单片机温控软件设计温控软件课件

单片机应用系统的软件设计

通常单片机应用系统的系统软件由主程序、定时中

断服务程序和若干个子程序构成。根据系统各操作的

性质，指定哪些操作由中断服务程序完成，哪些操作

由主程序完成。通常主程序完成显示及键盘处理，实现人机对话功

能。其现场参数采样、控制输出等则由定时中断完

成。下面以微电脑温度控制器为例，介绍单片机应用系

统的软件设计流程。一、温度控制器技术要求：

1、控温范围：0ºc~125ºc

2、控温精度：±1ºc3、控温工艺曲线：

工艺分4步 第1步:全速升温 第2步:速率升温 第3步:保温 第4步:全速降温二、软件设计的有关参数1、键盘及显示安排:命令键：输入(0AH)、工作(0BH)、确认(0CH) 继续(0DH)、显示(0EH)、退出(0FH)数字键：0－9个显示管：8个显示符：开机符：PGood输入符：In工作符：BE

输入显示：步号（2）、时间（3）、温度（3）

设定值

工作显示：步号（2）、时间（3）、温度（3）显标0：

实测值

1：PL（2）、时间（3）、温度（3） 设定值

5、内存单元安排：

标志位：00H键标志09H显示标志01H输入标志0AH结束标志02H工作标志0BH退出标志 03H数入标志0CH 04H修改标志0DH升温标志 05H报警标志0EH降温标志 06H半秒标志0FH保温标志 07H1秒标志 08H8秒标志

显缓区：40H---47H 显示指针：22H 计时单元：24H(100ms)25H(0.5s)26H(1s)

ΔU单元：35H实时时钟:31H(秒)32H(分) 工艺参数：50H---5FH 工艺步号：23H 采样值：60H－65H 实测值：38H－3AH

误差值：3BH－3FH(ei-2,ei-1,ei) 控制输出:36H(加热)37H(冷却) 堆栈区：68H－7FH三、微电脑温度控制器软件框图键扫入口：0000H初始化.Pgood－显缓区显示有键按下否键数－【显针】修改显针显针限值输入符－显区建立数入标志建立输入标志建立显针工作符－显区建立数入标志建立工作标志建立显针键处理1、开机引导程序允许数入否散转到输入或工作程序入口传送工艺数键输入工作YNNY确认初始化设置栈底(SP)置P口初值I/O口初始化关输出置“0”工作单元及标志退出转0000H退出取工艺.送步号初值.设置初值.初始化T0.开中断显示处理、灯处理、更新显示(0.5S)有键按下否键处理键扫3、工作主程序关中断返回0000HYN退出显示处理按标志不同，将不同参数送至显缓区报警处理入口：0800H更换显示方式显示确认建立退出标志4、中断服务程序入口：000BH保护现场(A、B、DPH、DPL、PSW等)选另一工作寄存器区、重新置定时初值步时钟计数、建立时间标志、温度采样(传送、滤波)计算差值按控制算法计算输出参数控制输出步号加1、取工艺设置初值（步时钟、输出）工艺结束建立结束标志关输出恢复现场中断返回本工艺步结束否YN四、微电脑温度控制器软件清单1、开机引导程序：

A、MAIN-1:

ORG0000HORG000BHLJMPMAIN-1LJMPIT-O

MAIN-1：MOVSP,#67HMOVP1,#FDHACALLINT-7279 MOVR7,#48H（清工作单元） MOVR0,#20H M-0:CLRA MOV@R0,A INCR0 DJNZR7,M-0 ACALLMOV-0(开机符－显缓区） AJMPMAIN-2

a.SKEY:(数键处理）

SKEY:JNB03H,S-2MOVR0,22HMOV@R0,AINC22HMOVA,22HCJNEA,#48H,S-1S-1:JCS-2MOV22H,#46HS-2:RET

b.MKEY-1(输入键处理）

MKEY-1：SETB01HSETB03HMOV22H,#46HMOVDPTR,#TAB-1ACALLMOV-1RETc.MKEY-2(工作键处理）

MKEY-1：SETB02HSETB03HMOV22H,#46HMOVDPTR,#TAB-2ACALLMOV-1RET

d.MKEY-3(确认键处理）

MKEY-3:JNB01H,MK-0LJMPSR-0MK-0:JNB02H,MK-1LJMPGZ-0MK-1:RET

B、SR-1：

SR-1：ACALLDIRACALLKEYCJNEA,#FFH,S-1S-5：CJNEA,#0FH,SR-1SJMPSR-1ACALLSKEY-4退出S-1：CJNEA,#0AH,S-2SJMPSR-1S-2：JNCS-3ACALLSKEY-1数键

