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1、 电 子 工 程 系专业课设报告课题名称: 消毒柜控制器的设计指导老师: 陈黎娟学 号: 04041234报 告 人: 易勇日 期： 2007-08-29 消毒柜的设计摘要：随着现代科学技术的不断发展，微电脑控制技术开始逐步渗透到各个领域中，包括工业、农业以及家庭生活。温度的变化对人们的生产和生活有一定的影响，通过对环境的检测，分析，掌握其变化规律并合理利用，以改善人类的生活质量，更好的为人类服务。 消毒柜就是为了人们日常生活中的餐具消毒而设计的，采用微电脑控制技术，精确地控制消毒柜内的温度和加热时间，很大程度上改善了人们的饮食卫生，提高了人们的健康水平。 本设计采用电桥电路将PT-100电阻
2、值的变化转换成电压变化，再经运放TL084放大成05伏电压，整形滤波使得信号稳定后，送至ADC0809数模转换电路，转化成8位数字信号送8031单片机系统，8031单片机对采集的数据处理后送7279键盘显示电路，实时动态地显示当前的温度及倒计时时间。对温度的控制主要由单片机控制继电器动作来管理加热器的启动与停止，并且对温度的控制为精确的闭环控制。关键字: 单片机 数据处理 显示目录第一章 前言511 课题的背景和意义512 国内外研究概况及发展方向513本文主要的研究内容6第二章 系统的组成及工作原理721 系统设计要求722 系统组成框图723 系统工作原理7第三章 硬件电路设计831 方案
3、论证832 方案确定933单片机最小系统设计934 温度转换与放大电路10341 电桥电路11342 测量放大电路1435 数模转换电路1536 温度控制电路1837 显示模块19第四章系统软件设计2241 系统软件设计原理2242 主程序设计2243 中断服务程序设计2344 系统子程序设计24441 温度采样及滤波子程序25442 显示处理子程序26443 加热控制子程序27444 键盘处理子程序28第五章 调试与结果分析2951 硬件调试2952 软件调试2953 调试结果30第六章 总结3161 实现功能3162不足之处及改进意见3163 心得体会31致谢33参考文献34附录一 方案一
4、电路原理图35附录二 方案二电路原理图36附录三 7279键盘显示电路图37附录四 源程序38第一章 前言11 课题的背景和意义现代化工业生产、仓储管理、农科技术、尖端技术研究等，几乎都离不开“温度”这个物理量。因此对温度进行检测和控制尤为重要。在饮食业中，蔬菜储存、餐具管理等都要对温度进行检测和控制。而本次设计的消毒柜就是应用到对温度的采集，和控制这一技术以适应各种场合环境的应用。消毒柜主要通过加热到一指定温度，对餐具等卫生洁具进行高温消毒，消毒柜将高温控制在一指定的范围内，并保持一定时间，杀灭细菌，极大地增强了人们的饮食卫生，大大降低了疾病的交叉传染，为提高人们的身体健康起了重要的作用。1
5、2 国内外研究概况及发展方向目前国内外市场销售的消毒柜共有三大类型：一类是远红外线高温型，这种消毒柜主要是根据物理原理，利用远红外线发热，在密闭的柜内产生120度高温进行杀菌消毒。这种消毒方式具有速度快、穿透力强的特点，日常生活中常用的餐具、茶具、食物都可放柜内进行高温消毒，将洗净的碗、筷、杯、盘放入其中加热、烘干，达到预定的时间之后便自动断电，由于它仿冰箱式的柜门较普通的碗柜密封性强，所以可以有效地阻止蚂蚁、蟑螂和其它昆虫的进入，从而避免了消毒之后的第二次污染；第二类型是臭氧低温型，其原理是利用高压无声放电装置产生臭氧分子，通过臭氧分子还原成氧分子所产生的强氧化作用来实现杀菌目的，这种消毒柜
