【正文】 行控制。 方案 選擇 單片機(jī) 選擇 方案一： 選擇 8031 單片機(jī) 8031 單片機(jī)是 Intel 公司生產(chǎn)的 MCS51 系列單片機(jī)中的一種，除無(wú)片內(nèi) 只讀存儲(chǔ)器 外，其余特性與 MCS51 單片機(jī)基本一樣。其功能模塊圖 如 圖 所示 ： 圖 基于單片機(jī)的恒溫控制系統(tǒng) 功能模塊圖 系統(tǒng)功能劃分 本次設(shè)計(jì)整個(gè) 恒溫控制 系統(tǒng)主要分為硬件部分和軟件部分。 我們都知道 科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，只要 將科學(xué)技術(shù) 運(yùn)用得當(dāng)，先進(jìn)的 科學(xué)技術(shù) 不僅 能夠節(jié)約更多的人力 和 物力， 還可以 降低生產(chǎn)過(guò)程中的能源材料的消耗，省略 一些繁瑣的細(xì)節(jié)，使各種產(chǎn)品的生產(chǎn)效益更上一個(gè)臺(tái)階。當(dāng)環(huán)境溫度高于設(shè)定溫度上限時(shí)，驅(qū)動(dòng)降溫裝置執(zhí)行降溫工作；當(dāng)環(huán)境溫度低于溫度下限時(shí)，驅(qū)動(dòng)升溫裝置執(zhí)行升溫 工作。因此，單片機(jī)對(duì)溫度的控制問(wèn)題是一個(gè)工業(yè)中經(jīng)常遇到的問(wèn)題。 常用的 溫度 控制電路根據(jù) 所要求的性能指標(biāo) 和 應(yīng)用場(chǎng)合 有所不同 ， 例如 在工業(yè) 中 ， 怎樣 提高溫度控制對(duì)象的運(yùn)行性能一直以來(lái)都是 技術(shù)人員 和 控制人員 努力解決的問(wèn)題。 基于單片機(jī)的 控制具有價(jià)格低、 體積小、 重量輕 、 耗電少 、 靈活機(jī)動(dòng) 和 可靠性高 等 很多 優(yōu)點(diǎn)， 假如我們能夠 利用單片機(jī)進(jìn)行溫度的測(cè)量和控制， 那么 這 將會(huì) 大幅度 提高溫度測(cè)量和控制的 靈活性 和 可靠性 。 例如：在電力工程 、 冶金工業(yè)、化工生產(chǎn)、 機(jī)械制造 、造紙行業(yè) 和食品加工等 許多 領(lǐng)域中，人們都需要對(duì)各類加熱爐、 熱處理爐 、 反應(yīng)爐 和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測(cè)和控制 。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī) ， ADC0808， LED，恒溫控制 II II ABSTRACT Temperature measurement and control in industry, agriculture, national defense, scientific research, medical and other industries widely used. With the continuous development of power electronics technology, a variety of highperformance analogin temperature measurement and control field has been very widely used. The design of the temperature control system based on single chip, using the pany launched INTEL MCS51 series 89C52 microcontroller to control the core, with the flexibility to set upper and lower temperature, limit alarm, selfadjust the temperature, setreset, and digital display. Papers from both hardware and software aspects introduced microcontrollerbased temperature control system, and the hardware schematic diagram and made a concise description of the program. The design of microcontrollerbased temperature control system is mainly by the microcontroller, temperature acquisition circuit, relay control circuit, display circuit modules, some of which temperature acquisition using ADC0808 ADC, some with LED digital tube. Will be collected ADC0808 analog signal into a digital signal to the microcontroller, the microcontroller signals dealt with accordingly, whe n the temperature exceeds the set limit value, the MCU control alarm system, alarm, and drive the relay opens the corresponding switch so that the corresponding actuator operation, by controlling the relay control an external heating means or cooling means that the ambient temperature is set within the upper and lower temperature range, and the temperature data to the LED display, in order to achieve temperature control. This design not only developed the basic principles of design programs, but were protues keil software debugging and simulation software operation. KEY WORDS: Microcontroller,ADC0808, LED, Thermostatically controlled III 目 錄 摘 要 .............................