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电机过热保护

2017-11-15 28页 doc 269KB 34阅读

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电机过热保护电机过热保护 硬件设计 智能型开关,由晶闸管电路模块、过零检测触发电路模块、温度传感器DS1620模块、微处器模块等组成,如下图所示。 图2-1 原理模块图 触发电路控制晶闸管的开通与关断,过零检测带内陆使触发电路只能在交流电压过零时才能触发,集成温度传感器DS1620检测温度的大小,当温度达到设定值时,自动发出控制信号,控制触发电路是否触发,从而控制晶闸管导通或关断。微处器模块由8051芯片、显示电路、键盘设置电路、MAX813L看门狗复位电路组成,8051是控制功能的核心部件,它控制集成温度传感器DS1620的温...
电机过热保护
电机过热保护 硬件 智能型开关,由晶闸管电路模块、过零检测触发电路模块、温度传感器DS1620模块、微处器模块等组成,如下图所示。 图2-1 原理模块图 触发电路控制晶闸管的开通与关断,过零检测带内陆使触发电路只能在交流电压过零时才能触发,集成温度传感器DS1620检测温度的大小,当温度达到设定值时,自动发出控制信号,控制触发电路是否触发,从而控制晶闸管导通或关断。微处器模块由8051芯片、显示电路、键盘设置电路、MAX813L看门狗复位电路组成,8051是控制功能的核心部件,它控制集成温度传感器DS1620的温度转换、读写温度值等,键盘用来设定温度阀门值的大小,看门狗复位电路对CPU提供安全运行的保护,一旦系统死机,可在超时周期之后发出复位信号,强迫CPU重新启动,并防止系统免除受掉电的影响。 2.1 晶闸管电路 晶闸管(Thyristor)即晶体闸流管,又称可控硅整流器(Silicon Controlled Rectifier——SCR)。双向晶闸管是晶闸管系列中的主要派生元件,在交流电路中代替一组反并联的普通晶闸管, 是一种比较理想的交流电力 控制元件。它可以认为是一 对反并联联接的普通晶闸管 的集成,其电气图形符号如 图2-2.1 图2-2.1双向晶闸管符号 1 图2-2.2 双向晶闸管的伏安特性 双向晶闸管有一个门极G,它使器件在主电极的正反两方向均可触发导通,所以双向晶闸管在第一象限和第三象限有对称的伏安特性。它的四种触发方式见2-1。其中III+触发方式灵敏度最低,尽量不用。 表2-1 四种触发方式的特性 触发方式 T1端极性 门极极性 触发灵敏性 第I 象限 I+ + + 1 I- - - 近似1/3 第III象限 III+ + + 近似1/4 III- - - 近似1/2 双向晶闸管采用了KS50器件,其主要参数为:额定通态电流(有效值)为50A;断态重复峰值电压(额定电压)为100—2000V;断态重复峰值电流<15mA;额定结温<115?;断态电压临界上升率?20V/us;通态电流临界上升率为10A/us;门极触发电流为8—200;门极触发电压?4V;门极峰值电流为3A;门极峰值电压为10v. 2.2 触发电路模块 触发电路是晶闸管装置中的重要部分,是保证装置正常运行的关键。对晶闸管触发电路的要求如下: (1)触发信号应有足够的功率(电压与电流); (2)对触发信号的波形应有一定的宽度以保证在触发期间阳极电流能达到挚住电流而维持导通; (3)触发信号要同步; (4)防止干扰与误触发,等等。 此温控无触点零电压开关采用零触发器,即它使电路在电压为零或零附近的瞬间接 2 通,利用管子电流小于维持电流使管子自行关断。因此,它能防止正弦波出现缺角和产生高次谐波,并且使外界的电磁干扰最小。 