第9章单片机应用系统的设计与实例.ppt

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单片机的开发与开发工具
单片机的开发是一门综合技能,需要相关的数学基础知识、模拟及数字电子技术基础知识,甚至是计算机控制技术、智能控制等知识。
单片机的开发是一项实践性很强的技能,只有不断的动手实践才能掌握,因此一般需要有计算机及相关的开发工具,如编程器、实验板等。
单片机学****的初期如果有人指点则可以事半功倍、少走弯路。
单片机入门后技能的提高只能靠自己的勤奋与努力,很少有人能帮得上忙

单片机开发系统的功能
在线仿真功能
单片机仿真功能
模拟功能
调试功能
允许控制功能
对目标系统状态的读出修改功能
跟踪功能
辅助设计功能

单片机应用系统的调试、运行与维护
调试工具
硬件调试
软件调试
运行与维护
电阻炉温度控制系统
在很多行业有大量的用电加热设备,如用于热处理的加热炉,用于融化金属的坩埚电阻炉及各种不同用途的温箱等,人们都需要对它们的温度进行监测和控制。采用单片机对它们进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等特点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大提高产品的质量和数量。因此,智能化温度控制技术正被广泛地采用。
对电阻炉温度控制,可以采用适用于工业控制的8051单片机组成的控制系统。该系统的被测参数是电阻炉的温度,由单片机PID运算得出的控制量去控制双向可控硅的导通和关断,以便切断或接通加热电源,调整电工功率,从而控制电阻炉的温度稳定在设定值上。本系统采用过零触发方式,干扰小、器件运行可靠,同时省去了传统的D/A变换器件,简化了硬件设备。
1. 系统组成及工作原理
。图中主要包括8051单片机、温度检测元件和变送器、A/D转换器、键盘与显示电路、温度控制电路和报警电路等几个部分。因为8051单片机内部有4K字节的程序存储器,空间足够,所以不必再扩展程序存储器。其工作过程为,热电偶可将检测的温度转变成mV级的电压信号,经温度变送器放大后,送入A/D转换器,转换成数字量送入计算机,与设定值进行比较,经PID调节后,输出驱动信号,控制可控硅的导通与关断,从而达到调节温度的目的。若检测的实际值与设定值相比较越限,则产生报警信号。
1. 系统组成及工作原理

1. 系统组成及工作原理
(1)温度检测元件和变送器
温度检测元件和变送器的类型选择与被控温度及精度等级有关。0~1000范围内的温度可以选用镍铬/镍铝热电偶,其输出电压为0~。这个信号比较小,故需要变送器将其变换成A/D转换器所需的电压范围。
变送器由毫伏变送器和电流/电压变送器组成。毫伏变送器用于把热电偶输出的0~~10mA范围内的电流;电流/电压变送器用于把毫伏变送器输出的0~10mA电流变换成0~5V范围内的电压。为了提高测量精度,变送器可以进行零点迁移。例如:若温度测量范围为400~1000,~,毫伏变送器零点迁移后输出0~10mA范围电流。这样,采用8位A/D转换器就可使量化温度误差达到±。
1. 系统组成及工作原理
(2)A/D转换电路
ADC0809为温度测量电路的输入接口。ADC0809的IN0和变送器输出端相连,~=000时,就选中IN0通道。=0时,启动A/D转换器。,正在转换时EOC=0,转换结束时EOC=1,通过查询方式,若D/A转换结束,将转换后的数字量读入单片机。
(3)键盘/显示电路的扩展
8051单片机通过并行接口8255扩展键盘/显示电路,,=0时,选中8255芯片,8255的PA口、PB口、PC口和控制口的地址分别为7FFCH、7FFDH、7FFEH和7FFFH。
1. 系统组成及工作原理
(4)过零触发电路
过零同步脉冲是一种50Hz交流电压过零时刻的脉冲,可使可控硅在交流电压正弦波过零时触发导通。过零同步脉冲由过零触发电路产生,。图中,电压比较器LM311用于把50Hz正弦交流电压变为方波。方波的正边沿和负边沿分别作为两个单稳态触发器的输入触发信号,单稳态触发器输出的两个窄脉冲经二极管或门混合后就可得到对应于交流220V市电的过零同步脉冲。此脉冲一方面作为可控硅的触发同步脉冲加到温度控制电路,另一方面还作为计数脉冲加到8051的T0和T1端()。。