【正文】 升溫電路的工作原理是： 采用降壓斬波電路 ,通過控制電路中三極管的導通與關斷 ,來簡介控制電熱管的工作狀態(tài) ,設定一個工作周期 T,在一個周期 T 內(nèi) ,通過控制三極管的導通時間 Ton 與關斷時間 Toff,來控制加在電熱管上面的平均電壓 Uo 的大小 .計算方法為 : ETT onETT T on ????? o f fon ?oU 其中 ? 為占空比， E 為加在電路中的直流電壓。 +88.8I N15I N27E N A6O UT 12O UT 23E N B11O UT 313O UT 414I N310I N412S E N S A1S E N S B15G ND8VS4V C C9 U3L 2 9 8V C CP 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4+ 2 4 v 圖 降溫電路 上下限報警模塊 由于此次設計的溫度控制系統(tǒng)是希望溫度保持在設定溫度的一定范圍內(nèi)，所以不希望溫度超出這個范圍，當溫度超出范圍以后，為了讓人能夠快速發(fā)現(xiàn)并及時采取措施，所以采用了放光二極管與蜂鳴器結(jié)合的溫 度上下限報警裝置。 這次畢業(yè)設計，不僅達到了設計目標，而且使我對自己有了一個全新的認識，鍛煉了自己動手能力，檢驗了自己的知識水平，讓我學會了以專業(yè)知識來解決設計過程中遇到的問題而不是靠自己的臆測，我相信這次鍛煉會給我們以后的成長帶來很大的幫助。 //控制電機正反轉(zhuǎn) sbit in2=P1^4。 //lcd 的控制 sbit rw=P2^6。 int pwmflag1=100。 //當前比例項 float DAOut。 //積分分離 else { Pinow=Ki*Enow+Pilast。 else pwmflag2=25*Pnow。 } /****************************************************** * 函數(shù) :計時器初始化模塊 *******************************************************/ void init_time(void) { in1=1。 //開始計時 } /****************************************************** * 函數(shù) :中斷模塊 *******************************************************/ void timer0() interrupt 1 { int pwm1。 } 35 else { pwm1=0。y0。 e=0。 } /****************************************************** * 函數(shù) :1602 1602初始化模塊 *******************************************************/ void init_1602(void) //1602 初始化 { lcd_write(0x38)。 lcd_write(0x80)。 DQ=0。 //延時約 60us（釋放總線后需等待 15~60us 讓DS18B20 輸出存在脈沖） for(time=0。 i++) { DQ=1。 } /****************************************************** * 函數(shù)： 18B20 寫數(shù)據(jù)模塊 * *******************************************************/ void WriteOneChar (uchar dat) //18B20 寫 數(shù)據(jù) { uchar i,time。 //略微延時約 600 微秒 //以向 DS18B20 發(fā)出 //一持續(xù) 480~960us 的低電平復位脈沖 DQ=1。 } } /****************************************************** * 函數(shù)： 18B20 初始 化程序模塊 * *******************************************************/ void init_DS18B20(void) //18b20 初始化程序 { uchar time。 37 lcd_write(0x06)。 delay(1)。 P0=。 } } /****************************************************** * 函數(shù) :1602 延時模塊 *******************************************************/ void delay(unsigned int z) //延時 { unsigned int y。 j++。 // TL0=0xf0。 pwmflag2=0。 //PI的輸出 if(Pnow4)Pnow=4。 Ki=1。 //定義數(shù)組顯示 /****************************************************** * 函數(shù) :pi 模塊 *******************************************************/ float PIPro() { float Enow。 int temp=0。 //定義超下限揚聲器 sbit beep2=P2^2。 //上一次積分 float Plast=0。 24 軟件程序設計的主框圖如圖 所示： 圖 程序設計的主框圖 第六章 結(jié)論與展望 本次畢業(yè)設計的目的是設計出一個能夠檢測溫度，顯示溫度，控制溫度的系T T 0單片機設定溫度 T 0 ， 上限 T 1 ， 下限 T 2開始結(jié)束顯示并比較溫度 T 與設定溫度 T 0 大小啟動模糊控制T 0 T 0 . 6啟動 PI 控制T T 0 0 . 6啟動模糊控制啟動 PI 控制升溫電路 降溫電路Y NY YN N溫度傳感器采集到溫度 T 送入單片機 25 統(tǒng)。 HeaterTO V 1O V E NQ62 N30 5 3P2.3L21 m HD 1 41 N54 0 4D 1 5L E D R E D 圖 升溫電路 21 降溫模塊 降溫器件的選擇有多種，由于此次設計要求的溫度高出環(huán)境溫度，為了節(jié)約成本和方便設計，選擇了排氣扇作為降溫器件，排氣扇由 L298N 電機驅(qū)動模塊控制。 