过零触发电路采用MOS3061作为电压过零检测器件,因为它具有结构简单、成本底、触发可靠等特点。现介绍MOS3061器件。 MOS3061为双列直插6引脚封装形式(如图2-3)。器件由输入与输出两部分组成。1、2脚为输入端,输入端为一镓砷发光二极管。该二极管在5—15mA正向电流作用下发出足够的红外光,触发输出部分。4、6脚即为输出端,为一具有过零检测的硅光敏双向开关,类似于一个光敏双向晶闸管。光敏双向开关必须在感受到LED红外光的同时在其两端(4、6脚)之间电压为零时才能导通。导通后其端电压很底而使输出电流底于保持电流(100uA)而自行截止。输入与输出间电气上完全隔离,可经受7.5KV高压而保持良好的绝缘性能。用该器件作单、双向晶闸管触发器的基本电路。 当DS1620的Tcom端输出底电平时,MOS3061输入端有约16MA的电流输入,在MOS3061的输出端6脚和4脚之间的电压稍过零时,内部双向晶闸管导通,触发外部双向晶闸管KS导通,当DS1620的Tcom端输出高电平时,双向晶闸管KS关断,MOS3061在输出关断的状态下也有小于或等于500uA的电流,加入R3可以清除这个电流对外部双向晶闸管的影响,R1是MOC3061的限流电阻,用于限流经MOS3061输出端的电流最大值不超过1A,MOC3061的过零检测电压值为20V,所以过零检测电阻取值稍大于20欧,如果负载是电感性负载,由于电感的影响,触发外部双向晶闸管KS的时间会延长,这时流经MOC3061的输出端的电流会增加,所以在电感性负载是系统中,R1的值需要增大,当负载的功率因数小于0.5时,R1取最大值,最大值由下式计算: R1=Vp/Ip=331Ω 取300欧,在其它情况下可取27—330Ω,当R1取得较大时,对最小触发电压会有影响,最小触发电压VT由下式计算: VT=R1(IR3+VGT)+VGT+VTM 式中:IR3是流过R3的电流。 IR3= VGT/R3 IGT为晶闸管KS门极触发电流;VGT为 晶闸管KS门极触发电压;VTM为MOS3061输 出晶闸管的导通压降,一般取约等于3V。 图2-3 MOC3061引脚图 3 2.3 集成温度传感器模块 此智能型温控零电压开关采用DS1620作为温度的检测器件。现介绍DS1620如下。 主要特点有:它是美国DALLAS公司推出的最新型数字温度传感器,它测温范围宽,可测-55?到+125?;精度高,可达+/-0.5?;转换时间短,只需时间200ms;使用灵活方便。内部有两个永久性EERAM可读写寄存器,TH,TL。可设置不大于125?的上限温度和不小于-55?的下限温度值,断电后寄存器中数据不会丢失。下面详细介绍DS1620的工程使用。 2.3.1 管脚定义及说明 (1)DS1620管脚定义(如图2-4): 图2-4 DS1620管脚 DQ:数据输入输出端,用于三线断口的通信。 CLK/CONV:时钟输入/温度转换控制。 RST:三线通信口中的复位输入端。 TCOM:当温度超过TH时变为高电平,低至TL时复位至低电平。 TLOM:低温触发信号,当温度低至TL时变为高电平。 THIGH:高温触发信号,当温度升至TH时变为高电平。 VDD:5V电源。 GND:地线。 NC:无连接。 (2)管脚说明如下: P8脚封装,各脚说明如下表。 1620为DI 4 表 2-2 管脚 符号 说明 1 DQ 数据I/O接口 2 CLK/CONV 时钟/转换控制 3 RST* 复位 4 GND 地 5 TCOM 高/底温组合触发 6 TLOM 底温触发 7 THIH 高温触发 8 VPP 电源,+5V 2.3.3温度读取 三线串行接口,LSB在前,1620测温范围为-55?到+125?,分辨率为0.5?。如果 应用在华氏温度系统中,要加一个转换因子。 表2-4 输出数据/温度 温度 数字输出(二几制) 数字输入(十六进制) +125? 