图4-2 数据采集模块程序流程图 图4-3 A/D转换子程序流程图
数据采集模块主要对四通道模拟信号轮流采样一次。本系统中P1.0,P1.1,P1.2分别接CD4051的A,B,C ,通过设置P l.0~P 1.2的值就可决定采集的通道号。首先对第一输入通道的模拟信号进行A/D变换、数字滤波及显示,然后通道数增一,直至四路通道采集完毕。每采集完一个通道,用软件延时一段时间,等待多路开关稳定。该模块主要部分为A/D转换子程序。AD574进行12位A/D转换的速度很快,单片机可采用查询的方式来读取A/D转换结果,单片机不断通过P3.2查询STS状态。当CE=1,CS=1, R/C=1,A0=1时,启动A/D转换;当STS为0时,表明A/D转换结束,读取12位的转换结果。A/D转换子程序的入口地址为4000H。每一通道循环采样一次之后进行平均值滤波。数据采集模块及A/D转换的程序流程分别如图4-2和4-3所示。 4.2.3 数据存储模块
数据存储模块把保存在数据缓冲区的四通道的温度数据保存到FRAM,如果数据存储器已存满,则跳到LOOP1,判断“启动”键是否按下;若数据存储器未存满,则返回,判断“停止”键是否按下。FM1808的地址为8000H~0FFFFH。程序流程图如下:
数据是否已满 开始 数据存储
返回 41
Y
图4-4 存储模块子程序流程图
4.2.4 8279通用键盘显示模块
在该系统中将“A”键作为“启动”键,“B”键作为“停止”键,“C”键作为清除键,“D” 键作为采样间隔设定键,“0”~“9”十个数字键用于输入采样间隔的设定值,当按下“D”键,则开始设定采样间隔,如果输入错误,可按“C”键清除后从新输入,输入完毕后按“D”键结束采样间隔设定;用8位显示器中的LED1,LED2,LED3,LED4,LED5作为该系统的显示器,实时显示温度值。LED1显示被选通的通道;LED2显示“―”作为通道与该通道温度值的分隔符;LED3,LED4,LED5显示被选通通道的温度值。8279的地址为7000H~7FFFH。显示子程序流程图如下:
设定显示位置 开始 N
LOOP1
置显示起始地址
查 表
显 示 返回
42
图4-5 显示模块子程序流程图
5 结论
本文按照烘炉温度自动检测系统的设计要求,完成自动检测系统的硬件设计和软件编制工作。该烘炉温度自动检测系统在技术指标上达到设计要求。其中,硬件设计包括包括温度传感器的选择、温度检测电路的设计、A/D的选择及接口设计、CPU的选择、键盘及显示模块的设计等;系统软件设计含温度检测模块、数据处理模块、数据存储模块、键盘及显示等模块的设计。
本检测系统采用新的存储技术,用铁电存储器FRAM代替传统的RAM,从而可以掉电保存数据,可靠性高,在失去电源的情况下,不使用后备电源也可不丢失任何数据。它具有功耗低,可以跟随总线速度写入数据,掉电可保存数据10年的特性。
由于此次设计时间,以及本人自身水平有限,对本烘干炉温度自动检测系统在与上位机
43
通讯方面未深入研究,但为了方便对该系统进行二次开发,特增加了串行通讯接口。若能在此系统中加入上位机通讯,则将为此系统的测试及操作带来方便,使该系统更加完善。
参考文献:
[1] 胡铸生. 我国涂装生产线概况及其发展探讨. 涂装技术及其应用,1999:(7) [2] 张有德等. 单片机原理、应用与实现. 上海:复旦大学出版社,1995 [3] 马明建,周长城. 数据采集与处理技术. 西安:西安交通大学出版社,1998 [4] 刘君华. 现代检测技术与测试系统. 西安:西安交通大学出版社,2001 [5] 何立民. 单片机应用系统设计. 北京:北京航空航天大学出版社,2000 [6] 潘新民.微型计算机控制技术.北京:人民邮电出版社,1991
[7] 李时惠. 计算机多点温度采集系统的设计与实现. 计算技术与自动化,2001:20(1) [8] 王辉照,惠少华等. 单片机在烘干炉温度中的应用. 青岛海洋学报,1994:(12) [9] 沙占有,王彦朋,孟志永等. 单片机外围电路设计. 北京:电子工业出版社,2003 [10] 张伦,冯新强等. 传感器与信号调理器件应用技术. 北京:科学出版社,2002 [11] 房小翠等. 单片机应用系统设计技术. 北京:国防工业出版社,1999 [12] 张毅刚. MSC51单片机应用设计. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2001 [13] 周航慈. 单片机应用程序设计技术.北 京:北京航天航空大学出版社,1999 [14] 李秉操等. 单片机接口技术及其在工业控制中的应用.西安:山西电子编部,1991
[15] 沈红卫,单片机应用系统设计实例与分析,北京航空航天大学出版社,2003
44
[16] 王幸之,王雷,翟成,王闪.单片机应用系统抗干扰技术,北京航空航天大学出版社,2003 [17 ] 80C51-Based 8-Bit Microcontrollers, Philips Semiconductors,1994 [181 8-Bit Microcontroller with 4 Kbytes Flash. ATMEL Inc. 1992
[19] Application Notes and Development Tools for 80C51 Microcontrollers. Philips Semiconductors. 1995 [20] OMEGA Temperature Measurement Handbook, Omega Instruments, Inc.
致 谢
几个月的毕业设计即将结束,经过紧张而有序的设计生活,我也如期完成了我的毕业设计。从接到设计任务书,到制定毕业设计计划,再到按进度计划进行各部分的设计,这一切都有条不紊地进行着,使我的设计生活充实而平静。
45