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jp036 基于 at89c2051 单片机 温度 控制系统 设计 fy rw

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【JP036】基于AT89C2051单片机的温度控制系统的设计[单片机][FY+RW],jp036,基于,at89c2051,单片机,温度,控制系统,设计,fy,rw

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毕 业 设 计 任 务 书 2008 年 2 月 19 日 毕业设计题目 基于 片机的温度控制系统的设计 指导教师 曾文萱 职称 讲师 专业名称 机电一体化技术 班级 机电 50532 学生姓名 刘龙朝 学号 5020053213 设计要求 3000 字以上） ； 设计调研报告一份； 于 片机的温度控制系统的设计； 完成毕业课题的计划安排 序号 内容 时间安排 1 外文资料翻译 搜集相关资料并调研 ，完成调研报告 进行硬件电路的设计 ，并完成相关程序的编写，编写说明书，绘制相关图纸。 整理 毕业设计说明书 并定稿，准备答辩 答辩 辩提交资料 外文资料翻译，毕业设计调研报告 ， 毕业设计说明书， 相关图纸。 计划答辩时间 锡职业技术学院机电 技术学院 2008 年 2 月 19 日 无锡职业技术学院毕业设计说明书 I 基于 片机的 温度控制系统 的 设计 摘 要 ： 温度控制在工业生产中运用的非常广泛，其控制过程中存在着很大的时滞性和很强的干扰。采用一般的控制方法如 制，都不能很好地满足要求。而基于 片机 的温度控制策略可以很容易的解决这些问题。 以 片机为 基础 ，结合温度传感变送器、 A/D 转换器、 示器、固态继电器等，组成一个基于 片机 的温度控制系统。 在此系统中，温度传感变送器获得温度的感应电压，转变成 15V 的标准电压信号，再由 A/D 转换器转换 成数字信号进入单片机内部。单片机将给定的温度与测量温度的相比较，得出偏差量执行器由开关频率较高的固态继电器开关担任，采用模拟的 制方法，改变同一个周期中电子开关的闭合时间，达到控制的目的。 关键词 ： 温度控制 ； 单片机；测量变送 无锡职业技术学院毕业设计说明书 is in ID t CU as A/D so a In 5 , on as a a WM to in a at 锡职业技术学院毕业设计说明书 录 第 一 章 绪论 1 计指标 1 文的工作 1 第 二 章 设计思想 3 计思想 3 证分析 3 第 三 章 系统设计 5 5 源电路 5 度检测与变送环节 5 数转换接口电路 8 片机最小系统 9 外数据辅助存储器 10 机交互接口 11 行机构 14 15 程序 15 行 A/D 转换芯片的驱动和其输出值的量化 17 外 2动和空间分布 20 度及设定职的显示子程序 20 盘管理子程序 23 时中断应答子程序 27 糊运算子程序 30 干扰设计 与软件调试 35 件抗干扰 35 件抗干扰设计 36 件调试 36 第 四 章 程序清单 40 第五章 总 结 68 致 谢 69 参考文献 70 外文翻译资料 1 引言 模具 改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。它以计算机软件的形式，为企业提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员借助于计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化。模具 术能显著缩短模具设计与制造周期、降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识。 与任何新生事物一样，模具 近二十年中经历了从简单到复杂，从试点到普及的过程。进入本世纪以来，模具 术发展速度更快、应用范围更广，为了使广大模具工作者能进一步加深对该技术的认识，更好发挥模具 作用，本文针对模具中应用最广泛、最具有代表性的铸造模、锻模、级进模、汽车覆盖件模和塑料注射模 发展状况和趋势作概括性的介绍和分析。 铸造模 铸造成形过程模拟的探索性工作始于求解铸件的温度场分布。 1962 年丹麦的 有限差分法首次对二维形状的铸件进行了凝固过程的传热计算，1965年美国通用汽 车公司 对汽轮机铸件成功进行了温度场模拟，从此铸件在模具型腔内的传热过程数值分析技术在全世界范围内迅速开展。从上世纪70年代到 80年代，美国、英国、法国、日本、丹麦等相继在铸件凝固模拟研究和应用上取得了显著成果，并陆续推出一批商品化模拟软件。进入 90 年代后，我国的高等院校，如清华大学和华中科技大学在该领域也取得了瞩目的成就。 单纯的传热过程模拟并不能准确计算出铸件的温度变化和预测铸造中可能产生的缺陷，充模过程对铸件初始温度场分布的影响以及凝固过程中液态金属的流动对铸件缺陷形成的影 响都是不可忽视的。铸件充模过程的模拟技术始于上世纪 80 年代，它以计算流体力学的理论和方法为基础，经历十余载，从二维简单形状开始，逐步深化和扩展，现已成功实现了三维复杂形状铸件的充模过程模拟，并能将流动和传热过程相耦合。目前国外已有一批商品化的三维铸造过程模拟软件，如日本的 国的 国的 典的国的 美国的 。国内也有清华大学的铸造之星、华中科技大学的华铸 些铸造模 铁、铸 铝和铸铜等各类铸件，大到数百吨，小至几千克，无论是在消除缩孔和缩松，还是在优化浇冒口设计，改进浮渣夹渣等方面都发挥了显著的作外文翻译资料 2 用。 伴随着 术在铸造领域的成功应用，铸造工艺及模具结构 研究和应用也在不断深入，国外已陆续推出了一些应用软件，如美国铸造协会的用于铸钢和铸铁件的浇冒口设计，英国 司的以计算铸钢件的浇冒口尺寸和选择保温冒口套的类型。我国华中科技大学和清华大学在铸造工艺及模具结构 面也做了许多工作， 如清华大学开发的 件，主要由图形扫描及矢量化和铸造工艺 一部分对扫描输入的图形进行消蓝去污和矢量化，后一部分用来建立参数化图形、计算铸件的加工余量、绘制工艺卡等。 用了 着 维 统在铸造生产领域会逐步取代二维 统而成为主流设计系统。 锻模 自上世纪 70年代以来，国内外许多学术机构和公司对锻模 锻造工艺过程设计、锻模结构设计和金属流动模拟等方面均取得了显著的成绩。 轴对称锻件约占锻件总数的 30%左右，加上轴对称锻件几何形状简单，易于描述和定义，所以开发锻模 统时国内外大多数机构和人都是从轴对称锻模入手。轴对称锻模 统的主要组成部分包括锻件设计、模锻工艺设计、锻模结构设计和 件设计指的是设计冷锻件图和热锻件图，包括选择分模面、补充机加工余量、添加圆角和拔模斜度等。模锻工艺设计决定是否采用预成形工序、怎样采用预成 形工序以及如何选择锻压设备的吨位。 