【正文】 .......................................................................................................................2附錄 1 電路圖 ..................................................................................................................2附錄 2 程序 ......................................................................................................................2參考文獻 ...........................................................................................................................2畢業(yè)論文（設(shè)計）1第一章引言隨著計算機控制技術(shù)的發(fā)展，恒溫控制己在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，并取得了巨大的經(jīng)濟和社會效益。本設(shè)計采用新型單片機 STC12C5A60S2 以及高靈敏度的 DS18B20 和液位傳感器 LM1042 對水箱溫度和液位進行實時測量，由單片機內(nèi)集成的 10 位 A/D 進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)實時監(jiān)測、實時控制、實時顯示及越限報警等功能。中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，僅由單片機方面簡單的控制已經(jīng)能滿足市場要求，這就要求軟硬件結(jié)合設(shè)計更加智能化、人性化。實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)檢測精度高、反應(yīng)快，具有一定應(yīng)用價值。自 70 年代以來，由于工業(yè)過程控制的需要，特別是在微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及自動控制理論和設(shè)計方法發(fā)展的推動下，國外恒溫控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，并在智能化、自適應(yīng)參數(shù)的自整定等方面取得了很大的科技成果。我國目前在恒溫控制技術(shù)這方面總體技術(shù)水平處于 20 世紀 80 年代中后期水平，成熟產(chǎn)品主要以“點位”控制及常規(guī)的 PID 控制器為主，它只能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)控制，難于控制滯后、復雜、時變的溫度系統(tǒng)控制。而恒溫控制技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，由于其具有情況復雜、參數(shù)多變、運行慣性大、控制滯后等特點，它對控制調(diào)節(jié)器要求較高。畢業(yè)論文（設(shè)計）2本系統(tǒng)的設(shè)計基于單片機的恒溫水箱控制系統(tǒng)，可以用于水溫控制系統(tǒng)和液位控制系統(tǒng)等各種電器電路中。 系統(tǒng)設(shè)計總體方案本文所要設(shè)計的課題是基于單片機控制的恒溫水箱控制系統(tǒng)的設(shè)計 [2]，主要是介紹了對水箱溫度的顯示、控制、液位及報警，實現(xiàn)了溫度的實時顯示及控制?？刂破魇怯?STC12C5A60S2 單片機，用 PID 算法對檢測信號和設(shè)定值的差值進行調(diào)節(jié)后輸出控制信號給執(zhí)行機構(gòu)，去調(diào)節(jié)電阻爐的加熱功率，從而控制爐內(nèi)溫度。而且利用本次的設(shè)計主要實現(xiàn)溫度測試，溫度顯示，溫度門限設(shè)定，超過設(shè)定的門限值時自動啟動加熱裝置等功能。畢業(yè)論文（設(shè)計）5第三章硬件系統(tǒng)介紹 單片機介紹 STC12C5A60S2 主要性能和功能特性STC12C5A60S2/AD/PWM 系列單片機 [4]是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機器周期(1T)的單片機，是高速/低功耗/超抗干擾的新一代 8051 單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051,但速度快 812 倍?？稍O(shè)置成四種模式:準雙向口/弱上拉，強推挽/強上拉，僅為輸入/ 高阻，開漏。兩個與傳統(tǒng) 801 兼容的定時器/計數(shù)器，16 位定時器 TO 和 T1，沒有定時器 2，但有獨立波特率發(fā)生器做串行通訊的波特率發(fā)生器，再加上 2 路 PCA 模塊可再實現(xiàn) 2 個 16 位定時器。