单片机温度控制系统.

1、设计题目：单片机温度控制系统设计要求1. 利用单片机对温度进行采集与控制。2. 利用A/D转换芯片AD0809进行信号的转换。3. 转换后的信号通过单片机的处理对可控硅进行控制。4. 利用可控硅的通断对加热路进行控制从而达到对温度的控 制。5. 外部数码显示器采用动态显示方法，由单片机通过 I/O 口 提供位码和段码实现四个数码显示器循环显示。6. 根据控制原理设计温度测量及显示系统硬件电路图。7. 根据控制要求合理编写控制软件程序。摘要在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量 都是常用的主要被控参数。其中，温度控制也越来越重要。在工业生 产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉

2、、热处理炉、反应炉和锅 炉中的温度进行检测和控制。 采用单片机对温度进行控制不仅具有控 制方便、 简单和灵活性大等优点， 而且可以大幅度提高被控温度的技 术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。因此，单片机对温 度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的控制问题。单片机是一种集 CPU、RAM 、ROM、I/O 接口和中断系统等部 分于一体的器件， 只需要外加电源和晶振就可实现对数字信息的处理 和控制。因此，单片机广泛用于现代工业控制中。本论文侧重介绍 “单片机温度控制系统 ”的软件设计及相关内容。 论文的主要内容包括：采样、滤波、键盘、 LED 显示和报警系统， 加热控制系统， 单片机 M

3、CS-51 的开发以及系统应用软件开发等。 作 为控制系统中的一个典型实验设计， 单片机温度控制系统综合运用了 微机原理、自动控制原理、模拟电子技术、数字控制技术、键盘显示 技术等诸多方面的知识，是对所学知识的一次综合测试。关 键 词： MCS-51 8051 温度控制 可控硅ABSTRACWith scientific constant progress, in industrial production, electric current, voltage, temperature, pressure are mainly commonly used. especially in the

4、heat treatment industry, the accurate test and controlling of temperature is very important. In a lot of fields, for example: In metallurgical industry, chemical production, powerfood processing, family andengineering, machine manufactures,heat-treatmentindustry heat etc. people need to heating furn

5、ace,and boiler temperaturefurnace and all kinds of response stove intelligent control finally and realize the interactive function.measure and control,through software design,to reach theThis thesis introduces the design and debugging of “ the temperature control system by microcomputer ”. As a typi

6、cal experimental system, it uses much control knowledge and comprehensively tests student s ability in control system.The content of this thesis mainly includes: introduces, filtering ware, keyboard, man-computer dialogue supported by LED indication, heat control method, the development of micro-com

7、puter MCS-51 and systemic applied software.Key words ：MCS-51, 8051, temperature control, silicon controlled摘要 I一绪论 1（一）概述 1（二）课题分析 1（三）设计思路 2二MCS-51单片机的基本知识 5（一）MCS-51单片机的结构 5（二）8051存储器配置 5（三）定时器及其应用 12三采样与滤波 16（一）采样161. ADC0809 的主要功能 162. 逐次逼近式转换原理 17（二）数字滤波 17（三）可控硅.181. 可控硅的结构182. 可控硅的基本特性 18四系统程

8、序设计20（一）电路设计 20（二）键盘扫描及显示程序 20（三）TO中断服务程序 30（四）子程序1. 采样子程序 SAMP 2. 数字滤波子程序 FILTER结 论参考文献 32_32 33 3536、绪 论一）概述随着现代工业的逐步发展，在工业生产中，温度、压力、流量和 液位是四种最常见的过程变量。 其中，温度是一个非常重要的过程变 量。例如：在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工 等许多领域，都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度 进行控制。然而，用常规的控制方法，潜力是有限的，难以满足较高 的性能要求。 采用单片机来对它们进行控制不仅具有控制方便、 简单 和灵活