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 論文 從硬件和軟件兩方面介紹了 基于 單片機(jī) 的恒溫 控制系統(tǒng)， 并 對(duì)硬件原理圖和程序圖作了簡(jiǎn)潔的描述。 I 基于 89C52單片機(jī)的恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 溫度的測(cè)量與控制在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、科研 、醫(yī)療 等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。此次設(shè)計(jì)的 基于單片機(jī)的 恒溫控制 系統(tǒng)主 要是由 單片機(jī) 、溫度 采集 電路 、 繼電器控制電路、 顯示 電路 等模塊組成 ，其中 溫度 采集 部分采用 ADC0808模數(shù) 轉(zhuǎn)換器 ， 顯示 部分 采用 LED 數(shù)碼管 。 Abstract ............................................錯(cuò)誤 !未定義書簽?？梢院敛豢鋸埖恼f(shuō)，溫度控制應(yīng)用于我們?nèi)粘Ｉ钪械姆椒矫婷?，在我們的生產(chǎn)生活中是必不可少的 一部分 。 單片機(jī)對(duì)溫度 的 測(cè)量 和 控制過(guò)程是借助于 模數(shù) 轉(zhuǎn)換器 以及擴(kuò)展接口和執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行的。這類控制對(duì)象 不僅 滯后現(xiàn)象嚴(yán)重 ， 而且 慣性大 ， 存在很多不確定的因素 ， 我們 難以建立精確的數(shù)學(xué)模型 ， 從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)性能不佳 ， 甚至出現(xiàn)控制不穩(wěn)定、失控 的 現(xiàn)象。 本課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和意義 基于單片機(jī) 的恒溫控制系統(tǒng) ，以 89C52 單片機(jī)和 ADC0808 模數(shù) 轉(zhuǎn)換器 為主要功能部件，單片機(jī)控制的各個(gè)模塊電路聯(lián)合作用，可以實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量并顯示、超過(guò) 上下限報(bào)警、自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度等功能。當(dāng)參數(shù)值恢復(fù)到設(shè)定值范圍內(nèi)時(shí)，單片機(jī)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行， 使環(huán)境的溫度在一定的范圍內(nèi)得到控制 ，從而實(shí)現(xiàn)恒溫的目的。 本 論文 是基于當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展的潮流趨勢(shì)下， 我 經(jīng)過(guò)慎重考慮后決定 執(zhí)筆的，也是對(duì)自己所學(xué)知識(shí)的一次檢驗(yàn)， 我 期望能夠獲得溫故而知新的效果。硬件部分是包括該 恒溫 控制 系統(tǒng)各個(gè)電路模塊的統(tǒng)稱，是整個(gè)設(shè)計(jì)中的核心；軟件部分是系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期功能的必要保證，也是本系統(tǒng)中必不可少的部分。采用 40 個(gè)引腳的 8031 單片機(jī) ， 有 4 個(gè) 8 位并行 I/O 接口： P0、 P P P3 和 128 個(gè)字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，但 沒(méi)有 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，需 要 擴(kuò)展 程序存儲(chǔ)器 ， 外圍器件 較 多，功 耗較高 。 鍵盤電路選擇 一般鍵盤電路有兩種：獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤。但 是 每個(gè)按鍵 都需要 占用一根輸入線，在按鍵數(shù)量 比較 多 的時(shí)候 ，輸入口浪費(fèi) 較 大，電路結(jié)構(gòu)顯得 比較 繁雜，故 獨(dú)立式 按鍵適用于按鍵較少或操作速度較高的場(chǎng)合 [2]。這一點(diǎn)是識(shí)別矩陣式 鍵盤 是否被按下的關(guān)鍵所在。 顯示電路的選擇 在單片機(jī)系統(tǒng)中常用的顯示電路有 LED 顯示、 LCD顯示。 5 方案二：選擇 LCD 顯示 液晶顯示 屏具有功耗小、輕薄短小 、 無(wú)輻射危險(xiǎn) 、 平面直角顯示以及影象穩(wěn)定不閃爍， 畫面效果好， 可視面積大，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。