011111010 00FAH +25? 000110010 0032H 0.5? 000000001 0001H 0? 000000000 0000H -0.5? 1111111111 00FFH -25? 111001110 01CEH -125? 110010010 0192H 从1620中读写的数据可看做是一个9位数字的字或两个8位字节(高字节的高7 位被忽略或设为0)。 表2-5 1620数据格式举例 X X X X X X X 1 1 1 0 0 1 1 1 0 T=-25? 开始温度转换 初始化温度转换 EEH 空闲 1 停止温度转换 22H 空闲 1 温度调节器命令 写TH 温度上限值写入TH寄存器 01H 写数据 2 写TL 温度下限值写入TL寄存器 02H 写数据 2 读TH 读TH寄存器的温度上限值 A2H 读数据 2 读TL 读TL寄存器的温度下限值 A2H 读数据 2 写配置 写配置寄存器 OCH 写数据 2 读配置 读配置寄存器 ACH 读数据 2 5 放在DQ线上的输入数据必须在时钟上升沿期间保持有效;而1620是在时钟上升期间保持有效;而1620是在时钟下降输出数据,有效时间保持到时钟上升沿。时钟高电平期间,DQ保持为高阻态。 数据I/O接口按低位(LSB)在前、高位(MSB)在后的顺序串行通信。接口协议的命令说明如上表 值得注意的是,1620只可写入这些命令,否则,会引起器件永久损坏。 2.4 中央处理模块 中央处理模块由8051芯片、显示电路、键盘设置电路、X25045看门狗复位电路组成,8051是控制功能的核心部件,它控制集成温度传感器DS1620的温度转换、读写温度值等,键盘用来设定温度阀门值的大小,看门狗复位电路对CPU提供安全的保护,一旦系统死机,可在超时周期之后发出复位信号,强迫CPU重新启动,并防止系统免受掉电的影响。 2.4. 1 MCS-51微处理器 掌握MCS51单片机,应首先了解MCS51的引脚,熟悉并牢记各引脚的功能.MCS51系列中各种型号芯片的引脚是互相兼容的.制造工艺为HMOS的MCS51的单片机都采用40只引脚的双列直插封装(DIP)方式.如下图所示. 6 图2-6 MCS51的引脚结构图 40只引脚按其功能来分,可分为3类: (1) 电源及时钟引脚:Vcc,Vss,XTAL1,XTAL2. (2) 控制引脚: , , , ,(即). (3) I/O口引脚:P0,P1,P2,P3,为4个8位I/O口的外部引脚. 下面分别介绍各个引脚的功能 控制引脚 此类引脚提供控制信号,有的引脚还具有复用功能. (1)RST/Vpd(9脚) RST(RESET)是复位信号输入端,高电平有效.当单片机运行时,在此引脚加上持续时间大于两个机器周期(24个时钟振荡周期)的高电平时,就可以完成复为操作.在单片机正常工作时,此脚应为0.5V低电平 Vpd为本引脚的第二功能,即备用电源的输入端.当主电源Vcc发生故障时,降低到某一规定值的低电平时,将+5V电源自动接入RST端,为内部RAM提供备用电源,以保证片内RAM中的信息不丢失,从而使单片机在复位后能继续正常运行。 (2)(Address Latch Enable/PROGramming,30脚) ALE为地址锁存允许信号,当单片机上电正常工作后,ALE引脚不断输出正脉冲信号.当访问单片机外部存储器时,ALE输出信号的负跳沿用作低8位地址的琐存信号.即使不 7 访问外部锁存器,ALE端仍有正脉冲信号输出,此频率为时钟振荡频率fosc的1/6.但是,每当访问外部数据存储器时(即执行的是MOVX类指令),在两个机器周期中ALE只出现一次,即丢失一个ALE脉冲.因此,严格来说,用户不宜用ALE作精确的时钟源或定时信号.ALE端可以驱动8LS型TTL负载.