【正文】 ......................................................................... 21 第五章 軟件設(shè)計部分 ................................................................................................ 23 IV 第六章 結(jié)論與展望 .................................................................................................... 24 參 考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 25 致謝 .............................................................................................................................. 26 附錄一：總電路圖 ...................................................................................................... 27 附錄二：電路仿真圖 .................................................................................................. 28 附錄三：實物圖 .......................................................................................................... 29 附錄四：軟件程序 ...................................................................................................... 31 1 第一章 緒論 課題的選題背景及生產(chǎn)需求狀況 隨著電子技術(shù)和微型計算機(jī)的迅速發(fā)展，微機(jī)測量和控制技術(shù)得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。而且我國對于基于微機(jī)為核心的溫度測控系統(tǒng)的需求很大，很多大的公司相繼開發(fā)新型的溫度測控系統(tǒng)去滿足市場對溫度測控系統(tǒng)的各種特殊需求，使之應(yīng)用于各個行業(yè)，存在于各種產(chǎn)品中。隨著社會的高速發(fā)展，人民 生活水平的提高，更多的生產(chǎn)部門和環(huán)節(jié)對溫度測量控制精度的穩(wěn)定性和可靠性的要求越來越高，簡單的溫度測控設(shè)備顯然已經(jīng)不能滿足社會的需求。 （ 2）對設(shè)計的控制系統(tǒng)將采用方案進(jìn)行比較和選擇，以及對控制方法的描述。 （ 7）總結(jié)。 \ 圖 指環(huán)控制系統(tǒng)原理圖 該系統(tǒng)的工作原理是 :溫度傳感器 DS18B20 感應(yīng)到環(huán)境溫度，然后把數(shù)值傳送到單片機(jī)中，單片機(jī)接受數(shù)據(jù)經(jīng)處理后一方面把溫度數(shù)值傳送到溫度顯示屏上顯示出來，另一方面與給定的溫度上下限作比較從而控制繼電器的開斷，間接控制電熱管和排氣扇的工作狀態(tài)，以達(dá)到控制溫度的上升與下降的目的，使溫度保持在一定范圍內(nèi)。當(dāng)溫度超出設(shè)定的溫度 警戒線時，越限報警裝置啟動，以便人為進(jìn)行控制。故此次設(shè)計選擇模糊 PI 控制系統(tǒng)。 (2) 不依賴于被控對象的精確數(shù)學(xué)模型。 (6) 模糊控制器是一種容易控制、掌握的較理想的非線性控制器，具有較佳的魯棒性、適應(yīng)性、強健性及較佳的容錯性 但是模糊控制系統(tǒng)對 信息簡單的模糊處理將導(dǎo)致系統(tǒng)的控制精度降低和動態(tài)品質(zhì)變差。 模糊 PI 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 所示。概括的講：一塊 芯片 就成了一臺計算機(jī)。 由于 單片 機(jī) 在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，單片機(jī)由僅有 CPU 的專用 處理器 芯片發(fā)展而來。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位CPU 和系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。 （ 3）工作頻率 范圍： 0～ 40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 80MHz，實際工 作 頻率可達(dá) 48MHz。 （ 7） ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用 編程器 ，無 需專用 仿真器 ，可通過串口（ RxD/,TxD/）直接下載用戶程 序，數(shù)秒即可完成一片 。 （ 11） 通用異步 串行口 （ UART），還可用定時器 軟件 實現(xiàn)多個 UART。 （ 2）空閑模式：典型功耗 2mA。 （ 1） VCC（ 40 腳）：接 +5v 電源正端。每個機(jī)器周期該信號兩次有效，并且通過數(shù)據(jù)總線 P0 口讀會指令或常數(shù)。 （ 7） RST/VPD（ 9 腳）：復(fù)位信號 /備用電源輸入端。 （ 8） EA/VPP（ 31 腳）：內(nèi) /外部 ROM 選用端。在訪問外部存儲器時 ,可分別用作低 8位地址線和 8位數(shù)據(jù)線 。 （ 11） P2 口（ 21~28 腳）：由 ~ 組成， P2 口是一個內(nèi)部帶有上拉電阻的準(zhǔn) 8 位雙向 I/0 口 , 同時可用作高 8 位地址線和 8 位數(shù)據(jù)線，能驅(qū)動 4 個LSTTL 輸入。 6 個特殊功能寄存器決定了它的工作方式及功 10 能。 GATE:選擇定時 /計數(shù)器是否受外部中斷控制。 M M0：定時 /計數(shù)器工作模式時選擇位。 