论文总字数：17531字

摘 要

可燃炉是一款专门测试建筑材料耐火性的装置，为了提高目前可燃炉的集成程度和自动化程度，本论文设计了一款基于51单片机的建筑材料可燃性实验炉。可燃炉的硬件部分以STC89C52RC芯片为核心，软件部分采用C语言在keil平台上进行编写。

在系统设计中，本文将可燃炉分为5个模块：液晶模块、键盘模块、单片机模块、步进电机模块和时钟模块，之后以模块为单位进行软件硬件设计。在硬件设计中，给出了每个模块的电路原理图并阐述了工作原理。在软件设计中，结合了部分代码设计并解释了每个模块的实现方法。

最后对设计出的系统进行了功能测试，并对测试数据进行了分析。测试结果表明：开发出的可燃炉具有价格便宜，结构简单，操作容易的优点。

关键词： 单片机 可燃炉 脉冲信号

Development of combustible furnace experimental device using C51 single chip microcomputer

ABSTRACT

Combustible furnace is a device specially designed to test the fire resistance of building materials. In order to improve the integration degree and automation degree of the current combustible furnace, this paper designs an experimental furnace for the flammability of building materials based on 51 single-chip microcomputer. The hardware part of combustible furnace takes STC89C52RC chip as the core, and the software part uses C language to write on keil platform.

In the system design, the combustible furnace is divided into 5 modules: liquid crystal module, keyboard module, single-chip microcomputer module, stepper motor module and clock module. In the hardware design, the circuit schematic diagram of each module is given and the working principle is explained. In the software design, combined with part of the code design and explain the implementation of each module.

Finally, the function test of the designed system is carried out, and the test data is analyzed. The test results show that the developed combustible stove has the advantages of low price, simple structure and easy operation.

Key Words: Single chip microcomputer；Combustible furnace；Pulse signal

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 项目背景 1

1.2 基于AT89C51单片机实现秒表 1

1.3 基于单片机的步进电机控制系统 2

1.4 基于单片机的全自动搅拌系统 3

1.5 本文主要研究内容 4

第二章 系统及硬件设计 5

2.1 系统工作流程 5

2.2 系统框架 6

2.3 可燃炉硬件设计 7

2.3.1 搭载芯片原理图及电源电路图 7

2.3.2 液晶LCD1602 8

2.3.3 矩阵键盘 10

2.3.4 步进电机模块 11

第三章 可燃炉软件设计 13

3.1 主函数的设计 13

3.2 矩阵键盘的设计 14

3.3 LCD1602软件设计 17

3.4 脉冲信号的软件设计 18

3.5 中断函数设计 19

第四章 项目成果和结论 22

4.1 项目成果 22

4.2 论文工作总结 24

参考文献 25

致谢 27

第一章 绪论

1.1 项目背景

随着科学技术的不断进步，自动化时代离我们越来越近，而单片机的广泛应用正在加速这一时代的到来^[1]。目前单片机在各个方面都已比较成熟，具有价格便宜、体积轻小、集成度高、功能强大的特点，因此将单片机融入我们的生活是大势所驱。

单片机又称为微控制器，它将众多计算机的基础部件缩小化，然后集成到一块芯片上，也就是说单片机是一台微型电脑，因此人们可利用单片机去代替人力做一些机械化的、高精度的工作。由于单片机拥有着众多优点，目前单片机已在多个领域占据了重要地位，从家用电器，到电子通信，再到工业控制，它比人类表现的更加出色^[2]。

单片机的大部分功能都由软件来实现，从观念上改变了从前用模拟或数字电路去设计控制系统的想法，因此使用单片机技术可节省大量的硬件资源，对于控制技术来说，单片机技术的普及无疑是一场革命^[3]。本章后续小节的文献综述介绍了几例单片机的应用，这些应用实例相较于旧的仪器或系统都有了很大的提升。

1.2 基于AT89C51单片机实现秒表

张翠云以AT89C51单片机为核心设计了一种秒表，这种秒表和普通时钟相比具有精确度高、稳定性好、设计简易的优点。她从软件和硬件两方面介绍了具体的实现方法，硬件由四位数码管、时钟电路、复位电路、和键盘电路等组成；软件部分由按键程序设计、时间溢出进位设计构成。

秒表的精度为0:01s,可变范围从00:00到60:00，通过一组寄存器来实现秒和毫秒的溢出进位，使用者可利用三个控制键：开始、暂停/继续、复位实现各种功能^[4]。设计者从两方面细致介绍了智能秒表的实现，然后利用Proteus软件对设计的电路进行仿真以检查正确性。此设计除一般秒表功能外还实现了高精度的计时功能，并且构造简易，设计灵活。但是还有一定的不足，基础C51单片机有32个引脚，此设计只运用了15个单片机并行I/O引脚，相比略显浪费，秒表的功能还有很大的扩展空间^[5][6]。

图1 张翠云设计的秒表硬件电路

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