另一类广泛应用的锻件是长轴类锻件，其成形工序设计和模具结构设计远比轴对称锻模复杂，因此开发长轴类锻模的 统的难度更大、通用性也低，目前在许多通用商品化 件上二次开发的长轴类锻模的统仅限于特定产品和特定场合的应用，锻模 统的发展方向是成组技术和模具标准化技术的进一步贯彻执行以及 术和人工智能技术的深入应用。 在 术方面，有限元法一直是分析和研究金属锻造成形的主要数值分析 方法，多年来已取得不少阶段性的成果。 1973年 矩阵分析外文翻译资料 3 法导出了刚塑性有限元的 法，成功分析了锻造成形过程。 1974 年出了刚粘塑性有限元的罚函数法，分析了轧制、挤压和拉拔等成形工艺。 1982年 世纪 80 年代初， 大型刚塑性有限元分析软件各类塑性变形问题进行了深入研究。 90 年代以后，国外一些商品化的专业有限元分析软件，如法国的 美国的 已成功地应用于锻造领域。这些软件不仅可以预测锻件成形的全过程，而且可以定量地给出与变形有关的各种物理量，如位移、速度、应力、应变和载荷等，为获得最优的模具设计、最合理的工艺方案和最少的试模时间提供了技术保证。 塑料注射模 塑料注射模 伴随着通用机械 术发展而不断深化的。从上世纪 60 年代基于线框模型的 统开始 , 到 70 年代以曲面造型为核心的 80年代实体造型技术的成功应用， 90年代基于特徵的参数化实体 /曲面造型技术的完善，为塑料注射模采用 前在国内外巿场已涌现出一批成功应用于塑料注射模的 现在国外一些著名的商品化三维造型软件都带有独立的注射模设计模块，如美国 司的 、 司的 司的 统。这三个 外还有美国 国 国 统、英国 司的 统、日本造船信息系统株式会社的 统和日本 式会社的 统等都各具特色，拥有各自的用户群。 塑料注射模 上世纪 60年代的一维流动和冷却分析到 70年代的二维流动和冷却分析再到 90年代的准三维流动和冷却分析，其应用范围已扩展到保压分析、纤维分子取向和翘曲预测等领域并且成效卓着。 塑料注射成型 品化软件中应用最广泛 的当数美国 司的模拟软件 软件主要包括流动模拟（ 冷却分析（ 翘曲分析（ 气辅分析 (应力分析（ 。外文翻译资料 4 该公司于 1998年推出准三维的双面流软件（ 2002年推出真三维的实体流软件模块，目前该公司在世界上拥有较大的用户群。 近十余年来，我国对塑料注射成型 术也开展了系统而深入的研究。华中科技大学、上海交通大学、郑州大学和南昌大学等都相继取得了可喜的成果。如华中科技大学模 具技术国家重点实验室在最近推出的商品化塑料注射成型集成化仿真系统 1989年推出的 历了从二维分析到三维分析，从实用化到商品化，从局部试点到大面积推广应用的进程，已成为塑料制品设计、模具结构优化和工程师培训的有力工具， 0多家工厂和学校推广应用。 模具 本世纪的科学技术正处于日新月异的变革之中，通过与计算机技术的紧密结合，人工智能技术、并行工程、面向装配、参数化特徵建模以及 关联设计等一系列与模具工业相关的技术发展之快、学科领域交叉之广前所未见。今后十年新一代模具 统必然是当今最好的设计理念、最新的成形理论和最高水平的制造方法相结合的产物，其特点将反映在专业化、网络化、集成化和智能化四个方面。 随着模具工业的快速发展，近几年来世界各国的软件开发商投入了巨大的人力和物力，针对各类模具的特点，将通用的 统改造为模具行业专用的系统，取得了较大成效。已投入使用的有美国 司的级进模设计系统料注射模设计系统 色列 司的模具设计和制造系统 国 司的塑料模设计和制造系统国 本 式会社的塑料模设计和制造系统些软件的技术特点是能在统一的系统环境下，使用统一的数据库，完成特定模具的设计。 到了加工信息的自动封装，这些特点使得专业软件更加宜人化。 目前，国外一些软件开发商已能按实际生产过程中的功能划分产品系列，在网络系统下实现 决传统混合型 如英国 司在原有软件 适应最新软件发展及工业生产实际推出了 成化系统外文翻译资料 5 s 系统覆盖了几何建模、逆向工程、工业设计、工程制图、仿真分析、快速原型、数据编程、测量分析等各个领 域。系统的每个功能模块既可独立运行，又可通过数据接口与其它系统相兼容，并能按使用要求进行组合，以便形成专业化的 统，做到开放性、兼容性和专业化的统一。可以预计，模具 统在今后几年内将会逐步发展为支持从设计、分析、管理到加工全过程的产品信息管理的集成化系统。 现阶段，模具设计和制造在很大程度上仍然依靠着模具工作者的经验，仅凭计算机的数值计算功能去完成诸如模具设计方案的选择、工艺参数与模具结构的优化、成型缺陷的诊断以及模具成形性能的评价是不现实的。新一代模具统正在利用 于知识的工程）技术进行脱胎换骨的改造。如 F（ 利用 便进行图形识别与推理。 数值计算和人工智能技术的结合将是今后相当长时间内一件十分艰巨而重要的工作。传统的模拟软件基本上都是被动式计算工具，分析前需要用户事先设计成形方案和确定工艺参数，分析结果常常难于直接用来指导生产，这在很大程度上影响了模拟软件的推广和普及，华中科技大学模具技术国家重点实验室在国产注塑成型 模拟软件 成功地引入了人工智能技术。对于注射时间、注射温度等具有连续取值空间的参数，采用人工神经网络进行优化，对于分析结果的解释和评价则采用基于规则推理的方法来处理。 专家系统规则库以专家知识为基础，涵盖了有关短射、流动平衡、熔体降解、温差控制、保压时间、许可剪切应力、剪切速率和锁模力等方面的领域知识，在对分析结果进行综合和提炼的基础上驱动专家系统进行推理，对成型方案进行评价并在分析报告中输出具体的改进建议，其目标是将模拟软件由传统的“被动式”计算工具提升为新一代的“主动 式”优化系统。 关于我国光纤产业现状及几点看法 一、我国光纤产业 发展 的概况 1、光纤产业发展的回顾 (1)起步 外文翻译资料 6 我国光纤产业起步于上个世纪 70 年代中期 ,当时的邮电部、机械、 电子 部系统和北京市、上海市等地的诸多单位 ,都投入力量 ,从事光纤和光纤预制棒的研制工作。并在 70年代末 80年代初 ,利用自已研制的光纤 (当时为多模光 纤 )进入到了试验阶段。 但由于受到技术、 经济 实力等多方面的因素 影响 ,当时的工作基本上还是限于实验室研制的范畴。 (2)二次创业期的失败 80 年代中期 ,国内掀起了第二次光纤创业高潮 ,先后有十多个单位从英国法国 设备供应商引进光纤预制棒设备 30 多套和光纤拉丝设备 30 多条线。但由于对光纤产业的认识不足 ,当时 只引进了生产设备 ,而忽视了引进先进的生产工艺技术和先进的管理模式。而且投资过于分散 ,十多个单位各行其事 ,每个单位引进的规模都很小 ,又都缺乏消化研发的后续资金投入 ,加上当时国内市场需求甚微等各方面的因素 ,使这一波 “引进创业 ”工作基本上是以失败告终。 (3)“长飞 ”的成功 到 80年代后期 ,随着改革开放力度的加大和通信事业的发展 ,我们国家采用了与国外光纤生产 企业 合作的方式 ,先后成立了 “西古 ”和 “长飞 ”两个光纤光缆合资企业。特别是 “长飞 ”公司的组建 ,第一个在引进全套先进生产设备的同时 ,成功的从荷兰菲利浦引进了先进成熟的生产工艺和先进的企业管理模式。 长飞发展的实践证明 ,选定好的合作伙伴 ,引进先进工艺技术和先进企业管理模式的决策是十分正确的 ,“长飞 ”的组建和发展 ,才真正建立了规模化的、 现代 化的国内光纤光缆企业。 (4)光纤产业群体的形成 “西古 ”和 “长飞 ”的初期规模 ,现在看来都是很有限的 ,“西古 ”的设计产能只有 2万芯公里 ,“长飞 ”初期设计光纤产能 5万芯公里 ,光缆 4500公里。 随着我国通信事业特别是光通信事业的大发展 ,市场对光纤的需求急剧增加 ,市场的牵引作用极大地激发了我国光纤制造业的发展 ,到本世纪初 ,我国才真正形成了由 “长飞 ”、 “杭州富通 ”、 “南京华新藤仓 ”、 “上海朗讯 ”、 “武汉烽火 科技 ”、 “亨外文翻译资料 7 通光电阿尔法 ”、 “江苏法尔胜 ”、 “成者中住 ”、 “中天科技 ”、 “浙江华伦 ”、 “深圳特发 ”、 “南京特恩弛 ”等十多家企业生产光纤的产业群体。 2、光通信的发展带动和激 发了国内光纤产业的发展 90 年代初期 ,邮电部确定的不再采用同轴电缆 ,而全部采用光缆建设通信网和国家对通信采取超前发展的政策 ,是我国近十多年光纤光缆产业得以快速发展的决定因素。 “六五 ”期间 (81,我国光纤铺设才 300多公里 ,“七五 ”期间 (86,世界只有 7000多公里 ,当时光缆的芯数又很小 ,折合光纤只几万芯公里。可见当时光纤光缆市场小的可怜。进入 90 年代 ,特别是 93 年之后 ,由于邮电部确定大力发展光通信和通信建设超前发展的思路 ,资金的投入逐年大幅增长 ,使光纤光缆用量也得到大幅度增长。为使大家 直观了解这一增长的趋势 ,笔者把 “八五 ”和 “九五 ”期间我国对光纤需求的数字列于下表 ,供 参考 。 由上表可见 ,十年时间 ,我国对光纤的需求增长了近百倍。由于国内通信建设对光纤需求的快速增长 ,使国内光纤市场严重供不应求 ,80光纤要依靠进口 ,在这种形势下 ,市场的力量促使在 “长飞 ”不断扩容的同时 ,“上海朗讯 ”、 “南京华新藤仓 ”、 “杭州富通 ”等光纤企业先后建成投产 ,这样也就使我国光纤的产能和产量逐年上升。表二列出了我国近十年光纤的产 量数字变化 ,供参考。 3、我国光纤企业生产设备和产品质量状况 (1)光纤拉丝设备一流 我国光纤企业使用的拉丝机经历了一、二、三代的变更。第一代拉丝机塔高 6米 ,空气冷却 ,线速度每分钟 80 ,目前 第一代拉丝机用于生产已被淘汰 ,大部分却只安排做试验性的工作 ,但有的还在使用。第二代塔高 12M,氩气冷却 ,拉丝速度 300一代还有少数在使用 ,主要用于多模和特种光纤的生产。 我国现有拉制光纤的设备 ,绝大部分都是 第三代产品。拉丝速度一般都在1000M/采用了冷却效率更高的氦气冷却 ,为适应高速拉丝冷却的要求 ,塔高多在 20M 以上 ,自动化控制程度高 ,适合于拉大预制棒 ,生产效率高 ,质量也达到了更好保证。 外文翻译资料 8 我国现有生产单模光纤的拉丝机都是最新装备、最先进的第三代设备 ,其中大部份是从世界知名线缆使用设备制造商芬兰耐斯隆公司和日本神户制钢引进 ,少部份从英国、法国和美国相关公司引进。目前我国有这类光纤拉丝生产线 110余条。 (2)光纤预制棒 发展为两步法 ,第一步生产预制棒的芯棒 ,其沉积 方法 有 : (改进化学汽相沉积法 ,等离子体化学汽相沉积法 )、 汽相轴向沉积法 )和 外汽相沉积法 )等四种方法。 第二步是在芯棒上附加外色层 (俗称外色技术 )、制成预制棒。 光纤预制棒的光学特性 ,主要取决于芯棒制作技术。光纤预制棒的成本主要取决于外色技术。国内光纤企业生产预制棒涵盖了 但是 ,应该讲目前我国光纤产业在预制棒研制和生产环节上还是个瓶颈。虽然 “长飞公司 ”、 “烽火科技 ”、 “法尔 胜光子 ”和 “杭州富通 ”等公司在光纤预制棒的研制方面做了大量的工作 ,并取得了可喜的成绩。当然长飞公司也进行了扩容 ,提高了批量生产的能力 ,但直到 2003、 2004 年 ,海关统计数字表明 ,我国光纤企业拉丝用的光纤预制棒 ,有百分之六、七十还是靠进口。目前业内相关企业正在为改变这一现状而努力 ,相信近几年会有更大的突破。 (3)光纤产品质量完全能取代进口产口 近几年 ,我国光纤产业在困境中奋力拼搏、在竞争中求发展 ,由于各企业的共同努力 ,在营造市场公平环境的同时 ,在技术层面和产品质量层面也取得了可喜的成果 ,许多企业生产出 高质量和低水峰光纤 ,各种测试表明 ,我国本地光纤的各项参数指标已达到国际先进水平 ,业内专家认为 ,国产光纤之所以达到世界先进水平 ,是由于 : 、我国光纤行业起步虽然较晚 ,但是国内光纤生产企业引进的都是近期国际先进的生产测试设备 ,光纤的生产、检测设备等硬件是世界最先进的水平。 、在引进先进设备的同时 ,绝大多数合资企业都引进了先进的工艺 ,技术和先进的管理 ,并在生产实践中加以掌握和改进。 、我国已实行电信器材设备入网证制度多年 ,国内各光纤企业又都通过了事求是地讲 ,国内光纤生产企 业总体上讲已具备现代外文翻译资料 9 化的产业生产管理水平 ,笔者相信许多视察过光纤企业的领导和专家学者都会认同这一点。 国产光纤用于国家光通信网建设至少也有 2000 多万芯公里了。实践表明 ,工程反应良好。国产品牌光纤完全能满足用户的需求 ,性能指标完全可以与国外名牌光纤相媲美。而且与国外名牌光纤相比 ,还有价格优势和服务方面的优势。从产品品种上看 ,我国光纤企业已经能够生产目前市场需要的所有商用光纤产品 二、光纤价格与光纤反倾销 1、光纤价格的总体走势 (1)世界光纤 (常规单模 )价格总体走势 随着光通信的 发展 ,对光纤的需求逐年大幅增加。生产工艺、技术的改进成熟 ,产业化规模的扩大 ,生产效率的提高 ,使光纤价格总体呈下降趋势。如表三所示 : (2)我国进口光纤价格的走势 1995年前后 ,欧、美市场光纤价格在 60美元 /公里左右。由于当时 中国 市场 90%的光纤依赖进口 ,为国外厂商所垄断 ,使进口光纤价格高出国际市场 20%左右 ,达70 多美元 /公里。 1998 年以后 ,我国本地光纤产能逐渐增大 ,自给能力增强 (接近30,进口光纤价格开始逐渐与国际市场持平。 2002 年以后 ,由于国际市场疲软 ,世界光纤市场严重供过与求 ,各国光纤巨头为了争夺中国市场 ,纷纷降价 ,出现了进口光纤价格低于国际市场价格的趋势。进口光纤价格由高于国际市场价到逐渐持平 ,再到低于国际市场价的变化和上述的光纤价格总体走势示见下图 : (3)国内光纤市场价格总体状况 上面已经谈到 ,90 年代中期以前 ,国内绝大多数单模光纤依赖进口 ,光纤价格完全由供应方所垄断。 