6、利用臭氧功能进行杀菌消毒，属于低温消毒产品，可用于塑料、胶木等受高温易变形的物品消毒，也可用来对蔬菜、瓜果等进行杀菌和保鲜；第三类是远红外线臭氧型，这种消毒柜是双门的，上门是臭氧低温型，下门是远红外线高温型，兼具二者的功能。对于这三类消毒柜产品，臭氧、紫外线臭氧属于超低温消毒，消毒温度一般在60以下，适合各类餐具，特别适合于不耐高温的塑料、玻璃制品。而红外线高温、超温蒸汽、紫外臭氧加高温属于热消毒或多重组合消毒方式，消毒温度一般在100以上，消毒效果好，适合于陶瓷、不锈钢等耐高温制品的消毒。另有一些双门消毒柜上面一层属臭氧消毒，用于不耐高温的餐具消毒；下面一层是红外线高温消毒，用于给耐高温餐具
7、消毒。根据中国预防医学科学院消毒研究中心测试的数据表明：消毒柜内部的温度必须达到125，而且持续保持10分钟，才能把对人身体有害的牙孢菌及肝炎病菌杀死。出于这个原因，只有单一远红外线消毒功能的消毒柜中不宜存放塑料器皿，因为要想在柜内达到125，不论是采用石英管还是电热丝发热，发热元件附近的温度肯定会大大高于125，塑料容器在长时间的烘烤之下，很容易变形。纵观国内处市场中的消毒柜产品，其发展方向是系统采用微电脑控制，VFD动态显示当前系统工作情况及其他参数，同时采用数码控制定时开关、自动除臭，采用高新纳米磁性门封材料、排气孔特设防虫网，有效杜绝二次污染的美的消毒柜等。13本文主要的研究内容本文主
8、要研究基于单片机8051控制的消毒框系统，设计中前端温度采集电路采用铂热电阻PT-100为基础的电桥电路，再经过放大电路，将采集的数据送单片机处理并在7279模块中实时显示出来。本设计是最贴近老百姓的，良好的人机对话界面，简单的按键操作，动态可调的工作参数，都是十分人性化的。相对其他的那些消毒柜，本设计非常容易实现，成本低廉，一切按照工业设计的流程进行，符合工业规范，对于工业生产有很大的指导意义。本设计使用单片机智能控制，高效安全地实现温度的精确控制，相比起来具有更大的优势。而且本设计还提供了为了让系统稳定可靠的工作的外围电路，如上电复位与系统复位相结合等，为整个消毒柜系统的正常工作提供了强有
9、力的保证。第二章 系统的组成及工作原理21 系统设计要求1. 设置三个功能键：消毒、保温、停止；2. 按消毒键，接通加热继电器加热，当测到125度的时候，停止加热，其加热时间可通为键盘设定（以分为单位）3. 按保温键，在50度以下接通加热器，到70度关闭，一直持续工作，其加热时间可通为键盘设定（以分为单位）4. 按停止键，则停止工作5. 采用PT100铂热电阻测温，A/D转换采用ADC0809；6采用7279芯片管理键盘盘显示22 系统组成框图电桥电路电压放大A/D功能键盘单片机数码显示加热器继电器图2.1 系统组成框图23 系统工作原理本次课程设计采用铂热电阻PT100温度传感器实现从温度到
10、电阻值的转换，PT-100的温度每上升1，其阻值相应增大0.38欧姆；电桥将PT-100电阻值的变化转换成电压变化、再经集成运放TL084放大成0-5V的电压（一般情况下都不会超过5），然后经ADC0809转换成8位数字信号送8031单片机系统， 8031单片机对所采集的数据经滤波、变换等处理后送入7279显示模块进行显示，从而完成对温度的采集。8031再通过7279对键盘的扫描结果和即时温度值的处理，实现对温度的实时控制，系统设计了加热，保温，停止三个键，当按下加热功能键时，单片机控制继电器闭合，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
