【正文】 igital of a digital thermometer setting the button,set the thermostat temperature at the time of operation, and digital display of the Microputer used PID control algorithm to process the data measurement and data settings,and calculate the PWM signal, is outputted and magnified to drive a solid state relay so that the power of heat circuit is the temperature of the object can be control. Through many of theory, design and experiments, the temperature of realtime detection and automatic control test is reached,and the error of this system is 177。P 太大時,系統(tǒng)會趨于不穩(wěn)定。 算法的設(shè)計。:177。:實時溫度超過設(shè)置溫度時蜂鳴器提示報警? 方案設(shè)計的比較與論證對本次設(shè)計進(jìn)行深入的分析和思考,可將整個系統(tǒng)分為控制電路?溫度測量電路?顯示電路?按鍵電路? 加熱電路和報警裝置六部分? 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖 31 所示?5圖 31 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求,選擇發(fā)熱片作為加熱電路的加熱元件,所需供電電源 12V 直流電? 這具體的方案有二: 采用 AT89C51 作為控制核心,使用熱敏電阻作為測溫元件,配合使用最為普遍的器件 ADC0809 作模數(shù)轉(zhuǎn)換,在控制上使用對電阻絲加電使其升溫?此方案簡易可行,器件的價格便宜,但其擴(kuò)展的外圍電路較多,增加了電路的復(fù)雜性,且 ADC0809 是 8 位的模數(shù)轉(zhuǎn)換,不能滿足本題目的精度要求?采用比較流行的 STC89C52 作為電路的控制核心,使用自帶模數(shù)轉(zhuǎn)換的溫度傳感器DS18B20,結(jié)合數(shù)字 PID 算法,實現(xiàn)閉環(huán)控制,并通過 PWM 控制技術(shù)控制繼電器的通斷以實行對發(fā)熱片溫度的連續(xù)調(diào)節(jié),此方案電路簡單并且可以滿足題目中的各項要求的精度? 綜上所述,本著簡單實用的原則,最后選擇第二種方案,并通過四位數(shù)碼管顯示電路和按鍵電路來完善整個系統(tǒng)的功能?單片機(jī)按鍵電路溫度測量電路加熱電路顯示電路報警裝置64 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計硬件的功能由總體設(shè)計所規(guī)定,硬件設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計要求,在選擇的機(jī)型的基礎(chǔ)上,具體確定系統(tǒng)中所要使用的元器件,設(shè)計出系統(tǒng)的電路原理圖,以此同時用軟件對電路原理圖進(jìn)行仿真,以確定電路圖的正確性,以及電路板的焊接等? 硬件電路主要由三大模塊構(gòu)成,分別是:單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊?功能實現(xiàn)模塊?溫度控制模塊?其硬件原理框圖如圖 41 所示: 圖 41 硬件原理框圖溫度傳感器 DS18B20 將獲取到的溫度值以數(shù)字量形式傳至單片機(jī),并在 LED 數(shù)碼管上實時顯示出來,單片機(jī)結(jié)合現(xiàn)場實時溫度與通過按鍵設(shè)定的目標(biāo)溫度,按照已經(jīng)編程好的數(shù)字 PID 控制算法計算出實時控制量,并轉(zhuǎn)化為輸出 PWM 波所需的占空比值,以此控制繼電器的開通和關(guān)斷,決定加熱電路的工作狀態(tài),使發(fā)熱片的溫度逐步穩(wěn)定于設(shè)定的目標(biāo)溫度? 在發(fā)熱片的溫度到達(dá)設(shè)定的目標(biāo)溫度后,由于自然冷卻而使其溫度下降時,單片機(jī)通過采樣的實時溫度與設(shè)置的目標(biāo)溫度比較,做出相應(yīng)的控制,開啟繼電器,為發(fā)熱片通電加熱? 當(dāng)所測溫度超出設(shè)定好的溫度值,報警裝置的蜂鳴器將會報警提示?單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計的硬件設(shè)計仿真圖如圖 42 所示:蜂鳴器報警發(fā)熱片數(shù)碼管顯示繼電器單片機(jī)STC89C52DS18B20 采樣按鍵電路7圖 42 仿真原理圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊 單片機(jī) STC89C52 的簡介 STC89C52 是 STC 公司生產(chǎn)的一種低功耗?高性能 CMOS8 位微控制器,具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器?STC89C52 使用經(jīng)典的 MCS51 內(nèi)核,但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng) 51 單片機(jī)不具備的功能?在單芯片上,擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(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? 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能:8k 字節(jié) Flash,512 字節(jié) RAM,32 位 I/O 口線,看門狗定時器,內(nèi)置 4KB EEPROM,MAX810 復(fù)位電路,3 個 16 位定時器/計數(shù)器,4 個外部中斷,一個 7 向量 4 級中斷結(jié)構(gòu)(兼容傳統(tǒng) 51 的 5 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)),全雙工串行口? STC89C52 有 40 引腳雙列直插(DIP)形式?其與 89C51 引腳結(jié)構(gòu)基本相同,其邏輯引腳圖如圖 43?8 圖 43 STC89C52引腳圖 管腳說明::供電電壓?:接地?:P0口為一個8位漏級開路雙向 I/O 口,每腳可吸收8TTL 門電流?當(dāng) P1口的管腳第一次寫1時,被定義為高阻輸入?P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器,它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位?