9、性大的优点， 而且可以大幅度提高被测温度的技术指标， 从而 能够大大提高产品的质量和数量。 因此，单片机对温度的控制问题是 一个工业生产中经常会遇到的控制问题。（二） 课题分析单片机温度控制系统， 是利用单片机作为系统的主控制器， 测量 电路中的温度反馈信号经 A/D 变换后，送入单片机中进行处理，经 过一定的算法后， 单片机的输出用来控制可控硅的通断， 控制加热炉 的输出功率，从而实现对温度的控制。本单片机温度控制系统的具体指标要求是， 对加热器加热温度调 整范围为600C 1000C，温度控制精度小于3C,系统的超调量须 小于 15%。软件设计须能进行人机对话， 考虑到本系统控制对象为电

10、炉，是一个大延迟环节，且温度调节范围较宽，所以本系统对过渡过 程时间不予要求。单片机是一种集 CPU、RAM 、ROM、I/O 接口和中断系统于 体的器件，只需要外加电源和晶振就可以实现对数字信号的处理和控 制。本设计运用 MCS-51 系列单片集中的 8051 单片机为主控制器， 对加热炉的温度进行智能化控制， 最终通过软件设计来实现人机对话 功能，实现对加热炉的温度控制。本论文主要介绍单片机温度控制系统，内容主要包括：采样、滤 波、键盘显示、加热控制系统，单片机 MCS-51 的开发及系统应用软 件的开发等。全文共分四章。第一章绪论介绍课题背景、目的、意义 及设计的总体思路。第二章介绍主控

11、电路核心部分 MCS-51 单片机 8051的基本结构和配置。第三章介绍 A/D 采样技术和数字滤波技术。 第四章主要是系统软件编程。（三） 设计思路根据系统具体指标要求，可以对每一个具体部分进行分析设计。 整个控制系统分为硬件电路设计和软件程序设计两部分。硬件电路。 分析硬件电路主要包括：加热及控制电路部分，数据采集和模/数（A/D ）转换处理部分，键盘和显示器部分，单片机与各部分的接口 处理部分。这些可用一个方框图来表示，显然，这是一个典型的单反 馈控制系统。单片机温度控制系统框图整个系统也可划分为控制电路 部分、 加热电路部分和测量电路三部分。 控制电路是由单片机来处理 给定信号和反馈信

12、号， 发出相应的指令来控制可控硅， 是系统的核心。 8051 对温度的控制是通过可控硅调功能电路实现的。 在给定的周期 T 内， 8051 只要改变可控硅管的接通时间便可改变加热丝的功率，从 而达到调节温度的目的。 而可控硅的接通时间可以通过可控硅极上触发脉冲控制。该触发脉冲受过零同步脉冲同步后经光耦合管和驱动管 输出送到可控硅的控制极上。 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。 该脉 冲一方面作为可控硅的触发同步脉冲加到控制电路中， 另一方面还作 为计数脉冲加到8051的T0和T1端。加热电路用来实现对系统的升温加热达到预定的温度

13、。 当温度没 有达到要求，控制电路利用双向可控硅的通断特性来决定加热电路的 通电与断电。测量电路功能为将测量到的信号经过处理变成数字信号送入单 片机中进行处理。主要由温度检测和变送器组成。 温度检测元件和变送器的类型选择和被控温度及精度等级有关。 镍络 /镍铝热电偶（-200C+ 1000C）适用于0C 1000C的温度测量 范围，相应输出电压为 0mV 4 1 .32mV。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 把热点偶输出的 0mV41.32mV 变换成 0 mA10 mA 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 mA 10 mA电流变 换成 0 V

14、5V 范围内的电压。 为了提高测量精度，变送器可以进行 零点漂移。本次设计的温度控制范围为 600 C1000C之间，温度误差要求 在3C左右，系统超调量不超过15%，采用8位转换器ADC0809就 可以使温度误差保持在i2.34C以内，满足设计要求。除上述电路，8051还要有8155、2732、和ADC0809等芯片接口电路 其中 8155 用于键盘 /LED 显示器接口， 2732 可以作为 8051 的外部 ROM 存储器， ADC0809 为温度测量电路的输入接口，用于把连续变 化的信号进行离散化。 最终再通过控制电路中的键盘显示器电路实现 人机对话功能。软件设计主要由温度控制的算法和

