電爐溫度控制系統設計

摘要熱處理是提高金屬材料及其制品質量的重要技術手段。近年來隨工業的發展，對金屬材料的性能提出了更多更高的要求，因而熱處理技術也向著優質、高效、節能、無公害方向發展。電阻爐是熱處理生產中應用最廣泛的加熱設備，加熱時恒溫過程的測量與控制成為了關鍵技術，促使人們更加積極地研制熱加工工業過程的溫度控制器。此設計針對處理電阻爐爐溫控制系統，設計了溫度檢測和恒溫控制系統，實現了基本控制、數據采樣、實時顯示溫度控制器運行狀態?？刂破鞑捎?1單片機作為處理器，該溫度控制器具有自動檢測、數據實時采集處理及控制結果顯示等功能，控制的穩定性和精度上均能達到要求。滿足了本次設計的技術要求。關鍵詞：電阻爐，溫度測量與控制，單片機

目錄一、緒論 -1-1.1 選題背景 -1-1.2 電阻爐國內發展動態 -1-1.3 設計主要內容 -2-二、溫度測量系統的設計要求 -3-2.1設計任務 -3-2.2系統的技術參數 -3-2.3操作功能設計 -4-三、系統硬件設計 -5-3.1CPU選型 -5-3.2溫度檢測電路設計 -5-3.2.1溫度傳感器的選擇 -5-熱電偶的測溫原理 -6-3.2.1.2熱電偶的溫度補償 -7-3.2.2爐溫數據采集電路的設計 -7-3.2.2.1MAX6675芯片 -7-3.2.2.2MAX6675的測溫原理 -7-3.2.2.3MAX6675與單片機的連接 -8-3.3輸入/輸出接口設計 -9-3.4保溫定時電路設計 -10-3.4.1DS1302與單片機的連接 -11-3.5溫度控制電路設計 -11-系統硬件電路圖 -13-四、系統軟件設計 -14-4.1軟件總體設計 -14-4.2主程序設計 -14-4.3溫度檢測及處理程序設計 -15-4.4按鍵檢測程序設計 -17-4.5顯示程序設計 -19-4.6輸出程序設計 -20-4.7中值濾波 -21-五、結論 -22-參考文獻 -23-

一、緒論選題背景在現代化的工業生產中，電流、電壓、溫度、流速、流量、壓力和開關量都是常用的主要被控參數。例如：在機械制造、電力工程、化工生產、造紙行業、冶金工業和食品加工等諸多領域中，人們都需要對各類加熱爐、熱處理爐、反應爐和鍋爐中的溫度進行檢測和控制。其中溫度控制在生產過程中占有相當大的比例，即使日常生活中的電熱水器、空調、微波爐、電烤箱等家用電器也同樣需要溫度監控?？梢姕囟瓤刂齐娐窂V泛應用于社會生活的各領域，所以對溫度進行控制是非常有必要和有意義的。準確地測量和有效地控制溫度是優質、高產、低耗和安全生產的重要條件。電阻爐國內發展動態電阻爐是熱處理生產中應用最廣泛的加熱設備，它在機械、冶金等行業的生產中占有十分重要的地位，溫度控制質量的好壞將直接影響著熱處理產品的產量和質量，對于提高生產率和節約能源也有舉足輕重的意義。我國對電阻爐的控制進行了廣泛的研究始于上世紀80年代，隨著微型計算機控制技術的發展，電阻爐計算機控制逐步進入實用化階段。目前，國內電阻爐控制系統的研究現狀如下：(1)采用先進的控制設備隨著單片機、可編程控制器與工業控制機等先進控制系統的發展，逐步取代了以前大規模的繼電器、模擬式控制儀表。單片機也因其極高的性價比而受到人們的重視和關注，獲得廣泛地應用和迅速地發展。單片機具有體積小、重量輕、控制功能強、價格低與開發方便等優點。單片機應用的意義不僅在于它的廣闊范圍及所帶來的經濟效益，更重要的意義在于，單片機的應用從根本上改變了控制系統傳統的設計思想和設計方法。以前采用硬件電路實現的大部分控制功能，現在可以用單片機通過軟件的方法來實現。以前自動控制中的PID調節，現在可以用單片機實現具有智能化的數字計算控制、模糊控制和自適應控制。這種以軟件取代硬件并能提高系統性能的控制技術稱為微控技術。(2)采用新的控制方法對傳統的負反饋、單一PID控制系統做了多種補充，從而使控制性能更佳。同時，越來越多的控制系統采用新的控制方法如：模糊控制、神經網絡控制、才遺傳算法控制、最優控制、自整定PID參數控制器、自適應控制和自校正控制器等。設計主要內容設計分析了爐溫的特性和單片機爐溫控制系統的工作原理，完成了以AT89S5l單片機為控制器，控制系統包括溫度數據采集電路、功率控制輸出電路、鍵盤與顯示接口電路和聲光報警等電路的硬件電路設計，實現了溫度數據采集、處理、顯示、狀態切換、定時保溫、系統的故障自診斷和超限聲光報警等功能。