表 TCON 內(nèi)部各位定義 位編號 未定義 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) STC89C52RC 單片機(jī)內(nèi)部由中央處理器、存儲器、輸入 /輸出端口、定時 /計數(shù)器、中斷系統(tǒng)以及系統(tǒng)總線等構(gòu)成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如 所示。主要功能為處理數(shù)據(jù)的算術(shù)運算。 STC89C52RC 內(nèi)部有兩個存儲器，分為程序存儲器（ ROM）和數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），但由于訪問的地址一樣，因而要采用不同形式的指令進(jìn)行操作。 表 程序存儲器中的特殊單元 0000H 單片機(jī)上電或復(fù)位后，程序從該地址開始執(zhí)行 0003H 外部中斷 0 入口地址 000BH 定時 /計數(shù)器 0 溢出中斷入口地址 0013H 外部中斷 1 入口地址 001BH 定時 /計數(shù)器 1 溢出中斷入口地址 0023H 串行口中斷入口地址 002BH 定時 /計數(shù)器 2 溢出或 T2EX（ ）端負(fù)跳變時的入口地址 內(nèi)部數(shù)據(jù) 存儲器：主要存放運算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存、緩沖、標(biāo)志位以及用戶自定義的字形表等。特殊功能寄存器（ SFR）（地址 :80HFFH） , 只能直接尋址 .因此可以通過尋址方式的不同，來區(qū)分特殊功能寄存器 SFR 和高 128位的內(nèi)部 RAM。 顯示屏 LCD1602 LCD1602 工業(yè)字符型液晶 顯示屏 ，能夠同時顯示 16x02 即 32 個字符。 （ 5） RW 為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作， 低 電平時進(jìn)行寫操作。 DS18B20 主要的 技術(shù)性能 如下： （ 1） 獨特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 （ 2） DQ 端為雙向數(shù)據(jù)傳輸端口，與單片機(jī)的引腳相連。 斜累加 器 計數(shù)器 1 預(yù) 置 低溫度系數(shù)晶振 比 較 =0 溫度寄存器 預(yù)置 高溫度系數(shù)晶振 計數(shù)器 2 =0 圖 DS18B20 測溫原理 16 直流電機(jī)驅(qū)動 模塊 L298n L298N 是一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動芯片。 L298N 用來驅(qū)動直流電機(jī)的模塊引腳如圖 所示： 圖 L298N 模塊引腳圖 （ 1） VCC 接電源正極（ 3V46V） 。 （ 5） OUT1 與 OUT OUT3 與 OUT4 可以分別控制兩個電機(jī)與電機(jī)的兩端相連。 X2F RE Q = 1 2 M H zC42 2 pC52 2 pXTAL1XTAL2 圖 晶振電路 復(fù)位模塊 為確保微機(jī)系統(tǒng)中 電路 穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分， 單片機(jī)在啟動時都需要復(fù)位，以使 CPU 及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始狀態(tài)開始工作，復(fù)位方式有多種可供選擇，此次設(shè)計選擇的是手動按鈕復(fù)位。 溫度采集模塊 溫度的采集與傳輸選用的 DS18B20 溫度傳感器， DS18B20 溫度傳感器側(cè)額問電路簡單，測溫精度較高，適合用于狹小范圍內(nèi)的溫度測量。 控制簡單，成本較低 ，編程容易，所以選擇 LCD1602 來顯示溫度。按鍵輸入的電路如下圖 所示。 具體的工作原理是：當(dāng)單片機(jī) 口給出一個高電平時，三極管 Q6 導(dǎo)通，電路連接 ,電熱管工作。降溫電路如圖 所示。電路如圖 所示。通過幾個月來的學(xué)習(xí)，查閱資料，慢慢了解了設(shè)計用到的各個硬件的作用，通過對硬件的了解學(xué)習(xí)，慢慢弄懂了各個硬件是怎樣在一起工作的，以及讓它們在一個系統(tǒng)中把自己的功能發(fā)揮出來。 參考文獻(xiàn) [1] 曹巧媛 . 單片機(jī)原理與應(yīng)用 . 北京： 電子工業(yè)出版社， 20xx [2] 何力民 . 單片機(jī)高級 教程 . 北京：北京航空大學(xué)出版社 ,20xx [3] 金發(fā)慶 . 傳感器技術(shù)與應(yīng)用 . 北京：北京機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx 26 [4] 郭天祥 . 新概念 51 單片機(jī) C語言教程 . 北京：電子工業(yè)出版社 ,20xx. 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J., 20xx 致謝 在此次畢業(yè)設(shè)計中有很多人都給了我很大的幫助，首先要感謝我的指導(dǎo)老師—— **老師，在我們完成畢業(yè)設(shè)計的過程中給了我們很多有意義的建議。 //上一次 PI 結(jié)果 float temp2。 sbit sw=P1^6。 //定義超上限揚聲器 sbit enj=P2^3。 sbit e=P2^7。 int temp1=0。 //PWM 標(biāo)志 1 int pwmflag2=100。 //偏差 float Pinow。 //返回值 int Kp。 Enow=。 //積分項 33 if(Pinow4)Pinow=4。 if((Enow2)amp。 pwmflag1=0。 } Pilast=Pinow。 //電機(jī)正轉(zhuǎn) in2=0。 EA=1。 TH0=0xd8。 if(j==51) { j=1。 } ena=pwm1。 for(z。y)。 delay(10)。 } /****************************************************** * 函數(shù) :1602 寫數(shù)據(jù)函數(shù)模塊 *******************************************************/ void lcd_writedate(uchar dat) //寫數(shù)據(jù)函數(shù) { rs=1。 e=1。 // 設(shè)置顯示模式 delay(1)。 //指針加一 de