【正文】 ........................................... 19 參考文獻(xiàn) .............................................................. 20 4 4 第 1 章 緒論 選題背景 在生產(chǎn)過程中，溫度的控制是十分常見的。 單片機溫度控制系統(tǒng)是單 片機控制的一項簡單應(yīng)用。用單片機 AT89C51 控制，通過按鍵來控制水溫的設(shè)定值，數(shù)值采用數(shù)碼管顯示。顯示設(shè)備等外圍擴展芯片。 本文所要研究的課題是基于單片機控制的 水 溫控制系統(tǒng)的設(shè)計，主要是介紹了 對水箱溫度的顯示、控制及報警，實現(xiàn)了溫度的實時顯示及控制。 70 年微型計算機研制成功之后，隨之即出現(xiàn)了單片機（即單片微型計算機） — 美國 Intel 公司 1971 年生產(chǎn)的 4 位單片機 4004和 1972年生產(chǎn)的雛形 8 位單片機 8008，這也算是單片機的第一次公眾亮相。 1980 年 Intel 公司在 MCS48 系列基礎(chǔ)上又推出高性能的 MCS51 系列單片機。 由于 16 位單片機推出的時間較遲、價格昂貴、開發(fā)設(shè)備有限等多種原因，至今還未得到廣泛應(yīng)用。這一系列單片機為外部提供了相當(dāng)完善的總線結(jié)構(gòu)，為系統(tǒng)的擴展和配置打下了良好的基礎(chǔ)。 輸入 / 輸出引腳 P0、 P P P3 的功能： 6 6 ~（ 32~39 腳）： P0 口是一個 8 位漏極開路型雙向 I/O 端口。 P0 能以吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 LSTTL 負(fù)載。 ~（ 21~28 腳）： P2 也是一上帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P3. 0 ~P3. 7 （ 10~17 腳）： P3 也是一上帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口。為了使本次設(shè)計的環(huán)境溫度控制系統(tǒng)具有操作簡單、靈活及高可靠性等特點，確定了該系統(tǒng)功能： 由溫度采集。 ADC0809的內(nèi)部 結(jié)構(gòu) ADC0809 是位 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，它是采用逐次逼近的方法完成 A/D 轉(zhuǎn)換的。 2． IN0～ IN7： 8 路模擬量輸入引腳。 6． REF（ ）：參考電壓負(fù)端。 10． EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出引腳，開始轉(zhuǎn)換時為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時為高電平。集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓輸 出和電流輸出兩種。它的主要特性如下：流過器件的電流（ mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度 ,AD590 的測溫范圍為 55℃到+150℃ 。輸出電阻為 710MW。為了將電壓8 8 測量出來又務(wù)須使輸出電流 I 不分流出來，我們使用電壓跟隨器其輸出電壓 V2 等于輸入電壓 V。人為地設(shè)定溫度門限值，使電路在人為設(shè)定的某一溫度值相對穩(wěn)定的工作。 電路分析： AD590 的輸出電流 I=（ 273+T） μA （ T 為攝氏溫度） ,因此測量的電壓 為 。一般用作 8～ 12bit的 D/A芯片的基準(zhǔn)電壓等一些需要基本精準(zhǔn)的基準(zhǔn)電壓的場合。所以單片機的晶振應(yīng)選 6MHz 這樣 ALE 端輸出 1000kHz 的頻率就可以供給 ADC0809使用。 2．對溫度的變化有較好的一一對應(yīng)關(guān)系，即對除溫度外其他物理量的變化不敏感。 6．價格適宜，適合于批量生產(chǎn)。與之相應(yīng)的是，作為模擬系統(tǒng)和數(shù)字系統(tǒng)之間橋梁的模數(shù)轉(zhuǎn)換的應(yīng)用日趨廣泛。根據(jù)奈奎斯特采樣定理，對于采樣信 號 x(t)，如果采樣頻率 fs大于或等于 2fmax(fmax為 x(t)最高頻率成分 )，則可以無失真地重建恢復(fù)原始信號 x(t)。 3．