二、溫度測量系統的設計要求電阻爐溫度控制系統應具備溫度測量、顯示、過限報警等功能，并要求具有良好的穩定性、高控制精度，以滿足熱處理對溫度的需求。系統設計時，首先確定系統的設計目標，確定溫度控制器的規格與技術指標，這對于明確設計的目的性和控制功能的邏輯性有重要的意義。然后設計系統的相關的操作規范及運行參數，為硬件設計和軟件設計確定具體的目標。2.1設計任務針對原有電阻爐溫度控制系統的功能缺陷及現有控制要求，確定本次設計的目標如下：(1)系統的測溫范圍在0~1000℃，控溫精度≤±2℃，顯示精度0.1℃；(2)控制面板能便捷輸入控制參數，如P、I、D及保溫時間；(3)用7段高亮數碼管顯示設定爐溫（5位數碼管）、爐溫實時溫度（5位數碼管）、保溫時間（3位數碼管）等系統信息；(4)用三個發光二極管以不同的顏色和發光狀態來指示顯系統的工作狀態。2.2系統的技術參數整個系統最終達到的技術指標是由系統中的各個環節共同作用后完成的。比如要提高溫度檢測的精度，只采用高精度的A/D轉換器是不夠的，還需要好的抗干擾措施、精確度高的傳感器及軟件線性化處理等。一般情況下，技術指標達到某個限度后，再想提高是不容易辦到的，為此可能付出更多的經費與時間。設備規格是硬件投資的主要依據。如電源的規格、傳感器類型、控制器類型等。根據需要確定所設計的溫度控制系統的主要技術參數如表2-1所示：表2-1系統主要技術參數2.3操作功能設計為了便于操作，所設計的溫度控制器的面板總計五個按鍵、三個工作狀態指示燈、一個蜂鳴器和十三個高亮7段LED數碼管，用于完成參數的設置和信息的顯示。其中，五個按鍵分別為設置、加一、減一、左移、右移，用于設置溫度以及保溫時間。三個工作狀態指示燈分別指示暫停狀態、工作狀態、超限報警。十三個高亮7段LED數碼管中有五位顯示設定溫度、五位顯示實際溫度、三位顯示保溫時間。

三、系統硬件設計電阻爐控制系統應具備溫度測量、顯示、參數輸入等功能，并要求具有可靠性高、通用性強、控制精度佳等特點，以滿足控制需求。基于上述性能要求，系統的硬件結構如圖3-1所示，系統包括單片機、溫度檢測與處理電路、鍵盤與顯示接口電路、聲光報警電路以及計時電路等。圖3-1溫度控制系統硬件結構圖3.1CPU選型溫度控制系統選用ATMEL89系列單片機中的AT89S51作為微處理器。AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS型8位單片機，片內含4kBytesISP(In-systemprogrammable)Flash存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令系統及80C51引腳結構，芯片內集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案。3.2溫度檢測電路設計溫度檢測電路是電阻爐溫度控制系統的重要部分，其性能好壞直接決定了整個系統的性能，它承擔著檢測電阻爐溫度并將溫度數據傳送到單片機的任務。3.2.1溫度傳感器的選擇熱電偶在工程上使用最為廣泛的溫度傳感器之一，它具有構造簡單、精度高、熱響應時間快、測溫范圍大（-200~+2000℃均可連續測溫）以及性能可靠使用壽命長的優點，在溫度測量中占有很重要的地位。