如果想判断单片机芯片的好坏,可用示波器查看ALE端是否有正脉冲信号输出。如果有脉冲信号输出,则单片机基本上是好的. 为本引脚的第二功能. 在对片内EPROM型单片机(例如8751)编程写入时,此引脚作为编程脉冲输入端. (3) (Program Strobe Enable,29脚) 程序存储器允许输出控制端.在单片机访问外部程序存储器时,此引脚输出的负脉冲作为读外部程序存储器的选通信号.此脚接外部程序存储器的(输出允许)端. 端可以驱动8个LS型TTL负载.如果检查一个MCS51单片机应用系统上电后, CPU能否正常到外部程序存储器读取指令码,也可用示波器查院有无脉冲输出,如有则说明单片机应用系统基本工作正常. (4)/Vpp(Enable Address/Voltage Pulse of Programming,31脚) 功能为内外程序存储器选择控制端.当为高电平时,单片机访问内部程序存储器,但在PC(程序计数器)值超过OFFFH时(对于8051,8751为4KB),将自动转向执行外部程序存储器内的程序.当保持低电平时,则只访问外部程序存储器,不论是否有内部程序存储器.对于8031来说,因其无内部程序存储器,所以该引脚必须接地,这样只能选择外部程序存储器. Vpp为本引脚的第二功能.在对EPROM型单片机8751片内EPROM固化编程时,用于施加较高编程电压(例如+21V或+12V的输入端,对于89C51则Vpp编程电压为+12V或+5V. 2.4.1.4 I/O口引脚 (1).P0口:双向8位三态I/O口,此口为地址总线(地8位)及数据总线分时复用口,可驱动8个LS型TTL负载. (2).P1口:8位准双向I/O口,可驱动4个LS型TTL负载. (3).P2口:8位准双向I/O口,与地址总线(高8位)复用,可驱动4个LS型TTL负载. (4).P3口:8位准双向I/O口,双功能复用口,可驱动4个LS型TTL负载。 P1口,P2口,P3口各I/O口线片内均有固定的上拉电阻,当这3个准双向I/O口作输入口使用时,要向该口先写“1”,另外准双向I/O口无高阻的“浮空”状态,故称为双向三态I/O口. 2.4.1.5 振荡器电路 MCS51单片机内部有一个用于构成片内震荡器的高增益反相放大器,引脚XTAL1和 8 XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷震荡一起构成一个自激震荡器,外接石英晶体(或陶瓷谐振器)以及电容C1和C2构成并联谐振电路,接在放大器的反馈回路中。对外接电容C1和C2的值虽然没有严格的要求,但电容的大小多少会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、快速性和 温度稳定性。外接石英晶体时,C1和C2一般(30pF+-10pF);外接陶瓷谐振器时,C1和C2一般取(40pF+-10pF)。 2.4.2 显示电路 显示电路采用MAX7219芯片。 MAX7219是美国MAXIM公司推出的多功能串行LED显示驱动芯片,每一片7219可驱动8个LED数码管或64位单独的数码管。它集BCD码译码器、多路扫描器、段驱动和位驱电路于一体,内含8*8位双口静态SRAM,可保存8位LED数据。外围接口电路简单,使用方便,只需三根I/O口线便可提供串联使用。常用的动态显示往往具有亮度不够、闪烁等缺点,若采用MAX7219驱动LED,则可克服上述缺点,大大简化了硬件电路和减小了软件工作量。 (1)MAX7219的工作性能与寄存器 MAX7219芯片具有典型的三线串行接口,命令与数据组成16位字串,从DIN管脚串入,从DOUT管脚串出。