11、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。在此基础上，设置了一个校时键，当按下校时键时，无论加热器加热与否，都要到达设定的时间才会停止工作。如此则达到实验要求。第三章 硬件电路设计31 方案论证方案一：本方案采用新型的温度传感器LM35构成前端温度传感电路，LM35输出可以从0开始，该器件采用塑料封装TO992，工作电压430V。LM35前端电路直接与ADC0809温度采样电路相连。系统采用以51单片机为核心的微电脑控制，通过单片机启动ADC0809电路，对前端电路直接进行采样，得到采样的数字值后由单片机将其经过数学变换处理，转换成真正的摄式温度值。方案一电路
12、图见附录一。键盘控制则采用以HD7279为核心的键盘显示电路，由按键来控制消毒、保温、停止等功能，并且设置校时键，随时设置当前工作状态需要保持的时间。7279键盘显示电路同时还带有8个数码管，用来动态显示当前系统工作情况，如实时温度，倒计时时间等。加热器与单片机由继电器隔开，继电器智能控制消毒柜的加热。本方案的特点是前端温度电路直接采用LM35温度传感器，具有转换速度快，灵敏度高的特点，但是测量精度不够，抗干扰性能差的，受工作环境因素的影响较大。方案二： 在此次实验中也可以采用铂热电阻温度传感器PT-100，由含铂热电阻PT-100为桥臂的电桥，工作过程中其温度的变化将引起PT-100电阻值的
13、改变，最终转换成电压的变化，但电桥输出的电压最多只能是几十豪伏，所以必须经ICL7650放大后才输出0 5V的电压，达到实验要求的电压，再经ADC0809转换成8位数字信号送单片机开发系统。单片机开发系统对所采集的数据经滤波、变换等处理后送入7279进行显示，以实现对温度值的测量。测量出即时的温度值之后要进行的就是根据温度的值和7279对键盘的扫描结果进行相应的处理，如加热、保温、停止等，这些就要靠软件程序来辅助完成，通过继电器来进行相应的操作，从而完成此次设计的基本要求。继电器由单片机控制，安全管理加热器的启动与停止，继电器将单片机核心系统与加热器隔离，防止加热器的高温对系统造成损害，起到了
14、以小电流控制大电流的安全控制的作用。32 方案确定由于设计要求最高的温度达到了125，而且LM35系列传感器达不到要求的这个温度，而且价格也偏高。故不采用这一方案。而在电子测量实验课上已经采用方案二，并且成功的测量出了温度值，因此对用PT100测温的性能及参数都十分的了解，做起来也是非常的得心应手，对整个电路如何调试，分析，工作原理都十分的熟悉，就算是出现了什么问题也能很快，很好的得到解决，故最终决定采用方案二。33单片机最小系统设计主控机系统采用了Atmel 公司生产的89C51 单片机，它含有128 字节数据存储器，内置4K 的电可擦除FLASH ROM，可重复编程，大小满足主控机软件系统
15、设计，所以不必再扩展程序存储器。复位电路和晶振电路是89C52 工作所需的最简外围电路。单片机最小系统电路图如图3.1所示。89C52 的复位端是一个史密特触发输入，高电平有效，而系统中的时钟接口和CAN 总线接口的复位信号都是低电平有效。在复位电路中，按一下复位开关就使在RS端出现一段时间的高电平，经过74LS14 的一次反相整形，提供给单片机复位端。再经过一次反相整形，通过I/ORST 端提供给外部接口电路。外接12M 晶振和两个20P 电容组成系统的内部时钟电路。图3.1 单片机最小系统电路图34 温度转换与放大电路温度转换与放大电路模块如图3.2所示，主要由电桥电路和放大电路构成图3.