15、温度控制程序组成。软件设计主要为控制器部分，即温度控制系统，采用 PID 算法， 其原理是先求出实测炉温对所需炉温的偏差值， 而后对偏差值处理而 获得控制信号去调节加热炉的加热功率，以实现对炉温的控制。 PID 基本可满足系统要求。程序设计是本次设计的核心部分。 整个程序包括管理程序和控制 程序两部分。管理程序是对显示 LED 进行动态刷新，控制指示灯， 处理键盘的扫描和响应，进行掉电保护，执行中断服务程序等。控制 程序是用来对被控进行采样， 数据处理， 根据控制算法进行计算和输 出等MCS-51单片机的基本知识（一）MCS-51单片机的结构MWsptmp2ROM/EPROM筑迴2锻GMDRA

16、MiiJiFKAMJE(+5V)通追。镖PSEHALE 阳RST楷译码眈措1 111 iH !1 1Mi f 1“翟序地址京弃簿C=jj=PG谨憎務-iJL ar% 卡DPTWH1XT 盘 L|XTAL,Pio=r . t A（二）8051存储器配置8051存储器可以分为程序和数据存储器 2大类。MCS-51单片机的程序存储器和数据存储器是相互分离的，分开编址，而且存储器有片内、片外存储器之分。（1）程序存储器一个微处理器能够聪明地执行某种任务， 除了它们强大的硬件外，还需要它们运行的软件，其实微处理器并不聪明，它们只是完全按照人们预先编写的程序而执行之。 那么设计人员编写的程序就存 放在微处

17、理器的程序存储器中，俗称只读程序存储器（ ROM。程序 相当于给微处理器处理问题的一系列命令。 其实程序和数据一样，都 是由机器码组成的代码串。只是程序代码则存放于程序存储器中MCS-51具有64kB程序存储器寻址空间，它是用于存放用户 程序、数据和表格等信息。对于内部无ROM勺8031单片机，它的程序存储器必须外接，空间地址为 64kB,此时单片机的下端必须接地。 强制CPU从外部程序存储器读取程序。对于内部有 ROM勺8051等单 片机，正常运行时，二i则需接高电平，使CPU先从内部的程序存储中 读取程序，当PC值超过内部ROM勺容量时，才会转向外部的程序存 储器读取程序。8051片内有4

18、kB的程序存储单元，其地址为0000H 0FFFH单片机启动复位后，程序计数器的内容为0000H,所以系统将从0000H 单元开始执行程序。但在程序存储中有些特殊的单元， 这在使用中应 加以注意：其中一组特殊是0000H-0002H单元，系统复位后，PC为 0000H,单片机从0000H单元开始执行程序，如果程序不是从 0000H 单元开始，则应在这三个单元中存放一条无条件转移指令，让CPL直接去执行用户指定的程序。8051内部RAM共有256个单元，这256个单元共分为两部分。其一 是地址从00H-7FH单元（共128个字节）为用户数据RAM从80H- FFH 地址单元（也是128个字节）为

19、特殊寄存器（SFR单元。从图1中 可清楚地看出它们的结构分布。在00H-仆H共32个单元中被均匀地分为四块，每块包含八个8位寄存器，均以R0-R7来命名，我们常称这些寄存器为通用寄存器。这四块中的寄存器都称为 R0-R7,那么在程序中怎么区分和 使用它们呢？聪明的INTEL工程师们又安排了一个寄存器一一程序 状态字寄存器(PSW来管理它们，CPU只要定义这个寄存的PSW的 第3和第4位(RS0和 RS1，即可选中这四组通用寄存器。对应的 编码关系如图2所示。内部RAM勺20H 2FH单元为位寻址区，既可作为一般单元用字 节寻址，也可对它们的位进行寻址。位寻址区共有 16个字节，128 个位，位