当每一个CLK脉冲上升沿到来时,串行数据从DIN管脚进入7319的内部移位寄存器,第16个CLK上升沿,LOAD管脚变为高电平,数据既被锁存入内部寄存器中,第16.5个脉冲后,数据在CLK下降沿从DOUT管脚移出,最先受到的是最高位D15。时序图如图2-7所示。16位串行数据中,D15—D12为无关位,D11—D8为地址位,底8位为寄存器数据(LED位驱动寄存器数据或状态寄存器数据),数据格式如表5。MAX7219有14个可寻址命令寄存器,分别位8个位动器和6个状态寄存器,命令寄存器被初始化后,如不重新初始化,则7219保持初始化的那些状态。地址排列见表2-7 9 图2-7时序图 表2-7 串行数据格式表 D15 D14 D13 D12 D11—D8 D7—D0 × × × × 地址 数据 (2)状态控制寄存器功能 (a) 译码方式寄存器(地址=×9H) 表2-8 寄存器地址分配表 寄存器 D15—D12 地址 16进制码 D11D10D9D8 空操作 × 0 0 0 0 ×0 位0 × 0 0 0 1 ×1 位1 × 0 0 1 0 ×2 位2 × 0 0 1 1 ×3 位3 × 0 1 0 0 ×4 位4 × 0 1 0 1 ×5 位5 × 0 1 1 0 ×6 位6 × 0 1 1 1 ×7 位7 × 1 0 0 0 ×8 译码方式 × 1 0 0 1 ×9 显示亮度 × 1 0 1 0 ×A 扫描位数 × 1 0 1 1 ×B 关闭 × 1 1 0 0 ×C 显示测试 × 1 1 1 1 ×F MAX7219提供了段选码和BCD译码两种方式,具有译码功能,驱动多位LED时可以 10 按位选择这两种方式。当译码方式寄存器的数据位D7—D0为一时,该位LED选择BCD方式,为零时位段选码方式。工作在BCD码方式,LED能显示从0—9的数字以及一、E、F、H、L、P等字符和空显示,对应串行数据底8位依次位×0H--×FH,例如,让LED位3显示数字5时,串行数据格式为*5H,接线时必须将LED选线与MAX7219的段选线一一对应连接;工作在段选码方式时,根据7段LED每一段的亮/灭状态可以显示多种字符,且无需将段选线一一对应相接,由于是共阴极LED,故当该段码管对应数据位位置1时,该段亮。两种方式可以根据需要灵活选择。软件亮度控制,此时间比在31/32—1/32之间(对应串行数据底8位为×FH--×0H)。 (b) 扫描位数寄存器(地址=×BH) 用一片MAX7219驱动多片LED进行动态显示时,最多可驱动8位LED,此时多路扫描器扫描频率位1300Hz,少于8位LED时,频率位8×1300/n(n为LED扫描位数),对应不同的扫描位数,将扫描位数寄存器的数据置值,可以控制这个频率。多片MAX7219串联使用时,由于该寄存器控制了LED扫描时间,会影响LED亮度,故每片MAX7219的扫描位寄存器应初始化相同的值,当每片MAX7219驱动不同的LED位数时,还应按驱动位数最少的那一片来设置,例如用两片MAX7219串联,其中一片驱动5位LED(D0—D4)。而另一片驱动3位LED(D0—D2),需将两片均设置为扫描D0—D2位(×2H)。否则若设置成扫描D0—D4位(×4H),则驱动3位LED那一组的亮度会偏高,造成显示亮度不均匀。 (c)关闭寄存器(地址=×CH) 系统上电时MAX7219即进入关闭状态,此时所有的命令寄存器 均被复位,数据寄存器内没有译码数据,而且扫描位数寄存器复位为只扫描第0位,显示亮度寄存器复位为最小值,LED不亮,所以要使显示正常工作,必须在程序开头对各命令寄存器进行初使化,关闭寄存器的数据格式为“×1”时,表示进入正常操作状态,可以对数码管显示进行修改。 (d)测试寄存器(地址=×FH) 该控制寄存器有两种工作方式,当寄存器数据为“×1H”时,表明为测试状态,此时所有LED数码管维持全亮;当寄存器数据为“×0H”时,显示驱动器进入正常操作状态。 (e)操作寄存器(地址=×0H) 此寄存器用于MAX7219的串联,各片MAX7219控制不同的 示区,在更新某一区时可不影响其它显示区的状态。 综上所述,根据MAX7219的工作性能和各寄存器的方式选择,我们可以设计出适合 11 该芯片三线串行接口的硬件电路,并在程序的开头初始化各状态控制寄存器。 2.4. 3 看门狗电路 为防止程序由于受到偶然的干扰而运行出错,导致中央处理器进入死循环或跑飞,在硬件中设置watchdog定时复位电路。监控单元正常工作时,程序定时给Watchdog复位。当程序跑飞后,Watchdog不能定时复位而产生溢出,迫使中央处理器复位,使装置恢复正常工作。看门狗能够使CPU从死循环和弹飞状态中进入正常的程序流程。看门狗基本原理:CD4060是带振荡器的14位计数器,由该芯片构成的看门狗电路如图2-8所示 图2-8 看门狗电路原理图 4060计数频率由R和C决定。设实际运行的用户程序所需工作周期为T,分频器计TT 满时间为T,,当T,,T且系统正常工作时,程序每隔T对4060扫描一次,分频且永无计满输出信号。如系统工作不正常(程序弹飞,死循环等),程序对4060发不出扫描信号,分频器计满输出一脉冲信号使CPU复位。 本设计的看门狗电路采用X25025作为微处器的运行监视器件,现介绍X25025芯片。 X25025将三种常用的功能:看门狗定时器、电压监视器和EEPROM组合在单个8PIN的封装内,大大减小系统成本和电路板空间。 看门狗定时器对CPU提供了安全运行的保护,一旦系统出现死机,可在超时周期之后发复位信号,强迫CPU重新启动。 X25025的电压监视器可保证系统免受掉电的影响,一旦VCC降到2.7V以下时,系统复位,防止CPU误动作。 X25025的存储器位CMOS的4096位串行EEPROM,遵循三线总线的串行接口协议,提供至少10万次的使用次数和最小100年的数据保存期。 1 引脚功能 1.1 引脚图(如图2-9) 1.2 引脚功能 (1)串行输出(SO):SO是串行数据输出引脚。在读周期内 12 数据在此引脚上输出,数据由串行时钟的下降沿同步输出。 (2)串行输入(SI):SI是串行数据输入引脚。所以操作码, 字节地址以及写入存储器的数据在此引脚上输入。串行时钟的上升锁存SI数据。 图2-9 X25025引脚 (3)串行时钟(SCK):串行时钟控制用于数据输入和输出的串行总线定时。出现在SI引脚上操作码,地址或数据在时钟输入地下降沿之后发生改变。 (4)芯片选择(/CS):当/ CS为高电平时,将X25045置于工作电源方式,SO输出引脚处于高阻状态。/CS为低电平将X25045置于工作电源方式,上电之后,在任何操作开始之前需要/CS从高电平至低电平的跳变。 (5) 写保护(/WP):当/WP为底电平时,禁止向X25025的非易 失性写操作,但是器件的其它功能还正常。当/WP保持高电平时,所有的功能都正常。在/CS仍为底电平时,/WP变为底电平中断对X25025的写操作。如果内部写周期已经开始,则/WP变为底电平将不影响写操作。 (6)复位(RESET):X2504该锁存器5的复位是高电平有效。/CS的下降沿将复位看门狗定时器。 1.3 指令及时序 (1)写允许锁存器 X25045中有一个“写允许锁存器”,有内部完成写操作之前必须先设置此锁存器。WREN指令设置该锁存器,WRDI指令复位该所存器。上电情况下,在字节页或状态寄存器写周期完后,该锁存器自动复位。/WP变为底电平,该锁存器也被复位。 (2)状态寄存器 任何时间都可以访问寄存器,读指令为RDSR,写指令为WRSR。状态寄存器的格式见表2-9,WIP位表示X25025的写操作状态,“1”表示写操作正在进行,“0”表示没有写操作。