SJMPSR-1S-3：CJNEA,#0CH,S-4ACALLSKEY-2确认SJMPSR-1S-4：CJNEA,#0DH,S-5ACALLSKEY-3继续SJMPSR-1

a.SKEY-1:(数键处理）

SKEY-1:JNB03H,S-2MOVR0,22HMOV@R0,AINC22HMOVA,22HCJNEA,#48H,S-1S-1:JCS-2MOV22H,#42HS-2:RET

b.SKEY-2(确认键处理）

SKEY-2:MOVA,23HADDA,23HADDA,#50HMOVR1,AMOVR0,#42H ACALLZ10-2 MOV@R1,AINCR1MOVR0,#45HACALLZ10-2MOV@R1,AMOV22H,#42HRET

d.SKEY-4(退出键处理）

SKEY-4：INC23HMOVA,23H ADDA,23HADDA,#50HMOVR1,AMOV@R1,#FFH(建立结束标志）LCALLMOV-2(保存工艺）AJMPMAIN-1

3、工作主程序：

GZ-0：LCALLMOV-3(取工艺） MOV23H,#01H LCALLSBZ-0（设置升降保标志） LCALLSCZ-0(设置步工艺初值） MOVTMOD,#01H MOVTH0,#3CH MOVTL0,#B0H SETBTR0 MOVIE,#82H SETB06H CLRP1.4

GZ-1：JNB06H,G2 CLR06H LCALLDL-0(灯显示)

JB09H,G1LCALLXS-0(实测值-显缓区)SJMPG2G1：LCALLXS-1(理论值-显缓区) G2：LCALLDTR(显示) LCALLKEY(键扫) CJNEA,#FFH,G3 SJMPG6 G3：CJNEA,#0EH,G4（显示键） CPL09H SJMPG6 G4：CJNEA,#0FH,G5（退出键） SETB0BH SJMPG6 G5：CJNEA,#0CH,G6（确认键） JNB0BH,G6 SETB0AH G6：LCALLBJ-0（报警处理） SJMPGZ-1

IT-1：JNB07H,IT-3(控制处理)CLR07HLCALLAD-0采样

LCALLLB-0滤波LCALLCZ-0计差值e(i)

JNB08H,IT-4CLR08H MOVA,52HJZIT-2LCALLJSC计ΔU

LCALLSZC-0设置输出参数

SJMPIT-4

IT-2：MOV36H,#00H设全速升降L2：JNB0DH,IT-4MOV37H,#00H温输出参数MOV36H,#7FHJNB0EH,L2SJMPIT-4MOV37H,#7FHSJMPIT-4

IT-3：INC23H(步结束处理)

LCALLMOV-4步工艺传送MOVA,52HCJNEA,#FFH,L6 SETB0AH L6：JB0AH,IT-5转工艺结束处理LCALLSBZ-0设置升降保标志 LCALLSCZ-0设置步工艺初值

IT-4：JB0AH,IT-5退出转结束处理LCALLKSC-0控制输出 POPDPL POPDPH POPDPB POPDPA RETI

工艺结束处理IT-5：POPDPLCLRP3.3POPDPHMOVR5,#C8H POPDPBL7：MOVR6,#C8H POPDPAL8：MOVR7,#F0HPOPAL9：DJNZR7,L9POPADJNZR6,L8MOVA,#00HDJNZR5,L7PUSHALJMP0000HMOVA,#10HPUSHARETI

ORG1000HJSCL：MOVIE,#00HMOVP1,#FDHSETBP3.2

MOVA,R1SETBP1.0ACALLSTFSINCR0

MOVR6,#04HDECR1L3:DJNZR6,L3DJNZR5,L1

MOVA,@R0RETADDA,#0DH

MOVCA,@A+PC

ACALLSTFS MOVR6,#02H

L4:DJNZR6,L4

TABDB7EH,30H,6DH,79H,33H,5BH,5FH,70H,7FH

DB7BH,77H,1FH,4EH,3DH,4FH,47H,00H,67Hc.键扫程序:

KEY:ACALLKEY1L3：INCR2

CJNEA,#0FFH,L1DJNZR7,L2

CLR00HL4：MOVA,R2

RETRET

L1:JB00H,L5L5:MOVA,#FFHSETB00HRETMOVB,ATABDBXXH,XXH,…MOVR2,#00H

MOVR7,#0FH

L2：MOVA,R2

ADDA,#0AH

MOVCA,@A+PC

CJNEA,B,L3

SJMPL4

d.读键值子程序:所读的键值保存在A中

KEY1:CLRP1.0

MOVR6,#0CH

L1:DJNZR6,L1

MOVA,#15H

ACALLSTFS MOVR6,#06H

L2:DJNZR6,L2

ACALLSTJS

SETBP1.0 RET

e.发送一字节子程序：(发送数存于A中)

