PPT《家用电器基础与维修技术》

家用电器基础与维修技术 0.

3 单片机基础0.4 家用电器的智能控制 0.3 单片机基础 0.3.1 概念微处理器(MPU),其功能相当于中央处理器(CPU).第一代:(1971~1973年)Intel

4004、8008;

第二代:(1973~1978年) Intel 8080/

8085、MC

6800、Z80;

第三代:(1978~1981年) Intel

8086、

8088、MC6800;

第四代:(1981~1989年) Intel

80286、

80386、80486,(1993年~) Intel 80586(Pentium)、P6等.单片机是单片微型计算机的简称,它是将计算机的中央处理系统(CPU)、存储器(RAM和ROM)、I/O接口器、定时器/计数器以及串行通信接口器等功能电路集成在一块芯片上,组成一个完整的微型计算机,故名单片微型计算机(Single Chip Microcomputer),本质叫法应为微控制器(MCU). 0.3.2 典型的单片机结构 1.单片机的外部结构特性 2.MCS-51系列存储容量 128B 无80C31 128B 4KB 80C51 128B 4KB EPROM

8751 128B 无8031 128B 4KB

8051 片内数据存储器RAM 片内程序存储器ROM 型号3.单片机性能比较 (1)CPU的位数:4/8/16/32;

(2)片内RAM容量,ROM容量,EPROM容量;

(3)寻址范围,片外扩展能力;

(4)定时器/计数器数量及位数;

(5)输入/输出接口线数;

(6)中断源及个数;

(7)工作频率;

(8)其它附加功能:A/D转换器、比较器、驱动器、蜂鸣器接口、PWM输出等. 4.单片机的指令系统 (1)指令格式操作码 [操作数] ;

[注释]操作码 : 助记符表示的字符串,规定了指令的操作功能.操作数 :参与操作的数据或地址.操作数可以有

0、

1、

2、3个,例如传送指令多数有两个操作数,写在左(前)面的称为目的操作数,写在右(后)面的称为源操作数,操作码与操作数间用空格分隔,操作数与操作数间用 , 号分隔.注释 : 该条指令说明,用 ;

号分隔.如:MOV A,30H;

30H单元的内容送累加器A (2)单片机的寻址方式 一般根据操作数的来源进行分类 MOV A,Rn;

A←Rn 指令选定的工作寄存器R0~R

7、A、B、DPTR、CY中的内容为操作数,加前缀@ 寄存器寻址 MOV A,40H;

A←(40H) 指令第

二、三字节为操作数的地址码direct,片内低128B单元、专用寄存器和RAM位地址 直接寻址 MOV A,|40H;

A←40H 指令第二字节为操作数本身,ROM中的常数,立即数|data 立即寻址 指令格式示例 特征及寻址空间 寻址方式 MOV C,bit;

C←bit 操作数为片内RAM20H~2FH及可位寻址的寄存器操作位的地址操作 位寻址 SJAMP rel;

PC←PC+2+rel 指令第二字节为跳转地址的偏移量,值为-127~128,与PC当前内容之和为目的地址 相对寻址 MOVC A,@A+DPTR;

A←((A)+DPTR) 基址寄存器DPTR或PC和变址寄存器A的内容之和为操作数的地址,访问ROM中的某个字节 基址加变址寻址 MOV A,@Ri;

A←(Ri) 指令指定的工作寄存器中的内容为操作数的地址,片内R

0、R1,片外DPTR,堆栈SP 寄存器间接寻址 5.单片机的控制原理 在控制系统中,单片机作为核心器件,具有数据和信息的存储、运算、判断、处理等功能,通过I/O口可以输入输出数据和信息,在时钟控制下,严格按照固定的程序运行.例如空调的温度控制,由温度传感器将温度变化转换成电信号,放大后通过I/O口输入单片机,单片机执行数据处理程序,当判断温度高于设定温度时,向I/O口输出控制字.如图所示,当P10口输出为高电平(

1 )时,继电器吸合,启动压缩机工作.使P10=1,执行SETB P10即可;