90年代后期 ,光纤本地化生产能力逐渐增强 ,由于市场上先入为主和品牌效应等诸多因素 ,国内市场光纤价格由高到低的排位情况基本上是康宁最高 ,朗讯、日本住友、藤仓等次之 ,长飞和南京华新藤全的光纤价格和日本光纤价相仿或略低一些。韩国光纤进入中国市场后 ,一直是以最低的价格销售 ,充当外文翻译资料 10 中国光纤市场降价的引导者。 以 1999年为例 ,当时康宁光纤的售价在每公里 350元左右 ,比国产长飞光纤每公里要高出 50 ,而韩国光纤售价比长飞要低 20 元左右。到 2002 年后半年 ,光纤的绝对价格都大大降低了。但相对价位顺序基本未变。如下表四 : 由于总体市场是供过于求 ,2002 年我国光纤市场出现了恶性价格竞争 ,光纤价格与价值出现倒挂现象 ,全行业亏损。康宁光纤售价差距由原来的 50元 /公里缩小到20 元 /公里 ,在上面压 ;韩国光纤仍比国产光纤价低 10 /公里 ,中国光纤受到两面的打压。 2、光纤反倾销 2002 年 ,北美 网络 泡沫破灭之后 ,全球光通信市场遭遇前所未有的寒流 ,光纤需求一落千丈。中国市场虽然也受到 影响 ,但仍 表现出较强的市场需求。欧、美、日、韩等国光纤产能在 2000 年前后大幅增加 ,面对需求大幅下滑 ,供需矛盾突出 ,出路在哪里 ?光纤厂商看中了中国 ,把中国市场当作其消化过剩产能的主要场所 ,想以占领中国市场来弥补其它市场的损失 ,因此不惜低价倾销。正是在进口光纤这种低价冲击之下 ,国内光纤生产 企业 也不得不降低自己的光纤售价 ,以维护企业的运转。市场价一降再降 ,使国内光纤生产企业的平均销售价格都低于平均销售成本 ,出现严重的亏损 ,令国内众 多光纤企业叫苦不迭。这给我国光纤产业带来了巨大的损害 ,迫不得已 ,中国通信企协通信电缆光纤专委会在国内大多数企业的要求和支持下 ,组织长飞、烽火、富通、法尔胜等国内光纤企业 ,举起光纤反倾销的大旗以维护国内光纤行业的合法权益。 从企业 问题 的提出 ,诉讼的各种准备到立案、初裁、终裁 ,历时两年半 ,2005 年 1月 1日 ,商务部对我国通信制造业的第一案 光纤反倾销做出了肯定性的终裁。我们得以胜诉。 反倾销的胜诉 ,给国内光纤产业以更大的市场空间 ,业内 人士认为 ,在这一利好形势下 ,应更进一步加强行业市场行为的理性和规范加强行业内和产业上、下链间的沟通与协调 ,加强行业内的合作 ,联合和整合的力度 ,以求得行业健康发展。 三、对我国光纤产业健康发展的思考 外文翻译资料 11 我国光纤产业已经有了一定的规模 ,拉丝能力完全能满足国内市场的需求 ,并有一定的余量 ,光纤产品质量和产品种类完全能满足通信建设的需求 ,取代进口产品。但是我们也应当清醒地看到 ,目前 我们掌握光纤预制棒生产核心技术的企业还太少 ,美国和日本的 一些公司在光纤预制棒技术上还在对我们进行封锁。和国际上的光纤巨头相比 ,我们很多企业的实力和竞争力还都很不够 ,要想把国内光纤产业做大做强 ,笔者认为应当从以下几方面开展工作 : 1、合行业之力 ,攻克预制棒研制、生产瓶颈 光纤预制棒的许多核心技术 ,目前仍为美、日、欧等几个光纤产业巨头所垄断 ,它们事实上还在对我国实行技术封锁。我们的许多企业和美、日一些公司谈判光纤预制棒的合作问题 ,至今前后已有 20年之久 ,多没能成功。而光纤预制棒是生产光纤的母料 ,新品光纤的研制、开发 ,有赖于光纤预制棒的研制、开发。预制棒是光纤产 业的核心 ,它的技术含量最高 ,研制起来难度最大 ,需要投入的资金最多 ,在产业链中的利润比率也最高。我国光纤产业要想做大做强 ,要想不再受制于人 ,必须尽快地掌握各种先进的光纤预制棒工艺技术。 而要做到这一点 ,单靠一个企业的力量 (含技术力量和财力等等 )是远远不够的。笔者认为在预制棒问题上 ,要想尽快改变目前的局面 ,必须加强国内光纤企业的联合协作 ,集行业之合力以攻关。同时应尽力争取得到主管政府部门在政策层面和资金等方面的支持。 2、理性面对市场价格竞争 市场 经济 ,产品的价格最终是由市场决定的。那个产品利润率过高、暴利 ,资金就会向那里流入 ,市场供需关系就会起变化。 2001年前 ,光纤利润率过高 ,可以达到30%左右 ,使国内、外众多企业大量的资金投入扩容、建厂 (当时据报道 ,康宁、朗讯等都计划投入六、七亿美元扩容 ),致使 2002 年后无论世界范围还是国内 ,产能都大增 ,产能大幅度增加的同时 ,需求又赶上美、欧网络泡沫的破裂而急剧下滑 ,使供需关系严重失衡。这就导致了近几年光纤市场严重供过于求的局面 ,光纤价格大幅下滑。市场供过于求 ,产品没有利 润甚至亏损了 ,投资就少了、停了。 2002年之后 ,光纤业就是这种状况。经过企业的调整、整合 ,生产有所控制 ,市场逐渐复苏 ,经过一定的周期 ,供需达到新的基本平衡 ,这是目前光纤行业所企所盼的。关键还是市场需求状况 ,目前 ,大家都把目标瞄向中国 ,其原因之一是大家都看好中国外文翻译资料 12 的光纤市场前景。 正常的市场调节、市场竞争 (含价格竞争 ),有利于企业通过竞赛、比拼 ,改进、研发新的工艺技术 ,想方设法进行产品创新和提高劳动生产率 ,企业会根据市场需求 ,规划企业的适度规模 ,以达最大限度地发挥人才的作用 ,提高设备的运转使用率 ,降低企业的管 理成本等等 ,使其产品更具竞争力。这种竞争是健康的 ,有利于数量的竞争。但目前的问题是 ,我们 现代 化的企业 ,比较成熟的企业应当理性对待价格竞争 ,不应搞恶性价格战 ,不应指望以低价倾销的方式就可以把对手压垮。相反 ,恶性价格战必然会使各相关企业在商战中都打的头破血流。近两年由于进口光纤倾销引起的恶性价格战使我国光纤业裁员、减薪、全行业亏损的严重后果大家有目共睹。 反过来讲 ,那个企业也不会使自己处于长期亏损状态下运转 ,光纤、 光缆行业也不会例外 ,如果价格与价值长期倒挂 ,必然会影响其产品质量 ,从而给产业链的下一环节 通信网的建设带来隐患。到那时 ,其后果决不是眼前利益省一点点采购费用所能弥补的。 3、加强行业联合和行业管理 我国现有光纤生产企业十几家 ,相对于通信电缆厂和光缆厂的数量来讲 ,这个数字要小的多了。但是 ,过小的光纤生产规模 ,又都生产同质化的产品 ,在市场竞争异常激烈的今天 ,是很难有利润可言的。 2002年至今 ,各光纤企业都在艰苦支撑的局面也正说明了这一点。面对国际光纤巨头的竞争 ,中国光纤产业将来的发展会是什么格局呢 ?笔者 认为 ,相对最具有实力、有活力、决策好的国内光纤企业是会得到进一步发展的 ,这里的实力、活力应涵盖企业的研发创新实力、市场开发能力、经济实力、企业的 科学 策划和决策能力等。能否以这样的企业为龙头 ,以它们的影响力、凝聚力带动并加速企业间的合作、联合 ,逐步形成若干个不同联合式的大型的光纤产业集团。