關(guān)于晶振電路:如果外部時鐘頻率在 33MHz 以上時，建議直接使用外部有源晶振。圖 31 最小應(yīng)用系統(tǒng) 鍵盤設(shè)計鍵盤是單片機應(yīng)用系統(tǒng)中的生要輸入設(shè)備，單片機使用的鍵盤 [5]分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤。非編碼鍵盤中鍵的數(shù)量較少，硬件簡單，在單片機中應(yīng)用非常廣泛。第三位數(shù)碼管靜態(tài)顯示符號“℃” 。溫度上升到設(shè)定溫度時，該 LED 滅，同時數(shù)碼管右邊的綠色 LED 亮，表示目前處于保溫狀態(tài)，用戶可以使用熱水器。測溫分辨率可達 ℃，被測溫度用符號擴展的 16 位數(shù)字量方式串行輸出。C~+125176。C。它內(nèi)含模擬開關(guān)、放大器、鋸齒波發(fā)生器、電平檢測器、恒流源、重復振蕩器、探頭故障檢測器等電路。其模擬電壓輸出端可輸出與液面高度成線性關(guān)系的電壓信號，電壓范圍為++6V，最大輸出電流可達 10mA，可以直接驅(qū)動模擬式指示儀表，也可以配數(shù)字電壓表以顯示其測量結(jié)果。畢業(yè)論文（設(shè)計）10圖 37 報警電路圖中的三極管的作用是增加驅(qū)動能力。如圖 38 所示。本設(shè)計需要用到 2 個四位一體共陽極數(shù)碼管，有硬件電路知 P0 口輸入段選信號， 經(jīng)過三線八線譯碼器控制八個數(shù)碼管顯示，節(jié)省 I/O 口。void delay(uint x) //軟件延遲{uint a,b。b0。P0=table[a4]。delay(1)。P2=wei[3]。P0=table[b4]。delay(1)。P2=wei[7]。編碼定義方法與 C 語言中的數(shù)組定義方法非常相似，不同的地方就是在數(shù)組類型后面多了一個 code 關(guān)鍵字，code 即表示編碼的意思。需要注意的是在調(diào)用數(shù)組時，table 后面中括號里的數(shù)字是從 0 開始的，對應(yīng)后面大括號里的第 1 個元素。否則跳出 while 語句，執(zhí)行后面的語句。否則結(jié)束 for 語句，直接跳出，不再執(zhí)行第 3 步。利用 for 語句和 while 語句可以寫出簡單的延時語句。如供電電壓為 5V，需串聯(lián)個分壓電阻，經(jīng)計算為 1K 可以滿足，若要增加亮度，減小分壓電阻值。因此系統(tǒng)對DS18B20 的各種操作必須按協(xié)議進行。讀 DS18B20 溫度傳感器 ROM 中的編碼(即 64 位地址)。用于確定掛接在同一總線上 DS18B20 的個數(shù)，識別 64 位ROM 地址，為操作各器件做好準備。執(zhí)行后只有溫度超過設(shè)定值上限或下限的芯片才做出響應(yīng)。②BEH讀暫存器。④48H復制暫存器。DS18B20 在出廠時默認配置為 12 位，其中最高位為符號位，即溫度值共 11位，單片機在讀取數(shù)據(jù)時，一次會讀 2 字節(jié)共 16 位，讀完后將低 11 位的二進制數(shù)轉(zhuǎn)化為十進制數(shù)后再乘以 便為所測的實際溫度值。前 5 位為 0 時，讀取的溫度為正值，且溫度為正值時只要將測得的數(shù)值乘以 即可得到實際溫度值。所有時序都是將主機作為主設(shè)備，而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。②延時(該時間要求不是很嚴格，但是要盡可能短一點)。⑥延時等待。⑧將數(shù)據(jù)線再次拉到高電平 1 后結(jié)束。 while(i0)i。}（2）DS18B20 寫數(shù)據(jù)（時序圖見圖 43）圖 43 DS18B20 寫數(shù)據(jù)時序①數(shù)據(jù)線先置低電平 0。⑤將數(shù)據(jù)線拉到高電平 1。uchar j。j++){ testb=datamp。 i++。while(i0)i。 DS=1。②延時 2 。⑦讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到一個狀態(tài)位，并進行數(shù)據(jù)處理。 bit dat。i++。while(i0)i。 for(i=1。 //讀出的數(shù)據(jù)最低位在最前面，這樣剛好一個字節(jié)在 DAT 里 } return(dat)。當探頭通入工作電流時，由于空氣的熱阻遠大于液體的熱阻，因此，熱敏探頭的上下兩部分的溫度變化量、電阻變化量及電壓變化量均不相同，這樣，就可據(jù)此求出液面高度與電壓變化量之間的關(guān)系。H/(ΔU 2ΔU 1)。設(shè)計時，探頭可選用鎳鉻鐵合金材料制成的熱敏電阻絲，也可采用其它類型的熱敏電阻絲。8 路電壓輸入型 A/D，可做溫度檢測、電池電壓檢測、按鍵掃描、頻譜檢測等。逐次比較型 ADC 由一個比較器和 D/A 轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，通過逐次比較邏輯，從最高位 (MSB)開始，川頁序地對每一輸入電壓與內(nèi)置 D/A 轉(zhuǎn)換器輸出進行比較，經(jīng)過多次比較，使轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字量逐次逼近輸入模擬量對應(yīng)值。