【正文】 80℃ 4V 4V C8H 90℃ E1H 100℃ 5V 5V FAH （二）、控制部分 AD590采集到的溫度模擬量 經(jīng)放大后，輸入到 ADC0804的 VIN端則轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量后由DB0― DB7輸出八位數(shù)字量，此數(shù)字信號(hào)送入 AT89C51的 P0 口，單片機(jī) 89C51得到傳來(lái)的信號(hào)量與其設(shè)定的溫度值相比較，如果此溫度值高于設(shè)定值的上限 ,則高溫報(bào)警指示燈亮，同時(shí)單片機(jī)經(jīng) P0 口輸出上限值給 DAC0832， DAC0832 經(jīng)過(guò)數(shù)摸轉(zhuǎn)換在通過(guò)運(yùn)算放大器LM741輸出電平信號(hào)來(lái)控制晶閘管的導(dǎo)通角，使溫度逐步降低下來(lái)。將圖 3— 4 中的 A， B 端短接，也即使運(yùn)算放大器的輸入為零，然后調(diào)節(jié)電位器 R0，使輸出端 UOUT = 0V 即可。在對(duì) LM741 調(diào)零時(shí)，對(duì)電位器的靈敏度要求非常高，普通的電位器是不能滿足要求的，需要采用可多圈調(diào)節(jié)的電位器。 在溫度控制系統(tǒng)中采用 PID調(diào)節(jié)時(shí)，往往加入積分分離算法，以減小系統(tǒng)的超調(diào)和震蕩。應(yīng)該指出的是無(wú)論采用何種方法獲得的參數(shù)植，都只是調(diào)試時(shí)的參考值，都要在實(shí)踐中不 斷的檢驗(yàn)并加以修正，方能找出最佳值。 連續(xù)系統(tǒng) PID 調(diào)節(jié)器的微分方程可表示為： dt tdeTdtteTteKtu dtip )()(1)([)( 0 ??? ? (4— 1) 其中： u(t)： PID 調(diào)節(jié)器的輸出量； Kp：比例系數(shù)； Ti：積分時(shí)間常數(shù)； Td：微分時(shí)間常數(shù)； e(t)：誤差。其流程圖如圖 2 所示： （ 3）理論算法 1． PID 控制算法 比例 +積分 +微分調(diào)節(jié)（ Propor tional+Integral+Deviative 即 PID）是工業(yè)控制中常用的調(diào)節(jié)方法，無(wú)論是速度、位置等快過(guò)程，還是溫度、化工合成等慢過(guò)程，都能得到滿意圖 2 開(kāi) 始 CPU檢測(cè) 鍵盤(pán)檢測(cè) 顯示檢測(cè) 電源檢測(cè) 開(kāi)關(guān)信號(hào)檢測(cè) 輸出信號(hào)檢測(cè) 指示燈亮 結(jié) 束 信息工程學(xué)院 基于 51單片機(jī)智能溫度控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 共 44 頁(yè) 的控制效果。這樣就還需要將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，從而引 人了 DAC0832 數(shù)模轉(zhuǎn)換器，由于溫度傳感器的輸出信號(hào) Ui 與設(shè)定值的差值較小，所以通過(guò)運(yùn)算放大器 MC1741 或 LM741 或 UA741 放大，將溫度的變化量 轉(zhuǎn)換成 0 ~ 10V的電壓變化量，再加到 A/D變換器 ADC0804 的輸入端轉(zhuǎn)變成數(shù)信息工程學(xué)院 基于 51單片機(jī)智能溫度控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 共 44 頁(yè) 字信號(hào)傳入單片機(jī)。各代碼位 的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表 3。使用時(shí)公共陽(yáng)極接＋５ V，如圖315 中所示。 ■ 鍵處理子程序： 在計(jì)算機(jī)中每一個(gè)鍵都對(duì)應(yīng)一個(gè)處理子程序，得到閉合的鍵的鍵碼后， 可以根據(jù)鍵 瑪，轉(zhuǎn)相應(yīng)的鍵處理子程序，進(jìn)行字符、數(shù)據(jù)的輸入或命令 處理。 ■ 從按一個(gè)鍵到鍵的功能被執(zhí)行主要應(yīng)包括兩項(xiàng)工作：一是鍵的識(shí)別，即在鍵盤(pán)中找出被按的是哪個(gè)鍵，另一項(xiàng)是功能鍵的實(shí)現(xiàn)。 AGND， DGND：模擬信號(hào)以及數(shù)字信號(hào)的接地。 