在 FIASH 編程時,P0 口作為原碼輸入口,當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗時,P0輸出原碼,此時 P0外部必須被拉高?:P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向 I/O 口,P1口緩沖器能接收輸出4TTL 門電流? P1口管腳寫入1后,被內(nèi)部上拉為高,可用作輸入,P1口被外部下拉為低電平時,將輸出電流,這是由于內(nèi)部上拉的緣故?在 FLASH 編程和校驗時,P1口作為第八位地址接收? :P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向 I/O 口,P2口緩沖器可接收,輸出4個TTL 門電流,當(dāng) P2口被寫“1”時,其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高,且作為輸入?并因此作為輸入時,P2口的管腳被外部拉低,將輸出電流?這是由于內(nèi)部上拉的緣故?P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時,P2口輸出地址的高八位?在給出地址“1”時,它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢,當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時,P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容?P2口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信9號?:P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口,可接收輸出4個 TTL 門電流?當(dāng) P3口寫入“1”后,它們被內(nèi)部上拉為高電平,并用作輸入?作為輸入,由于外部下拉為低電平,P3口將輸出電流(ILL)這是由于上拉的緣故?P3口也可作為 AT89C51的一些特殊功能口,如表41?表41 P3口特殊功能表 :復(fù)位輸入?當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時,要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時間?:當(dāng)訪問外部存儲器時,地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)?在 FLASH 編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖?在平時,ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號,此頻率為振蕩器頻率的1/6?因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的?然而要注意的是:每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時,將跳過一個 ALE 脈沖?如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH 地址上置0?此時, ALE 只有在執(zhí)行 MOVX,MOVC 指令是 ALE 才起作用?另外,該引腳被略微拉高?如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止,置位無效?9./PSEN:外部程序存儲器的選通信號?在由外部程序存儲器取指期間,每個機(jī)器周期兩次/PSEN 有效?但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時,這兩次有效的/PSEN 信號將不出現(xiàn)? 10./EA/VPP:當(dāng)/EA 保持低電平時,則在此期間外部程序存儲器(0000HFFFFH),不管是否有內(nèi)部程序存儲器?注意加密方式1時,/EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET。 在使用中不需要任何外圍元件,全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。 9 位分辨率時最多在 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字,12 位分辨率時最多在750ms 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字,速度更快。VCC 為外接供電電源輸入端? 圖 45 采樣電路 按鍵模塊 按鍵電路采用按鍵與外部中斷相結(jié)合的方法,各按鍵功能定義如表 42 所示?表 42 按鍵功能表13按鍵 鍵名 功能KEY1 加 1 鍵 設(shè)定的溫度值加 1KEY2 轉(zhuǎn)位鍵 轉(zhuǎn)到數(shù)碼管的下一位KEY3 進(jìn)入/退出鍵 此鍵按下,進(jìn)入溫度設(shè)定?！娣秶詢?nèi)漸漸穩(wěn)定下來?最終到達(dá)對溫度的精密控制?247 結(jié)論 在這次的畢業(yè)設(shè)計中,我基本上能實現(xiàn)本系統(tǒng)設(shè)計的任務(wù)要求?從選擇單片機(jī),并在研究單片機(jī)的管腳性能基礎(chǔ)上,設(shè)計出相應(yīng)的電路。sbit beep=P1^5。uint e,e1,e2,Ep,Ed,rout=0。void pare_temper(void)。 TL0=(6553620220)%256。 IT0=0。 kd=6。 display()。 Ep=kp*(ee1)。 e1=e。low_time=0。 } low_time=100high_time。//}else{ rout=pid_()。} }}void int0 () interrupt 0{ flag=~flag。32 led0=1。 } if(count==0) { led0=0。DQ_LOW()。if(DQ == 0)33{flag = 1。}void WriteDS18B20(uchar ch){ uchar i。0x01){DQ_LOW()。}else{DQ_LOW()。}}uchar ReadDS18B20(void){ uchar i,ReValue。delay(0)。}else{ReValueamp。}uchar UpDataDS18B20(void){ uchar Temp_H,Temp_L。delay(800)。Temp_L = ReadDS18B20()。tp2=tp2*。return Temp_L。 //加一鍵sbit k2=P3^1。unsigned char code smg_du1[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}。 if((k1==1)amp。i++){ P2=smg_we[i]。 } delay_50us(15)。 while(!k1)。 switch(num2) { case 0:b[0]=num1。 case 2:b[2]=num1。 } } if(k2==0) { delay_50us(200)。 while(!k2)。 }}void display(void){ if((tp/100)==0){ P2=0x00。 if((((tp%100)/10)==0)amp。 P0=smg_du1[(tp%100)/10]。 delay_50us(20)。}/***********/////延時子程序,延時頭文件include void delay_50us(uint t){ uchar j。