授课日期 班次 授课时数2 课题:任务十三可调速加热炉控制器 教学目的:熟悉I2C总线编程技术,键盘扫描编程技术 提高单片机综合设计能力 重点:单片机开发项目的设计能力培养 难点:硬件和软件设计 教具:多媒体 作业:附加 自用参考书:《单片机应用技术》耿长清主编、《单片机应用技术》刘守义主编 教学过程: 复习 潜水泵自动控制保护器总体设计 任务十三可调速加热控制器 任务描述 2总体设计 结合上次课的内容来进行需求分析、方案设计、测试计划 3详细设计 )硬件设计(原理图、主要元器件) 2)软件设计 以其中一个程序为例讲解,其他程序由学生自己完成 4课堂小结 课后小结:
授课日期 班次 授课时数 2 课题： 任务十三 可调速加热炉控制器 教学目的：熟悉I2C总线编程技术，键盘扫描编程技术 提高单片机综合设计能力 重点： 单片机开发项目的设计能力培养 难点： 硬件和软件设计 教具： 多媒体 作业： 附加 自用参考书：《单片机应用技术》耿长清主编、《单片机应用技术》刘守义主编 教学过程： 复习： 潜水泵自动控制保护器总体设计 任务十三 可调速加热控制器 1.任务描述 2.总体设计 结合上次课的内容来进行需求分析、方案设计、测试计划 3.详细设计 1）硬件设计（原理图、主要元器件） 2）软件设计 以其中一个程序为例讲解，其他程序由学生自己完成 4.课堂小结 课后小结：
7.2任务十三可调速加热控制炉 仼务描述:本控制器能根据用户设定的加温温限(最高温度),以及加热 时间、冷却时间,自动调节加热功率,从而达到可调速加热的目的。 总体设计 需求分析 需求获取 本项目最初由湘潭大学理化实验室提出需求,在化学实验金属相图实验中,原有的实验仪 (一台PC机、一台加热炉、一台测温仪)要做一个完整的实验需要四五个小时以上,并且 数据要学生自己记录并自己计算和给制图形,往往几个小时不能完成一个实验,为了解决 这个问题,提出开发一种新的实验设备,新的实验仪(PC机一台、两台测温仪,每台测温 仪可以接六路温度传感器,两台加热炉),这样一台PC机可同时采集12路数据,整个过程 由PC机上软件完成,不需学生记录数据和绘制图形和表格,大大提高了实验速度,实验结 果更准确和直观。同时一个实验室可以省下一半PC机,节约了设备成本。本项目只是该实 验仪中一部分,也就是加热炉的控制部分。 ■设计开发任务书 本项目开发人员如下:项目负责人一名,软件工程师四名、硬件工程师一名、结构工程师 名、技术员一名、采购员一名。其中两名软件工程师负责PC软件开发、一名软件工程师 负责测温仪软件开发、一名软件工程师负责加热炉软件开发
任务描述： 本控制器能根据用户设定的加温温限（最高温度），以及加热 时间、冷却时间，自动调节加热功率，从而达到可调速加热的目的。 7.2 任务十三 可调速加热控制炉 ➢总体设计 ❖ 需求分析 ▪ 需求获取 本项目最初由湘潭大学理化实验室提出需求，在化学实验金属相图实验中，原有的实验仪 （一台PC机、一台加热炉、一台测温仪）要做一个完整的实验需要四五个小时以上，并且 数据要学生自己记录并自己计算和给制图形，往往几个小时不能完成一个实验，为了解决 这个问题，提出开发一种新的实验设备，新的实验仪（PC机一台、两台测温仪，每台测温 仪可以接六路温度传感器，两台加热炉），这样一台PC机可同时采集12路数据，整个过程 由PC机上软件完成，不需学生记录数据和绘制图形和表格，大大提高了实验速度，实验结 果更准确和直观。同时一个实验室可以省下一半PC机，节约了设备成本。本项目只是该实 验仪中一部分，也就是加热炉的控制部分。 ▪ 设计开发任务书 本项目开发人员如下：项目负责人一名，软件工程师四名、硬件工程师一名、结构工程师 一名、技术员一名、采购员一名。其中两名软件工程师负责PC软件开发、一名软件工程师 负责测温仪软件开发、一名软件工程师负责加热炉软件开发
72任务十三可调速加热操制器 总体设计 方案设计 整个方案在这里就不详述,这里只就加热炉部分进行说明,由于一台PC 机同时控制两台加热仪和两台测温仪,所以本台都有相应地址,与PC机 通讯采用CAN总线,地址用24C01存储,加温速度由PC机根据当时室温发 送相应加热功率百分比来控制加热炉。加热炉由89C1051控制。如接收 到PC机发送的功率是80,则可通过控制加热炉80%时间打开电源,20%时 间关断电源,具体通讯协议读者可以自己制订,并完整好程序,并在做 实验或实训时调试。 今测试计划 硬件测试:主要测试各部分硬件是否能正常工作,每部分通过简单程序 来检测。 软件测试:加热炉在不同室温下能不能在相同时间加热到指定温度
7.2 任务十三 可调速加热控制器 ➢总体设计 ❖方案设计 整个方案在这里就不详述，这里只就加热炉部分进行说明，由于一台PC 机同时控制两台加热仪和两台测温仪，所以本台都有相应地址，与PC机 通讯采用CAN总线，地址用24C01存储，加温速度由PC机根据当时室温发 送相应加热功率百分比来控制加热炉。加热炉由89C1051控制。如接收 到PC机发送的功率是80，则可通过控制加热炉80%时间打开电源，20%时 间关断电源，具体通讯协议读者可以自己制订，并完整好程序，并在做 实验或实训时调试。 ❖测试计划 硬件测试：主要测试各部分硬件是否能正常工作，每部分通过简单程序 来检测。 软件测试：加热炉在不同室温下能不能在相同时间加热到指定温度
72任务十三可调速加热操制器 详细设计 今硬件设计 ■主要元器件 89C2051一片、24C01、双向可控硅等。 I2C总线原理及工作时序: Pin name Function A0-A2 Address Inputs 8-lead PDIP SDA Serial data Ao囗1 8□vcc SCL Serial Clock Input A1口2 7口WP A2囗3 6□sCL WP Write protect GND口4 5 BSDA NC No-connect 引脚图
7.2 任务十三 可调速加热控制器 ➢详细设计 ❖硬件设计 ▪主要元器件 89C2051 一片、24C01、双向可控硅等。 ▪I2C总线原理及工作时序： 引脚图
72任务十三可调速加热径制器 Device Address 2K1010 A2 A, AoR/W MSB LSB 4K 10 A1PO R/W 8K 1010 A2 P1 Po R/W 16K 1010P2 PO RM 读写命令字 Current Address Read ADDRESS TTT SDA LINE DATA NoAcK 当前读时序
7.2 任务十三 可调速加热控制器 读写命令字 当前读时序