1LSB； ■ 工作溫度： ADC0804LCN—— 0℃ +70℃； ■ ADC0804LCD—— 40℃ +85℃； 3．引腳圖及說(shuō)明 /CS：芯片選擇信號(hào)。兩級(jí)鎖存器可做到當(dāng)后一級(jí)鎖存器正輸出給 D/A 轉(zhuǎn)換時(shí)，前一級(jí)又可接收新的數(shù)據(jù)，從而提高了轉(zhuǎn)換速度 。 VREF:基準(zhǔn)電源輸入引腳。 WR1 為輸入寄存器的寫(xiě)選通信號(hào)。 當(dāng) RST 釋放后 EA 腳的值被鎖存，任何時(shí)序的改變都將無(wú)效。 18 I/O P1口： P1口是帶內(nèi)部上拉的雙向 I/O口向 P1口寫(xiě)入 1時(shí)，P1口被內(nèi)部上拉為高電平可用作輸口。智能化家用電器將給我們帶來(lái)更大的舒適和方便，進(jìn)一步改善我們的生活質(zhì)量，把我們的生活變的更豐富。雖然單片機(jī)只是一個(gè)芯片，但從組成和功能上看，它已經(jīng)具有了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的屬性，為此稱(chēng)它為單片微型計(jì)算機(jī) SCMC（ Single Chip Microptuer） ,簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)。 (4)恒速降溫段，即要求爐溫下降的速度按某一斜率Δ２進(jìn)行。僅僅是依靠人工管理存在溫度調(diào)節(jié)不及時(shí)、不準(zhǔn)確，影響作物生長(zhǎng)及人力資源浪費(fèi)等問(wèn)題。其基本工藝過(guò)程是：將微細(xì)的金屬或陶瓷粉末 與有機(jī)黏結(jié)劑均勻混合成為具有流變性的物質(zhì)，采用先進(jìn)的注射機(jī)注入具有零件形狀的模腔形成坯件，采用新技術(shù)脫除黏結(jié)劑，并經(jīng)過(guò)燒結(jié)使其高度質(zhì)密成為制品，必要時(shí)還可以進(jìn)行后處理。風(fēng)扇是用來(lái)散熱的，但它的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)也會(huì)造成過(guò)熱。 RS232 引 言 ，溫度控制的應(yīng)用越來(lái)越多。 學(xué)號(hào)： 長(zhǎng)春科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 基于 51單片機(jī)智能溫度控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓 名： 任忠?guī)? 學(xué) 院： 信息工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 班 級(jí)： 2021 級(jí) 2 班 指導(dǎo)老師： 陳東淼 （ 講師 ） 2021 年 5 月 10 日 0101090205 摘 要 溫度是工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中最常見(jiàn)的參數(shù)之一，對(duì)溫度的精確測(cè)量和控制具有重要意義。 溫度是 與人們的生產(chǎn)生活密切相關(guān)的一個(gè)物理 ,因此產(chǎn)生了各種各樣的溫度測(cè)方法，在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi) ,對(duì)溫度的測(cè)控十分廣泛。在每一處都有放置一個(gè)溫度傳感器可以單獨(dú)監(jiān)視每一處溫度，任一處溫度超出了安全范圍，系統(tǒng)就可以通過(guò)減低時(shí)鐘速度或關(guān)掉系統(tǒng)電源等手段防止發(fā)生問(wèn)題。 因此，溫度控制精度的高低直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量及使用壽命，研究和設(shè)計(jì)高性能的溫度控制系統(tǒng)具有非常重要的意義。 溫室智能溫度控制系統(tǒng)采用基于 DS18B20 和 LPC2132，具有多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)控制、對(duì)異常情況進(jìn)行記錄并可調(diào)用歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的優(yōu)點(diǎn)，能滿足作為溫室溫度監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)要求。 (5)自由降溫段，即根據(jù)電阻爐自身的條件，不對(duì)降溫速度進(jìn)行控制的升溫過(guò) 程。