V:1.0 精選工程方案

　北京工業大學電子工程設計--二階實驗報告

　2020- -6 6- -8 8

　北京工業大學電子工程設計--二階實驗報告

　電子工程設計報告

　題目：

　溫度測量系統/ 閉環溫度控制系

　統設計

　專業：

　電子 科學與技術

　小組：

　7

　姓名：

　 學號：

　袁彬

　 賴力

　 指導教師：

　高新

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　完成日期：目錄 一、摘要 ........................................................................................................... 錯誤! 未定義書簽。

　二 、設計任務與要求 ...................................................................................... 錯誤! 未定義書簽。

?。ǘ?、設計要求 ..................................................................................... 錯誤! 未定義書簽。

　(三)單片機 ........................................................................................................ 錯誤! 未定義書簽。

?。ㄒ唬?、電路工作原理及主要元件的功能 ............................................. 錯誤! 未定義書簽。

　（二）、電路的調試 ................................................................................. 錯誤! 未定義書簽。

　四 數/模(D/A)轉換電路 ................................................................................... 錯誤! 未定義書簽。

　（一）、電路工作原理及主要元件功能 ................................................. 錯誤! 未定義書簽。

?。ǘ㈦娐分饕獏涤嬎?..................................................................... 錯誤! 未定義書簽。

　(三)、電路調試 ......................................................................................... 錯誤! 未定義書簽。

　五、 模/數(A/D)轉換電路 ............................................................................... 錯誤! 未定義書簽。

?。ㄒ唬?、ADC0804 芯片介紹 .................................................................... 錯誤! 未定義書簽。

?。ǘ?、電路主要參數計算 ..................................................................... 錯誤! 未定義書簽。

?。ㄈ?、電路調試 ..................................................................................... 錯誤! 未定義書簽。

　六、電路顯示與鍵盤控制電路 ....................................................................... 錯誤! 未定義書簽。

?。ㄒ唬?、電路工作原理 ............................................................................. 錯誤! 未定義書簽。

　(二).電路調試 ............................................................................................ 錯誤! 未定義書簽。

　七、溫度測量 ................................................................................................... 錯誤! 未定義書簽。

　八、 心得體會 .................................................................................................. 錯誤! 未定義書簽。

　九、附錄 ........................................................................................................... 錯誤! 未定義書簽。

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　 一 、摘要

　在上學期我們完成了溫度控制系統的第一階段，在這一階段，我們完成了焊接包括電源板、驅動器和變送器在內的一些工作。也為我們這次的第二階段做好了準備。通過上學期的準備，我們對焊接電路已經基本上熟練掌握了，對一些電路的原理和設計也都達到了必要的要求，正是基于此我們目前已經完成了第二階段的所有內容。下面就主要介紹一下我們第二階段的工作。

　 二 、設計任務與要求 設計小型溫度測量與控制系統 --- 典型電子系統

　 驅動器驅動器

　數/模 模后向通道

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　 1.電路設計 ⑴ 核心單元—單片機應用電路 ⑵ 模擬量接口—A/D、D/A 電路 ⑶ 人機交互單元—顯示、鍵盤控制電路 2.程序設計 ⑴ 控制模/數轉換進行溫度數據采集