16、2温度转换与放大电路本模块电路主要采用以PT-100为核心的电桥电路，将当前温度的变化转换成电阻的变化，进而造成电桥的不平衡，使得电桥输出一定范围的微小精确电压，再由放大电路对这个微小电压进行放大，放大之后才送到ADC0809的IN0口进行采样转换。341 电桥电路电桥电路如图3.3中所示，电桥电路中采用PT100铂热电阻作为一条桥臂，构成温传感器，PT100铂热电阻是利用阻值随温度而变化的特性来测量温度，PT-100的温度每上升1，其阻值相应增大0.38欧姆，且在0500范围内的电阻温度（R-T）曲线的线性度都较好。消毒柜要求的温度范围是0-130，在这范围之内PT-100的线性度最好它有很
17、好的稳定性和测量精度，测温范围宽。图3.3 电桥电路铂热电阻与温度之间的关系近似线性关系在200 0范围，温度为t时的阻值Rt的表达式为 (式3-1)在温度为0 650范围内： (式3-2)式中的分度常数为：A3.96847（/）,5.847（/）,422（/）是在0时阻值为100欧姆。下面列出铂热电阻在0 100时的电阻值：表1 铂热电阻与温度之间的关系表01234567890100.0100.4100.8101.2101.6102.0102.3102.7103.1103.510103.9104.3104.7105.1105.5105.8106.2106.6107.0107.420107.8
18、108.2108.6109.0109.3109.7110.1110.5110.9111.330111.7112.1112.4112.8113.2113.6114.0114.4114.8115.240115.5115.9116.3116.7117.1117.5117.9118.2118.6119.050119.4119.8120.2120.5120.9121.3121.7122.1122.5122.960123.2123.6124.0124.4124.8125.2125.5125.9126.3126.770127.1127.5127.8128.2128.6129.0129.4129.7130.1
19、130.580130.9131.3131.7132.0132.4132.8133.2133.6133.9134.390134.7135.1135.5135.8136.2136.6137.0137.4137.7138.1100138.5电桥计算： (式3-3)设（为100） (式3-4)当T=时，即，电桥处于平衡 (式3-4)时 (式3-6)取T=100时，=138.5，=10K，=100，VDD = 12V (式3-7)所以，当温度T变化为0100时，U的变化范围为 0 45.7mV。342 测量放大电路三运放结构的测量放大器由两级组成，两个对称的同相放大器构成第一级，第二级为差动放大器减法器
20、，如图3.4所示设加在运放A1同相端的输入电压为V1，加在运放A2同相端的输入电压为V2，若A1、A2、A3都是理想运放，则V1=V4, V2=V5 (式3-8)(式3-9)(式3-10)图3.4 测量放大电路所以，测量放大器第一级的闭环放大倍数为： (式3-11)整个放大器的输出电压为：(式3-12) 为了提高电路的抗共模干扰能力和抑制漂移的影响，应根据上下对称的原则选择电阻，若取R1=R2，R4=R6，R5=R7，则输出电压为：(式3-13) (式3-14) 第二级的闭环放大倍数：(式3-15)整个放大器的闭环放大倍数为： 若取Rk=R5=R6=R7，则Vo=V6-V3，Af2=-1(式3
21、-13) 由上式可看出，改变电阻RG的大小，可方便地调节放大器的增益，在集成化的测量放大器中，RG是外接电阻，用户可根据整机的增益要求来选择RG的大小。此外，由上述推导可见，输出电压Vo与输入电压的差值成正比，因此在共模电压作用下，输出电压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
22、用中，常采用“驱动屏蔽”技术来克服高流共模电压的影响。35 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3.5所示在使用ADC0809 进行模数转换时，应注意以下问题：1、 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(式3-14) 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。2、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
23、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。图3.5 数模转换电路3、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； A-GND 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AD
24、C0804 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