熱電偶的種類很多，熱電偶有K型（鎳鉻-鎳硅）WRN系列，N型（鎳鉻硅-鎳硅鎂）WRM系列，E型（鎳鉻-銅鎳）WRE系列，J型（鐵-銅鎳）WRF系列，T型（銅-銅鎳）WRC系列，S型（鉑銠10-鉑）WRP系列，R型（鉑銠13-鉑）WRQ系列，B型（鉑銠30-鉑銠6）WRR系列等?？紤]設計成本與實際的溫度范圍（0～1000℃），在本設計中選用分度號為K的鎳鉻-鎳硅熱電偶WRN-120，表3-1所列的是常用熱電偶的材料規格和線徑使用溫度的關系：表3-1常用熱電偶材料規格和線徑使用溫度3熱電偶的測溫原理將兩種不同材料的導體或半導體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端焊接起來，構成一個閉合回路，當兩導體之間存在溫差時，便產生電動勢，在回路中就會形成一個大小的電流，這種現象稱為熱電效應，而這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量的，其中，直接用作測量介質溫度的一端叫做工作端（也稱為測量端），另一端叫做冷端（也稱為補償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會指出熱電偶所產生的熱電勢，如圖3-2所示。圖3-2熱電偶溫度計系統原理圖不同種類的兩根金屬導線A、B連接起來并保持接點的溫度為t0。若設由電壓計引出的導線與金屬線A、B連接點的溫度為t，則顯現出來的熱電勢EAB(t，t0)為：3.2.1.2熱電偶的溫度補償熱電偶都有對應的分度表，即在參考端溫度為0℃時，熱電勢和測量溫度的對應表。熱電偶的分度表是以冷端溫度0℃為基準進行分度的，熱電偶的實際工作環境，冷端溫度往往不為0℃，不能直接使用分度表，因此必須對熱電偶的冷端溫度進行溫度補償。常用的冷端溫度補償方法有：冷端0℃恒溫法（將冷端放在冰水混合物的恒溫容器中等）、冷端溫度修正法、電橋補償法和冷端溫度自動補償法等。在本設計中采用集成芯片MAX6675完成冷端溫度的自動補償，可在很大程度上簡化系統的設計。3.2.2爐溫數據采集電路的設計Ｋ型熱電偶是工業生產中最常用的溫度傳感器，具有結構簡單、制造容易、使用方便、測溫范圍寬等特點，本次設計就是選用K型熱電偶作為系統的溫度傳感器。目前，在以Ｋ型熱電偶為測溫元件的工業測溫系統中，熱電偶輸出的熱電勢信號必須經過中間轉換環節，才能輸入基于單片機系統。中間轉換環節包括信號放大、冷端補償、線性化及數字化等幾個部分，實際應用中，由于中間環節較多，調試較為困難，系統的抗干擾性能往往也不理想。MAXIM公司推出的MAX6675，它是一個集成了熱電偶放大器、冷端補償、A/D轉換器及SPI串口的熱電偶放大器與數字轉換器，可以直接與單片機接口，大大簡化系統的設計，保證了溫度測量的快速性與準確性。故在本設計中，為簡化系統電路設計采用芯片MAX6675作為熱電偶電勢與溫度的轉換。3.2.2.1MAX6675芯片MAX6675是具有冷端補償和A/D轉換功能的單片集成Ｋ型熱電偶變換器，測溫范圍0℃～1024℃，溫度范圍滿足本臺電爐的溫度需要，其主要功能特點如下：(1)直接將熱電偶信號轉換為數字信號；(2)具有冷端補償功能；(3)簡單的SPI串行接口與單片機通訊；(4)12位A/D轉換器、0.25℃分辨率；(5)熱電偶斷線檢測；（6）工作溫度范圍-20℃～+85℃。3.2.2.2MAX6675的測溫原理MAX6675是一個復雜的單片熱電偶數字轉換器，其內部結構主要包括：低噪聲電壓放大器A1、電壓跟隨器A2、冷端溫度補償二極管、基準電壓源、12位AD轉換器、SPI串行接口、模擬開關及數字控制器。其工作原理如下：K型熱電偶產生的熱電勢，經過低噪聲電壓放大器A1和電壓跟隨器A2放大、緩沖后，得到熱電勢信號U1，再經過S4送至ADC。