STFS：MOVR7，#08H设:P1.0CS

L1：RLCAP1.1CLK

MOVP1.2，CP1.2DATA

SETBP1.1P1.3KEY

MOVR6,#02H

L2:DJNZR6,L2

CLRP1.1

MOVR6,#02H

L3:DJNZR6,L3

DJNZR7,L1

RETf．接收一字节子程序：（接收字符存于A中）

STJS:MOVR7,#08H

L1:SETBP1.1

SETBP1.2

MOVR6,#02H

L2:DJNZR6,L2

MOVC,P1.2

RLCA

CLRP1.1

MOVR6,#01H

L3:DJNZR6,L3

DJNZR7,L1

RET

B、通用子程序

a.A-@R与@R-A：A-@R：MOVR4,A@R-A：MOVA,@R0 SAWPASAWPA ANLA,#0FHINCR0 MOV@R0,AORLA,@R0 INCR0 RET MOVA,R4 ANLA,#0FH MOV@R0,A RET

b.2-10与10-2子程序：

Z2-10-0：MOVR7,#02HZ10-2：MOVR7,#02HSJMPZ1MOVA,@R0

Z2-10-1：MOVR7，#03HZ2：MOVB,#0AHZ1：MOVB，#0AHMULABDIVA，BINCR0XCHA，BADDA,@R0MOV@R0，ADJNZD7,Z2XCHA，BRETDECR0DJNZR7，Z1RETc.16位取补子程序：（R2R3取补) NEG-0：CLRC CLRA SUBBA,R3 CLRA SUBBA,R2 MOVR2,A RETd.8位乘法子程序：(R4*R3→R2R3)MUL-0：MOVA,R4（8位无符号乘）MOVB,R3 MULAB MOVR3,A MOVR2,B RET

MUL-1：MOVA,R4（带符号R4*R3→R2R3） MOVR5,A JNBACC.7,L1 CPLA INCA L1：ACALLMUL-0 MOVA,R5 JNBACC.7,L2 ACALLNEG-0 L2：RETe.8位除法子程序：(R2R3÷R4→R3,余数R2) DIV-0：MOVR7,#08H（无符号除） L0：CLRC MOVA,R3 RLCA MOVR3,A MOVA,R2 RLCA MOVR2,A CLRC SUBBA,R4 JCL1 MOVR2,A INCR3 L1：DJNZR7,L0 RET

DIV-1：MOVA,R2（带符号R2R3÷R4→R3,余数R2） MOVR5,A JNBACC.7,L1 ACALLNEG-0 L1：ACALLDIV-0 MOVA,R5 JNBACC.7,L2 MOVA,R3 CPLA INCAMOVR3,A L2：RETC、传送子程序a.传送显示符子程序：

MOV-0:MOVDPTR,#TAB_0

MOV-1:MOVR7,#08HMOVR0,#40HMK_0:MOVXA,@DPTRMOV@R0,AINCDPTRINCR0DJNZR7,MK_0RETORG07E0HTAB_0DBPGOOdTAB_1DBIN__TAB_2DBBE__TAB_3DBPL__

b.传送工艺子程序：

MOV-2：MOVR7,#0EH(存工艺）MOVR0,#52H MOVDPTR,#0400HL1：MOVA,@R0 MOVX@DPTR,A INCR0 INCDPTR DJNZR7,L1 RET

MOV-3：MOVR7,#0EH(取工艺）

MOVR0,#52H MOVDPTR,#0400HL2：MOVXA,@DPTR MOV@R0,A INCR0 INCDPTR DJNZR7,L2MOV51H,#00H RET

MOV-4：MOVR7,#0EH(步工艺传送）MOVR0,#52H MOVR1,#50HL1：MOVA,@R0 MOVX@R1,A INCR0 INCR1 DJNZR7,L1 RETD、温度采样滤波子程序a.采样子程序：

AD-0:MOVDPTR,2000H MOVR6,#06H MOVR0,#60H L0：MOVX@DPTR,A MOVR7,#1EH L1：DJNZR7,L1 MOVXA,@DPTR MOV@R0,A INCR0 DJNZR6,L0 RETb.滤波子程序： FMAX：MOVR7，#05HLB-0：CALLFMAX MOVR0，#60H

