的問題。因此在本設計中同樣以動態(tài)掃描的形式進行設計。</p><p>　　動態(tài)掃描顯示的硬件接口簡單，只需一個公共的七段碼輸出口，一個選擇LED位的數(shù)位選擇口（本系統(tǒng)中選用共陰極接法，則為所有LED的共陰極端），顯示時，從左到右（或從右到

100、左）依次輪流點亮每一位顯示器，并保持一段時間。各位都掃描完再從頭開始，只要保證掃描一位到重新掃描此位的時間不超過一定的限度（一般在20ms以下）。由于視覺的暫留，可達到“同時”顯示各位不同的數(shù)字和字符的目的。</p><p>　　在設計中采用LED數(shù)碼七段顯示管，而采用7407與7406兩種鎖存驅動器來驅動數(shù)碼管的顯示。總共需要三只這樣的管子，在控制中采用滾動式顯示。</p><p>　　

101、顯示中8155的擴展I/O口經7407電流放大后來驅動三位LED數(shù)碼顯示管。8051的P2.7經反相器反相后與8155的片選端CE相連，P2.6接8155的I/O口與RAM選擇端IO/M，P0口作為數(shù)據(jù)總線與8155的D0～D7相接，8051的ALE與8155的ALE相連。經這樣連接后，8155的I/O口可以定義為：</p><p>　　命令狀態(tài)寄存器口 FFF0H</p>

102、<p>　　A口 FFF1H</p><p>　　B口 FFF2H </p><p>　　C口 FFF3H </p><p>　　定時器低8位

103、 FFF4H </p><p>　　定時器高6位及方式口 FFF5H </p><p>　　數(shù)碼管的段控用PB口輸出，位控由PC0、PC1、PC2口控制。7407是6位的驅動門，它是一個集電極開路門，當輸入為“0”時輸出為“0”；輸入為“1”時輸出斷開，須接上位電路。共用兩片7407，分別作為段控和位控的驅動。數(shù)碼管選共陽極接法，當位控為“1”

104、時，該數(shù)碼管 選通，動態(tài)顯示用軟件完成，節(jié)省硬件開銷。</p><p>　　在圖5.4.1中，通過8155的PC口經一塊7406組成芯片反向后來控制顯示器的輸出。</p><p>　　下面列出了LED的七段碼表（字型碼）如表5.5</p><p>　　7406和7407的結構和功能如下：它們的外部引角完全相同，不同的是7406是集電極開路反向驅動，7407是集電極開

105、路同向驅動Y=A。</p><p>　　7406、7407電路的外部引腳圖如下：</p><p>　　VCC：正電源端，+5V</p><p><b>　　GND：接地端</b></p><p><b>　　XA：輸入端</b></p><p><b>　　XY：輸

106、出端</b></p><p><b>　　5.4.2 鍵 盤</b></p><p>　　在微機系統(tǒng)中鍵盤是最常用的輸入設備，鍵盤通常由數(shù)字鍵和功能鍵組成，其規(guī)模取決于系統(tǒng)的要求。</p><p>　　鍵盤可以分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤，編碼鍵盤的按鍵識別、去抖動、鍵編碼都由硬件完成；非編碼鍵的上述功能在少量的硬件支持下由軟件完成。由

107、此可見編碼鍵盤產生鍵編碼的速度快且基本不占CPU的時間，但硬件開銷大，電路復雜，成本高；非編碼鍵盤則硬件電路簡單，成本低，但占用CPU的時間長。</p><p>　　鍵盤接口電路有兩個基本特點：（1）.是隨機性，系統(tǒng)操作人員對鍵盤的操作是隨機的，所以操作的鍵也是隨機的；（2）.是抖動性，這是鍵盤的機械特性決定的。根據(jù)這兩個特點可以得出以下的接口設計原則：</p><p>　　鍵盤的電平與系

