【正文】 for (i=0。time20。 DQ=1。 lcd_write(0x01)。 delay(1)。 e=1。z0。 } if(i==101) { i=1。 //開中斷 ET0=1。 DAOut=Pnow。(Enow3))pwmflag2=90。 if(Enow) //大于 就積分，否則加熱管就不輸出 { Ppnow=Kp*Enow。 //當前積分 float Pnow。 int TempH=3600。 //電熱管輸出 PWM 端 sbit DQ=P2^4。 //實時溫度 sbit ena=P1^2。 在設計完成后，先通過軟件的仿真對設計的原理進行檢驗，仿真成功以后開始進行實物的焊接，雖然焊接的過程中犯了不少的錯誤，但是最終完成了整個系統(tǒng)的實物的制作，下載好軟件以后，經(jīng)過調(diào)試最終完成了設計 的要求。 降溫原理：單片機引腳 ， OUT1與 OUT2 分別接電機的兩端，當使能端 E給出高電平時電機運 行，當使能端 E 給出低電平時電機停止運行，當溫度超出設定值時， PI 控制器控制單片機引腳 給出占空比可調(diào)的等幅 PWM 波，偏差越大時，積分作用越明顯，占空比越高，電機的轉(zhuǎn)速越快，達到快速降溫的目的。 P 3 . 0P 3 . 1P 3 . 2P 3 . 3 圖 按鍵輸入電路圖 20 升溫模塊 此次設計選用的升高空間內(nèi)的器件是 24 的電熱管，功率適中，安全易于安放，電熱管的控制電路選擇用直流斬波電路控制。且 DS18B20 溫度傳感器自帶有存儲器、 A/D 變化器，不用在添加更多的外圍輔助電路。 （ 6） SENSA 與 SENSB 接電源負極。該芯片 采用 15 腳封裝。 （ 2） 測溫范圍 － 55℃ ～ +125℃ ，固有測溫誤差 1℃ 。它是一種專門用來 顯示字母、數(shù)字、符號等的 點陣 型液晶模塊。 STC89C52RC 單片機內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器可分為片內(nèi) RAM區(qū)和特殊功能寄存器區(qū)（ SFR）。 控制器：控制器的主要功能為對來自存儲器中的指令進行譯碼，通過定時控制電路，在規(guī)定的時刻發(fā)出各種操作所需的全部內(nèi)部和外部的控制信號，使各部分協(xié)調(diào)工作 ,控制器主要由程序計數(shù)器（ PC）、指令寄存器（ IR）、指令譯碼器（ ID）和定時控制邏輯電路等組成。定時 /計數(shù)器工方式如表 所示。 (1)TMOD:用來設置定時 /計數(shù)器 T0 和 T1 的工作方式。P0 口可以驅(qū)動 8 個 LSTTL 輸入。若該引腳上出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平，單片機將會復位。 （ 2） GND（ 20 腳）：接電源地端。 （ 12） 工作溫度范圍： 40～ +85℃ （工業(yè)級） /0～ 75℃ （商業(yè)級） 。 （ 4） 用戶應用程序空間為 8K 字節(jié) 。具有以下標準功能： 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 。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。若要提高精度就必然增加量化級數(shù)，導致規(guī)則搜索范圍擴大，降低決策速度，甚至不能進行實時控制 。 模糊 PI控制系統(tǒng)簡介 模糊控制系統(tǒng)簡介 : 模糊邏輯控制簡稱模糊控制，是以模糊集合論、模糊語言變量和模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種計算機數(shù)字控制技術(shù) ,模糊控 制實質(zhì)上是一種非線性控制，從屬于智能控制的范疇。當溫度過高或者過低時越限報警裝置啟動，以便人為采取措施。 （ 3）對主要芯片以及部分重要硬件的介紹。所以，基于單片機的溫度測控系統(tǒng)的生產(chǎn)和需求都是很大的，并會日益增大。 關(guān)鍵字 ： 單片機，溫度測控系統(tǒng) II Subject : Temperature control system hardware design based on Micro controller Specialty: Automation Name : ** (signature)_____ Instructor: ** (signature)_____ ABSTRACT In today39。該系統(tǒng)由單片機、液晶顯示屏、溫度傳感器、電熱管、小風扇等模塊構(gòu)成。溫度又是工業(yè)生產(chǎn)中常見并且十分重要的參數(shù)之一，特別是在冶金、石油、食品、印染等工廠中，為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，基于單片機的溫度測控系統(tǒng)幾乎存在每一個中小企業(yè)中，由于我國對于溫度測控技術(shù)的研究較晚，在經(jīng)過對發(fā)達國家溫度測控技術(shù)的學習和吸收以后，才掌握了溫度室內(nèi)的微機控制技術(shù)，但是我國以單片機為核心的溫度測控技術(shù)還有待發(fā)展，與發(fā)達國家相比還存在著較大差距。 所以此次設計的目的是學習設計出能夠?qū)崿F(xiàn)對溫度進行精確控制的溫度測控系統(tǒng)，一方面，有助于我們把所學知識運用到生產(chǎn)生活當中，培養(yǎng)我們的研發(fā)能力和在完成工程項目中所需要具備的基本素質(zhì)和要求，另一方面，由于溫度測 2 控系統(tǒng)在社會上的廣泛應用也使得溫度測控系統(tǒng)的研究意義非常重要。 3 第二章 系統(tǒng)整體設計方案與原理 方案的比較與選擇 基于單片機的溫度測控系統(tǒng)可以有多種實現(xiàn)方法，這里對兩個比較合適的設計方 案進行比較后選擇出一個較好的進行設計。 