　 ⑵ 控制數/模轉換改變控溫元件工作狀態，進行溫度控制。

　 ⑶ 控制鍵盤與顯示器，進行控制溫度設定和測量溫度顯示。

　 ⑷ 將溫度數據轉換為顯示溫度數值的算法程序。

　 (5)控制溫度精確、平穩變化的的算法程序。

　3.系統聯調 ⑴ 電路系統聯調，配合測試程序實現基本的測溫、控溫功能。

　⑵ 程序聯調，通過電路系統實現精確、平穩的溫度控制 4.本學期關注的重點 ⑴ 設計并實現了一個能夠精確、穩定控制溫度的系統。

　⑵ 知道了一個典型的電子系統應該具備哪些主要功能 ⑶ 知道了一個典型電子系統的設計實現過程和工作方法。

?、?知道如何設計測試方法、創造測試條件，對設計完成的電路模塊或電路系統進行測試，使電路或系統的功能、指標充分展現。

?、?設計組裝的電路系統出現故障，能夠根據電路或系統的工作原理、自己掌握的專業知識以及積累的經驗，快速確定故障范圍和故障原因。

?、?掌握電路的設計方法，通過設計、計算實現電路設計要求。

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?。ǘ?、設計要求

　 1． 溫度測量范圍：0°C ~ +100°C。

　2． 溫度測量誤差：不大于 ± 2°C 3． 單片機：具有獨立電路板結構。

　片選信號：4個， 地址信號：4個， 數據總線：AD0~AD7， I/O口線：P3口，P1 口。

　4． 數/模(D/A)轉換電路：具有獨立電路板結構。

　輸入范圍：00H ~ 0FFH， 對應輸出：-10V~+10V， 誤差：1%，響應時間：< 1ms， 電源供電：+5V，±12V。

　5． 模/數(A/D)轉換電路: 獨立電路板結構

　輸入信號范圍：

　0V~+5V

　分辨率：

　8bit

　精度：1LSB

　轉換時間：< 1ms 6． 顯示與鍵盤控制電路:

　4 位 7 段數碼顯示， 前 3 位含小數點獨立電路板安裝結構 0 ~ 9數字輸入鍵及若干功能設置按鍵控制

　(三)單片機 （一）、電路工作原理及主要元件的功能 1，芯片的介紹和參數 MCS-51 系列單片機性能優異，因此單片機芯片采用 MCS-51系列中的 89C51。

　在單片機的 40 條引腳中有 2條專用于主電源的引腳，2 條外接晶體的引腳，4條控制或與其它電源復用的引腳，32條輸入/輸出（I/O）引腳。

　下面按其引腳功能分為四部分敘述這 40條引腳的功能。

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　1) 主電源引腳 VCC和 VSS：

　 VCC——（40腳）接+5V電壓； VSS——（20 腳）接地。

　2) 外接晶體引腳 XTAL1 和 XTAL2：

　XTAL1 （19 腳）接外部晶體的一個引腳。在單片機內部，它是一個反相放大器的輸入端，這個放大器構成了片內振蕩器。當采用外部振蕩器時，對 HMOS 單片機，此引腳應接地；對CMOS 單片機，此引腳作為驅動端。

　XTAL2（18 腳）接外晶體的另一端。在單片機內部，接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端。采用外部振蕩器時，對 HMOS 單片機，該引腳接外部振蕩器的信號，即把外部振蕩器的信號直接接到內部時鐘發生器的輸入端；對 XHMOS，此引腳應懸浮。

　3) 控制或與其它電源復用引腳 RST/VPD、ALE/PROG、PSEN 和 EA/VPP：

　RST/VPD（9腳）當振蕩器運行時，在此腳上出現兩個機器周期的高電平將使單片機復位。

　ALE/PROG（30腳）：當訪問外部存貯器時，ALE（允許地址鎖存）的輸出用于鎖存地址的低位字節。即使不訪問外部存儲器，ALE 端仍以不變的頻率周期性地出現正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此，它可用作對外輸出的時鐘，或用于定時目的。

　PSEN（29 腳）：此腳的輸出是外部程序存儲器的讀選通信號。在從外部程序存儲器取指令（或常數）期間，每個機器周期兩次 PSEN有效。但在此期間，每當訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的 PSEN信號將不出現。

　EA/VPP（31 腳）：當 EA端保持高電平時，訪問內部程序存儲器，但在 PC（程序計數器）值超過 0FFFH（對 851/8751/80C51）或 1FFFH（對 8052）時，將自動轉向執行外部程序存儲器內的程序。當 EA 保持低電平時，則只訪問外部程序存儲器，不管是否有內部程序存儲器。輸入/輸出（I/O）引腳 P0、P1、P2、P3（共 32根）：

　P0 口（39 腳至 32 腳）：是雙向 8 位三態 I/O 口，在外接存儲器時，與地址總線的低 8 位及數據總線復用，能以吸收電流的方式驅動 8個 LS型的 TTL 負載。