108、統(tǒng)總線電平兼容。</p><p>　　單片機能夠有效地抑制鍵盤抖動。抑制抖動是由軟件實現(xiàn)的，一般采用多數(shù)為主 的原則。</p><p>　　單片機系統(tǒng)能實現(xiàn)對鍵盤的有效控制。單片機系統(tǒng)鍵盤接口的目的是為了控制鍵盤 ，而鍵盤電路不能影響總線。</p><p><b>　　（1）消抖措施 ：</b></p><p>　　在一

109、般電路設計中，按鍵按下閉合后，應產生一個一個負脈沖。但由于在按鍵按動時總有一些抖動，因此在負脈沖的開始和末尾部位總要出現(xiàn)一些毛齒波，其長短與開關的機械特性有關，一般為5~10ms。除了抖動之外還有重鍵，即一個鍵按下后緊接著又按下一個鍵，或者兩個鍵同時按下，這些需要采取一定的措施加以消除。</p><p>　　目前消除抖動的方法有兩種，一種是用硬件電路來實現(xiàn)，即用RC濾波電路濾除抖動。另一種就是軟件延時的方法來解決

110、。在本設計中主要以軟件去抖動。主要通過延時來等待信號穩(wěn)定，在信號穩(wěn)定后查詢健碼。其過程是在查詢到有按健按下后延時一段時間（12ms~20ms）,再查詢一次看是否有按健按下，若第一次查詢不到，則說明前一次查詢結果為干擾或抖動，若這一次查詢到有按健按下，則說明信號已經穩(wěn)定，然后判斷閉和按健的按碼。當閉和按健的健碼確定之后，再去查詢按鍵是否釋放，待按鍵釋放后再進行處理，這樣即可消除釋放抖動的干擾。重鍵則以后一次查詢?yōu)樽詈蠼Y果。</p&g

111、t;<p>　?。?）鍵盤接口及掃描方式說明：</p><p>　　通過對設計要求的具體分析，在這里采用矩陣式鍵盤來控制系統(tǒng)參數(shù)的輸入和調整。矩陣式鍵盤又成為行列式鍵盤。 </p><p>　　假設0鍵被按下,稱為被按鍵或閉合鍵,這時,鍵盤矩陣中A點的行線和列線相通.</p><p>　　行掃描法的基本原理是這樣的:使一條列線為低電平,如果這條列線

112、上沒有閉合鍵,則各行線的狀態(tài)都為高電平;如果列線上有閉合鍵,則相應的那條行線即變?yōu)榈碗娖?這樣,就可以根據(jù)行線號和列線號求得閉合鍵的鍵碼.</p><p>　　行掃描的過程是:先使輸出口輸出FEH,然后輸入行線狀態(tài),判斷行線狀態(tài)中是否有低電平,如果沒有低電平,則使輸出口輸出FDH,再判斷行線狀態(tài).到輸出口輸出FCH時,行線中有狀態(tài)為低電平,則閉合鍵找到.至此,行掃描似乎可以結束,但實際上掃描往往繼續(xù)進行下去,以排

113、除可能出現(xiàn)的多鍵同時被按下的現(xiàn)象.</p><p>　　鍵盤中有4根行線和4根列線，經限流電阻接+5V電源上，按鍵跨接在行線和列線上，4×4行列結構可構成16個按鍵。當無鍵閉合時，74922芯片的x、y接口處于開路狀態(tài)。當有鍵閉合時，與閉合鍵相連的兩條I/O口線之間短路。判斷有無按鍵按下的方法是：一，置74922的x1、x2、x3、x4為輸入狀態(tài)，從行線輸出低電平，讀入列線數(shù)據(jù)，若某一列線為低電平，則該

114、列線上有鍵按下。第二步，置74922的y1、y2、y3、y4口為輸入狀態(tài)，從列線輸出低電平，讀入行線數(shù)據(jù)，若某一行為低電平，則該行線上有按鍵按下。綜合一、二兩步的結果，可確定按鍵的編碼號。但是鍵閉合一次只能進行一次鍵功能任務，因此須等待按鍵釋放后，在進行鍵功能操作。通過循環(huán)掃描方式可以重復掃描是否有鍵按下，并在鍵按下后等待一定時間，在這段時間可以消除按鍵的抖動。</p><p>　　（3）鍵盤功能說明：</