【正文】 進(jìn)行比較，根據(jù)偏差的大小，單片機(jī)執(zhí)行程序?qū)犭娤到y(tǒng)進(jìn)行控制，即經(jīng)過特定I/O口的電平變化，讓熱電系統(tǒng)加熱或者說是制冷，從而改變了室內(nèi)溫度。在單片機(jī)的設(shè)計中，單片機(jī)外部線路的設(shè)計，端口的分配和選用，復(fù)位和內(nèi)部時鐘的配合和電路的驅(qū)動等方面也遇到了不少問題，經(jīng)過對各模塊功能及單片機(jī)I/O的特點(diǎn)詳細(xì)了解后都基本上解決了。而在醫(yī)用、水產(chǎn)、特種工業(yè)、工業(yè)探傷、照相等行業(yè)，都需要求有穩(wěn)定而精確的溫度，也就是在設(shè)定一個溫度之后，系統(tǒng)能夠自動調(diào)整到這一個數(shù)值并保持不變。本論文是基于單片機(jī)而設(shè)計的室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)，通過對室內(nèi)溫度的檢測傳到單片機(jī)，與給設(shè)定值進(jìn)行比較，單片機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，根據(jù)偏差信號來改變特定I/O口的電平，也就控制了熱電系統(tǒng)，從而達(dá)到室內(nèi)溫度控制的目的。加熱電路本論文選擇了熱電制冷電路，這個電路的開關(guān)頻率很高，很多空調(diào)等都選用了類似的熱電制冷電路，只是根據(jù)控制要求做了適當(dāng)調(diào)整。當(dāng)熱電系統(tǒng)加熱時，使室內(nèi)溫度升高，DS1624不斷對室內(nèi)溫度進(jìn)行溫度檢測，當(dāng)偏差存在時單片機(jī)就繼續(xù)驅(qū)動熱電系統(tǒng)電路進(jìn)行加熱，直到偏差為零。溫度控制系統(tǒng)是人類供熱、取暖的主要設(shè)備的驅(qū)動來源，它的出現(xiàn)迄今已有兩百余年的歷史。 溫度控制的國內(nèi)外發(fā)展概況隨著計算機(jī)技術(shù)及現(xiàn)代傳感技術(shù)的發(fā)展，溫度的測量和控制對人類日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、氣象預(yù)報、物資倉儲等都起著極其重要的作用。 溫度控制的國內(nèi)發(fā)展概況溫度控制系統(tǒng)在國內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然已經(jīng)十分廣泛，但從生產(chǎn)的溫度調(diào)節(jié)來講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國、德國等先進(jìn)國家相比有著較大差距?？刂茀?shù)大多靠人工經(jīng)驗及現(xiàn)場調(diào)試確定。日本、美國、德國、瑞典等技術(shù)領(lǐng)先，都生產(chǎn)出來一批商品化的、性能優(yōu)異的溫度控制器及儀器儀表，并在各行各業(yè)廣泛應(yīng)用。目前國外溫度控制系統(tǒng)及儀表正朝著高精度、智能化、小型化等方面快速發(fā)展。該系統(tǒng)有單片機(jī),溫度傳感器，串口通信,和計算機(jī)組成。預(yù)留RS232接口，能和PC機(jī)聯(lián)機(jī)傳輸現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)。達(dá)到控制電阻爐溫度的目的。本系統(tǒng)要求隨時監(jiān)視室內(nèi)的溫度，在一定范圍內(nèi)根據(jù)用戶溫度設(shè)定值，迅速做出調(diào)整，以達(dá)到對室內(nèi)溫度的控制。方案二:采用Atmel公司的AT89S系列單片機(jī)，這類處理器的優(yōu)點(diǎn)是：低功耗，高性能，有4～8K系統(tǒng)可編程flash存儲器，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令與引腳完全兼容，在生活中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，涉及到日常生活，工業(yè)控制方面等等，能滿足通常的控制要求，而且取得了相當(dāng)滿意的效果，控制精度高。在控制系統(tǒng)中我們學(xué)過，組成閉環(huán)控制系統(tǒng)的元件中，測量元件引起的誤差不能消除，系統(tǒng)本身的誤差則可以通過算法控制到最小。方案二：采用數(shù)字量輸出DS1624，DS1624是美國DALLAS公司生產(chǎn)的集成了測量系統(tǒng)和存儲器于一體的芯片。適用于高精度、低功耗的應(yīng)用系統(tǒng)場合。C的溫度變化；工作溫度范圍寬；體積小，能夠測量其它溫度計無法測量的溫度；使用方便；易加工成復(fù)雜的形狀；壽命長，穩(wěn)定性好、過載能力強(qiáng)。從系統(tǒng)控制要求角度出發(fā)，再考慮系統(tǒng)的性價比，選擇了方案二。優(yōu)點(diǎn)在于采用市電，比較方便，由單片機(jī)輸出PWM波來控制雙向可控硅的觸發(fā)相位，控制執(zhí)行元件電路加熱或制冷。基于以上兩個方案比較，方案二組成的執(zhí)行系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，功能強(qiáng)大，可靠性高，性價比也高，能夠同時實現(xiàn)執(zhí)行系統(tǒng)的加熱與制冷。