　P1 口（1 腳至 8 腳）：是準雙向 8 位 I/O 口。由于這種接口輸出沒有高阻狀態，輸入也不能鎖存，故不是真正的雙向I/O口。P1口能驅動（吸收或輸出電流）4個LS型的TTL負載。對8052、8032，引腳的第二功能為 T2定時/計數器的

　P2 口（21 腳至 28 腳）：是準雙向 8 位 I/O口。在訪問外部存儲器時，它可以作為擴展電路高 8位地址總線送出高 8位地址。

　P3 口（10 腳至 17 腳）：是準雙向 8 位 I/O 口，在 MCS-51 中，這 8 個引腳還用于專門功能，是復用雙功能口。

　 2、電路方案的比較、選擇和確定

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　全部地址參與譯碼，產生的控制信號對應唯一地址。部分地址參與譯碼，產生的控制信號對應某一地址區域，而不是唯一地址。部分地址參與譯碼，產生的控制信號對應某一地址區域，而不是唯一地址。

　三種電路方案 （1）

　部分地址譯碼、帶有總線驅動電路，產生的控制信號對應某一地址區域。

　D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U374LS373EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VCC40GND20U189C51WDRDP3.4P3.2RSTD0D1D2D4D3D5D6D7L3L23L6L8L5L7L9L11L13L15L17L19L21A02A13A24A35A46A57A68A79B018B117B216B315B414B513B612B711E19DIR1U274LS245A0A1A2A3A4A5A6A7CY111.059C122pC222pC310uFR18.2K+5+5+5P1.0P1.1P1.2P1.4P1.3P1.5P1.6RXDTXDP3.3P3.5ALEVCCC1C2C3C4A13A14A15L18L20L22L24A1A2A3A4L10L12L14L16L4R3R5R7R9R11R13R23R19R21R17R15A1B2C3E14E25E36Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U374LS138

　圖示部分地址譯碼、帶有總線驅動電路

　 （2）部分地址譯碼、無總線驅動電路

　 圖示部分地址譯碼，無總線驅動電路

　 D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U374LS373EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VCC40GND20U189C51WDRDP3.4P3.2RSTD0D1D2D4D3D5D6D7L3L23L6L8L5L7L9L11L13L15L17L19L21A0A1A2A3A4A5A6A7CY111.059C122pC222pC310uFR18.2K+5+5+5P1.0P1.1P1.2P1.4P1.3P1.5P1.6RXDTXDP3.3P3.5ALEVCCC1C2C3C4A13A14A15L18L20L22L24A1B2C3E14E25E36Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U474LS138A1A2A3A4L10L12L14L16L4R3R5R7R9R11R13R23R19R21R17R15

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　 （3）直接選通、不要低 8位地址和驅動電路 因為這個方案的片選信號與地址之間并不是線性關系，所以使用 該方案需要熟練掌握片選信號與地址之間的關系計算。

　EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VCC40GND20U189C51WDRDP3.4P3.2RSTD0D1D2D4D3D5D6D7L3L23L6L8L5L7L9L11L13L15L17L19L21A8A9A10A11CY111.059C122pC222pC310uFR18.2K+5+5+5P1.0P1.1P1.2P1.4P1.3P1.5P1.6RXDTXDP3.3P3.5 ALEC1C2C3C4A13A14A15L18L20L22L24A1A2A3A4L10L12L14L16L4R3R5R7R9R11R13R23R19R21R17R15A12AD0AD1AD2AD3AD5AD6AD7AD4 （4）電路方案的確定

　通過比較，我們最后選定相對容易實現的部分地址譯碼，無總線驅動的方案， 因為這樣可以簡化電路。電路圖如下：

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　單片機的安裝結構圖如下圖所示：

　 單片機應用電路+5V+5VDGNDDGNDAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7RDINT0CS0CS1CS2CS3CS4CS5A0A1A2A3WRALE+12V+12VAGNDAGND-12V-12V 單片機電路

