【正文】 摘要 近年來隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透 , 單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同 時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。軟件方面采用匯編語言來進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，使指令的執(zhí)行 速度快，節(jié)省存儲(chǔ)空間。國(guó)內(nèi)已相繼出現(xiàn)各種以微機(jī)為核心的溫度控制系統(tǒng)。近幾年來單片機(jī)因其獨(dú)特的，方便，快捷的優(yōu)勢(shì)被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域之中。 以數(shù)字電路和模擬 電路為硬件基礎(chǔ) ， 以匯編語言為軟件實(shí)現(xiàn)語言。溫度控制分為升溫和降溫控制，升溫控制和降溫控制分別采用繼電器來控制外部的升溫和降溫設(shè)備。水箱水溫控制部分，提出了用 AD590、 AT89C51單片機(jī)及 LED的硬件電路完成對(duì)水溫的實(shí)時(shí)檢測(cè)及顯示，利用 AD590與單片機(jī)連接由軟件與硬件電路配合來實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱電阻絲的實(shí)時(shí)控制及超出設(shè)定的上下限溫度的報(bào)警系統(tǒng)。 1976 年 Intel 公司首先推出能稱為單片機(jī)的 MCS48 系列單片微型計(jì)算機(jī)。這類單片機(jī)均帶有串行 I/O 口，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器為 16 位，片內(nèi)存儲(chǔ)容量（ RAM， ROM）都相應(yīng)增大，并有優(yōu)先級(jí)中斷處理功能，單片機(jī)的功能、尋址范圍都比早期的擴(kuò)大了，它們是當(dāng)時(shí)單片機(jī)應(yīng)用的主流產(chǎn)品。而 8 位單片機(jī)已能滿足大部分應(yīng)用的需要，因此，在推出 16 位單片機(jī)的同時(shí)，高性能的新型 8 位單片機(jī)也不斷問世。由于 80C51 系列單片機(jī)所具有的一系列優(yōu)越的特點(diǎn)，獲得廣泛使用指日可待。在訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，它 分時(shí)作低 8 位地址和 8 位雙向數(shù)據(jù)總線用。 ~（ 1~8 腳）： P1 是一上帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在訪 問外部存儲(chǔ)器時(shí)，由它輸出高 8 位地址。 在 MCS52 中，這 8 個(gè)引腳還用于專門的第二功能。 溫度顯示。 ADC0809由單 +5V 電源供電；片內(nèi)帶有鎖存功能的 8 路模擬多路開關(guān)，可對(duì) 8 路 0～ 5V 的輸入模擬電壓分時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，完成一次轉(zhuǎn)換約需 100181。 3． VCC： +5V 工作電壓 。 7． START： A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端。 11． OE： 輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。電壓輸出型的靈敏度一般為10mV/K，溫度 0℃ 時(shí)輸出為 0，溫度 25℃ 時(shí)輸出 。 AD590 的電源電壓范圍為 4V30V。精度高共有 I、 J、 K、 L、 M 五檔，其中 M 檔精度最高，在 55℃到 +150℃ 范圍內(nèi)，非線性誤差為 177。由于一般電源供應(yīng)教多器件之后，電源是帶雜波的，因此我們使用齊納二極管作為穩(wěn)壓元件，再利用可變電阻分壓，其輸出電壓 V1 需調(diào)整至 接下來我們使用差動(dòng)放大器其輸出 Vo 為（ 100K/10K） （ V2V1） =T/10，如果現(xiàn)在為攝氏 28℃ ，輸出電壓為 ，輸出電壓接 AD 轉(zhuǎn)換器，那么 AD 轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)字量就和攝氏溫度成線形比例關(guān)系。 圖 31 按鍵控制電路 9 9 系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)框圖 圖 系統(tǒng)硬件總體框圖 該系統(tǒng)由核心部件 AT89C52來處理從鍵盤輸入電路和溫度采集電路送入的數(shù)據(jù)，并通過溫度顯示電路進(jìn)行溫度顯示，由溫度控制電路來進(jìn)行相應(yīng)的升溫或降溫 的操作。為了將電壓測(cè)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。 AT89C52 溫度顯示電路 溫度控制電路 鍵盤輸入電路 溫度采集電路 10 10 輸出電壓 : V ＋ / 25 mV 輸入電壓范圍 : V to 40 V 輸出電流 : 10 mA, 再利用可變電阻分壓 ,其輸出電壓 V1 需調(diào)整至 接下來我們使用差動(dòng)其輸出 Vo為（ 100K/10K） （ V2V1） =T/10,如果現(xiàn)在為攝氏 28℃ ,輸出電壓為 ,輸出電壓接AD 轉(zhuǎn)換器 ,那么 AD 轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)字量就和攝氏溫度成線形比例關(guān)系。 