對于K型熱電偶，電壓變化率為(41μV/℃)，電壓可由如下公式來近似熱電偶的特性。上式中，U1為熱電偶輸出電壓（mV），T是測量點溫度，T0是周圍溫度。在將溫度電壓值轉換為相應的溫度值之前，對熱電偶的冷端溫度進行償，冷端溫度即是MAX6675周圍溫度與0℃實際參考值之間的差值。通過冷端溫度補償二極管，產生補償電壓U2經S4輸入ADC轉換器。在數字控制器的控制下，ADC首先將U1、U2轉換成數字量，即獲得輸出電壓U0的數據，該數據就代表測量點的實際溫度值T，這就是MAX6675進行冷端溫度補償和測量溫度的原理。3.2.2.3MAX6675與單片機的連接K型熱電偶K型熱電偶圖3-3MAX6675與單片機的連接MAX6675有五個引腳，腳（T-）接熱電偶負極，腳（T+）接熱電偶正極，腳（SCK）串行時鐘輸入端，腳（CS）片選端，使能啟動串行數據通訊，腳（SO）串行數據輸出端。3.3輸入/輸出接口設計鍵盤和顯示電路實現了人機交互功能，通過鍵盤電路可以設置系統運行狀態和系統參數（P、I、D和保溫時間），顯示電路可以顯示系統的運行狀態、控制時間、設定溫度、實際溫度等。該溫度控制系統采用7段高亮LED數碼管（紅色）顯示系統的設置參數、保溫時間及實際溫度值等?？傆?3數碼管和3個發光二極管（指示控制系統的工作狀態）。數碼管的驅動動采用MAX7219，MAX7219是美國MAXIM公司生產的串行輸入／輸出共陰極顯示驅動器。該芯片可直接驅動最多8位7段數字LED顯示器，或64個LED和條形圖顯示器。它與微處理器的接口非常簡單，僅用3個引腳與微處理器相應端連接即可實現最高10MHz串行口。MAX7219的位選方式獨具特色，它允許用戶選擇多種譯碼方式譯碼選位，而且，每個顯示位都能個別尋址和刷新，而不需要重寫其他的顯示位，這使得軟件編程十分簡單且靈活。另外，它具有數字和模擬亮度控制以及與MOTOROLASPI，QSPI及MATIONALMICROWIRE串行口相兼容等特點。該芯片采用24腳DIP和SO封裝，工作電壓4.0～5.5V，最大功耗1.1W。本溫度控制系統采用兩片MAX7219級聯的方式驅動控制13個7段數碼管，其中DIN引腳接P2.7，LOAD引腳接P2.6，CLCOK引腳接P2.5，顯示控制電路如圖3-4所示。設定目標溫度保溫時間顯示實際溫度設定目標溫度保溫時間顯示實際溫度圖3-4顯示與接口電路設計系統的工作狀態由三個發光二極管以不同的顏色與狀態顯示，如有報警信號蜂鳴器啟動，三個發光二極管與蜂鳴器用P2.0~P2.3控制，具體電路連接如圖3-5所示：圖3-5工作狀態指示燈及報警電路設計對于參數的輸入通過按鍵實現，所設計的控制面板總計有5個按鍵，按鍵數量少，按鍵采用獨立按鍵的連接方式，其電路如圖3-6所示。圖3-6按鍵輸入電路3.4保溫定時電路設計電爐在某些時候需要某個溫度值保持一定的時間，系統必須有定時的功能單元。單片機有很多途徑實現定時與計時的功能，如軟件延時、采用內部定時器定時。其中軟件定時要占用CPU資源，特別當定時時間比較長的時候，其定時的精度也無法保證；采用定時器定時，雖然能夠實現精確定時，但長久定時也不能有效保證定時精度。為了提高定時精度、降低系統程序設計的復雜度，在本次設計采用專用時鐘芯片DS1302來完成系統計時功能。DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發方式一次傳送多個字節的時鐘信號或RAM數據。DS1302內部有一個31×8的用于臨時性存放數據的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級產品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后背電源雙電源引腳，同時提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。