CALLFMINL1：MOVA，@R0HCALLAVEINCR0

RET CLRC SUBBA,@R0

JCl2

MOVA,@R0

DECR0 XCHA,@R0 INCR0 MOV@R0,A l2：DJNZR7,L1 RET

FMIN：MOVR7,#04H

MOVR0,#60H

L1：MOVA,@R0

INCR0

CLRC

SUBBA,@R0

JNCl2

MOVA,@R0

DECR0

XCHA,@R0

INCR0

MOV@R0,A

l2：DJNZR7,L1

RET

AVE：MOVR7,#04HMOVR0,#60

MOVR3,#00MOVR4,#00

L1：MOVA,@R0

ADDA,R4

MOVR4,A

MOVA,R3

ADDCA,#00

MOVR3,AINCR0

DJNZR7,L1MOVA,R4MOVR7,#03HRRCAL2：CLRCMOVR4,AMOVA,R3DJNZR7,L2RRCAMOV67H,R4MOVR3,ARET

E、计算输出参数子程序a.计算公式：

采用数字PID增量式控制算法计算输出参数ΔU.

ΔU=A*e(i)-B*e(i-1)+C*e(i-2)设：A=18,B=3,C=1b.计算程序：JSC：MOVR4,3FHACALLADD-0 MOVR3,#12HACALLXZ-0（限值) ACALLMUL-1RET MOV28H,R2 MOV29H,R3 MOVR4,3DH MOVR3,#03H ACALLMUL-1 ACALLSUB-0 MOVR4,3BH MOVR3,#01H ACALLMUL-1

c.16位加减子程序：SUB-0：CLRC(28H,29H-R2,R3→28H,29H) MOVA,29H SUBBA,R3 MOV29H,A MOVA,28H SUBBA,R2 MOV28H,A RETADD-0：MOVA,29H(28H,29H+R2,R3→28H,29H) ADDA,R3 MOV29H,A MOVA,28H ADDA,R2 MOV28H,A RETd.限值子程序：XZ-0：MOVA,28H（限值为60H-A0H) JBACC.7,L4 JNZL2 MOVA,29H CJNEA,#60H,L1 L1：JCL3 L2：MOVA,#60H L3：MOV35H,A RETL4：CJNEA,#FFH,L6 MOVA,29H CJNEA,#A0H,L5 L5：JNCL7 L6：MOVA,#A0H L7：MOV35H,A RETF、控制输出子程序a.设置输出参数： SZC-0：MOVA,35H JBACC.7,L1 MOV36H,A MOV37H,#00H RET L1：CPLA INCA MOV37H,A MOV36H#00H RETb.控制输出：KSC-0：MOVA,36H JZL1 DEC36H CLRP1.4 SETBP1.5 RET L1：SETBP1.4 MOVA,37H JZL2 DEC37H CLRP1.5 RET L2：SETBP1.5 RETG、计算差值子程序a.计算差值：CZ-0：ACALLMOV-5(传送差值） MOVA,53H CJNEA,51H,L1 MOVA,3AH（保温） CLRC SUBBA,53H ACALLXZ-1（限值为10H-F0H) MOV3FH,A RETL1：ACALLJTL-0(计算T理） MOVA,3AH（升降温） CLRC SUBBA,R3 ACALLXZ-1（限值为10H-F0H) MOV3FH,A RET

b.传送差值：

MOV-5：MOVR7,#04H MOVR0,#3CH L1：MOVA,@R0 DECR0 MOV@R0,A INCR0 INCR0 DJNZR7,L1 RET

c.计算升降温T理：T理＝T初＋【（T终－T初）*C实】÷C总

JTL-0：MOVA,53H CLRC SUBBA,51H MOVR4,A MOVR3,32H INCR3 ACALLMUL-1 MOVR4,52H ACALLDIV-1 MOVA,51H ADDA,R3 MOVR3,A RET

d.限值：

XZ-1：JBACC.7,L3 CJNEA,#10H,L1 L1：JCL2 MOVA,#10H L2：RET L3：CJNEA,#F0H,L4 L4：JNCL5 MOVA,#F0H L5：RET

H、设置工艺参数初值子程序a.设置升降保标志 SBZ-0：MOVA,21H ANLA,#1FH MOV21H,A MOVA,53H CLRC SUBBA,51H JNZL1 SETB0FH RET L1：JCL2 SETB0DH RET L2：SETB0EH RETb.设置步工艺初值SCZ-0：MOV31H,#00H MOV32H,#00H SETBP1.4 SETBP1.5 SETB07H SETB08H MOV25H,#00H MOV26H,#00H JNB0FH,L1(保温） RET L1：JNB0EH,L2（降温)CLRP1.5