經(jīng)過比較后發(fā)現(xiàn)，滯環(huán)控制系統(tǒng)的跟蹤響應快速，但是誤差較大，溫度變化范圍較大，波動明顯。 (4) 不用數(shù)值而用語言式的模糊變量來描述系統(tǒng)，模糊控制器不必對被控制對象建立完整的數(shù)學模式。 用英文字母的縮寫 MCU 表示單片機，單片機又稱 單片微控制器 ，它不是完成某一個邏輯功能的 芯片 ，而是把一個 計算機系統(tǒng)集成 到一個芯片上。 STC89C52RC 單片機簡介 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。 STC89C52RC 單片機主要特性 : （ 1） 增強型 8051單片機， 6 時鐘 /機器周期 和 12 時鐘 /機器周期可以任意 選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051。 （ 9） 共 3 個 16 位 定時器 /計數(shù)器 ， 即 定時器 T0、 T T2。 8 單片機的外圍引腳及其功能 圖 STC89C52RC 引腳圖 STC89C52RC 單片機是 40引腳封裝。 （ 5） ALE/PROG（ 30 腳）：地址鎖存允許信號輸出端、以及 EPROM 編程脈沖輸入端。反之，當保持低電平時，訪問外部程序存儲器。同時，它的每一條口線都具有第二功 能，表 所示。 C/’T：定時 /計數(shù)方式選擇位。 STC89C52RC 單片機的 CPU 是一個 8 位二進制數(shù)的中央處理器，主要由運算器、控制器和特殊寄存器組構(gòu)成。另外，程序存儲器中有幾個特殊存儲單元，這些存儲單元是提前固定好的，具有特殊用途。如表 所示： 表 STC89C52RC 附加的 SFR SFR 功能 名稱 SFR 符號 字節(jié)地址 復位值 （二進制） 位地址和位名稱 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 定時 /計數(shù)器 2 T2C C8H 00000000 CF CE CD CC CB CA C9 C8 13 控制寄存器 ON TF2 EXF2 RCLK TCLK EXEN2 TR2 C/T2 CP/RL2 定時 /計數(shù)器 2 自動重裝字節(jié) RLDL CAH 00000000 定時 /計數(shù)器 2 自動重裝字節(jié) RLDH CBH 00000000 定時 /計數(shù)器 2 低字節(jié) TL2 CCH 00000000 定時 /計數(shù)器 2 高字節(jié) TH2 CDH 00000000 主要硬件介紹 在此次設計用用到了很多硬件，比如 DS18B LCD1602 液晶顯示屏、功率晶體管 MJ1101 L298N 等等。 （ 7） D0～ D7 為 8位雙向數(shù)據(jù)端 ， 讀寫狀態(tài)依賴于 RS的電平狀態(tài)。 DS18B20 的測溫原理： DS18B20 的測溫原理如圖 所示，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻 率受溫度的影響很小用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器 1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器 2 的脈沖輸入，圖中還隱含著計數(shù)門，當計數(shù)門打開時， DS18B20 就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖后進行計數(shù)，進而完成溫度測量 .計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將 55 ℃所對應的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器 1 和溫度寄存中，減法計數(shù)器 1 和溫度寄存器被預置在 55 ℃所對應的一個基數(shù)值。 （ 3） IN1IN4 與單片機相連，輸入高低電平來控制電機的正反轉(zhuǎn)。 C32 0 u FR41 0 kRE S E TR 1 01k 圖 手動按鈕復位電路 18 手動按鈕復位的原理是，人為的在 RST 端加上高電平，實現(xiàn)單片機的復位。 19 D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 L234567891R P 1RE S P A CK 4 . 7 kV CC 5 vV CC 5 VR34 .7 kP 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7P 2 . 5P 2 . 6P 2 . 7圖 溫度顯示電路 選擇 口作為數(shù)據(jù)傳送端口 ,加上拉電阻的目的是因為單片機 P0口輸出高電平的能力有限。偏差越小占空比與小則一個周期內(nèi)加在電熱管上的平均電壓越小，電熱管的功率越小，溫度上升速率變慢。 23 第五章 軟件設計部分 由于本次設計是基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的硬件設計，所以軟件部分只做 簡單的敘述。 附錄一：總電路圖 28 D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 LX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 12 7 . 0DQ2V C C3G ND1U2DS 1 8 B 2 0234567891R P 1RE S P A CK 4 . 7 kR14 .7 kX1F RE Q = 1