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?。ǘ?、電路的調試

　1．按照電路圖將電路板焊接完畢，過程中需要嚴格檢查焊接線路是否正確，避免出現錯誤。

　2．測試時，將電源板放到相應位置。將單片機正確插入，然后將仿真頭與單片機電路連接（注意缺口標志要對應）再把仿真器連好。

　3．斷開譯碼電路負載，運行測試程序，檢查各輸出引腳是否有輸出， 各個 輸出之間相對位置關系是否正確 ；以下是單片機測試的程序：

　#include

　"" #include "“ #include "" #define

　CS0

　XBYTE[0x0000] #define

　CS1

　XBYTE[0x2000] #define

　CS2

　XBYTE[0x4000] #define

　CS3

　XBYTE[0x6000] #define

　CS4

　XBYTE[0x8000] #define

　CS5

　XBYTE[0xA000]

　#include

　"" void main(void)

　{

　Init_Device();

　 while(1)

　{

　CS0=0; CS1=0; CS2=0; CS3=0; CS4=0; CS5=0; } }

　正確輸出波形如圖所示：

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　 用示波器觀察 C1~ C4 引腳，應有圖示的波形輸出。如果沒有輸出或者彼此關系錯亂，都表明電路中存在故障 。

　四 數/模(D/A)轉換電路 （一）、電路工作原理及主要元件功能

　1、DAC8032 芯片介紹 數模轉換器是整個控制系統將計算機輸出的數字信號轉化成模擬信號的重要部件，它的特性直接影響溫度轉換的精度。其轉換的精度主要由數模轉換器的位數和 V ref 結合電子工程設計的實際要求，結合高性價比的原則我們選擇了 8 位 D/A轉換器 DAC0832。

　單片集成 D/A 轉換器產品種類繁多，按其內部電路結構一般可分為兩類：一類集成芯片內部只集成了轉換網絡和模擬電子開關；另一類則集成了組成 D/A轉換器的所有電路。本實驗選用 DA0832，各引腳名稱及作用如下：

　D 7 ～D 0 ：具有三態特性數字信號輸出。

　GND：信號地。

　CS：低電平有效的片選端。

　WR：寫信號輸入，低電平啟動 D/A轉換。

　RD：讀信號輸入，低電平輸出端有效。

　V REF ：參考電平輸入，決定量化單位。

　 2、原理說明

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　 （1）、數模轉換電路，可以將數字電量轉換成模擬電量。在數模轉換中，應根據轉換要求，考慮輸出電壓的分辨率和精度。

　 （2）、數模轉換有多種方法可以實現，在滿足要求的情況下，應力求降低成本。可以采用頻率/電壓變換的方法，也可以采用 D/A 變換器或其它方法，如采用 D/A 變換器，建議使用DAC0832。（00－FF）數字對應于（－10V～＋10V）電壓。

　3.電路的選擇 輸出方式：與數字量成比例的電流輸出/與數字量成比例的電壓輸出/數字量和參考電壓的相乘輸出。

　我們組選擇的電路如圖：

　本實驗要求模數轉換電路的輸出電壓為－10V～＋10V電壓。因此，在 DA的外圍電路上，我們連接了一個放大器。放大器的作用是將 DAC0832的輸出電流轉化成電壓，通過合理調整兩個滑動變阻器的阻值，可以調整輸出電壓的大小，即使 D/A的輸出從 0～5V變為－10V～10V。

　安裝結構圖

　D/A轉換器+5V+5VDGNDDGNDDAO1DAO1+12V+12VAGNDAGND-12V-12VDAO2DAO2DAO3DAO3DAO4DAO4AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7RDINT0CS0CS1CS2CS3CS4CS5WR數 數/ 模轉換電路

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　（二）、電路主要參數計算 D/A轉換器用于將數字量轉換成模擬量，他的輸入糧食數字量 D，輸出量為模擬量 V O ，要求輸出的模擬量與輸入的數字量成正比，即：

　O RV D V ? ?

　其中 V R 為基準電壓。

　11 2 01 2 002 2 2 2nn n in n iiD d d d d?? ?? ??? ? ? ? ? ?