25、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。36 温度控制电路图3.6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3.6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P1.4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=0.5A时，其放大倍数为Hfe=1000。其等效电路见图3.7。 图3.7 TIP122等效电路表2 TIP122达林顿管额定工作参数符号参数参数值单位Vcbo集电极-基极电压100VVce
26、o集电极-射极电压100VVebo射极-基极电压5VIc集电极电流（直流状态下）5Acp集电极电流（脉冲状态下）8AIb基极电流（直流状态下）120mAPc集电极功耗（Ta=25）2W集电极功耗（Tc=25）65WTj工作温度150Tstg存储温度-65150 37 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3.8所示图3.8 HD7279A的管脚图DIG0DIG7和SASG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00H3FH。 H
27、D7279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=1.5k,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
28、可。DIG0DIG7分别为8个LED管的位驱动输出端。SASG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。A-G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07EH87FH130H97BH26DHg5FH379Ho1DH433Hd3DH55BHp67H 65FHL 16H770H 熄灭码00HHD7279键盘
29、显示模块电路如图3.9所示：图3.9 7279键盘显示模块电路第四章 系统软件设计41 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，(216-X)*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
30、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。42 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4.1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YNNNYYYN是校时键否？N校正定时时间，并启动定时器Y图4
31、.1 主程序框图43 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4.2所示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NNNYYY图4.2 中断服务程序流程框图44 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。441 温
32、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4.3所示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R7-1=0？R0-1R0图4.3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50H57H中，再将50H5
33、7H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。442 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4.4所示显示程序入口显缓指针R0、显示码R1、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25usR0单元内容查表，将得到的字形码发送至7279R7-1=0？返回YN图4.4 显示处理子程序流程框图443 加热控制子程序加热
34、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4.5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P1.4为低电平，接通加热器，启动加热，到70时单片机置P1.4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。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125保温标志为1否关加热器大于70否小于50否接通
35、加热器和加热指示灯定时时间到了否清除消毒、保温标志，关闭加热器返回图4.5 加热控制子程序流程框图444 键盘处理子程序键盘处理主要是不断的扫描7279模块中的键盘，若有键按下时，则根据得到的键值查表求出其键号，将键号存放于寄存器ACC中供主程序处理。其流程图如图4.6所示。 键盘处理入口置7279的CS有效，并延时30us发送读键指令码15H到7279，并延时12us接收键值存于A中，CS信号置键标志00HA为FFH否清键标志00H由键值查键号返回NY图4.6 流程图键盘处理子程序第五章 调试与结果分析51 硬件调试(1)根据设计的方案，按照详细电路图，开始组装调试。分模块进行电路的连接，并