20、地址为OOH-7FHo位地址分配如表1所示，CPU能直接寻址 这些位，执行例如置“1”、清“0”、求“反”、转移，传送和逻辑 等操作。我们常称MCS-51具有布尔处理功能，布尔处理的存储空间 指的就是这些为寻址区(2) 程序计数器PC(program Coun ter)表2-1特殊功能寄存器标识符号地址寄存器名称ACC0E0H累加器B0F0HB寄存器PSW0D0H程序状态字SP81H堆栈指针DPTR82H83H数据指针(16位)含DPL和 DPH程序计数器在物理 上是独立的，它不属于特殊内 部数据存储器块中。PC是 一一 个16位的计数器，用于存放 一条要执行的指令地址，寻址 范围为64kB,

21、 PC有自动加1 功能，即完成了一条指令的执 行后，其内容自动加1。PC 本身并没有地址，因而不可寻址，用户无法对它进行读写， 但是可以通过转移、调用、返 回等指令改变其内容，以控制 程序按我们的要求去执行。(3) 累加器ACC(Accumulator)累加器A是一个最 常用的专用寄存器，大部分单 操作指令的一个操作数取自 累加器，很多双操作数指令中 的一个操作数也取自累加器。 加、减、乘、除法运算的指令， 运算结果都存放于累加器A 或AB累加器对中。大部分的 数据操作都会通过累加器A 进行，它形象于一个交通要 道，在程序比较复杂的运算 中，累加器成了制约软件效率 的“瓶颈”，它的功能较多，

22、地位也十分重要。以至于后来IE0A8H中断允许控制寄存器IP0B8H中断优先控制寄存器P080HI/O 口 0寄存器P190HI/O 口 1寄存器P20A0HI/O 口 2寄存器P30B0HI/O 口 3寄存器PCON87H电源控制及波特率选择寄存器SCON98H串行口控制寄存器SBUF99H串行数据缓冲寄存器TCON88H定时控制寄存器TMOD89H定时器方式选择奇存器TLO8AH定时器0低8位THO8CH定时器0高8位TL18BH定时器1低8位TH18DH定时器1高8位寄存器以累加器的功能，目的是解决累累加器结构，或者使用寄存器加器的“交通堵塞”问题。提高单片机发展的单片机，有的集成了多

23、的软件效率。列来代替累加器，即赋予更多DPTR主要是用来保存16位地址，当对64kB外部数据存储器寻址时，可作为间址寄存器使用，此时，使用如下两条指令：MOVXA, DPTRMOVXDPTR, A在访问程序存储器时，DPTF可用来作基址寄存器，采用基 址+变址寻址方式访问程序存储器，这条指令常用于读取程序存储器 内的表格数据。MOVCA, A+DPTR（4）堆栈指针 SP（Stack Pointer）堆栈是一种数据结构， 它是一个 8 位寄存器， 它指示堆栈顶部在内部RAM中的位置。系统复位后，SP的初始值为07H使得堆栈 实际上是从08H开始的。但我们从RAM的结构分布中可知，08H-仆H

24、隶属 13 工作寄存器区，若编程时需要用到这些数据单元，必须对 堆栈指针SP进行初始化，原则上设在任何一个区域均可，但一般设 在30H-仆H之间较为适宜。数据的写入堆栈我们称为入栈（PUSH有些文献也称作插入运 算或压入），从堆栈中取出数据称为出栈（POP也称为删除运算或 弹出），堆栈的最主要特征是“后进先出”规则，也即最先入栈的数 据放在堆栈的最底部，而最后入栈的数据放在栈的顶部，因此，最后 入栈的数据出栈时则是最先的。这和我们往一个箱里存放书本一样， 需将最先放入箱底部的书取出， 必须先取走最上层的书籍。 这个道理 非常相似。那么堆栈有何用途呢？堆栈的设立是为了中断操作和子程序的 调用而用

