【正文】 生產(chǎn)的不斷發(fā)展，溫度傳感器的種類 仍然 在不斷增加 和 豐富 以 來滿足生產(chǎn)生活中的 各種 需要。但溫度是一個模擬量， 需要 采用適當?shù)募夹g和元件，將模擬的溫度量轉化為數(shù)字量 ，才生使用計算機或單片機進行相應的處理。 濰坊學院本科畢業(yè)設計（論文） ３ 本文所要研究的課題是 基于單片機的恒溫控制系統(tǒng)設計 ，主要是介紹了對溫度的控制，實現(xiàn)了溫度的實時顯示 與 控制。每片 DS18B20都有唯一的產(chǎn)品號，可以一并存入其 ROM 中，以便在構成大型溫度測控系統(tǒng)時在單線上掛接任意多個DS18B20芯片。而且還要以單片機為主機，使溫度傳感器通過一根口線與單片機相連接，再加上溫度控制部分和人機交互 部分來共同實現(xiàn)溫度的監(jiān)測與控制。 （ 4） 使 用單片機 AT89C51 控制，通過 輸入 按鍵來控制水溫的設定值，數(shù)值采用 LED 數(shù)碼管顯示。對于這種溫控對象，一般認為其 具有以下的傳遞函數(shù)形式： 濰坊學院本科畢業(yè)設計（論文） ４ ss eTKs ???? 1)(G （ 11） 方案一（見圖 11） 數(shù) 據(jù) 采 集 信 號 放 大溫 度 預 設比較器信號放大繼電器負載 圖 方案一的 流程 圖 此方案是傳統(tǒng)的模擬控制方案，選用模擬電路，用電位器設定值，反饋的溫度值和設定值比較后， 判 定加熱或不加熱。 方 案二（見圖 12） 信號采集信號放大溫 度 預 設上 限 比 較下 限 比 較信號處理繼電器負載 圖 方案二的 流程 圖 此方案的控制方式是傳統(tǒng)的二位式模擬控制方案，其基本思想和方案一相同，但由于采用了上下限比較電路，使得在控制精度上有所提高。本方案選用了 AT89C51 芯片，不需要外擴展存儲器， 很多硬件設備也都集成到了 AT89C51 的內(nèi)部， 使系統(tǒng)整體結構更簡單 ，實現(xiàn)更加容易 。濰坊學院本科畢業(yè)設計（論文） ６ 第 2 章 設計理論基礎 本設計系統(tǒng)的組成單元包括：單片機控制單元 、 溫度采樣單元、調節(jié)執(zhí)行單元 、顯示單元 。程序長度 可達 4096 字節(jié) , 四個可編程的用戶 I/O。 1288 位 的 內(nèi)部 RAM, 32 位雙向輸入輸出 總 線 , 兩個十六位 可編程 定時器 /計時器 , 5 個中斷源 , 兩級中斷優(yōu)先級 控制 , 一個全雙工 的 異步串行口 以 及時鐘發(fā)生器等。掉電模式是 指當 VCC（電源電壓） 低于電源 電壓的下限 時 , 當振蕩器 的頻率為 0 時 , CPU 將會 停止指令 的 執(zhí)行。 傳統(tǒng)的方法都是采用移相觸發(fā)的晶閘管，通過控制晶閘管的導通角而達到控制功率大小的效果，不僅同步檢測的電路非常的復雜，而且會在晶閘管導的通瞬間會產(chǎn)生高次的諧波干擾，引起電網(wǎng)的電壓產(chǎn)生波形畸變，影響到其他電子設備和電子通訊系統(tǒng)的正常運行，本設計中采用過的零觸發(fā)晶閘管 導通以及關斷時間的比值來調節(jié)功率的大小，因為過零觸發(fā)不會改變電壓的波形而是改變的只是電壓全波通過的次數(shù)，并不會對電網(wǎng)造成干擾，所以，本設計采用過零的觸發(fā)方式。要想關斷此可控硅 ,只有把可控硅陽極電壓降到某一臨界值或者反向。 移位寄存器 74LS164 的引腳如圖 26 所示： 濰坊學院本科畢業(yè)設計（論文） ９ CLR9CLK8A1B2QA3QB4QC5QD6QE10QF11QG12QH13VCC14GND7USN74LS164N 圖 移位寄存器 74LS164 引腳圖 其引腳功能如下： A、 B —— 串行輸入端； Q0～ Q7 —— 并行輸出端； 預 置 比 較 計 數(shù) 器斜 率 累 加 器減 法 計 數(shù) 器 1低 溫 度 系 數(shù) 振 蕩 器減 到 0 溫 度 寄 存 器預 置減 到 0減 法 計 數(shù) 器 2高 溫 度 系 數(shù) 振 蕩 器 —— 清除端，低電平有效； CLK —— 時鐘脈沖輸入端，上升沿有效。 但是本設計為了使電路的設計更加簡單易于實現(xiàn)，采用了 4 位一體的共陽極數(shù)碼管，因此只能實現(xiàn)動態(tài)的顯示數(shù)據(jù)。 LED 數(shù)碼管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件，它 包含 若干個發(fā)光二極管。