3.4.1DS1302與單片機的連接如圖3-7所示：圖3-7DS1302與單片機的連接3.5溫度控制電路設計溫控系統的精度不僅受制于輸入檢測量的精度，同時也受制于輸出控制量的精度，要提高整個系統的精度，必須使兩者匹配。工藝要求加熱時在升溫階段快速，采用較大的恒定功率，但隨著溫度偏差減少，逐漸減少定周期內的導通周波。降低加熱功率，防止熱慣性的作用而產生較大的溫度超調?？刂破髂軌蚣皶r控制加熱器件在電源半波內的輸入有效值。可控硅調功控制溫度具有不沖擊電網，對用電設備不產生干擾等優點，是一種應用廣泛的控溫方式。所謂調功控溫就是在給定周期內控制可控硅的導通時間，從而改變加熱功率，來實現溫度調節。設采樣(控制)周期為T，在T周期內工頻交流電的半周波數為N，如全導通時額定加熱功率為PH，則實際的平均加熱功率P與T周期內實際導通的半周波數n成正比，即目前，采用可控硅進行功率調節的觸發方式有兩種：過零觸發和移相觸發。移相觸發方式調功實際上是控制可控硅的導通角，達到調節功率的目的，此方式易造成電磁干擾且電路復雜。采用移相觸發的可控硅交流調功裝置，往往在可控硅導通的瞬間使電網電壓出現畸變，當控制角為90時，產生的三次諧波電流為基波電流的50％，五次諧波也可達到基波的1/6。這些諧波分量引起電網電壓波形畸變，功率因數下降，給其它用電設備和通訊系統的工作帶來不良影響。為此，人們研究了各種避免電壓瞬間大幅度下降和抑制高次諧波的方法，過零觸發方式很好地解決了此類問題，它可把可控硅導通的起始點限制在電源電壓過零點，從而大大降低了諧波分量，然而，傳統的可控硅過零觸發調功器由同步脈沖產生電路、檢零電路、隔離電路組成，結構復雜，降低了可靠性，而且采用分立元件，器件的離散性和溫漂嚴重影響調功器控制精度及使用壽命。MOTOROLA公司生產的MOC3021-3081器件可以很好地解決這些問題。該器件用于觸發晶閘管，具有價格低廉、觸發電路簡單可靠的特點。本系統采用MOC3061作為可控硅的驅動器，控制可控硅的導通與關斷，改變平均電壓的大小值，形成最佳加熱方式，從而控制溫度的超調。MOC3061系列光電雙向可控硅驅動器是一種光電耦合器件，它可用直流低電壓、小電流來控制交流高電壓、大電流。用該器件觸發晶閘管，具有結構簡單、成本低、觸發可靠等優點。采用MOC3061觸發晶閘管，強、弱的電之間在電氣上完全隔離，且可以直接可靠地觸發50A或更大的功率的晶閘管。經軟件分析所得的控制脈沖送至MOC3061，直接形成驅動信號，控制可控硅的導通與關斷，改變平均電壓的大小值，形成最佳加熱方式，從而控制溫度的超調，控制電路如圖3-8所示:圖3-8輸出電路設計電路中C3、R15為阻容吸收電路，MOC3061在輸出關斷下，有500uA的漏電流，串入R16這個限流電阻，可以控制觸發電流，消除漏電流對雙向可控硅的影響，防止雙向晶閘管的誤觸發。R13為限流電阻，R14為門極電阻，提高控制級的抗干擾性，電路中Q2集電極發出正弦過零出發脈沖。系統硬件電路圖圖3-9系統硬件電路圖控制系統采用熱電偶作為溫度傳感器，熱電偶把溫度轉換為毫伏級的電壓信號，這個信號必須進行放大處理、冷端補償、非線性化處理和數字處理后才能送到單片機中，這個過程環節多，容易受到干擾，為簡化設計，在設計中采用集成芯片MAX6675來完成整個過程的溫度數據處理。單片機對溫度數據進行數據處理后，首先進行超限報警處理，如果超限就調用超限處理子程序，若未超限就對溫度數據進行數字濾波后進行PID算法控制，得到輸出控制量。具體控制過程是：當溫度偏差大于50℃時，讓雙向晶閘管全導通或全關閉實現快速縮小溫差，減小調節時間，當溫度偏差小于50℃時調用PID控制算法，由算法得到雙向晶閘管導通率實現對雙向晶閘管正弦半波的個數控制以達到調溫的目的。系統中的時鐘電路的功能是根據熱處理工藝要求設置保溫時間，溫度控制系統所有的參數通過13位高亮7段數碼管顯示，狀態信息通過3個發光二極管指示。