當(dāng)溫度在允許范圍內(nèi)時，按鍵設(shè)定的溫度得以執(zhí)行，通過熱電制冷片加熱或制冷，通過風(fēng)扇加速空氣流動，來達(dá)到迅速調(diào)整室溫的目的。方案二：用專門的芯片擴(kuò)展鍵盤，也是矩陣式的，當(dāng)有按鍵按下時就會觸發(fā)按鍵中斷，在主控制器收到中斷信號后就開始讀相應(yīng)按鍵值。 顯示器的選擇顯示器是室溫控制系統(tǒng)中顯示系統(tǒng)的重要組成部件，它顯示了用戶設(shè)定的溫度即室內(nèi)最終要達(dá)到的溫度（在允許的范圍內(nèi)0176。當(dāng)驅(qū)動能力不夠時（如單片機(jī)的P0口），可以直接加上拉電阻，或者加專門的驅(qū)動芯片?；谝陨戏桨副容^，本室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)只顯示數(shù)字就可以，默認(rèn)為華氏溫度，因而就選擇非常便宜的數(shù)碼管顯示，就滿足了系統(tǒng)的要求。若不合理（亮紅燈發(fā)警告聲）則用戶必須迅速做出調(diào)整。方案二：聲音讓蜂鳴器發(fā)出，蜂鳴器的電路簡單，用兩個電阻、一個電容與三極管就可以驅(qū)動，而且聲音也大，效果很好，在一定范圍內(nèi)，電流越大聲音越大而且只改變電路中的電阻即可。 風(fēng)扇電機(jī)選擇風(fēng)扇保證了熱氣與冷氣迅速流動到室內(nèi)的每一個角落，滿足室內(nèi)溫度控制的要求。方案二：采用步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)是一種把電脈沖轉(zhuǎn)換成角位移的電動機(jī)。3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 硬件總體結(jié)構(gòu)框圖本室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)由溫度采集系統(tǒng)、按鍵控制系統(tǒng)、主控制器、執(zhí)行系統(tǒng)、數(shù)碼顯示系統(tǒng)、警告及提示系統(tǒng)組成，： 硬件總體結(jié)構(gòu)框圖 單片機(jī)知識介紹單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機(jī)系統(tǒng)集成到一個芯片上。單片機(jī)內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲器件，不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多，不過價錢也是低的，一般不超過10元即可用它來做一些控制電器一類不是很復(fù)雜的工作足矣了。還有一類計算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可以分為以下幾個范疇：，如精密測量設(shè)備（功率計，示波器，各種分析儀）。，醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。片上Flash允許程序存儲器在線系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。對P2端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。在使用8位地址（如MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。晶振工作時，RST腳持續(xù)2個機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8位地址的輸出脈沖。如果需要，通過將地址為8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作將無效。PSEN：外部程序存儲器選通信號（PSEN）是外部程序存儲器選通信號。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應(yīng)該接VCC。 溫度測量系統(tǒng)電路設(shè)計 溫度傳感器DS1624介紹在本論文中，選用的是溫度測量的專用芯片DS1624是美國DALLAS公司生產(chǎn)的集成了測量系統(tǒng)和存儲器于一體的芯片。測量溫度范圍為50176。C范圍內(nèi)，精度為177。適用于高精度、低功耗應(yīng)用系統(tǒng)。I2C總線是Philips公司首先推出的一種兩線制串行傳輸總線。： DS1624內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 DS1624的工作原理及方式DS1624在測量溫度時使用了獨(dú)有的在線溫度測量技術(shù)，： DS1624工作原理在計數(shù)門開通的情況下對低溫系數(shù)振蕩器的脈沖個數(shù)進(jìn)行計數(shù)，計數(shù)脈沖的周期由高溫系數(shù)振蕩器所決定，計數(shù)器和溫度寄存器的預(yù)先設(shè)置值為55176。通過改變增加的每1176。該13位寄存器的內(nèi)容即為補(bǔ)碼表示的溫度值，最高位為符號位，符號為“1”表示溫度值為負(fù)，為“0”表示溫度值為正。1SHOT為1時為單次轉(zhuǎn)換模式，DS1624在收到啟動溫度轉(zhuǎn)換命令EEH后進(jìn)行一次溫度轉(zhuǎn)換。在字節(jié)編程模式中，主控制器發(fā)送地址和一個字節(jié)的數(shù)據(jù)到DS1624。