通常所說(shuō)的單片機(jī)系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)某一控制應(yīng)用需要由用戶設(shè)計(jì)的，是一個(gè)圍繞單片機(jī)芯片而組建的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 4． 信息和通信產(chǎn)品方面 信息和通信產(chǎn)品的自動(dòng)化和智能化程度很高，這當(dāng)然離不開(kāi)單片機(jī)的參與。當(dāng)作為輸入腳時(shí)被外部拉低的 P1口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流 (見(jiàn)DC 電氣特性 )。該引腳在對(duì) FLASH 編程時(shí)接 12V 編程電壓 (Vpp)。輸入寄存器鎖存信號(hào) LE1有 ILE、 CS 、 WR1的邏 輯組合產(chǎn)生。 Rfb:反饋信號(hào)輸入引腳，反饋電阻在芯片內(nèi)部。此外，在使用多個(gè) D/A 轉(zhuǎn)換器分時(shí)輸入數(shù)據(jù)的情況下，兩級(jí)緩沖可以保證同時(shí)輸出模擬電壓。 /RD：外部讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的控制腳輸出信號(hào)。 VREF：輔助參考電壓。第一項(xiàng)工作是使用接口電路實(shí)現(xiàn)的，而第二項(xiàng)工作是通過(guò)執(zhí)行中斷服務(wù)程序來(lái)完成的。這樣就可以實(shí)現(xiàn)該鍵所設(shè)定的功能了。這樣陰極端輸入低電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入高電平的則不點(diǎn)亮。 表 3 代碼式 Ｄ ７ Ｄ ６ Ｄ ５ Ｄ ４ Ｄ ３ Ｄ ２ Ｄ １ Ｄ ０ 顯示段 dp G f e d c b a LED 顯示器接口比較簡(jiǎn)單，使用如圖 316 譯碼驅(qū)動(dòng)器就可以實(shí)現(xiàn) BCD 碼到七位段碼的轉(zhuǎn)換，完成一位 LED顯示器的接口。 我在實(shí)際制作電路時(shí)考慮到實(shí)用性和可行性決定用獨(dú)立式鍵盤(pán)，用來(lái)改變單片機(jī)設(shè)定溫度值的上下限，在我的電路中有三個(gè)按鍵，第一個(gè)按鍵用來(lái)控制溫度的增減，第二個(gè)按鍵用來(lái)控制上限的溫度。積分調(diào)節(jié)可以消除靜差，微分調(diào)節(jié)可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。 PID 調(diào)節(jié)器的方框圖如圖 4— 1 所示。 3。所謂積分分離法就是在系統(tǒng)偏差較大時(shí)，取消積分作用；當(dāng)系統(tǒng)的偏差較小時(shí)，投入積分作用；為此，設(shè)置一個(gè)誤差積 分限 A，以判別誤差的大小。 2 元件的固定及焊接。 B 調(diào)節(jié) LM741 的增益。如果次溫度值低于設(shè)定的下限值，則低溫報(bào)警指示燈亮，同時(shí)單片機(jī)經(jīng) P0 口輸出下限值給 DAC0832， DAC0832經(jīng)過(guò)數(shù)摸轉(zhuǎn)換在通過(guò) 運(yùn)算放大器 LM741輸出一個(gè)電平信號(hào)來(lái)控制晶閘管的導(dǎo)通角，使溫度逐步升高。 本文在深入分析多點(diǎn)智能測(cè)溫系統(tǒng)的工作原理基礎(chǔ)上，完成了該系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試任務(wù)，并且系統(tǒng)的性能誤差達(dá)到了任務(wù)書(shū)的要求，使之能達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行水平。由于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的欠缺，設(shè)計(jì)上難免有考慮不周之處。當(dāng)我在設(shè)計(jì)過(guò)程中存在疑問(wèn)時(shí)，老師總是在百忙之中抽出時(shí)間及時(shí)的給予我指導(dǎo)，在老師的教導(dǎo)下，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利、及時(shí)地完成。確定溫度的加 ddd: jnb ,jp2。