这条路子 ,如果处理的好 ,即可以解决企业的生存 ,又有利于行业内的沟通与协调 ,同时可以增加我国光纤企业在国际上的竞争力。笔者认为这是业内 各企业领导今后决策时可能要认真考虑和探讨的一个问题。 本次光纤反倾销的胜诉 ,是我国大多数光纤企业合作、联合的产物 ,应企业的要求成立的光纤产业分会给企业的联合、沟通搭建了一个平台。在协会的组织、协调和众多企业的共同努力下 ,我们为捍卫企业、行业自己的权益 ,据理力争 ,并得到国家的支持 ,取得了胜诉 ,这是我们光纤行业组织起来后共同取得的一个成果 ,它外文翻译资料 13 也向我们展示了行业自身组织的力量。 目前我国政府对行业协会的工作越来越重视 ,行业协会认真开展工作。在企业与企业之间 ,在通信或光纤制造业与运营业之间 ,在企业与政府间的桥梁 作用将更加重要。笔者感觉 ,我国的光纤光缆产业还面临如何真正把行业协会办成是企业自己的组织 ,是行业内部沟通、交流的平台 ,是行业内企业共同制定自身的游戏规则 ,加强自律、自我约束的平台 ,协会在为众多企业服务的同时 ,也应该成为按游戏规则认真加强行业管理 ,以维护行业内大多数企业和整个行业利益。 我们 真诚希望中国通信企协通信电缆光缆专委会能办成这样一个协会 ,为我国通信线缆制造业做好服务工作 ,为我国光纤光缆业的健康发展 ,为我国的通信建设做一些有益的工作 外文翻译资料 14 1) ur to s in in at of 0s 0s,at or is in (2) an 0s to an 0 so SM to 0 in 0 as a of to at 0 of in so on to an at by is to an (3) to of 980s, up of We a up to of of a of at to 文翻译资料 15 of of to is up 4) s is 0,000 to 0,000 ,500 is to o so on 0 20s no to in is 65 1 00 75 86 ,000 At at 文翻译资料 16 0s, 3 in by to to to of 0to to up on of so on to by 31) ur of of 0at on of in to of to do is 2M, 00is in is 0M, to is a is is 文翻译资料 17 无锡职业技术学院毕业设计说明书 1 第 一 章 绪 论 温度控制，在工业自动化控制中占有非常重要的地位。 单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，自动化、智能化均离不开单片机的应用。 将 单片机 控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。 现代自动控制越来越朝着智能化发展，在很多自动控制系统中都用到了工控机，小型机、甚至是巨型机处理机等，当然这些处理机有一个很大的特点，那就是很高的运行速度，很大的内存，大量的数据存储器。但随之而来的是巨额 的成本。在很多的小型系统中，处理机的成本占系统成本的比例高达 20%，而对于这些小型的系统来说，配置一个如此高速的处理机没有任何必要，因为这些小系统追求经济效益，而不是最在乎系统的快速性，所以用成本低廉的单片机控制小型的，而又不是很复杂，不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。 温度控制，在工业自动化控制中占有非常重要的地位，如在钢铁冶炼过程中要对出炉的钢铁进行热处理，才能达到性能指标，塑料的定型过程中也要保持一定的温度。随着科学技术的迅猛发展，各个领域对自动控制系统控制精度、响应速度、系统稳定性与自适应能力 的要求越来越高，被控对象或过程的非线性、时变性、多参数点的强烈耦合、较大的随机扰动、各种不确定性以及现场测试手段不完善等，使难以按数学方法建立被控对象的精确模型的情况。 随着电子技术以及应用需求的发展，单片机技术得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。伴随着科学技术的发展，电子技术有了更高的飞跃，我们现在完全可以运用单片机和电子温度传感器对某处进行温度检测，而且我们可以很容易地做到多点的温度检测，如果对此原理图稍加改进，我们还可以进行不同地点的实时温度检测和控制。 计指标 设计一个 温度控制系统具体化技术指标如下。 1. 被控对象可以是电炉或燃烧炉，温度控制在 0100，误差为 2. 恒温控制； 3. 时显示系统温度，用键盘输入温度 ； 文的工作 无锡职业技术学院毕业设计说明书 2 详细分析课题任务， 设计了电源电路，键盘电路，单片机系统，显示电路，执行器电路，报警电路，复位电路，时钟电路， A/D 转换电路等系统。 然后根据课题任务的要求设计出实现控制任务的硬件原理图和软件，并进行访真调试。 无锡职业技术学院毕业设计说明书 3 第 二 章 设计思想 实现温度控制的方法有多种，可以用工控机作为控制器，用热电阻测量温 度；也可以用单片机作为 控制器，用热电偶进行温度测量。当然每一种方案都有其各自的优点。本章详细列举、说明了 基于 89片机的 温度控制的方案、并画出了其原理方框图，对方案的优缺点进行了分析 。 计思想 方案 (1) 硬件组成：单片机、 A/D 转换器、 示器、集成的热电偶温度变送器、固态继电器、大功率发热器。 (2) 工作原理：由集成的热电偶变送 器对系统温度进行检测，并完成信号标准化、变送功能。单片机执行 控制功能、由固态继电器控制大功率发热器电源的导通与断开，从而达到控制温度的目的。 (3) 系统原理框图 证分析 最终方案论述：很 显然，方案较其它相比无论在经济上和实现容易程度上都要好。 方案 在实行控制的时候不像其它 采用 D/A 转换后再控制调节阀的方法，而是直接外接一个固态继电器，通过内部改变定时器的中断时间来调节一个周期内电子开关的导通和断开时间。这样既节省了材料也可以很大程度上减少硬件电路的结构。 综上所述方案有如下的特点： (1) 在完成所要求的任务的基础之上还有着结构简单、明了的特点，很容易实现，而且在一定的程度上节约成本。 9态继电器 示 热电偶温度变送器 键 盘 电炉 温度 图 2案的原理框图 无锡职业技术学院毕业设计说明书 4 (2) 由于采用了离线的方法，很大程 度上的减少了编程的麻烦，实现起来较容易。 (3) 采用了无污染能源，保护环境。同时也省去了为建造燃料供应子系统的费用，节约了成本。采用了模拟的 换，和固态继电器。可以将采样频率提高到很多的水平，使控制结果更准确，实时性、控制效果更好。 无锡职业技术学院毕业设计说明书 5 第 三 章 系统设计 整个系统由软件和硬件两部分组成。本章详细介绍了系统的硬件和软件设计，并对硬件和软件的每一个部分进行了分析，在后半部分还对系统模型进行了访真与程序调试。