在写期间,所以其它位全置为“1”,WIP位是只读的,WEL位表示写允许锁存器的状态,“1”表示锁存器位置,“0”表示锁存器复位。WEL位只读的。 13 表2-9 状态寄存器的格式 7 6 5 4 3 2 1 0 X X WR1 WR0 BL1 BL0 WEL WIP BL1和BL1位表示块保护所使用的范围。BL0和BL1位由WRSR指令设置。在选定的段内,数据只读不能写。BL0和BL1可控范围的划分见表2-10: WD0和WD1位表示允许设置的看门狗的超时功能。WD0和WD1位由WRSR指令设置。设置状态见表2-11: 表2-10 BL0和BL1可控范围 BL1 BL0 被保护的阵列地址 0 0 无 0 1 $180--$1FF 1 0 $100-$1FF 1 1 $000-$1FF 表2-11 WD0和WD1设置状态 WD1 WD0 看门狗超时周期(典型值) 0 0 1S—2S(1.4S) 0 1 450mS—800 mS(600 mS) (3)读时序 1 0 100 mS—300 mS(200 mS) 1 1 禁止 读状态寄存器时,首先,将/CS脚接至底电平进行片选,然后发出RDSR指令(8位),状态寄存器中的内容被送至SO上。读存储器阵列中的数据时,首先,将/CS脚接至底电平进行片,然后发出READ指令(8位),其后是8位的字节地址。从存储器中指定地址处取出数据送至最高地址($1FF)时,地址计数器翻转至$000,继续计数。/CS位高电平时,可以终止读操作。 (4)写时序 在数据写入之前先设置写允许锁存器。/CS首先接至底电平,然后发出WREN指令,由时钟同步送入X25045,在指令的所有8位送之后,将/CS接至高电平。 将数据写入存储器阵列,首先/CS接至底电平,然后发出WRITE指令,地址和数据码,数据最多可达4个字节。结实写操作,在最后一个数据码写入之后的时钟内将/CS接至高电平。在写操作进行期间,向状态寄存器或存储器写入数据后,可以读状态寄存器以检查WIP (5)复位操作 无论何时,只要VCC降至最小转换电压或看门狗忆达到其设定的超时极限时,RESET将变为高电平。 2.4. 4 键盘电路 14 键盘用来设置温度保护的动作值,有工作/设置键、温度上限设定键、温度下限设定键、赠量键和减量键这四个按键。增量键、减量键设置各路参数的大小,这两个键具有连加、连减的功能,它们能直观地方便地将用户的其它任意参数送入系统。 2.4. 5 操作控制开关 触发电路控制晶闸管的开通与关断,操作控制开关通过控制触发电路来控制晶闸管的开通与关断,其电路见附录电路图。当DS1620的Tcom端输出底电平,MOC3061输入端有约16MA的电流输入,在MOC3061的输出端6脚和4脚之间的电压稍过零时,内部双向晶闸管导通,触发外部双向晶闸管KS导通,当DS1620的Tcom打输出高电平时,双向晶闸管KS关断,这便是“自动”控制开关按钮的作用。当按键处于“停止”档时,则开关停止工作,当处于“手动”档时,则开关一直工作,即使温度达到设定值时,也不会自动关断。这便是“自动”“停止”“手动”三者的切换关系。 软件设计 15 图3-1 软件设计流程图 3.3程序流程图 通常在编写程序之前,先绘制程序流程图,程序流程图简明、直观,并且很容易由此编写出具体的源程序。 绘制程序图时,采用逐步求精的方法。第一步先画出简单的功能流程图,第二步再对功能流程图进行扩充和具体化,即对寄存器、存储器、标志位等工作单元作具体的分配和说明,把功能流程图中每一部分转变为具体的存储单元、寄存器或I/O的操作。从而绘制出详细的程序流程图。 3.3. 1 主程序流程图 主程序开始对系统进行微处器和其它元件器的初始化。微处器的初始化包括很多方面,如:定义定时工作方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON,将定时器/计数器初值写入TH0、TL0或TH1、TL1。