使P10=0,执行CLR P10即可. 0.4.1 控制系统的几个概念 1.控制系统与控制对象 完成控制任务需要由若干分工明确的单元协同工作,其中任何部分都不能独立完成工作,这些为完成某项控制任务而相互联系在一起的单元构成一个控制系统,简称为系统.为满足某种要求,设备或过程按照控制规律进行工作,这些设备或过程称为控制对象.如调光台灯的控制对象是灯泡而不是光亮度,电风扇的控制对象是电动机而不是风速等等. 0.4 家用电器的智能控制 2.输入量与输出量 能够进入系统对控制对象有影响的作用称为输入量.在控制系统中,随输入量发生变化的物理量称为被控制量或输出量.在实际条件下,控制对象可能受许多外部作用,一般只考虑对输出量有重大影响的有限数目的外部作用.在实际分析系统时,只把这些主要的外部作用,作为输入量.从对控制对象和输出的影响来看,输入量可分为两种不同的类型.一种类型的输入量是保证控制对象的运行达到所要求的目标,这一类输入量称为控制量或基准量.另一类输入量则相反,它妨碍达到目标,这类作用称为扰动作用或扰动量.控制实际上就是在控制系统中令输出量按照输入量的要求变化. 控制系统按其结构可分为开环控制系统和闭环控制系统.还可以将两者结合起来,组成复合控制系统.系统的结构是由所完成的功能决定的.1.开环控制系统的结构和特点 开环控制系统如图所示,其输出量不影响输入量. 0.4.2 控制系统的类型 例如调光台灯电路中,灯泡是执行元件,电位器是驱动元件,基准量是人的感觉和调节. 2.闭环控制系统的基本结构特点 闭环控制系统把输出量直接或间接地反馈到比较环节形成闭环结构,参与系统对输出量的控制. 由于系统是根据负反馈原理按偏差进行控制的,因此,也叫做反馈控制系统或偏差控制系统. 采样环节:提取出与输出量的变化规律相同的采样信号,由反馈通道送入比较环节(反馈)比较环节:采样信号与基准输入量进行比较(相减)驱动环节:再利用比较之后得到的偏差信号控制驱动环节.改变输出给控制对象(执行机构)的能量大小,从而抑制内部或外部扰动对输出量的影响,维持输出量的稳定. 3.开环与闭环控制比较 0.4.3 家用电器的一般控制 1.温度的开关控制 2.水箱供水的闭环控制 3.程序控制 彩灯的顺序控制 CD4069六反相器 0.4.4 家用电器的智能控制 1.智能控制系统组成 (1)基准输入 人工事先设定的预期控制目标值.(2)数据采集 用传感器检测控制系统输出量,并转换成单片机能够接收的电信号(数字或模拟).(3)驱动电路 将单片机输出的弱信号放大成控制执行器的大功率信号.(4)执行部分 执行器即控制对象,如电加热器、电动机、灯泡等. 图示,R1恒流,RP1下限调节,RP2上限调节. 2.几种传感器应用电路(1)用热敏晶体管检测温度的采样电路 (2)湿敏器件的基本应用电路 图示,电阻分压,加热清洗. (3)SnO2气敏传感器 图示,SA1或SA2手动启动排风扇. (4)透射式光耦合器制造烟雾报警器 图示,IC9561报警声电路. 3.驱动电路 (1)开关方式的驱动电路 图示,固态继电器(SSR),全固态过零型固态继电器(PSSR). (2)晶闸管调压控制驱动电路(过零触发)(3)调频控制驱动电路(4)显示装置驱动电路 4.家用电器智能控制实例 (1)洗衣机电路单片机:DJ2001为4位.开关信号接口:工作设定开关SB1~SB4,盖开关.输出接口:模拟信号接口: A/D转换.(2)电饭锅电路 小结: 1.单片机是单片微型计算机的简称,它是将计算机的中央处理系统(CPU)、存储器(RAM和ROM)、I/O接口器、定时器/计数器以及串行通信接口器等功能电路集成在一块芯片上,组成一个完整的微型计算机.2.各种单片机主要不同有以下几个方面: (1)CPU的位数:4/8/16/32;