硬件和软件的每一个坏节都是深思熟虑而成，各自完成相应的功能并组成一个统一的整体。 件设计 系统硬件由电源电路，温度检测变送电路、模数接口转换电路、单片机系统和人机接口等部分组成。系统电源为整个系统提供电能；温度检测变送电路将检测到的温度信号转换成标准的电压信号输入到模数接口转换电路；模数接口转换电路输出的数字信号进入单片机系统；单片机系统根据输入的数字信号以模糊控制算法为基础求出控制值，控制执行器的运行及温度的显示。原理框图见图 2 源电路 由于整个系统都是用单片机和各类芯片及电阻、电容组成的，其工作电压为 5V，不需要负电压，可采用三端固定正电压集成稳压器 7805 系列的芯片 6 。其输出电压 5V，按输出电流不同可分为 7878出电流分别为 换成功率分别为 5W。从整个系统的设计来看，其中有几块集成芯片和多个电阻、电容等器件，其功率总和应在 2W 左右，所以考虑整个系统的功率裕量，采用 78为整个系统的供电芯片。 其主要电路 如 附 图 中的电源电路图 所示 。 其中输入电压为交流 220V，经过变压器其输出为 进行整流。整流可通过四个二极管进行全波整流，也可以利用集成整流堆来进行（同原理）。后面接电容 滤波电容进行滤波，注 意电解电容应该要有一定裕量，否则不能起到很好的滤波效果。本电路中使用的电容大小为 470压为 25 伏。 78输出级接入两个滤波电容，用于减小因为电源波动对系统造成的影响和滤波。其不需要采用大容量的电解电容器，容量大小为 100压为 25 伏，再接入 电容器，便可减少因为电源波动的影响和滤去纹波，很好地改善负载的瞬态响应。然而，随之产生一个弊端，即一旦 78输入出现短路时，输出端大电容上存储的电荷，将通过集成稳压器内部放电，可能会造成内部电路的损坏，故在其间跨接一个二极管，为放电提供 放泄通路，对集成稳压器起到了分流保护作用。 度 检测 与变送环节 信号的检测变送包含两个方面，一是检测环节，另一个是变送环节。 无锡职业技术学院毕业设计说明书 6 检测环节至关重要，检测元件的选型关系到检测的精度和变送环节中信号变送的容易程度。在温度的检测过程中一般用热电阻和热电偶完成，热电阻一般用在检测精度要求不是很高的地方，而热电偶则在灵敏度上比热电偶更好，检测精度能比热电阻有一个数位的差异 检测与变送设备主要根据被检测参数的性质与系统设计的总体考虑来决定。被检测参数性质的不同，准确度要求、响应速度要求的不同以及对控制性能要求的 不同都影响检测、变送器的选择，要从工艺的合理性、经济性加以综合考虑。应遵循以下原则： 1. 可能选择测量误差小的测量元件。 2. 尽可能选择快速响应的测量元件与变送设备。 3. 对测量信号作必要的处理。 a 测量信号校正。 b 测量信号噪声（扰动）的抑制。 对测量信号进行曲线线性化处理。 温度是工业生产过程中最常见、最基本的参数之一。所以，温度的检测与控制是自动控制工程的重要任务之一。测量温度的方法有两种，一种是接触式、另一种是非接触式。接触式测量的主要特点是：方法简单、可靠，测量精度高。但是由于测温元 件要与被测介质接触进行热交换，才能达到平衡，因而产生了滞后现象。同时测量体可能与被测介质产生化学。此外测量体还受到耐温材料的限制，不能应用于很高温度的测量。非接触式测温是通过接收被测介质发出的辐射热来判断的。其主要特点是：测温原则上不爱限制；速度较快，可以对运动休进行测量。但是它受到物体的辐射率、距离、烟尘和水汽等因素影响，测温误差较大。 由于本系统中测量的对象为电炉，测量温度在 0100左右，且介质为水，不易与测量体发生化学反应。所以理所当然选择接触式的温度测量方式更为理想。 目前工业生产过程中常用的接 触式温度测温原理、与使用场合如表 3 无锡职业技术学院毕业设计说明书 7 测温原理 温度计名称 测温范围 主要特点 固体热膨胀 双金属温度计 结构简单，价格便宜，适用于就上测量，传送距离不很远 气体热膨胀 玻璃液体温度计 液体热膨胀 压力式温度计 00 利用尸体或半导体的电阻值随温度变化的性质 铂、铜、镍、铑、铁热敏电阻 准确度高，能远传，适用于低、中温测量 锗、碳、金属氧化物热敏电阻 普通金属热电阻 测量范围广，精度高，能远传，适用于中、高温测量 贵重金属热电阻 难熔金属热电阻 非金属热电阻 从表中所列的各种温度测量仪表中，机械式大多用于就地指示；辐射式的精度较差，只有电的测温仪表精度较高，信号又便于传送。所以热电偶和热敏电阻温度计在工业生产和科学研究领域中得到了广泛地应用。 热电偶温度计在工业生产过程中极为广泛。它具有测温精度高，在小范围内热电动势与温度基本呈单值、线性关系，稳定性和复现性较好，测温范围宽，响应时间较快等特点。其使用时一定要注意冷端温度补偿，在一般情况下采用补偿电桥的方法较多。其具体实现过程见下面的分析 过程。热电阻温度计是利用导体或半导体的电阻值随温度而变化的性质来测量温度的。常用的有铂电阻、铜电阻、半导体热敏电阻等，但与热电偶相比较，在精度上，热电偶精度比热电阻高。 变送器在数据采集过程中担任了把传感器检测到的信号变成统一标准信号（ 2000 体积变化 电阻变化 00 热电效应 利用金属的热电效应 800 表 3类传感元件的特点和使用场合 无锡职业技术学院毕业设计说明书 8 或 5V），从而使处理器能够识别数据的级别，便于在自运控制过程中进行运算和做出相应的处理决策。 热电偶温度变送器可以把温度转换成统一的标准信号（ 0 V），其输出送显示仪表或调节器，调节器实现对温度的显示或自动控制。 点调整、零点迁移、量程调整以及线性化等重功能。其具有以下几个特点： (1) 采用了线性集成电路，提高了仪表的可靠性、稳定性及各项技术性能。 (2) 热电偶温度变送器中采用了线性化电路，使变送器的输出电流。或电压信号和被测温度（输入信号）成线性关系。 (3) 线路中采用了安全火花防爆措施，帮可用于危险场所中的温度测量变送。 由以上分析，我们可以得出结论， 量程和精度上都完全满足设计中温度测量、变送的要 求。 数转换接口电路 因为单片机不能直接处理模拟信号，所以必须将热电偶检测到的温度模拟信号变化成数字信号 ,单片机才能做出相应的处理。 按照设计指标，精度要求在 采用 8 位 A/D 转换器如果设定其成比例关系，即0255， 0 100。则其精确度为 完全满足要求，但考虑要留有一定的裕量，即 100不能为 255，虽然这个问题可以用调整变送器的方法来解决。但这其中又隐含了另外一个问题即将温度的检测值到十进制温度转换的计算， A/D 转换结果每增加一个单位值，十进制温度增加 ，这 需要用二进字浮点数运算。意味着在有限的存储空间里面要存储浮点数的加、减、乘、除和二进制数与十进制数的转换程序等；并且因为温度是通过键盘输入到存储器中的所以输入的温度值也要经过转换，这就大大的加长了程序运行的时间同时也就减短了A/D 转换所占用的时间和温度的采样点数，直接影响了其控制精度。