定义中断请求标志等。器件初始化包括X25045、MAX7219、DS1620 16 的初始化。接这查询是工作还是设置,如果是设置,则键盘输入温度设定值,再返回,如果是工作,则启动温度转换,再接着开2秒定时中断,最后,又进行工作与设置的查询,其程序流程图如图3-2所示。 3-2主程序流程图 3.3. 2定时中断服务子程序流程图 首先程序指针转入定时中断服务程序入口地址,接着关定时中断,调用读DS1620的温度值子程序,再调用显示温度值子程序,然后重新打开2秒定时中断,最后,中断返回。其程序流程图如图3-3所示。 图3-3 定时中断服务子程序流程图 17 3.3. 3有关DS1620的程序流程图 (1)写DS1620数据子程序流程图 根据DS1620的写时序图,首先进行总线设置,令一个数据为8位,传送一位后,延时一毫秒,再看8位是否传送完,如果没有,则继续传送下一位,直到8位都传送完,再返回。其程序流程图如图3-4所示。 图3-4 写DS1620数据子程序流程图 (2) 读1620数据子程序流程图 根据DS1620的读时序图,首先进行总线设置,令一个数据位数为8位,延时4毫秒,传送一位后,延时1毫秒。再看8位是否传送完,如果没有,则继续传送下一位,直到8位都传送完,再返回。其程序流程图如图3-5所示。 18 图3-5 读1620数据子程序流程图 (3) 启动温度转换程序流程图 首先将转换命令传送给A,再调用写DS1620的数据子程序就可以了,其程序流程图如图3-6所示。 图3-6 启动温度转换程序流程图 19 (4) 写温度设定值子程序流程图 首先进行总线设置,把配置命令字传送给累加器A,再调用写DS1620数据子程序,然后将写TH的寄存器的命令字传送给累加器A,再调用写DS1620的数据子程序,接着把从RAM中读出温度设定值传送给累加器A,再调用写DS1620数据子程序,最后,再设置总线并返回。同理,写TL温度设定值时也一样,其程序流程图如图3-7所示。 图3-7 写温度设定值子程序流程图 3.3.4 有关MAX7219的程序流程图 (1)MAX7219的初始化程序流程图 开始时,要对MAX7219进行初始化,先设置扫描界限,然后设置译码方式,接着设置亮度,最后设置成正常的工作方式。其程序流程图如图3-8所示。 图3-8 MAX7219的初始化程序流程图 20 (2)显示子程序流程图 首先设置显示区地址及显示个数,然后传送LED个数,接着传送要显示的数据,直 到显示个数为零为止,最后返回。其程序流程图如图3-9所示。 图3-9 显示子程序流程图 3.3. 5看门狗保护程序流程图 首先进行总线设置,接着送WRSR指令,然后写状态寄存器与设置超时周期,最后,写状态寄存器。其程序流程图如图3-10所示 图3-10 看门狗保护程序流程图 21 3.3.6 键盘设置子程序流程图 首先对P2口读数要先写1,查询P2.3是否为里零,若为零,则工作,若不为零,查询P2.4口是否为零,若为零,则写TH命令字,否则,则查询P2.5口是否为零,若为零,则写TL命令字,否则,则判断有无键按下,若没有,则转入等待键释放,若有,则延时去抖动,再读P2.6、P2.7口的数据并给累加器A,等待键释放,查询P2.6是否为1,若不为1,则查询P2.7口,若为1,则RAM20H增1,接着调用显示温度子程序和写DS1620设定值子程序,最后返回,查询P2.7口不为1,则返回去查询P2.5口,若P2.7口为1,则RAM20H减1,再调用显示温度子程序和写DS1620设定值子程序,最后也回去询P2.5口 22
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