25、于保存数据的， 即常说的断点保护和现场保护。 微处理器无 论是在转入子程序和中断服务程序的执行， 执行完后， 还是要回到主 程序中来， 在转入子程序和中断服务程序前， 必须先将现场的数据进 行保存起来，否则返回时，CPU并不知道原来的程序执行到哪一步， 原来的中间结果如何？所以在转入执行其它子程序前， 先将需要保存 的数据压入堆栈中保存。以备返回时，再复原当时的数据。供主程序 继续执行。转入中断服务程序或子程序时，需要保存的数据可能有若干个， 都需要一一地保留。 如果微处理器进行多重子程序或中断服务程序嵌 套，那么需保存的数据就更多，这要求堆栈还需要有相当的容量。否 则会造成堆栈溢出， 丢失应

26、备份的数据。轻者使运算和执行结果错误， 重则使整个程序紊乱。MCS-51的堆栈是在RAM中开辟的，即堆栈要占据一定的 RAM 存储单元。同时MCS-51的堆栈可以由用户设置，SP的初始值不同， 堆栈的位置则不一定，不同的设计人员，使用的堆栈区则不同，不同 的应用要求，堆栈要求的容量也有所不同。堆栈的操作只有两种，即 进栈和出栈， 但不管是向堆栈写入数据还是从堆栈中读出数据， 都是 对栈顶单元进行的，SP就是即时指示出栈顶的位置（即地址）。在 子程序调用和中断服务程序响应的开始和结束期间，CPU都是根据SP 指示的地址与相应的RAM存储单元交换数据。堆栈的操作有两种方法： 其一是自动方式， 即在

27、中断服务程 序响应或子程序调用时， 返回地址自动进栈。 当需要返回执行主程序 时，返回的地址自动交给 PC以保证程序从断点处继续执行，这种 方式是不需要编程人员干预的。 第二种方式是人工指令方式， 使用专 有的堆栈操作指令进行进出栈操作，也只有两条指令：进栈为 PUSH 指令，在中断服务程序或子程序调用时作为现场保护。出栈操作 POP 指令，用于子程序完成时，为主程序恢复现场。(5) I/O 口专用寄存器 (P0、P1、P2、P3)I/O 口寄存器P0 P1、P2和P3分别是MCS-51单片机的四 组I/O 口锁存器。MCS-51单片机并没有专门的I/O 口操作指令，而 是把I/O 口也当作一

28、般的寄存器来使用，数据传送都统一使用MOV旨 令来进行， 这样的好处在于， 四组 I/O 口还可以当作寄存器直接寻址 方式参与其他操作。(6) 定时/ 计数器(TL0、TH0 TL1 和 TH1)MCS-51单片机中有两个16位的定时/计数器T0和T1,它们 由四个 8 位寄存器组成的，两个 16 位定时 /计数器却是完全独立的。 我们可以单独对这四个寄存器进行寻址，但不能把T0和T1当作16位寄存来使用。(7) 定时/计数器方式选择寄存器 (TMOD)TMO寄存器是一个专用寄存器，用于控制两个定时计数器的工作方式，TMO可以用字节传送指令设置其内容，但不能位寻址, 各位的定义如下，更详细的内

29、容，我们将在 MCS-51定时器和中断 系统章节中叙述。(三) 定时器及其应用8051 单片机内部定时器 T0， T1 的结构与 CPU 的关系如图 6.1 所示。 16位定时器 T0 由 8位特殊功能寄存器 TH0 和 TL 0 构成， 16位定时 器 T1 由 8 位特殊功能寄存器 TH1 和 TL1 构成。定时器方式寄存器 TMOD 用于设置定时器的工作方式，定时器控制寄存器 TCON 用于 启动和停止定时器的计数，并控制定时器的状态。TO和T1实际上都 是 16 位加 1 计数器，可由编程来设置它工作状态。当 TO 或 T1 设置为定时工作方式时，定时器对 8O51 片内振荡器 输出经

30、 12分频后的脉冲进行计数，即每个机器周期使 TO 或 T1 的数 值加 1 直到计满溢出， 当 8O51 采用 12MHz 晶振时，一个机器周期为 1卩s,计数频率为1MHz。当 TO 或 T1 设置为计数工作方式时，计数器对来自输入引脚 TO(P3.4)和T1 (P3.5)的外部信号计数。在每一个机器周期的 S5P2 周期采样引脚输入电平,若前一个机器周期采样值为 1, 后一个机 器周期采样值为0,则计数器加1。新的计数值是在检测到输入引脚 发生1到0的负跳变后，于下一个机器周期的 S3P1期间装入计数器 中,由于它需要两个机器周期 (24个时钟周期 )来识别一个 1 到 0跳变, 所以计