同时很大程度上加大了编程的难度，其在逻辑思维上、程序转换上都有较大的难度。要满足精度要求，而且还要在运算上、数值转换上不困难，可以通过调整变送器的量程和 A/D 转换器的分辨率来解决。 用 12 位 A/D 器，其输入电压为 05V 时对应 的输出为 04096，设计要求温度控制在0100。我们可以将 100时 A/D 输出为 1000，这样其精度可以达到 完全满足设计的要求。前面已经说明变送器的输出为 15V，所以可以调节送器的量程， 0时变送器输出为 A/D 转换的输出为 1000;100时输出 A/D 输出为 2000。通过以上设定，无锡职业技术学院毕业设计说明书 9 在保证了很大的裕量的同时又减小了其计算的复杂性。其输出值 =温度 10，运算的时候根本不用采用浮点数运算，只要一个双字节无符号数减法、除法即可以完成，且在显示的时候也可以精确显示到小数点后 面一位。 541 是 司生产的串行 12 位 A/D 转换器 8 ，其采用 装， 简单的微处理器接口 ， 单通道差分输入 ， 转换时间在 00为 5V 供电时输入范围：0 5V， 输入输出完全兼容 路 ， 全部非校准误差： 1单 5V 供电 ， 工作温度范围： 0 70 ； 其接口电路如图 3 片机最小系统 1 单片机选型 整个系统采用最小化设计，其外部所接组件大多采用了串行通信，所以在单片机选型时不需要很多的并行口，有一定的程序存储器和定 时器、外部中断即可。 由 司生产的 了 在外部引脚上少了两个并行口外，其它内部资源与 全相同，且其内部的 2够很方便的进行擦写，汇编指令与 80全兼容的特点，成为了首选。 其基本特征如下： +2I N _3 C 2 5 5 1V C Z O U 10 20 数转换电路 图 39其引脚与网标 1P 3. 0( R X D )2P 3. 1( T X D )3. 26P 3. 37P 3. 48P 3. 59V S . 711P 1. 012P 1. 113P 1. 214P 1. 315P 1. 416P 1. 517P 1. 618P 1. 719V C C 20 51T X E i l i d is s e l e 无锡职业技术学院毕业设计说明书 10 (1) 具有适于控制的 8 位 指令系统； (2) 128 字节的片内 2内 (3) 15 线并行 I/O 口； (4) 两个 16 位定时 /计数器； (5) 一个全双工串行口； (6) 6 个中断源，两个中断优先级的中断结构； 2 晶振电路的 设计 单片机内部带有时钟电路，因此，只需要在片外通过 脚接入定时控制单元（晶体振荡和电容），即可构成一个稳定的自激振荡器。 振荡器的工作频率一般在 2间，当然在一般情况下频率越快越好。可以保证程序运行速度即保证了控制的实时性。一般采用石英晶振作定时控制元件；在不需要高精度参考时钟时，也可以用电感代替晶振，有时也可以引入外部时钟脉冲信号。 然没有严格要求，但电容的大小影响振荡器的振荡的稳定性和起振的快速性，通常选择在 1030右。在设计电路板时，晶振，电容等均应尽 可能靠近芯片，以减小分布电容，保证振荡器振荡的稳定性。 外数据辅助存储器 在系统的设计过程中，考虑到加热器在加热过程中出现断电的情况。当这种情况发生时，系统应该继续加热到断电前设定的温度。而设定的温度存储在单片机的数据在存储器中，单片机断电重启动后存储的设定温度已经消失。为了达到此功能，在单片机外部加入了一个基于 线的 成对设定温度的存储。 02 05 1 S 位电路和时钟电路 无锡职业技术学院毕业设计说明书 11 线简介： 线由 出，是一种用于 件之间连接的二线制总线。它通过 行数据线）及 行时 钟线）两根线在连到总线上的器件之间传送信息，并根据地址识别每个器件：不管是单片机、存储器、 动器还是键盘接口。采用 线标准的单片机或 件，其内部不仅有 口电路，而且将内部各单元电路按功能划分为若干相对独立的模块，通过软件寻址实现片选，减少了器件片选线的连接 。 其协议定义的数据格式如下： 美国 司的低功耗 行 是内含 128 8 位存储空间，具 有工作电压宽（ 擦写次数多（大于 10000 次）、写入速度快（小于 10特点。在系统中，用 储用户设定的保持温度，上限温度和下限温度。当系统断电再得电以后，系统将自动的读出 的保存值，并根据其内容进行加热，直到设定的温度。从而达到了断电后再加热的目的。其实际电路连接图如图 3阻 机交互接口 开始 7/10 器件地址 R/W 停止 图 3口 C 24 C 01无锡职业技术学院毕业设计说明书 12 1 显示电路 显示部分用于显示用户设定的温度、上限温度、下限温度和当前温度值等。当然，从理论上而 言，如果要很明了的显示各种数值的话，应该加上汉字显示模块，这样就可以一目了然的识别出各种设定值。从这一方面来说 示器就占有很大的优势。但 示器也存在着很大的不足，如 示器一般都有 8 根数据线和 5 根控制线，即使是用串行的情况下也要占用单片机的 8 个 I/O 口 ，或者 6 根线和几个逻辑门。使用 示器可以很容易解决 I/O 口的问题，采用 51 单片机的串行方式 0，只要两根线（数据与时钟）就能完成显示功能，而且串行口还可以跟其它芯片共用，只要加上一个逻辑门电路形成线选就可以了。但其有一个明显的弱点就是显示 的时候只能看到一个值，让人有一种不直观的感觉，并且在键盘上设定好一个显示管理键，要显示什么值只有按这个键就可以达到循环显示的目的。本显示电路共设了四位，分别用于显示温度的百、十、个、小数位。所以显示的温度可以精确到小数点后一位，即 。但温度的设定值只能输入两位，即十位百位。 于选通显示。其具体电路图 3示： 2 信号输入电路 键盘作为人机接口之一，在系统的功能实现过程中起着不可或缺的作用。在硬件的实现图 3示电路 ow e 1百 ow e 2十位S E R 1S E R 9H 4T X 1 U F 1 U R 1S E R 9H 4123 Dd i s s e l e R 1S E R 9H 4S E R 1S E R 9H 4 ow e ow e 2 00 *8123456781615141312111092 0 0 * 8123456781615141312111092 00 *8123456781615141312111092 00 *8无锡职业技术学院毕业设计说明书 13 上，采用串行接口，由一个 74 8 个输出口作为矩阵键盘的列线，再由 89为行线组成，每根线上都加一个上拉电阻，用于减小干扰。整个键盘共设 16 个键，见图 3键名和功能如表 3 键 名 个数 (标号 ) 功 能 数字键 10（ 09） 输入 0100的温度数值，不设小数，但可显示。 