30 度 jc di mov a,40h subb a,96h jnc gao ccc: ret 信息工程學(xué)院 基于 51單片機(jī)智能溫度控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè) 共 44 頁(yè) di: setb clr jmp ccc gao: setb clr jmp ccc l1: clr c。在畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束之際致以我誠(chéng)摯的感謝！ 信息工程學(xué)院 基于 51單片機(jī)智能溫度控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 44 頁(yè) 六．參考文獻(xiàn) [1] 周航慈編著 《單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)》北京航空航天大學(xué)出版社 [M] 2021年 11月 [2] 胡壽松 《自動(dòng)控制原理》 [M] 國(guó)防工業(yè)出版社 2021 年 1月 [3] 李廣弟、朱月秀、王秀山 《單片機(jī)基礎(chǔ)》 [M] 2021 年 7月第二版 [4] 吳金戌、沈慶陽(yáng)、郭庭吉 《 8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用》 [M] 2021 年 9月 [5] 梅曉榕、蘭樸森、柏桂珍編著 《自動(dòng)控制元件及線路》 [M] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 1994 年 9月 [6] 廖煥霖主編 《跟我學(xué) protel99電路板設(shè)計(jì)者必讀》 冶金工業(yè)出版社 卓越文化藝術(shù)有限公司策劃 2021 年 9月 [7] 黃勝軍編著 《微機(jī)控制應(yīng)用實(shí)驗(yàn)與實(shí)例》 [M] 清華大學(xué)出版社、 1999年 11 月 [8] 邱關(guān)源主編 ． 《電路》第四版 [M]．北京： 高等教育出版社 ， 2021． [9] 郭維林主編 ． 《電路習(xí)題全解》第四版 [M] ．北京： 中國(guó)建材工業(yè)出版社 ， 2021． [10]賈伯年 . 傳感器技術(shù) . 福建 : 東南大學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021: 150155 [11]樓然苗 . 51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例 . 北京 : 北京航空航天大學(xué)出版社 , 2021: 125128 [12]韋瓏 , 楊榮松 . 基于 DS18B20 的單片 機(jī)多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng) . 機(jī)械與電子 , 2021, 21(1): 3639 [13]戴蓉 ,游鳳荷和周景霞 . 由單片機(jī)和多片 DS1820 組成的多點(diǎn)溫度測(cè)控系統(tǒng) . 國(guó)外電子元器件 , 2021, 16(3): 6063 [14]丁幼春 , 李文新和黃劍 . 基于 AT98S52 和 DS18B20 的多點(diǎn)溫度檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng) . 農(nóng)機(jī)化研究 , 2021, 5(3): 6063 [15]李業(yè)德 , 唐詩(shī) . 單片機(jī)和 DS18B20 組成的多點(diǎn)溫度測(cè)控系統(tǒng) . 山東工程學(xué)院學(xué)報(bào) , 2021, 5(4): 1518 [16]張紅潤(rùn) , 劉秀英 , 張亞凡 . 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) 200 例（下冊(cè)）北京 : 北京航空航天大學(xué)出版社 , 2021: 124129 [17] YAN Jianmin, JIA Hong. The Control System of Fast Water Heater. The news of Techical Communication. 2021, 19(6): 3639 [18] Sha zhanyou. The Application of Intelligent Temperature Sensor in protect circuit of dispersing of the Computer. ICEMI. 2021, 17(11): 6266 信息工程學(xué)院 基于 5