31、数频率最高为fosc的1/24。计数器对外部脉冲信号的占空比没 有特别的要求, 但必须保证输入的高电平和低电平信号至少应维持一 个完整的机器周期。8051单片机的定时器/计数器T0和T1可由软件对TMOD的M1 ,M0位进行四种工作模式设置，即模式 0,模式1,模式2和模式3。 在模式0、模式1和模式2时，T0与T1的工作模式相同； 在模式 3时，两个定时器的工作模式不同。下面简单介绍一下模式0的应用模式0是选择定时器的高8位和低5位组成的一个13位定时器/计数 器，图6.4是T0在模式T0时的逻辑电路结构。图2-2 T0时的逻辑电路结构中断在这种模式下，16位寄存器只用了 13位。其中，TL

32、0的咼3位未用,TH0占8位。当TL0的低5位溢出时，向TH0进位。当TH0溢出时, 向中断标志位TF0进位，并申请中断。 因此，可通过查询TF0是 否置位或考察中断是否发生来判断定时器/计数器0的操作完成与否。在图6.4中，当C/T=0时，控制开关接通振荡器12分频输出端，T0对机器周期计数。即定时器工作方式。定时时间由下式决定：T= （1213 T0初值）X振荡周期X 12如果晶振频率为12MHz，则时钟周期为1/12卩s,当初值为0时，最 长的定时时间为 TMAX二(1213 0)x 1/12X 12卩 s=8.192mso当C/T=1控制开关与引脚T0 （P3.4）接通，计数器T0对来

33、自外 部引脚T0的输入脉冲计数，当外部信号电平发生由 1到0跳变时， 计数器加 1 ，这时， T0 成为外部事件计数器。当 GATE=0 时，封锁或门输出恒为 1，使外部中断输入引脚 INT0 信 号失效，同时又打开与门，由 TR0 控制定时器 T0 的开启和关断。若 TR0=1 ，接通控制开关，启动定时器 T0 工作，计数器被控制为允许 计数。若TR0=0,则断开控制开关，停止计数。当GATE=1时，与门的输出由INTO的输入电平和TR0位的状态 来确定。若TR0=1，则打开与门，外部信号电平通过INT0引脚直接 开启或关断定时器 T0。 当 INT0 为高电平时，允许计数，否则停止 计数。

34、这种工作方式可用来测量外部信号的脉冲宽度等。同理，上述说明同样适合于定时器 T1。8051 的定时器/计数器是可编程的， 因此在利用定时器 /计数器进行定时或计数之前。需通过软件对其进行初始化。即： 确定工作模式；对 TMOD 寄存器赋值。设置定时器 /计数器初值；初值按下列原则计算：设计数器的最大值为 M （在不同的工作模式中： M 可以为 213， 216 和 28） 初值为 X：计数方式时： X=M- 计数模值定时方式时：因为（M-X ）振荡周期X 12=定时值 所以X=M-定时值/振荡周期X 12是否设置中断，则需对中断允许寄存器 IE置初值。三采样与滤波（一）采样1. ADC0809

35、的主要功能ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机 兼容的控制逻辑的CMO组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和 单片机直接接口。（1）ADC0809的内部逻辑结构moHBIN4nr?ALE图3-1 ADC8090的内部逻辑结构由上图可知，ADC080轴一个8路模拟开关、一个地址锁存 与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可 选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行 转换。三态输出锁器用于锁存 A/D转换完的数字量，当0E端为高电 平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。(2) ADC0809应用说明 ADC0809内部