當某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時 ，電流導通 ，發(fā)光二極管 被 點亮，相應的段被 點亮 顯示。靜態(tài)顯示時取 10mA為宜，動態(tài)掃描 時 顯示可加大脈沖電流，但一般不 都 超過 40mA。同時，它可以直接將被測溫度的模擬信號轉化成串行數(shù)字信號輸出供單片機處理，接口簡單， 使數(shù)據(jù)的傳輸和處理簡得到單化。 3． DS18S20 通過 1Wire174。C 至 +125176。05176。 7． DS18S20 具有負載 的 特性，當電源 因故障或失誤 極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但是 也 不 會 正常的工作。計數(shù)門的開啟的時間是由高溫度系數(shù)振蕩器決定的，在 每次測量前，首先將 55℃ 所對應的基數(shù)值分別置入減法計數(shù)器 1 和溫度寄存器中。 整體原理圖如下。 圖 單片機控制單元原理圖 溫度采樣電路 本設計采用 DS18B20 作為溫度傳感器，進行溫度的檢測，測量的到的數(shù)字數(shù)據(jù)可以直接送到單片機進行處理因此省去了信號放大和濾波電路。系統(tǒng)的主程序流程圖如圖 ，當有 系統(tǒng)啟動后 ，主程序啟動，根據(jù)設定的條件逐步運行，達到設計目的。 中 斷P 1 . 5 = 0 ?返 回轉 I R 1P 1 . 4 = 0 ?P 1 . 6 = 0 ?P 1 . 7 = 0 ?轉 I R 2轉 I R 3轉 I R 4 圖 按鍵流程圖 顯示流程圖 圖 為系統(tǒng)的顯示流程圖。因此在本設計中采用了 PID 控制算法其流程圖如下： 開 始P I D 參 數(shù) 初 始 化 ，置 E ( k 1 ) = E ( k 2 ) = 0 ,V o u t = 0 ( 視 情 況 而 定 )取 給 定 值 S E T P O I N T ( 設定 值 ) 和 當 前 值 R ( k )E ( k ) = S E T P O I N T R ( k )計 算 P I D 增 量 并 防 止 積 分 飽 和P I D = K p * ( E ( k ) ) E ( k 1 ) + K i * E ( k ) + K d * ( E ( k ) ) 2 * E ( k 1 ) + E ( k 1 )輸 出 V o u t = V o u t + P I D返 回 圖 PID 控制算法子程序 流程圖 濰坊學院本科畢業(yè)設計（論文） ２１ 第 5 章 系統(tǒng)調試及結論分析 單片機應用系統(tǒng) 實驗板 組裝好以后，便可進入系統(tǒng)調試，其主要任務是排除存在 硬件故障，并完善其硬件 的 結構，運行所設計的程序，排除程序 存在 錯誤，并 優(yōu)化程序結構，使系統(tǒng)達到期望的 性能。 的 件損壞：由于對 所使用的 元器件不熟 悉及制 焊接 過程中操作不當致使器件損壞。 解決方法：電源必須單獨 的 調試好以后才能加到系統(tǒng)各個部件中 。 CPU 不響應中斷的現(xiàn)象是連續(xù)運行時不執(zhí)行中斷任務程序的規(guī)定操作，當斷點設在中斷入口或中斷服務程序中時碰不到斷點。這 種 錯誤大多是由于 算法 錯誤引起的。濰坊學院本科畢業(yè)設計（論文） ２３ 第 6 章 結束語 經(jīng)過 三個月的 努力， 畢 業(yè)設計 以基本 完成 ，這意味著大學生活也要結束了，但我們的學習沒有 因此而 結束 ； 在本次 的 設計 ， 所學的理論知識接受了實踐的檢驗，增強 了 運用所學知識的能力及動手 的 能力，為以后的學習和工作打下了 很好的基礎。 目前，測溫控溫系統(tǒng)快速發(fā)展，國外的測量控制系統(tǒng)已經(jīng) 相當 成熟，產(chǎn)品也較多。 通過本次的設計， 我深深的體會到畢業(yè)設計 是一個從學習到工作的一個臺階。 單 片 機 產(chǎn) 品 手 冊 [ED/OL] ， [9] 趙娜，趙剛，于珍珠等基于 51 單片機的溫度測量系統(tǒng) [J] 微計算機信息， 2021， 12：146148。 在這四年的求學生涯中，我敬愛老師、同學給與了我很 大支持和幫助。感謝我的同學在我遇到困境時伸出援助之手；在這論文設計即將完成之際，我的心情非常激動，從開始進入課題到現(xiàn)在論文的順利完成，有多少可敬的老師、同學、朋友給了我?guī)椭谶@里請接受我最誠摯謝意！ 