36、且每连接一级电路检测一下以保证在无误的前提下再去连接其他电路；通过设计的电路图的帮助，依次将其余部分连接好，用电压表检测各级输出无误后确定整个电路连接正确再进行下面的操作，看是否实现了所期望的要求效果，从而实现硬件方面的连接。(2).检测7279键盘显示模块，因为通过键盘显示，可以直观的知道程序是否基本运行正常，是否按时预定的显示。(3).电桥的调零与调满。先断开电桥电路与放大电路的连接，调节电桥的变阻器，使得A点电压为零，调零后保持电桥中的电位器固定不动，再接上放大电路，调节放大电路中的变阻器RG到一定值，使得B点电压为一整数值如5.0V。重复调零与调满2-3次，使得温度测量更加准确。调零与
37、调满完成后，电压变化与温度的转换关系就确定了。52 软件调试（1）排除硬件故障后开始对程序进行调试，调试软件时采取的是分步测试后再集成测试的原则，将键扫程序输入单片机开发系统，运行后按开发系统上的键盘，看显示数码管能否显示所按键的键号。在此基础上，将完整的程序输入单片机开发系统，运行后用示波器观察8031的P1.0端的信号是否会随按键而发生由高电平向低电平的跳变，若有跳变说明软件调试成功。（2）用手握住PT-100铂热电阻使得温变化，观察7279模块是否能实时显示当前温度。测试发现，72797能实时显示温度，但显示的温度闪烁太快，难以分辨，主要原因为测量电路有干扰，在不改变硬件电路情况，在采样
38、程序中加入滤波功能，每次采样十个点，去除最大值、最小值，再求平均值，从而消除了不稳定因素，使温度变化较为稳定，测量准确度得以担高。（3）调试倒计时功能时，调试发现秒减为00时，再减1就出现乱码，一旦出现乱码，说明时钟出错，定时功能就不能正常实现，即使定时时间已到，系统也不会执行相应的动作。分析原因，得出结论：60秒倒计时完成后秒应该再次恢复初值59，这样才能继续倒倒计时。53 调试结果经过详细的硬件调试和软件调试之后，系统工作正常，7279模块8位数码管前三位实时显示当前温度在000-150范围内，第四位显示“-”，后四位倒计时显示分和秒。按下“消毒键”时，系统接通加热器，点亮加热指示灯，当温
39、度到达到125度时，停止加热；按下“保温键”，当温度低于50度时，系统启动加热，当温度高于70度时，系统停止加热；按下“停止键”时，系统回到初始状态。若按下“校时键”，输入2位数字后，再按“确认键”，则系统启动定时，倒计时显示当前时间，当时间走到00.00时，系统复位，停止消毒/保温。第六章 总结61 实现功能此次设计采用以单片机8051为核心的消毒柜系统设计，前端测温基于PT-100铂热电阻的电桥及放大电路，键盘及显示采用基于HD7279的键盘显示模块，实现了以下功能：1具有友好便捷的键盘、显示接口；2实时稳定的显示当前温度3消毒、保温功能4精确的定时近制功能62不足之处及改进意见本次设计最
40、大的不足之处在于没有采用适合于工业现场控制的PID算法，若用于工业生产则还需采用增量数字式PID算法，实现现场温度的完全的闭环控制。另处，细节上，本次系统设计中没用加入“看门狗电路”，若复位电路中加入“看门狗电路”，当系统由于干扰等原因进入死循环时，能够及时的跳出，这能大大增强系统的抗干扰能力。63 心得体会1查阅资料是保证课设得以顺利进行的前提和必备条件，在认真分析本次课题要求的基础上，查询课设中所需的芯片资料及其应用，才能在此基础上画出正确的原理图。2调试电路时，当发现所设计的电路出现问题时，不能盲目地进行改正，应当分析问题发生的可能性因素，有针对性地进行检查，以提高效率。3编写程序是本次
41、课设中重要组成部分之一，在编写程序之前，应当对内存单元、显示缓冲区进行合理的资源分配。4通过这次的课程设计，在增强动手能力的同时，也加深了对所学知识的理解和掌握，而且也进一步掌握了PROTEL模拟软件。也初步形成了逐级设计电路的思想和分级检查电路的思路。致谢在此专业课程设计的整个研究和设计过程中，得到了许多老师和同学的鼎力相助，借此机会向他们表示诚挚的谢意。首先感谢指导老师陈黎娟老师，陈老师不吝赐教并严格要求，在课题选择、系统总体设计和方案确定上，给予了宝贵的意见，帮助我建立了正确的设计思想，使课题的研究和开发工作得以顺利进行。感谢电子系的各位老师，正是因为他们一丝不苟，任劳任怨的教学，我们才
42、能具有扎实的基本功来进行设计工作。还要感谢老师们为我们的毕业设计提供了良好的环境和仪器设备。有了这些，我们才能够高效率的完成任务。参考文献【1】 .张友德、赵志英、涂时亮.单片微型机原理、应用与实验.上海：复旦大学出版社出版. 2000.11(3)【2】 .陈黎娟、万在红、吴开志、聂鹏程.单片微型计算机实验教程.南昌航空大学.2006.2【3】 .沈美明、温冬婵.IMB PC 汇编语言程序设计.北京：清华大学出版社出版.1991.6(1) 【4】 .吴金戍、沈庆阳、郭庭吉.8051单片机实践与应用.北京：清华大学出版社出版. 2002.9（1）【5】 . 王福瑞. 单片微机测控系统设计大全. 北京：北京航空航天大学出版社. 1998.4【6】 .何立民. 单片机应用技术选编 (1-8). 北京：北京航空航天大学出版社. 2001附录一 方案一电路原理图附录二 方案二电路原理图附录三 7279键盘显示电路图附录四 源程序附录(程序清单)ORG 0000H ;主程序入口地址LJMP MAIN_1 ;跳入主程序ORG 000BH ;中断入口地址