溫度傳感器： 廣義來講，一切隨溫度變化而物體性質(zhì)亦發(fā)生變化的物質(zhì)均可作為溫度傳感器。 3．性能誤差及老化小、重復(fù)性好，尺寸小。 符合上述條件的常用溫度傳感器有熱電偶、熱電阻、光輻射溫度計(jì)、玻璃溫度計(jì)、半導(dǎo)體集成溫度傳感器等。為了滿足市場(chǎng)的需求，各芯片制造公司不斷推出性能更加先進(jìn)的新產(chǎn)品、新技術(shù)，令人目不暇接。實(shí)際上，由于模數(shù)轉(zhuǎn)換器器件的非線性失真、量化噪聲及接收機(jī)噪聲等因素的影響采樣速率一般取 fs=。假設(shè)噪聲信號(hào)在量化電平中是均勻 分布的，則量化噪聲均方值與量化間隔和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗值有關(guān)。其中光電耦合器 MOC3041 的作用是將單片機(jī)系統(tǒng)與可控硅 SCR 電路隔開，避免在高 壓過程中的干擾信號(hào)影響單片機(jī)的運(yùn)行；可控硅 SCR 的作用是相當(dāng)于一個(gè)固態(tài)的觸點(diǎn)，使之有能力開啟或關(guān)斷電爐，從而控制電爐通斷，以實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的實(shí)時(shí)控制。雖然雙向可控硅反向?qū)?,但容易擊穿 ,故必須使雙向可控硅能承受這種反向電壓。 圖 41 主程序流程圖 初 始 化 處理按鍵、顯示設(shè)定 值 啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換 數(shù)值處理 顯示實(shí)際溫度 比較設(shè)定溫度值和實(shí)際溫度值 是否大于 ？ 加 熱 開 始 停 止 N Y 14 14 中斷子程序流程圖 圖 42 為中斷子程序的流程圖，這個(gè)主要是為了保障整個(gè)軟件程序在運(yùn)行時(shí)可以達(dá)到中斷，從而使系統(tǒng)進(jìn)一步達(dá)到完善。主要是通過對(duì)傳輸過來的信號(hào)進(jìn)行顯示后，給操作者提供提示。 圖 動(dòng)態(tài)顯示子程序流程圖 開始 當(dāng)前溫度高位送入 A 片選信號(hào)初始化 ORL A,30H 當(dāng)前溫度高位片選信號(hào)ANL A,0CFH 顯示輸出 MOV P1,A 延時(shí) 1ms 當(dāng)前溫度低位送入 A 片選信號(hào)初始化 ORL A,30H 當(dāng)前溫度低位片選信號(hào)ANL A,0DFH 顯示輸出 MOV P1,A 延時(shí) 1ms 設(shè)置溫度高位送入 A 片選信號(hào)初始化 ORL A,30H 設(shè)置溫度高位片選信號(hào)ANL A,0EFH 顯示輸出 MOV P1,A 延時(shí) 1ms 設(shè)置溫度低位送入 A 片選信號(hào)初始化 ORL A,30H 設(shè)置溫度低位片選信號(hào)ANL A,0FFH 顯示輸出 MOV P1,A 延時(shí) 1ms 結(jié)束 18 18 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序功能是將從溫度采集子程序中采集的十六進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制的數(shù)值并存儲(chǔ)在指定的存儲(chǔ)單元內(nèi)。本文以AT89C51 系列單片機(jī)為核心，用 AT89C51 單片機(jī)作為控制器件，溫度信號(hào)通過熱敏電阻和放大器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再由 ADC0809 轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)，測(cè)溫電路采用橋式電路，溫度設(shè)定采用按鍵移位式設(shè)定方法，溫度控制采用光耦和可控硅控制加熱器。 為了實(shí)現(xiàn)這一系列功能我主動(dòng)與指導(dǎo)老師交流，并且查閱了大量相關(guān)的書籍，在此過程中進(jìn)一步鍛煉了自己思考問題與解決問題的能力，鞏固并提高了自己的單片機(jī)、數(shù)字電路、模擬電路等相關(guān)知識(shí)。以前沒有單片機(jī)時(shí)，這些東西也能 做，但是只能使用復(fù)雜的模擬電路，然而這樣做出來的產(chǎn)品不僅體積大，而且成本高，并且由于長(zhǎng)期使用， 元器件不斷老化，控制的精度自然也會(huì)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。特別是沿海地區(qū)的玩 具廠等生產(chǎn)產(chǎn)品多數(shù)用到單片機(jī)，并不斷地輻 射向內(nèi)地。而由于競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，現(xiàn)在企業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)是如何最有效的提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。學(xué)習(xí)并使用單片 機(jī)為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)，將為我們電子工作者打開一扇通往電子設(shè)計(jì)新出路