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温湿度控制系统设计 第7页

更新时间:2008-12-25:  来源:毕业论文

温湿度控制系统设计 第7页
3. 2. 5系统时钟的设计
时钟电路是用来产生8031单片机工作时所必须的时钟信号,8031本身就是一个复杂的同步时序电路,为保证工作方式的实现,8031在唯一的时钟信号的控制下严格的按时序执行指令进行工作 ,时钟的频率影响单片机的速度和稳定性。通常时钟由于两种形式:内部时钟和外部时钟。
我们系统采用内部时钟方式来为系统提供时钟信号。8031内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器,该放大器的输入输出引脚为XTAL1和XTAL2,它们跨接在晶体振荡器和用于微调的电容,便构成了一个自激励振荡器
电路中的C1、C2的选择在30PF左右,但电容太小会影响振荡的频率、稳定性和快速性。晶振频率为在1.2MHZ~12MHZ之间,频率越高单片机的速度就越快,但对存储器速度要求就高。为了提高稳定性我们采用温度稳定性好的NPO电容,采用的晶振频率为12MHZ。

图3-19系统时钟

3. 3 显示与报警的设计
3. 3. 1 显示电路
   在单片机应用系统设计中,一般都是把键盘和显示器放在一起考虑。本设计是利用8031的串行口实现键盘/显示器接口。
   当8031的串行口未作它用时,使用8031的串行口来外扩键盘/显示器。应用8031的串行口方式0的输出方式,在串行口外接移位寄存器74LS164,构成键盘/显示器接口,其硬件接口电路如图3-20所示:
 
图3-20 键盘及显示与主机的硬件接口
图中下边的8个74LS164:74LS164(0)~74LS164(7)作为8位段码输出口,74LS138的Y0作为键输入线,Y2作为同步脉冲输出控制线。这种静态显示方式亮度大,很容易作到显示不闪烁。静态显示的优点是CPU不必频繁的为显示服务,因而主程序可不必扫描显示器,软件设计比较简单,从而使单片机有更多的时间处理其他事务。
3. 3. 2 报警电路
在微型计算机控制系统中,为了安全生产,对于一些重要的参数或系统部位,都设有紧急状态报警系统,以便提醒操作人员注意,或采取紧急措施。其方法就是把计算机采集的数据或记过计算机进行数据处理、数字滤波,标度变换之后,与该参数上下限给定值进行比较,如果高于上限值(或低于下限值)则进行报警,否则就作为采样的正常值,进行显示和控制。
本设计采用峰鸣音报警电路。峰鸣音报警接口电路的设计只需购买市售的压电式蜂鸣器,然后通过MCS-51的1根口线经驱动器驱动蜂鸣音发声。压电式蜂鸣器约需10mA的驱动电流,可以使用TTL系列集成电路7406或7407低电平驱动,也可以用一个晶体三极管驱动。在图中,P3.2接晶体管基极输入端。当P3.2输出高电平“1”时,晶体管导通,压电蜂鸣器两端获得约+5V电压而鸣叫;当P3.2输出低电平“0”时,三极管截止,蜂鸣器停止发声。
    图3-21是一个简单的使用三极管驱动的峰鸣音报警电路:
 
图3-21 三极管驱动的峰鸣音报警电路
    本设计是为在温湿度测量中对温湿度的上下限超出是的提示报警,接口位于单片机AT89C51的P3.2口,但温湿度过限时,P3.2口被置0,本系统开始工作。
第四章   软件设计
温度控制主程序的设计应考虑以下问题:(1)键盘扫描、键码识别和温度显示;(2)温湿度采样,数字滤波;(3)越限报警和处理;(5)温度标度转换。通常,符合上述功能的温度控制程序由主程序和T0中断服务程序两部分组成。
这里所需要注意的是标度变换,下面简单的介绍一下标度变换:
标度变换:
目的是要把实际采样的二进制值转换成BCD形式的温度值,然后存放到显示缓冲区34H-3BH。对一般线性仪表来说,标度变换公式为:    式中:A0为一次测量仪表的下限;Am为一次测量仪表的上限;AX为实际测量值;
N0为仪表下限所对应的数字量;Nm为仪表上限所对应的数字量;NX为测量所得数字量。
主程序流程图:

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