DS1624再次發(fā)出確認(rèn)信號，同時主器件產(chǎn)生停止條件STOP，啟動內(nèi)部寫周期。接收每一個字節(jié)以后，低位順序地址指針在內(nèi)部加1。存儲器的讀操作在這種模式下，主器件可以從DS1624的EEPROM中讀取數(shù)據(jù)。：在寫入信息時，主器件輸出從器件(即DS1624)的地址，同時R/W位置0。訪問存儲器指令［17H］：該指令是對DS1624的EEPROM進(jìn)行訪問，發(fā)送該指令之后，下一個字節(jié)就是被訪問存儲器的字地址數(shù)據(jù)。讀溫度值指令［AAH］：即讀出最后一個測溫結(jié)果。在連續(xù)模式下，將啟動連續(xù)測溫。直到下一個開始測溫的請求發(fā)出才繼續(xù)進(jìn)行連續(xù)測量。MAX1968主要由兩個開關(guān)型同步降壓穩(wěn)壓器組成，100％的占空比實現(xiàn)了低壓差操作。一般TEC+接OS2，TEC接OS1，OS1和OS2不是功率輸出，而是用來感測通過TEC的電流，流過TEC的電流由式（31）確定： （31）式中：RSENSE為TEC電流的感應(yīng)電阻；VCTL1為外部控制電路的輸出電壓；VREF為參考電壓()。MAX1968片內(nèi)帶有的MOSFET驅(qū)動器，減少了外部元件，芯片工作在較高的開關(guān)頻率下，可以用更小的電感和電容，從而減少PCB(印制電路板)的面積、降低成本?？筛鶕?jù)使用的TEC在REF和GND之間通過分壓電阻，在引腳MAXIP和MAXIN端設(shè)置。 熱電制冷片TEC介紹熱電制冷片也叫熱電半導(dǎo)體制冷組件，帕爾貼等。電子以高速度繞原子核轉(zhuǎn)動，受到原子核吸引，因為受到一定的限制，所以電子只能在有限的軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)，不能任意離開，而各層軌道上的電子具有不同的能量(電子勢能)。半導(dǎo)體重要的特性是在一定數(shù)量的某種雜質(zhì)滲入半導(dǎo)體之后，不但能大大加大導(dǎo)電能力，而且可以根據(jù)摻入雜質(zhì)的種類和數(shù)量制造出不同性質(zhì)、不同用途的半導(dǎo)體。在外電場作用下“空穴”流動方向和電子流動方向相反，即“空穴”由正板流向負(fù)極，這是P型半導(dǎo)體原理。這樣，半導(dǎo)體元件可以用各種不同的連接方法來滿足使用者的要求。：冷力、冷合、白內(nèi)障摘除片、血液分析儀等。此外，還有其它方面的應(yīng)用等等。TA與TB則是熱電制冷片TEC112705的接線端口。這里只用了一組。： 數(shù)碼顯示電路 警告及指示電路當(dāng)為按鍵輸入的溫度值不在0176。由于單片機(jī)的I/O口能夠驅(qū)動發(fā)光二極管，所以只需加一個限流電阻即可。 電機(jī)驅(qū)動電路 整體電路圖。： 系統(tǒng)主程序流程圖 按鍵控制服務(wù)程序流程圖當(dāng)有按鍵按下時，由中斷服務(wù)程序讀出按鍵值，然后通過按鍵值處理后，判斷其是否在允許的范圍內(nèi)，若不是則給出提示以告知用戶重新輸入溫度值，該操作不被執(zhí)行。在此過程中，不斷測溫，數(shù)碼管動態(tài)顯示每次加熱或制冷后的室內(nèi)溫度。C，可以修改范圍）內(nèi)調(diào)整室內(nèi)溫度，并且以綠燈常亮提示用戶設(shè)置溫度成功，當(dāng)用戶設(shè)置的溫度值不在允許范圍時，則會以紅燈閃爍和警告聲提示用戶設(shè)置越限，應(yīng)馬上重新設(shè)置溫度值；該系統(tǒng)為閉環(huán)控制，工作穩(wěn)定，穩(wěn)定性高，控制精度高（176。由于C語言簡練、緊湊，使用方便、靈活，運(yùn)算符豐富，數(shù)據(jù)類型也豐富，結(jié)構(gòu)化的控制語句，編程顯得順手些。室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計是一個開放性的設(shè)計，在不同的應(yīng)用場合不同要求下選用不同的控制方案，不同的器件，得到想要的效果。 //1968狀態(tài)控制位sbit P1_5=P1^5。sbit P3_1=P3^1。bit secondflag=0。 unsigned char T_data[4]。unsigned char s_key[2]。 unsigned int result。unsigned int n。 void i_start(void)。 bit i_clock(void)。 bit read_temperature_T(unsigned char *p,unsigned char y)。unsigned int key_scan(void)。 _nop_()。 } void delay10ms(void) //延時10ms{ unsigned int i。 } } void delayts(unsigned char t) //延時ts{unsigned char j,s。j99。 SDA=0。 } void i_stop(void) //停止信號{ SDA=0。 SDA=1。 } void i_init(void) //初始化{ SCL=0。 SDA=1。 sample=SDA。 delay()。i8。 i_clock()。 unsigned char i。 if(i_clock()) i_data++。 delay()。 return(0)。 } } bit read_temperature_T(unsigned char *p,unsigned char y) //讀溫度{ i_start(