　其中，1d ，2d ，…，1 nd?是輸入的數字量代碼；n 是輸入數字量的位數。

　將 D 帶入O RV D V ? ? 得到：102niO i RiV d V??? ? 。該式說明，將輸入的每一位數字量轉換為與其相應的模擬量，把各位對應的模擬量相加就可得到該數字兩所對應的模擬量。D/A轉換器的模擬輸出與數字量輸入成正比。

　(三)、電路調試 調試方法：斷開電路負載，運行測試程序，檢查各節點信號是否正確。

　1．焊接完畢，而后再次認真查線一遍然后再開始測試。

　2．測試時，將電源板，單片機，數模電路正確連接。按正確加電順序供電，如果一切正?？梢蚤_始進一步的測試。

　3．運行 D/A測試程序數/模數據顯示窗口將有相應，數據顯示，數據為從 00—FF順序遞增并不斷循環。另外輸出管腳會有鋸齒波。

　測試程序如下：

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　#include ""

　#include ""

　#include ""

　#define

　 C3

　XBYTE[0x4000]

　#define

　 TIMER

　 0x8000

　#include ""

　void delay(void);

　void main(void)

　{

　 unsigned char x;

　Init_Device();

　 while(1)

　 { ++x; C3=x; delay(); }

　}

　void delay(void)

　{

　int i;

　 for(i=0;i<TIMER;++i) ;

　}

　用示波器測量芯片的 7號管腳 輸出波形如圖：

　 如果出現上述的波形圖，就間接地證明電路板調試成功。

　五、 模/數(A/D)轉換電路 （一）、ADC0804 芯片介紹 芯片參數：

　工作電壓：+5V，即 VCC=+5V。

　模擬輸入電壓范圍：0～+5V，即 0≤Vin≤+5V。

　分辨率：8 位，即分辨率為 1/2 8 =1/256，轉換值介于 0～255 之間。

　轉換時間：100us（fCK=640KHz 時）。

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　轉換誤差：±1LSB。

　參考電壓：，即 Vref=。

　1．原理說明 模數轉換器，是將模擬電信號轉變成計算機能識別的數字信號。在模數轉換中，應根據測量精度要求，考慮轉換電路的精度和分辨率，并力求降低成本。模數轉換有多種方法可以實現，如采用電壓/頻率變換器，以頻率或脈寬來計算溫度，也可以采用 A/D變換器或其它方法。如采用 A/D變換器，應考慮轉換器輸入阻抗和變送器輸出阻抗對信號的衰減可能引起的測試誤差，并盡量降低這一誤差。板間連接應注意保護。根據課設要求，溫度 0～100 C ? 的變化是用電壓 0～5V表示的，轉成數字表示，即 0～FFH。

　2.電路的選擇 常用 A / D 電路的特點：

　積分型：將電壓轉換成脈寬信號或頻率，由定時器/計數器獲得數字值。優點：分辨率高；缺點：轉換速率極低

　逐次比較型 ：由比較器和 DA轉換器通過逐次比較邏輯構成，經 n次比較而輸出數字值。優點：速度較高、功耗低，在<12 位分辯率時價格便宜

　并行比較型：用多個比較器，僅作一次比較而實行轉換。優點：轉換速率極高；分辯率高時電路規模大、價格也高，只適用于低分辨率高速場合

　壓頻轉換型：將模擬信號轉換成頻率，然后用計數器將頻率轉換成數字量 ，從理論上講其分辨率幾乎可以無限增加。優點：分辯率高、功耗低、價格低；但是需要外部計數電路共同完成 AD 轉換

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　 （二）、電路主要參數計算

　(1) 轉換精度：

　A/D轉換器也采用分辨率和轉換誤差來描述轉換精度。

　分辨率是指引起輸出數字量變動一個二進制碼最低有效位（LSB）時，輸入模擬量的最小變化量。他反映了 A/D轉換器對輸入模擬量微小變化的分辨能力。在最大輸入電壓一定時，位數越多，量化單位越小，分辨率越高。