36、带有输出锁存器，可以与 AT89S5惮片机直接相连。 初始化时，使ST和0E信号全为低电平。 送要转换的哪一通道的地址到 A，B, C端口上。 在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。 是否转换完毕，我们根据EOC言号来判断。 当EOC变为高电平时，这时给0E为高电平，转换的数据就输出给 单片机了。2. 逐次逼近式转换原理常规模数转换电路中，采用并行(Flash )式转换法的并行式ADC的 转换速度最快，其转换时间tc和比特数n无关，但不足之处是其器件 内部单元数m随着比特数n的增加呈指数增长，即m= 2n- 1(1)逐次逼近比较式ADC的器件内部单元数m随着比特数n的增加呈 线性增长

37、，但不足之处是其转换时间tc随着比特数n的增加呈线性增 长，即卩tc= k1 n(2)其中，k1为比例系数。(二) 数字滤波数字滤波：用数字处理方式选择信号频率。数字滤波是用计算机软件或数字电路来实现的。设计数字滤波器，就是按预期的选频要求，构造其脉冲响应函数优点：精度高，若使用16位数字系统，精度可达 ：；灵活性强，只要改变程序参数即可改变滤波器的性能；时分两用，一台计算机可 同时处理多路信号；处理功能强，可处理几赫兹频率的信号；可靠性 强，不受周围环境温度的影响等。分类：直接卷积滤波递归滤波（三）可控硅1.可控硅的结构不管可控硅的外形如何，它们的管芯都是由P型硅和N型硅组成 的四层P1N1

38、P2N2吉构。见图1。它有三个 卩“结（J1、J2、J3），从 J1结构的P1层引出阳极A,从N2层引出阴级K,从P2层引出控制 极G,所以它是一种四层三端的半导体器件。图3-2、可控硅结构示意图和符号图2.可控硅的基本特性（1）反向特性当控制极开路，阳极加上反向电压时（见下图），J2结正偏，但J1、J2结反偏。此时只能流过很小的反向饱和电流，当电压进一步提高到J1结的雪崩击穿电压后，接差J3结也击穿，电流迅速增加，图3 的特性开始弯曲，如特性 OF段所示，弯曲处的电压URC叫“反向转 折电压”。此时，可控硅会发生永久性反向击穿。图3-3、反向特性(2)正向特性 当控制极开路，阳极上加上正向电

39、压时(见下图)， J1、J3结正偏, 但J2结反偏，这与普通PN结的反向特性相似，也只能流过很小电流， 这叫正向阻断状态，当电压增加，图 3的特性发生了弯曲，如特性0A段所示，弯曲处的是UBC叫：正向转折电压图3-4、正向特性四、系统程序设计（一）电路设计温度控制模块原理框图如图4-1所示，温度传感器经模拟开关由单片机控制顺序选通到放大电路和 A/D转换器ADC0809。单片机采 集数据后，经校零、滤波、参比端补偿（热电偶）和线性化处理后转换为对应的温度数字量，存入内部RAM。模块每隔2.16秒（有滤波） 或0.72秒（无滤波）完成一次上述操作，自动刷新内部 RAM。上位 机可以通过RS485

40、接口取得这些温度数据。单片机把采集来的温度根据控温相应的控0A0B0C结果决定校零 通道进行控温。输入电路和模拟开关放大电路和断偶指示基准源如果用于P00P10P03P13P20P27RDT1WRINT1INT08051P04P07TXDP06RXD单片机电源监视 看门狗EEPROM、D0D7D8(STB)拨码开关隔离485D7D0VrefOESTEOCVR开关量输入输出口DI0DI2INTT+机则根据的逻辑参数设置进行逻辑运算，结果输出到输出口参数设置，进行 温运算，由运算 PWM的占空比 开关量输出口报警输出，单片 该开关量输出图 4-1 温度控制模块电路原理框图（二）键盘扫描及显示程序

41、A 键盘扫描子程序KEYBUF EQU 30HORG 00HSTART: MOV KEYBUF,#2WAIT:MOV P3,#0FFH CLR P3.4 MOV A,P3 ANL A,#0FH XRL A,#0FH JZ NOKEY1 LCALL DELY10MS MOV A,P3 ANL A,#0FH XRL A,#0FH JZ NOKEY1 MOV A,P3 ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,NK1MOV KEYBUF,#0LJMP DK1NK1:CJNE A,#0DH,NK2MOV KEYBUF,#1LJMP DK1NK2:CJNE A,#0BH,NK3MOV KEYBUF,#