濰坊學院本科畢業(yè)設計（論文） 26 **本科畢業(yè)設計（論文）管理暫行規(guī)定 畢業(yè)設計（論文）是本科人才培養(yǎng)的重要實踐性教學環(huán)節(jié)，也是學士學位評定的重要依據(jù)。 三 、畢業(yè)設計（論文） 的工作程序 畢業(yè)設計（論文） 工作程序分 為選題 、 開題 、 撰寫論文或設計 、 中期檢查 、 答辯 、 歸檔 等環(huán)節(jié) 。 （二）院（部） 畢業(yè)設計（論文）管理工作職責 ： 各 院（部） 成立畢業(yè)設計（論文） 工作 領導小組， 確定 畢業(yè)設計（論文） 指導教師， 布置畢業(yè)設計（論文）工作任務，檢查本院（部） 畢業(yè)設計（論文） 工作落實情況。 （四） 學生在畢業(yè)設 計（論文）過程中必須做到： 重視畢業(yè)設計（論文） 過程 ，明確 各環(huán)節(jié) 目的、意義和要求，虛心接受指導教師和實驗技術人員的指導，保質保量地完成畢業(yè)設計（論文）； 獨立完成規(guī)定的工作任務，不弄虛作假，不抄襲、 剽竊 他人成果； 認真填寫《 **本科畢業(yè)設計（論文）研究過程記錄表》； 畢業(yè)設計（論文）成果、資料 應于答辯結束后 及時交指導教師收存， 凡涉及到國家機密、知識產(chǎn)權、技術專利、商業(yè)利益的成果 未經(jīng)院（部）許可，學生不得擅自帶離學校。 選 題難度和 工作 量要適當，使學生 能 在規(guī)定的時間內(nèi)完成任務 ； 選題要有一定層次區(qū)分 ，有利于各類學生提高水平，鼓勵學生有所創(chuàng)新 ； 各專業(yè)的選題數(shù)須多于 本專業(yè)當屆的畢業(yè) 生數(shù)。 八 、畢業(yè)設計（論文）指導 教師配備 （一） 畢業(yè)設計（論文）指導教師應由具有 中職 及以上專業(yè)技術職務的教師或工程技術人員擔任，助教 等初 級職稱人員 不能單獨指導畢業(yè)設計（論文），但可 根據(jù)需要 安排協(xié)助指導教師的工作。 九、 設計（論文） 的撰寫 畢業(yè) 設計（論文） 的撰寫按“ **本科畢業(yè)設計（論文）撰寫規(guī)范”執(zhí)行； 設計（論文） 正文 字數(shù)：文科 （除外語類） 10000 字 以上，理工科及 外語、 藝術類 6000 字以上 ； 所有設計（論文）應按規(guī)定格式打印 1 份，學生所在院（部）留存。各專業(yè)成立答辯小組，具體負責本專業(yè)畢業(yè)設計（論文）答辯和成績評定。 其中優(yōu)秀、不及格等級須寫出具體理由，其余等級須寫出簡要評語 ； 濰坊學院本科畢業(yè)設計（論文） 31 （四） 凡畢業(yè)設計（論文）成績不 及 格者， 按 結業(yè)處理 。 1．論文結構及寫作要求 論文（設計說明書）應包括：封面，目錄，中文題目、中文摘要與關鍵詞、英文題目、英文摘要與關鍵 詞，正文，注釋，參考文獻，致謝，附錄（可選）等部分。標題中盡量不用英文縮寫詞，必須采用時，應使用本行業(yè)通用縮寫詞。 關鍵詞 關鍵詞是供檢索用的主題詞條，應采用能覆蓋論文主要內(nèi)容的通用技術詞條（參照相應的技術術語標準），一般列3～ 8 個，按詞條的外延層次從大到小排列。 濰坊學院本科畢業(yè)設計（論文） 33 論文主體是論文的主要組成部分。 注釋 論文中有名詞或情況需要解釋，或者 引用他人的觀點及原話、主要數(shù)據(jù)等必須加注說明，注明出處。 附錄 如有不宜放在正文中但有重要參考價值的內(nèi)容（如公式的推導、程序流程圖、圖紙、數(shù)據(jù)表格等）可編入論文的附錄中。論文封面和目錄不編頁碼，頁碼從目錄后開始編排。 目錄題頭用四號黑體字居中排寫，隔行書寫目錄內(nèi)容。關鍵詞各詞條間用分號“；”隔開。 層次 層次根據(jù)實際需要選擇，以少為宜。正文中應按順序在需要注釋處的文字右上角用 []標明， []中序號應與“注釋”中序號一致，具體標注格式如下： 著作圖書類文獻 —— [序號 ] 作者．書名．版次．出版地：出版者，出版年：引用部分起 — 止頁 翻譯圖書類文獻 —— [序號 ] 作者．書名．譯者．版次．出版地：出版者，出版年：引用部分起 — 止頁 學術刊物類文獻 —— [序號 ] 作者．文章名．學術刊物名，年，卷（期）：引用部分起 — 止頁 學術會議類文獻 —— [序號 ] 作者．題名．見：編者，文集名，會議名稱，會議地址，年份．出版地：出版者， 出版年：引用部分起 — 止頁