　轉換誤差通常用輸出誤差的最大值形式給出，常用最低有效位的倍數表示，反映 A/D 轉換器實際輸出數字量和理論輸出數字量之間的差異。

　(2) 轉換時間：

　轉換時間是指轉換控制信號（v L ）到來，到 A/D轉換器輸出端得到穩定的數字量所需要的時間。轉換時間與 A/D轉換器類型有關，並行比較型一般在幾十個納秒，逐次比較型在幾十

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　個微秒，雙積分型在幾十個毫秒數量級。

　實際應用中，應根據數據位數、輸入信號極性與范圍、精度要求和采樣頻率等幾個方面綜合考慮 A/D轉換器的選用。

　(3) 8 位數模轉換電路主要技術指標：

　分辨率 --- 8位：表示能夠分辨的最小電壓變化

　 DATA 為 1 時的 Vi 表示最小電壓變化

　 誤差 --- ±1LSB 轉換時間 --- 100微秒

　（三）、電路調試

　調試方法：調整變送器電路在正常工作狀態，連接變送器輸出至模/數轉換電路輸入。運行測試程序，改變調試臺溫度設置值，檢查單片機采集到的數據是否正確，如果不正確按照故障診斷預案進行診斷分析，并且排除故障。

　改變設置溫度，運行 A/D測試程序，檢查模/數轉換結果。在調試臺上通過+10 按鍵不斷改變溫度數值。

　 82refiVData V V ? ? ? ?A/D轉換器AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7RDINT0CS0CS1WR+5VDGND+5VDGNDAMP1AMP1AMP2AMP2AMP3AMP3+12V+12VAGNDAGND-12V-12V模 模/ 數轉換電路

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　調試程序如圖：

　#include ""

　#include ""

　#include ""

　#define

　 C2

　XBYTE[0x2000]

　#define

　 TIMER

　 0x8000

　#include ""

　void delay(void);

　void main(void)

　{

　 unsigned char x;

　Init_Device();

　 while(1) { C2=x; delay(); x=C2; delay(); }

　}

　void delay(void)

　{

　 unsigned char i;

　for(i=0;i<TIMER;++i);

　}

　在調試臺上通過旋轉調溫按鈕不斷改變溫度數值

　六、電路顯示與鍵盤控制電路

?。ㄒ唬?、電路工作原理

　1.電路的選擇 單片機與 LED顯示器有兩種接口方法。

　動態顯示電路方案：電路簡單，成本低，控制程序復雜，適用于顯示位數較多的場合?？墒褂弥悄苄酒?8279完成。

　以下為動態顯示原理圖

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　靜態顯示電路方案：使用的元件多，成本相對較高。每位獨立控制，程序設計比較簡單，適用于顯示位數較少的場合。使用 74LS273，采用此方案。

　鍵盤接口方法 矩陣鍵盤電路方案：按鍵較多時，成本低，控制程序較直讀電路復雜，適用于顯示位數較多的場合。采用此方案。

　原理圖如下：

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　最終我們的電路方案如圖所示：

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　 ( 二). 電路調試

　顯示控制電路+5V+5VDGNDDGNDAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7RDINT0CS0CS1CS2CS3CS4CS5A0A1A2A3WRALESDASCLDGNDDGND+5V+5VR1R2R3R4R5L1L2L3L4L5SW1SW2SW1SW2SLSLSRSR鍵盤/ 顯示電路

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　 （1）顯示電路模塊調試 按照圖進行電源板焊接完畢，而后再次認真查線一遍然后再開始測試。測試時，將電源板，單片機，顯示電路正確連接。按正確加電順序供電，如果一切正常可以開始進一步的測試。運行顯示模塊測試程序，如果電路工作正常，在 4 個數碼管上應有數字 0-9 滾動顯示。否則，說明電路存在故障。顯示電路的編程流程如圖：

　試程序如圖：

　#include "" #include "" #include "" #include "" #define

　ADC

　XBYTE[0x0000] #define

　DP1

　XBYTE[0x0001] #define

　DP2

　XBYTE[0x0002] #define

　TIMER

　0x8000 unsigned chartable[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90}; void delay(void); void display(unsigned char x,unsigned char y); void main(void)

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　{

　 unsigned char x=0,y=0,z=0,num=0;