42、2LJMP DK1NK3:CJNE A,#07H,NK4MOV KEYBUF,#3LJMP DK1NK4: NOPDK1:MOV A,KEYBUFMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,ADK1A: MOV A,P3ANL A,#0FHXRL A,#0FHJNZ DK1ALJMP DK2MOV P3,#0FFHCLR P3.5MOV A,P3ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZ NOKEY2LCALL DELY10MSMOV A,P3ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZ NOKEY2MOV A,P3 ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,NK

43、5MOV KEYBUF,#4LJMP DK2NK5:CJNE A,#0DH,NK6MOV KEYBUF,#5LJMP DK2NK6:CJNE A,#0BH,NK7MOV KEYBUF,#6NK7: CJNE A,#07H,NK8MOV KEYBUF,#7LJMP DK2NK8: NOPDK2:MOV A,KEYBUFMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,ADK2A: MOV A,P3ANL A,#0FHXRL A,#0FHJNZ DK2ANOKEY2:MOV P3,#0FFHCLR P3.6MOV A,P3ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZ NOKEY

44、3LCALL DELY10MSMOV A,P3ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZ NOKEY3MOV A,P3ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,NK9 MOV KEYBUF,#8 LJMP DK3NK9:CJNE A,#0DH,NK10MOV KEYBUF,#9 LJMP DK3NK10: CJNE A,#0BH,NK11MOV KEYBUF,#10LJMP DK3NK11: CJNE A,#07H,NK12 MOV KEYBUF,#11 LJMP DK3NK12: NOPDK3:MOV A,KEYBUFMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,

45、ADK3A: MOV A,P3ANL A,#0FHXRL A,#0FHJNZ DK3ANOKEY3:MOV P3,#0FFHCLR P3.7MOV A,P3ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZ NOKEY4LCALL DELY10MSMOV A,P3ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZ NOKEY4MOV A,P3ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,NK13MOV KEYBUF,#12LJMP DK4NK13: CJNE A,#0DH,NK14 MOV KEYBUF,#13 LJMP DK4NK14: CJNE A,#0BH,NK15MOV KEYBUF,#14LJMP

46、 DK4NK15: CJNE A,#07H,NK16 MOV KEYBUF,#15 LJMP DK4NK16: NOPDK4:MOV A,KEYBUFMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,ADK4A: MOV A,P3ANL A,#0FHXRL A,#0FHJNZ DK4ANOKEY4:LJMP WAITDEL Y10MS:MOV R6,#10D1:MOV R7,#248DJNZ R7,$DJNZ R6,D1RETTABLE:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07HDB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71HE

47、NDB显示子程序DISP: ANL 2FH,#10HMOV A,21HANL A,#0FHORL A,2FHMOV 2FH,AMOV A,21HANL A,#0F0HSWAP AMOV 2EH,AANL 2DH,#10HMOV A,22HANL A,#0FHORL A,2DHMOV 2DH,AMOV A,22HANL A,#0F0HSWAP AMOV 2CH,AANL 2BH,#10HMOV A,23HANL A,#0FHORL A,2BHMOV 2BH,AMOV A,23HANL A,#0F0HSWAP AMOV 2AH,AMOV R0,#2FHMOV R3,#06HMOV A,#01HLOOP1:MOV B,AMOV p2,aMOV DPTR,#TABLEMOV A,R0MOVC A,A+DPTRMOV p0,AMOV R2,#80HDJNZ R2,$DEC R0MOV A,BRL ADJNZ R3,LOOP1RETTABLE:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92HDB 82H,0F8H,80H,90H,00,00,00,00,00,00DB 40H,79H,24H,30H,19H,12H,02H,78HDB 00H,10H,00,00,00,00,00,00NOPNOP（三）T0中断服务程序IT0 : PUSH ACCCLR CM