下限温度 1（ 15） 设定上限温度，正常显示时输入有限，数据输入时无效，且报错 上限温度 1（ 14） 设定下限温度，正常显示时输入有限，数据输入时无效，且报错 设定恒温 1（ 13） 设定恒温温度，正常显示时输入有限，数据输入时无效，且报错 停机键 1（ 11） 使其停止加热，正常显示时有限，停机时停止显示，停止测量。 确认键 1（ 10） 确定输入的数据，输入数据时有效，其它情况下报警。 下翻 1（ 12） 循环显示设定、上限、下限温度，按下显示 2 秒，不按则显示温度 3 报警电路 为使系统的人机交互界面更好，设置了两路报警信号，分别为两路红色的发光二极表 3盘设置与功能设定 图 3盘电路 无锡职业技术学院毕业设计说明书 14 管，用于显示越限报警和误输入报警。 当电炉中水温高于工作人员所设定的上限温度或者低于设定的下限温度时，则认为发生了越限，越限报警灯 (亮，提示操作出现了越限报警，提醒工作人员 注意是否有意外情况发生。值得一提的是，当系统从低温开始加热，到下限温度以前系统都会出现越限报警。当出现越限报警时，工作人员应该注意是不是此种情况，此情况可以忽略。 误输入报警 (要用于键盘管理中，当用键盘进行恒温设定、上、下限温度设定时工作人员如果没有按说明中所要求的步骤进行操作的话就是所谓的误操作。当出现误操作时误输入报警灯点亮，此时工作人员应进行输入检查，查看说明并更正。 越限报警和误输入报警分别由 引出，其上接的电阻为限流电阻，用于防止电流过大而引起的发光二极管烧毁。 行机构 执行机构为一个固态继电器，程序中采用了模拟的 换方法。通过控制固态继电器的导通与关断达到控制电炉的通电和断电的目的。 图 3警电路 15 件设计 系统的软件部分以主程序为入口，在初始化之后调用键盘管理程序，完成对键盘的扫描，读入键值，并根据相应的键值进行各类操作。温度采样频率由定时器控制，在每一次采样完成之后进行控制时间的计算和显示刷新。 程序 主程序作为程序的入口，控制各类程序的调用。在系统中其主要的任务是调用键盘管理程序。然后其它的功能都由键盘管理程序和中断程序 完成。可以说主程序起到了重启动后读入 的设计温度和上、下限温度；设计各类定时器和开中断的，并调用键盘管理程序的功能。但这样处理主程序起到了分散功能的作用，即主程序会变得很容易编写，而具体的功能都由功能子程序完成。 主程序流程如图 3示。 具体程序如下： 图 3行器 电路 图 12 20 V A Z O U Z - 2 型热电偶变送器D S 6O P T O T 4电网1 00O P 0 16 0H 70H ;置堆栈，如堆栈超出会造成处理器复位。 ;读入 的初使会标志、各类设定温度。 #;单片机复位后，会分别显示各类设定温度 2 秒 11H ;定时器 0、 1 都为 16 位定时器 3030两定时器第一周期内的定时时间为 （ 12M） ;定时器 1 优先，定时器 1 用于控制加热器的运行 A 始 初始化，开中断 移入设定值并显示 调用键盘管理子程序 结束 图 3程序流程 无锡职业技术学院毕业设计说明书 17 ;开定时中断和总中断，两个定时器开始定时 ;调用键 盘管理程序，完成各类操作用于显示设定 ;温度、上、下限温度、和变换的子程序 行 A/D 转换芯片的驱动和其输出值的量化 1 驱动 前面已经说明系统中采用的 A/D 转换芯片是串行的，所以我们在使用其时必须按照其时序一步步的完成，其时序图如图 3示。 从图上可以看出 A/D 转换的最高位数据在 低以后的第二个脉冲开始出现，而 12 位，即其转换结果在第 14 脉冲时完全从 来进入到单片机内部。其使用过程为先置 低，将其选通，然后一直发 14 个脉冲，从 第 2 个到第 5 个脉冲后将A/D 转换值存储于转换结果的高字节，从第 6 个到 13 个时将其值存入到转换结果的低字节。具体程序如下： S ;选通 3时序图 无锡职业技术学院毕业设计说明书 18 ;清 C 标志 3,#12 ;时序要求 ; 清 , ;移入 A ;左移 3,#8, ;存储 位值 3, ;存储 位值 A S ;关 A/D 2 A/D 转换值到温度的量化子程序 由前面硬件部分的说明可以得出，设计要求的 A/D 转换结果跟温度值的关系是： A/D 值=温度 10。正如前面说所 ,由于变送器的限制 ,我们只能将 0时所对应的变送器输出为 100时对应的变送器输出是 将这些值通过 A/D 转换后结果刚好为 1000 和 2000。要达到上面所述的关系，只要将 A/D 转换值减去 1000 即可满足 。 其量化顺序为：读入 A/D 转换值、用二进制无符号除法将转换值减去 1000，再将其结果用二进制无符号数除法除以 10，取商和余数。分别作为温度的整数部分和小数部分，用于四位温度显示。 无锡职业技术学院毕业设计说明书 19 流程图如图 3示。 具体程序如下： B 9H,0H,99H,92H,82H 0H,98H ;09 的字形码 ;选取通显示 00H ;串口方式 0 1,#04H ;显示四位 3,#0 ;用于判断是否应加入小数位 ;数字字型码地 0,# ;移入显示数据的地址 , ;移入 A ,A+ ;取值 4H,A ;加入一寄存器用于缓冲 ,#2,24H ;判断是否为个位 ,如是则点亮小数点 图 3，读入数值 A/D 值 1000 计算出温度值 返回 无锡职业技术学院毕业设计说明书 20 D ,24H A ;发送 I, ;等待发送 I 0 ;地址减 1 1, ;发送完毕否？ ;不选通显示 片外 2动子程序和空间分布 作用已在前面说明，其内部用连续的 7 个字节分别用于存储首次开机标志、设定温度、上限温度和下限温度。其中标志占一个字节，其余各占 2 个字节。其时序图如图 3上图我们很容易看出 线的时序。使用时最开始发起始位，然后是 器件地址，接着是从地址、数据最后是结束位，中间还夹着应答位。 电路中的器件地址为 1010000（前 4位为 2 3位为其类地址，由图 300）。因为只用到了其中的 10H16H 单元，其余单元空闲，所以 中的第二个 00000010。 度及设定值的显示子程序 图 3 线的时序图 9 无锡职业技术学院毕业设计说明书 21 要显示的数据存储于连续的四个数据存储器之中。由图 3知其采用了串行口方式 0，所以要用时只要将串行口设置为方式 0，然后在脉冲的配合下从高位到低位一个 个的移入 存器中即可。其要显示的数据共四位位于从 始的四个连续存储空间中。流程如图 3体程序如下： 00H ;程序开始 03H ;软件抗干扰 0 ;定时器 0 的中断服务程序 13H ;软件抗干扰 1 ;定时器 1 的中断服务程序 图 3示程序流程 无锡职业技术学院毕业设计说明书 22 23H ;软件抗干扰 ;议定义的两跟线 ;据 ),钟 ) ;A/D 转换器的选通线 ;写允许线 ;执行器的输入 (控制 ) ;键盘的两跟行线 5H ;(1)行线标志 ,为第 1 行 ;(1)越限报警指示灯 ;(1)误输入报警指示灯 ;串行 A/D 的输出 ;串行 A/D 的时钟线 30H ;用于判断是否为第一次开机 1H