　 DP1=DP2=0xff;

　Init_Device();

　while(1)

　{

　 ADC=x;

　 delay();

　 x=ADC;

　x=(x*100)/256;

　y=x%10;num=2;display(num,y);

　z=x/10;num=1;display(num,z);

　} }

　void display(unsigned char x,unsigned char y) {

　 if (x==1) DP1=table[y];

　 else

　DP2=table[y]; }

　void delay(void) {

　 unsigned int i;

　 for(i=0;i<TIMER;++i); } 鍵盤控制模塊調試：

　運行鍵盤控制電路的測試程序，如果電路工作正常，在鍵盤上每按 1 個鍵，都會通過 2 位數碼顯示管，顯示相應的行編碼和列編碼。否則，說明電路存在故障。

　匯 編 程 序 流

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　調試程序如圖：

　#include "" #include "" #include "" #define

　 DP1

　 XBYTE[0x7000] #define

　 DP2

　 XBYTE[0x7100] #define

　 DP3

　 XBYTE[0x7200] #define

　 DP4

　 XBYTE[0x7300] #define

　 TIMER 0x8000 #include "" unsigned char table[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90}; void display(unsigned char x,unsigned char y) {

　 DP3=table[x];

　 DP4=table[y]; }

　void main(void) {

　 unsigned

　char l_val,r_val,r_state,temp,conter,x,c;

　 int key;

　 DP1=DP2=DP3=DP4=0xff;

　 Init_Device();

　while(1)

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　 {

　 key=0x0004;

　 for(x=1;x<5;x++,key++)

　{

　 c=XBYTE[key];

　 if(r_state=~c&0x1f)

　 {

　 for(conter=1,temp=0x01;conter<6;++conter,temp=temp<<1)

　 if((r_state&temp)!=0)

　 {

　r_val=conter;

　l_val=x;

　 display(l_val,r_val);

　 }

　 }

　}

　} }

　七、溫度測量 1.內容與原理

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　2.實驗程序如下：

　#include "" #include "" #include "" #define

　 C0

　XBYTE[0x0000] #define

　 C1

　XBYTE[0x2000] #define

　 C2

　XBYTE[0x4000] #define

　 DP1

　 XBYTE[0x0000] #define

　 DP2

　 XBYTE[0x0001] #define

　 DP3

　 XBYTE[0x0002] #define

　 DP4

　 XBYTE[0x0003] #define

　 TIMER 0x8000 #include ""

　unsigned char table[10]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90}; unsigned char keymatrix[4][4]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,"A","B","C","D","E","F"};

　void display(unsigned char x,unsigned char y) {

　 if (x==1) DP1=table[y];

　 else if(x==2) DP2=table[y];

　 else if(x==3) DP3=table[y];

　 else DP4=table[y]; } void delay(void) {

　int i;

　 for(i=0;i<TIMER;++i); } unsigned char scan() {

　 unsigned

　char col,row,r_state,temp,c;

　 unsigned

　int

　key=0x0004;

　for(row=0;row<4;row++,key++)

　 {

　 c=XBYTE[key];

　 if(r_state=~c&0x1f)

　 {

　 for(col=0,temp=0x01;col<4;++col,temp=temp<<1)

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　if((r_state&temp)!=0) return keymatrix[row][col];

　 }

　 }

　 return 100; } unsigned char keyboard(unsigned char *dp) {

　 unsigned

　char

　ch,i,j;

　 i=1;

　 do

　 {

　 i++;

　 ch=scan();

　 if(ch==100) continue;

　 else if(ch=="A") return 0;

　 dp[3+i%2]=ch;

　 display(3+i%2,ch);

　 for(j=0;j<10;j++) delay();

　 }while(1); } unsigned char OUT(signed char temperature_1,signed char temperature_2) {

　 unsigned char output;

　 signed

　 char dnum;

　 dnum=temperature_1-temperature_2;

　 if(dnum>0)

　 {

　 if(dnum==1) output=128+20;

　 else output=250;

　 }

　 else if(dnum<0)

　 {

　 if(dnum==-1) output=128-20;

　 else output=5;