故選擇用 LED 作為顯示電路 。 它的 內(nèi)部有一個(gè) 8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通 8 路模擬輸入信號(hào)中 的一個(gè)進(jìn)行 模數(shù) 轉(zhuǎn)換 ，具有內(nèi)部功能強(qiáng)、轉(zhuǎn)換速度快等特點(diǎn) [3]。 軟件程序選擇 方案一：選擇匯編語(yǔ)言 匯編語(yǔ)言是面向機(jī)器的程序 設(shè)計(jì)語(yǔ)言。單片機(jī)的 C 語(yǔ)言采用 C51 編譯器（簡(jiǎn)稱 C51） ， 由 C51 產(chǎn)生的目標(biāo)代碼短、運(yùn)行速度 快 、所需存儲(chǔ)空間小。 自從 80 年代以來(lái)，單片機(jī) 產(chǎn)業(yè) 迅速 發(fā)展， 不斷 地 涌現(xiàn) 了 各 種 新產(chǎn)品，出現(xiàn)了 很多 高性能新型機(jī)種， 現(xiàn)在已經(jīng) 逐漸成為工廠自動(dòng)化和控制領(lǐng)域的支柱產(chǎn)業(yè)之一。 89C52 能夠 按照常規(guī) 的 方法進(jìn)行編程，但 是 不 支持 在線編程 (S 系列的才支持在線編程 )。 這 4 個(gè) 輸入輸出 口具有不 完全相同的功能， 它們各 端口的功能分別如下所示： P0 口有三個(gè)功能： （ 1） 外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)， 當(dāng)作 數(shù)據(jù)總線（ 芯片 中的 D0～ D7 為數(shù)據(jù)總線接口） ； （ 2） 外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)作地址總線（ 芯片 中的 A0～ A7 為地址總線接口） ； （ 3） 不擴(kuò)展時(shí)，可做一般的 輸入輸出 使用，但內(nèi)部無(wú)上拉電阻，作為輸入或輸出時(shí)應(yīng)在外部接上拉電阻。就算不在訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器的時(shí)候，這個(gè)信號(hào)也以振蕩頻率的 1/6 出現(xiàn)，因此可以用來(lái)作為對(duì)外輸出的時(shí)鐘脈沖。 /EA/VDD 訪問(wèn) 程 序存儲(chǔ)器控制信號(hào) ： 這個(gè)引腳有效（低電平）的時(shí)候只能選用片外程序存儲(chǔ)器，不然計(jì)算機(jī)上電或者復(fù)位后先選用片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。 XTAL1： 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 硬件電路設(shè)計(jì)概述 基于單片機(jī)的 恒溫控制系統(tǒng) 其硬件電路方框圖 如圖 所示： 由 圖可知，硬件電路由 8部分組成，即 按鍵輸入電路、 時(shí)鐘電路、復(fù)位電路 、溫度采集電路、引腳 第 2 功能 RXD（串行口輸入端） TXD（串行口輸出端） INT0（ 外部 中斷 0 請(qǐng)求輸入端，低電平有效） INT1（ 外部 中斷 1 請(qǐng)求輸入端，低電平有效） T0（ 定 時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 計(jì)數(shù)脈沖端） T1（ 定 時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 計(jì) 數(shù)脈沖端） WR（ 外 部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號(hào)輸出端，低電平有效） RD（ 外 部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，低電平有效） 9 數(shù)碼管顯示 電路 、 蜂鳴器報(bào)警電路、繼電器控制加熱和制冷電路等。在單片機(jī)的 XTAL1 和 XTAL2 管腳，按圖 所示接上晶振和電容就構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘電路： 圖 時(shí)鐘電路 圖中電容 C C3 對(duì)晶振頻率有微調(diào)的作用，通常的取值范圍為 2040pf，C C3 的典型值為 30pF。 按鍵輸入電路 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路 溫度采集電路 單 片 機(jī) 數(shù)碼管顯示電路 蜂鳴器報(bào)警電路 繼電器控制加熱電路 繼電器控制制冷電路 10 單片機(jī)工作時(shí)，由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外直接輸入的送至內(nèi)部控制邏輯單元的時(shí)鐘信號(hào)的周期稱為時(shí)鐘周期，其大小是時(shí)鐘信號(hào)頻率的倒數(shù)，時(shí)鐘信號(hào)頻率常用 fosc 表示。 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位組合電路，如圖 ： 圖 復(fù)位電路 圖 中由按鍵 S 電阻 R1 以及 電容 C1 構(gòu)成上電復(fù)位及手動(dòng) 復(fù)位 電路。要 具備 這些功能，可以通過(guò)按鍵 輸入電路 來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 按鍵 S4加數(shù)值 ，按鍵 S5 減數(shù)值 [6]。 當(dāng) 單片機(jī)控制端 =1時(shí)， 給三極管 Q1 基極一個(gè)高電平， 三極管 Q1 導(dǎo)通， 蜂鳴器的兩個(gè)管腳間獲得 接近 5V 的直流電壓，蜂鳴器中有電流通 過(guò)，從而 產(chǎn)生蜂鳴聲；當(dāng) 單片機(jī)控制端 =0 時(shí)， 給三極管 Q1