四、系統軟件設計硬件電路確定之后，系統的主要功能將依賴于軟件來實現。對同一個硬件電路，配以不同的軟件，它所實現的功能也就不同，而且有些硬件電路的功能可用軟件來替代。因此，系統的設計很大程度上是軟件設計。4.1軟件總體設計整個溫度控制系統不僅要處理按鍵、顯示外，而且要實時處理對溫度的采集信息并處理。整個系統包括主模塊、初始化模塊、溫度檢測模塊、鍵盤處理模塊、顯示控制模塊、計時控制模塊、中斷服務模塊、控制算法模塊、輸出通斷率控制模塊等幾個部分，其軟件總體結構圖如圖4-1所示。圖4-1軟件總體結構4.2主程序設計上電或復位后系統，首先進行系統自檢，診斷正常后各功能模塊進行初始化，包括初始化各寄存器、標志位、端口、PID等；接著進行數據采集，經過數字濾波、標度變換后，計算溫度偏差及偏差變化率的大小，再由控制算法模塊得到輸出控制量。系統開放定時器及外部中斷，一旦發生中斷或其他外部響應，首先判斷是哪個響應源，然后調用相應的功能模塊完成執行程序。監控程序流程如圖4-2：圖4-2主程序流程圖4.3溫度檢測及處理程序設計溫度檢測采用K型熱電偶轉換器MAX6675完成，由MAX6675構成的溫度檢測電路具有控制程序易于編寫，讀數精確度高等優點。MAX6675的轉換結果與溫度的數量關系滿足：實際溫度值=1023.75×熱電偶轉換后的數字量／4095MAX6675芯片實現了對熱電偶輸出的電壓信號的放大、冷端補償和線性化的自動處理，所以其轉換程序比較簡單，程序流程如圖4-3所示。圖4-3溫度檢測控制程序流程圖下面是MAX6675溫度轉換的控制子程序：SbitSCK=P3^7;sbitSO=P3^5;sbitCS=P3^6；/************MAX6675溫度轉換程序**************************/unsignedintRe_Convert(void){unsignedchari；unsignedintP_Temp2=0；SCK=0；CS=0；for(i=0；i<16；i++){SCK=1；if(SO==1){P_Temp2=P_Temp2|0x01；}Delay_50us(1)；SCK=0；Delay_50us(1)；P_Temp2<<=1；}CS=1；P_Temp2=(P_Temp2&0x7fff)>>3；return(P_Temp2)；}調用后要進行溫度數據的格式轉換，具體按如下方式進行：。P_Temp=Re_Convert()；P_Temp1=0.25*P_Temp；控制程序對P_Temp1進行超限判斷，如果不超限，連續采樣3次溫度數據分別送到數組middle_value[]，為數字濾波程序做準備。4.4按鍵檢測程序設計操作者要進行參數（P、I、D和保溫時間等）的設定或狀態切換，必需通過按鍵（鍵盤）來實現，按鍵（鍵盤）是人機聯系的重要通道。根據操作規劃，輸入按鍵總計有5個，其中增減按鍵各一個，左右移位按鍵各一個，功能設置/狀態切換按鍵一個。鍵盤處理程序的主要任務是進行有無按鍵按下的判斷并獲取鍵值，根據鍵值轉入相應的按鍵控制程序，實現對應的控制操作。圖4-4按鍵檢測程序流程圖按鍵掃描及鍵值判斷處理程序如下：unsignedcharKey_Left_Move=4;unsignedcharKey_Right_Move=3;unsignedcharKey_Inc_1=2;unsignedcharKey_Dec_1=1;unsignedcharKey_Set=0;unsignedcharkey_value;/***********************************************************************名稱：Read_Key()*說明：*功能：判斷是否有鍵按下，去抖動，判斷鍵值*調用：delay1ms()*輸入：*返回值：key_value**********************************************************************/unsignedcharRead_Key(void)//讀鍵值{unsignedkey;P1=0x1f;key=P1;while((key&0x1f)!