　 }

　 else output=128;

　 return output; }

　void main(void) {

　unsigned

　char num1,num2;

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　unsigned

　char dp[4];

　 unsigned

　char temperature,input;

　DP1=DP2=DP3=DP4=0xff;

　 Init_Device();

　 aa:keyboard(dp); 試過程：連接電路并運行程序。觀察測溫系統數字顯示，應跟隨調試臺設置溫度變化并與調試臺設置溫度接近。若測量溫度與設置溫度相差過大的調試，則需調整變送器。調試臺設置低端溫度，變送器進行零點校準，調試臺設置高端溫度，變送器進行滿度校準。

　以下是我們的實驗截圖：

　八、 心得體會 第二階段我們一共完成了測溫系統中的單片機，A/D轉換，D/A轉換，顯示鍵盤電路一共四塊電路板。雖然有了第一階段的一些經驗積累，沒有那么手忙腳亂，但是這四塊板子的難度相比第一階段來說是更加的高。第二階段我們主要面臨的問題有以下幾點。

　第一點就是電路板需要焊接的線數量非常大，非常密集。這就意味著排線的難度大幅增加，同時在焊接過程中很容易出現失誤。在單片機這塊的焊接中，我們就出現了把芯管腳搞反，結果在插針焊接的時候錯了很多，要更改起來特別困難。另外在布線的結構上我們也存在很大的問題，這就讓焊接的線變得很多很亂，在測試電路的時候出現問題，查線排除故障進行的非常緩慢。另外在顯示鍵盤電路這塊板子上，一開始四個數碼管只有兩個亮，我們以為是數碼管的問題，但更換之后問題依然存在。于是再進行電路檢查，查了三四遍線路都認為沒有問題這讓我們覺得非常奇怪，后來在和其他組同學的電路板對比之后發現少了兩根地線沒有接，還是我們焊接時候的粗心大意造成的。還有就是有些芯片的 GND管腳沒有標在管腳圖上，也被我們忽略了，這是缺乏經驗的緣故。

　最讓我們組頭痛的就是測溫系統，將 6塊板子組合在一起進行測試。在之前我們每塊板子單個都通過了測試，可是沒有想到進行測溫系統測試的時候竟然沒有成功。經過推斷我們認為問題肯定是出現在單片機上，但是不論是查線還是測試輸出波形都查不出問題所在。在我們非常著急頭痛走投無路的時候，老師給予了我們巨大的幫助。在老師的測試下，一針見血

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　的指出了 A2 管腳的線路有問題，經過檢查果然如此，修正了電路之后果然就顯示了正確的結果。

　最后一節課，我們還有幸聆聽了來自西門子的電子工程師的講座，為我們講述了他的學習經驗，讓我們收獲頗豐。

　本學期電子工程設計課程圓滿結束，在這學期我們第一次嘗試去完成一個功能完善的電子系統。在這個過程中遇到了諸多的困難，但我們都頑強的客服了，我們的動手能力得到了鍛煉，讓我們明白紙上的電路轉換為實際的系統，需要付出百倍的努力和耐心才能實現。也讓我們更加敬仰在歷史長河中那些為人類做出貢獻的電子工程師。

　最后感謝高新的耐心教導和幫助。

　 九、附錄

　 一、參考文獻 1.電子工程設計訓練任務書(信息控制與通信部分)

　 北京工業大學出版社 2.模擬電子技術基礎(第四版)

　童詩白,華成英

　高等教育出版社 二、插座定義

　 +5V +5V

　+5V +5V

　ALE

　RST WD P1,1 D0 RD

　D1 A4

　D2 A3

　D3 A2

　D4 A1

　D5 C4

　D6 C3 串行輸入 D7 C2 串行輸出

　C1

　地 地 地 地

　 SEL NC

　+5V +5V 地 地

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　BUSY 地 模數轉換輸入 ACK 地 變送器輸出 D8 地 驅動器輸入 D7 地

　D6 地 數模轉換輸出 D5 地

　 D4 NC -12V -12V D3 NC

　 D2 NC +12V +12V D1 ERR

　 STB NC 地 地

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