量化是將連續(xù)幅度的抽樣信號轉(zhuǎn)換成離散時間、離散幅度的數(shù)字信號，量化的主要問題就是量化誤差。 調(diào)節(jié)執(zhí)行單元 調(diào)節(jié)執(zhí)行單元，如圖 34 所示，采用實時控制的方法，在主機 AT89C51 的 口輸出溫度控制信號，由光電耦合器 MOC3041（光電耦合器）和可控硅 SCR 組成。另外 ,若雙向可控硅接感性交流負(fù)載時 ,由于電源電壓超前負(fù)載電流一個相位角 ,因此 ,當(dāng)負(fù)載電流為零時 ,電源電壓為反向電壓 ,加上感性負(fù)載自感電動勢 el 作用 ,使得雙向可控硅承受的電壓值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電源電壓。系統(tǒng)的主程序流程圖如圖 41，當(dāng)有信號輸入時，主程序啟動，根據(jù)內(nèi)部設(shè)定的條件逐步運行，達(dá)到設(shè)計目的。 圖 43 按鍵流程圖 N Y N 中 斷 =0? =0? =0? =0? 轉(zhuǎn) IR1 轉(zhuǎn) IR4 轉(zhuǎn) IR2 轉(zhuǎn) IR3 返 回 N Y N Y Y 16 16 顯示流程圖 圖 44 為系統(tǒng)的顯示流程圖。 動態(tài)顯示子程序 在該恒溫系統(tǒng)中使用了兩個兩位的 LED七段數(shù)碼管來顯示系統(tǒng)所采集的當(dāng)前溫度值和設(shè)置的溫度值，為了不占用更多的單片機端口，在針對顯示電路的設(shè)計時采用了動態(tài)顯示的方案，而動態(tài)顯示子程序的主要任務(wù)就是控制顯示電路的掃描規(guī)律，其程序流程開 始 結(jié) 束 串行口初始化 往緩沖區(qū)送數(shù) 查段碼 送顯示 17 17 圖如圖 。 近三個月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，這意味著我們的大學(xué)生活也要結(jié)束了，但我們的學(xué)習(xí)沒有結(jié)束，在本次設(shè)計中，我們所學(xué)過的理論知識接受了實踐的檢驗，增強我的綜合運用所學(xué)知識的能力及動手能力，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下了良好的基礎(chǔ)。PROM的 AT89C51 單片機控制傳感器的自動化溫度監(jiān)控系統(tǒng)。 展望 單片為我們改變了什么？縱觀我們現(xiàn)在生活的各個領(lǐng)域，從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，到飛機上各種儀表的控制，從計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能 IC 卡、電子寵物等，這些都離不開單片機。據(jù)統(tǒng)計，我國的單片機年容量已達(dá) 3 億片，且每年以大約 20%的速度增長，但相對于 世界市場我國的占有率還不到 1%。近兩年，國內(nèi)也出現(xiàn)了許多高精度的溫度控制系統(tǒng)產(chǎn)品，但相對于用戶來說，價格還是偏高。以后的醫(yī)療服務(wù)會急速的向現(xiàn)代化，智能化方向發(fā)展，從而增加了安全性，減少了操作的繁瑣性。接口及應(yīng)用》 .南京大學(xué)出版社 [4] 楊文龍編著 .《單片機原理及應(yīng)用》 .西安電子科技大學(xué)出版社 [5] 樓然苗 ,李光飛編著 .《 51 系列單片機設(shè)計實例》 .北京航空航天大學(xué)出版社 [6] 張毅剛 .單片機原理及應(yīng)用 [M].高等教育出版社 .20xx 年 1 月，第 1 版： 137156 [7] 曹巧媛主編 . 單片機原理及應(yīng)用 (第二版 ). 北京 :電子工業(yè)出版社 ,20xx [8] 何力民編 . 單片機高級教程 . 北京 :北京航空大學(xué)出版社 ,20xx [9] 金發(fā)慶等編 . 傳感器技術(shù)與應(yīng)用 .北京機械工業(yè)出版社 ,20xx [10] 王錦標(biāo)，方崇智．過程計算機控制．北京：清華大學(xué)出版社， 1997； 36～ 40 [11] 邵惠鶴．工業(yè)過程高級控制．上海：上海交通大學(xué)出版社， 1997； 58— 62， 78— 101 [12] 胡壽松．自動控制原理．北京：國防工業(yè)出版社， 20xx； 103— 124 [13] 劉伯春．智能 PID 調(diào)節(jié)器的設(shè)計及應(yīng)用．電子自動化， 1995； (3)： 20～ 25 [14] 周潤景，張麗娜．基于 PROTEU