按鍵輸入模塊 為了能夠更好的實現(xiàn)對溫度的控制，擴大能控的度帶，所以設置了按鍵輸入模塊，能夠認為的改變先要的溫度帶，是溫度控制更加的靈活、自由。由圖可知當按下按鈕時， +5V 電平直接加到 RST 端，從而實現(xiàn)單片機的復位。 （ 4） ENA、 ENB 為使能端，輸入 PWM 信號可以用來調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速快慢。首先 DS1820 提供的讀暫存寄存器指令 (BEH)讀出以 ℃為分辨率的溫 度測量結(jié)果，然后切去測量結(jié)果中的最低有效位 (LSB)，得到所測實際溫度整數(shù)部分 T 整數(shù)，然后再用 BEH 指令讀取計數(shù)器 1 的計數(shù)剩余值 M 剩余和每度計數(shù)值 M 每度，考慮到 DS1820 測量溫度的整數(shù)部分以 ℃、 ℃為進位界限的關系，實際溫度 T 實際可用下式計算得到： T 實際 =(T 整數(shù)－ ℃ )+(M 每度－ M 剩余 )/M 每度。 溫度傳感器 DS18B20 DS18B20 是 常用的溫度傳感器，具有體積小，硬件開銷低，抗干擾能力強，精度高的特點。這里選取主要的幾個硬件進行介紹。具體如表 所示。 運算器：運算器的核心 為算術邏輯單元（ ALU），主要由布爾處理器、累加器（ ACC）、暫存器（ TMP TMP2）、程序狀態(tài)字寄存器（ PSW）和寄存器（ B）構(gòu)成。當 C/’T=0 時為定時方式； C/’T=1 時為計數(shù)方式。 表 P3 口各位的第二類功能 口線 第二功能 RXD（串行口的輸入端） TXD（串行口的輸出端） （外部中斷 INT0 輸入端，低電平 0 有效） （外部中斷 INT1 輸入端，低電平 0 有效） T0（定時 /計數(shù)器 0 計數(shù)脈沖的輸入端） T1（定時 /計數(shù)器 1 計數(shù)脈沖的輸出端） （片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號的輸出端，低電平 0 有效） （片外數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號的輸出端，低電平 0 有效） /計數(shù)器 STC89C52RC 單片機內(nèi)部自帶三個 16 位定時 /計數(shù)器 T0、 T1 和 T2， T0 和 T1均可作為定時器或計數(shù)器使用。 （ 9） P0 口（ 39~32 腳 ）：由 ~ 組成，是個 8 位雙向 三態(tài) I/O 口。 （ 6） ALE 在每個機器周期內(nèi)輸出 2 個脈沖，下降沿用于控制鎖存 P0 口輸出的低 8 位地址， 也可作為對外輸出的時鐘脈沖信號或用于定時，次頻率為振蕩頻率的 1/6。這 40 個引腳由四組 8 位并行 I/O 端口、VCC、 GND、兩條外接晶體引腳（ XTAL XTAL2）、四條控制引腳（ RST、 EA/VPP、ALE、 PSEN）組成。 （ 10）外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down 模式可 由外部中斷低電平觸發(fā) 中斷方式 喚醒 。 （ 2） 工作電壓： ～ （ 5V 單片機） /～ （ 3V 單片機） 。 STC89C52 使用經(jīng)典的 MCS51 內(nèi)核，但做了很多的改進 ， 使得芯片具有傳統(tǒng) 51 單片機不具備的功能。單片機由 運算器 、 控制器 、 存儲器 、 輸入輸出設備 構(gòu)成，相當于一個微型的計算機（最小系統(tǒng)），和計算機相比，單片機 缺少了外圍設備等。 (5) 模糊控 制器是一語言控制器，便于操作人員使用自然語言進行人機對話。而模糊 PI 控制系統(tǒng)不僅能夠很好的跟蹤響應，而且可以有效的降低穩(wěn)態(tài)誤差，使得溫度在很小的范圍內(nèi)變化，提高了控制系統(tǒng)的精度。 方案一采用的是滯環(huán)控制系統(tǒng)進行控制。 論文的主要工 作 本論文的主要內(nèi)容安排如下： （ 1）了解以單片機為核心的溫度測量控制技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。我國的溫度測量控制技術還沒有完全成熟，在生產(chǎn)實習生活中還存在著許多問題，所以學習以 單片機為核心的溫度測控技術具有很大的現(xiàn)實性和必要性。主要的工作原理是通過單片機將溫度傳感器采集到的溫度信號經(jīng)過計算，得到的結(jié)果通過處理、比較從而來控制電熱管和小風扇的工作狀態(tài)，使得環(huán)境溫度控制在設定溫度的一定范圍內(nèi)。 通過硬件電路和軟件的調(diào)試表明，該系統(tǒng)能夠達到設計目標，首先能夠把溫度在顯示屏上實時顯示出來，而且能夠準確的控制加熱與散熱部件的工作狀態(tài)，從而把溫度控制在設定溫度上下 度的范圍內(nèi)。而且我國對于基于微機為核心的溫度測控系統(tǒng)的需求很大，很多大的公司相繼開發(fā)新型的溫度測控系統(tǒng)去滿足市場對溫度測控系統(tǒng)的各種特殊需求，使之應用于各個行業(yè)，存在于各種產(chǎn)品中。 （ 2）對設計的控制系統(tǒng)將采用方案進行比較和選擇，以及對控制方法的描述。 \ 圖 指環(huán)控制系統(tǒng)原理圖 該系統(tǒng)的工作原理是 :溫度傳感器 DS18B20 感應到環(huán)境溫度，然后把數(shù)值傳送到單片機中，單片機接受數(shù)據(jù)經(jīng)處理后一方面把溫度數(shù)值傳送到溫度顯示屏上顯示出來，另一方面與給定的溫度上下限作比較從而控制繼電器的開斷，間接控制電熱管和排氣扇的工作狀態(tài)，以達到控制溫度的上升與下降的目的，使溫度保持在一定范圍內(nèi)。故此次設計選擇模糊 PI 控制系統(tǒng)。 (6) 模糊控制器是一種容易控制、掌握的較理想的非線性控制器，具有較佳的魯棒性、適應性、強健性及較佳的容錯性 但是模糊控制系統(tǒng)對 信息簡單的模糊處理將導致系統(tǒng)的控制精度降低和動態(tài)品質(zhì)變差。概括的講：一塊 芯片 就成了一臺計算機。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位CPU 和系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 （ 3）工作頻率 范圍： 0～ 40MHz，相當于普通 8051 的 0～ 80MHz，實際工 作 頻率可達 48MHz。 （ 11） 通用異步 串行口