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基于单片机的温度控制器的设计与实现毕业论文

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控制逻辑电路,一个8位数据总线缓冲器。

8255有3种基本工作方式。

方式0(基本I/O方式):输出具有锁存功能,输入没有锁存功能。方式0适用于无条件传输数据的设备,如读一组开关状态、控制一组显示灯,不需要应答信号,CPU可以随时读出开关状态,随时可以把一组数据送指示灯显示。

方式1(应答I/O方式):PA口、PB口定义为方式1时,PC口的某些位为状态控制线,其余的线做I/O线。方式1适用于打印机等具有握手信号的输入/输出设备。

方式2(双向选通I/O方式):方式2是方式1输入和方式1输出的结合。方式2仅对PA口有意义。方式2使PA口成为8位双向三态数据总线口,既可发送数据又可接收数据。PA口为方式2工作时,PB口仍可作方式0和方式1I/O口,PC口高5位作状态控制线。

设计中,8255只用来接三个数码管作为显示电路。扩展8255作显示电路时,见如图2.10所示。由于C口只有在方式0时才用作输入或者输出,故采用方式0这种最基本的输入输出工作方式。在这种方式下,3个端口都可以有程序设定为输入或者输出。程序中只要将相应的字形数据写入8255的PA,PB,PC口,显示器就显示出3位字符。

图2.10 三位静态显示器接口

方案三:独立键盘与LCD1602显示

独立键盘也就是把键盘直接的接入到I/O口上。原理图如图2-7。

图2-7 独立键盘原理图

液晶显示模块是一个慢显示器件,所以在执行每条指令前一定要确认模块的忙标志为低电平,表示不忙,否则此指令失效。要如果需要显示字符,那么需要先输入显示符的地址,既告诉模块在什么地方显示字符,图2.5是1602的内部显示地址

图2.5 1602LCD内部显示地址

在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式,在液晶模块显示字符时光标是自动右移的,无需人工干预。

图2-9 字符的代码和字符的图形对应关系图

方案四:HD7279键盘显示电路

此方案采用HD7279A,它共有28个引脚。它是一片具有串行接口的,可同时驱动8位共阴式数码管(或64只独立)的智能显示驱动芯片,该芯片同时还可连接多达64键盘矩阵,单片即可完成LED显示、键盘接口的全部功能。 HD7279内部含有译码器,可直接接收BCD码或16进制码,并同时具有2种译码方式.此外,还具有多种控制指令 ,如消隐,闪烁,左移,右移,段寻址等.RC引脚用于外接振荡元件,其典型值为R=1.5kΩ,C=15pF。复位端是RESET,其可以保持25ms到复位结束并且是有低变到高,通常接+5V电压就行了;DIG0~DIG7为8个LED管的位选择端;SA~SG为LED数码管a~g段的输出端,DP为小数点的驱动端。DIG0~DIG7和SA~SG也分别是64键盘的列线和行线端口,完成键盘扫描、译码和键码识别。

HD7279与微处理器仅需4条接口线,其中CS为片选信号;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为串行传送的时钟输入端,其上升沿表示数据有;KEY为按键信号输出端,无键按下时为高电平;有键按下时变为低电平并一直保持到键释放为止。电路原理图如图3.14所示,图中有三个数码管和九个键盘,三位数码管用来显示温度值。

图3.13 7279键盘显示电路

方案比较:

结合本次设计需用到的键盘数量与显示内容分析,方案一需占用单片机口资源较少,但软件相对复杂一些,而方案一与方案二都显得太过繁琐了,用8255也不太经济了。而方案三I/O少,元件电路简洁,同时有能满足本设计的需要显示的内容也需要控制的按键所以选择方案三。

3.4温度采集电路的设计

温度采集电路的核心是温度传感器,而当前温度传感器的种类繁多,有集成温度传感器,有热电阻传感器,数字化温度传感器等等。温度传感器选取的不同就会有不同的采样转换电路,以下介绍了三种不同的方案:

方案一:以集成温度传感器AD590作为环境温度变化的敏感元件

它将温度的变化转换为电流的变化,经过转换电路将电流信号变换、放大成0 ~ 5V的电压信号后,经A/D转换器转换成8位数字信号送入单片机系统。

AD590的工作原理是利用电路能产生一个与绝对温度成正比的电流输出,而作为绝对温度与电流的转换器件。电路制造中利用激光修正技术对芯片内部电阻进行调整,在25℃(298.20K)时,使器件产生电流为298.2μA的输出。由于AD590输出的电模拟量很小,需进行放大,运算放大器采用斩波自稳零集成运算放大器ICL7650。其电路原理图如图2-10。

图2-10 AD590采温电路

在本电路中,±5V通过R1,R2,Rw1加在AD590上,当温度变化时,通过AD590的电流发生变化,则R1,Rw1上的压降变化,从而使运放反相输入端的电压随温度变化。这个电压被运放放大由⑩脚输出,再经R6,C4滤除干扰信号后由输出端输出V0。可见V0是随被测物体的温度而变化的。Rw1是调零电位器,Rw3用于调节放大器的输入失调,Rw2为满度调节电位器。该电路测温范围为:0~100℃,输出电压为0~5V。

方案二:采用含温度传感器PT100的电桥电路为主的采集电路

基于单片机的温度控制器的设计与实现毕业论文

控制逻辑电路,一个8位数据总线缓冲器。8255有3种基本工作方式。方式0(基本I/O方式):输出具有锁存功能,输入没有锁存功能。方式0适用于无条件传输数据的设备,如读一组开关状态、控制一组显示灯,不需要应答信号,CPU可以随时读出开关状态,随时可以把一组数据送指示灯显示。方式1(应答I/O方式):PA口、PB口定义为方式1时,P
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