=0x1f)//當有鍵按下時{Delay1ms(10);//軟件延時10ms去抖動P1=0x1f;while((key&0x1f)!=0x1f){if(key==0x1e)key_value=Key_Left_Move;elseif(key==0x1d)key_value=Key_Right_Move;elseif(key==0x1c)key_value=Key_Inc_1;elseif(key==0x17)key_value=Key_Dec_1;elseif(key==0x0f)key_value=Key_Set;elsekey_value=0xff;//非有效按鍵返回0xffwhile((key&0x1f)!=0x1f);//等待按鍵釋放}}key_value=0xff;//無鍵按下返回0xff}4.5顯示程序設計控制面板要顯示的內容比較多總計有13個7段數碼管，為了簡化系統的硬件設計，采用兩片MAX7219級聯方式來驅動控制所有的數碼管，MAX7219須進行初始化設置后才能正常工作，下面是MAX7219相關的常量與函數：sbitLOAD=P2^6;//MAX7219片選sbitDIN=P2^7;//MAX7219串行數據sbitCLK=P2^5;//MAX7219串行時鐘#defineDECODE_MODE0x09//譯碼控制寄存器#defineINTENSITY0x0A//亮度控制寄存器#defineSCAN_LIMIT0x0B//掃描界限寄存器#defineSHUT_DOWN0x0C//關斷模式寄存器#defineDISPLAY_TEST0x0F//測試控制寄存器voidWrite7219(unsignedcharaddress,unsignedchardat);voidInitial(void);voidWrite7219(unsignedcharaddress,unsignedchardat){unsignedchari;LOAD=0;//拉低片選線，選中器件for(i=0;i<8;i++)//移位循環8次{CLK=0;//清零時鐘總線DIN=(bit)(address&0x80);//每次取高字節address<<=1;//左移一位CLK=1;//時鐘上升沿，發送地址}for(i=0;i<8;i++){CLK=0;DIN=(bit)(dat&0x80);dat<<=1;CLK=1;//時鐘上升沿，發送數據}LOAD=1;//發送結束，上升沿鎖存數據}//MAX7219初始化，設置MAX7219內部的控制寄存器voidInitial(void){Write7219(SHUT_DOWN,0x01);//開啟正常工作模式（0xX1）Write7219(DISPLAY_TEST,0x00);//選擇工作模式（0xX0）Write7219(DECODE_MODE,0xff);//選用全譯碼模式Write7219(SCAN_LIMIT,0x07);//8只LED全用Write7219(INTENSITY,0x0F);//設置初始亮度}4.6輸出程序設計該系統的執行機構MOC3061，采用調整功率控制，控制流程圖如圖4-5所示：圖4-5輸出控制流程圖4.7中值濾波中值濾波方法對緩慢變化的信號中由于偶然因素引起的脈沖干擾具有良好的濾除效果。其原理是，對信號連續進行n次采樣，然后對采樣值排序，并取序列中位值作為