用數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)轉(zhuǎn)換的模擬量與本次輸入的模擬量通過比較器進行比較，將比較結(jié)果保存到逐次比較器，并通過逐次比較寄存器輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果。在使用 ADC 之前，應(yīng)先給 ADC 上電，也就是置位 ADC 控制寄存器中的 ADC_POWER 位。②ADC 控制寄存器 ADC_CONTRADC_POWER:ADC 電源控制位，為 1 時打開 A/D 轉(zhuǎn)換電源。畢業(yè)論文（設(shè)計）23CHS2/CHS1/CHSO:模擬輸入通道選擇，CHS2/CHS1/CHSO。表 46 10 位轉(zhuǎn)換結(jié)果構(gòu)成 2畢業(yè)論文（設(shè)計）24④與 A/D 中斷有關(guān)的寄存器IE:中斷允許寄存器(可位尋址)。PADCH, PADC: A/D 轉(zhuǎn)換中斷優(yōu)先級控制位。為了采集數(shù)據(jù)顯示線性逼真，采集數(shù)據(jù)暫存數(shù)組中，存滿后再將數(shù)組內(nèi)數(shù)據(jù)“先進先出”發(fā)送到上位機 [11]。 //設(shè)置 P1 口作為模擬輸入口ADC_RES=0。while(n){畢業(yè)論文（設(shè)計）26x=5000。 //清除 ADC 中斷標志位a=ADC_RES。其程序流程圖如圖 48 所示。同樣在對軟件進行調(diào)試時，也可為一路坎坷，軟件編程中，選用 C 語言編寫，通過深入學習 STC12C5A60S2 單片機，參考硬件電路設(shè)計，經(jīng)過不斷的仿真和調(diào)試后，終于完成了程序的編寫。只有不斷的發(fā)現(xiàn)問題解決問題，才能從問題中改變自己，提升自己的能力。 系統(tǒng)改進方向雖然系統(tǒng)實現(xiàn)了要求，溫度的檢測、液位的檢測、報警和顯示等功能，但總體來說在設(shè)計中還有待繼續(xù)研究，比如可以用 LED 來代替數(shù)碼管的顯示，顯示效果更加清晰；使用更高頻率的 A/D 轉(zhuǎn)換，精度更高；可以采用多點采集溫度，提高溫度精度等都值得我們?nèi)パ芯吭O(shè)計。雖然已經(jīng)完成了此次畢業(yè)設(shè)計，但是我要感謝在整個畢業(yè)設(shè)計過程中幫助過我的老師、同學。欣慰之余，我要向關(guān)心和支持我學習的所有領(lǐng)導、同學和朋友們表示真摯的謝意！感謝他們對我的關(guān)心和支持！同窗之誼和手足之情，我將終生難忘。2022, 10；39～40[3]趙麗娟、邵欣編著《基于單片機的溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)》機械制造。 //ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器高 8 位 sfr P1ASF =0x9D。 //定義按鍵+5sbit key2=P2^4。 uchar flag1,a。 void display(unsigned char *lp,unsigned char lc)。//定義數(shù)組變量，并賦值畢業(yè)論文（設(shè)計）321，//2，3，4，5，6，7，8，就是本程序顯示的八個數(shù)int tmp(void)。bit tmpreadbit(void)。void Delay(WORD n)。void main() //主函數(shù){ uchar i。 //溫度轉(zhuǎn)換l_tmp=tmp()。//判斷溫度為正溫度且沒有上百，前//面不顯示}畢業(yè)論文（設(shè)計）33if(c80amp。 l_tmpdate[1]=l_tmp/100。 l_tmpdate[4]=l_tmp%10。 //獲取液位十位 l_tmpdate[7]=b%10。} }}void adc_isr()interrupt 5 using 1 //ADC 中斷服務(wù)子程序{ADC_CONTRamp。 //結(jié)果存入數(shù)組b=(a/256)*100。 //清除先前的結(jié)果ADC_CONTR=0x88。if(key1==0)c=c+5。while(!key2)。0xF8。 //查表法得到要顯示數(shù)字的數(shù)碼段delay()。 //下一位數(shù)碼管}}void delay(void) //空 5 個指令{_nop_()。_nop_()。 count。 while(i0)i。畢業(yè)論文（設(shè)計）36}bit tmpreadbit(void) // 讀一位{ uint i。 //小延時一下 DS=1。 i=8。 dat=0。 dat=(j7)|(dat1)。 bit testb。0x01。i++。 } else { DS=0。 i++。 //延時 tmpwritebyte(0xcc)。 dsreset()。 //發(fā)送讀取數(shù)據(jù)命令 a=tmpread()。 temp=temp|a。 temp=tt*10+。while(n){x=5000。a0。