單機片溫度控制系統(tǒng)設(shè)計方案(編輯修改稿)
2025-05-22 13:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 節(jié)來保存溫度值（bit0 ~ bit10）。其中低字節(jié)（LS Byte）的低4位來保存溫度的小數(shù)位（bit0 ~ bit 3）。，小數(shù)部分的值，得到真正的數(shù)值，數(shù)值可能帶幾個小數(shù)位，所以采取小數(shù)舍入，保留一位小數(shù)即可。也就說。算法核心：首先程序判斷溫度是否是零下，如果是，則DS18B20保存的是溫度的補碼值，需要對其低8位（LS Byte）取反加一變成原碼。處理過后把DS18B20的溫度Copy到單片機的RAM中，里面已經(jīng)是溫度值的Hex碼了，然后轉(zhuǎn)換Hex碼到BCD碼，分別把小數(shù)位，個位，十位的BCD碼存入RAM中。 加熱控制部分由于本系統(tǒng)要控制電熱絲加熱，功率較大，因此要借助功率電路。在器件選擇上留足余量，增加安全性。加熱部分采用繼電器控制，電路簡單可靠。當實測溫度低于設(shè)定值時，由單片機輸出高電平信號。三極管9014導(dǎo)通，繼電器開始工作對水加溫。為了防止繼電器頻繁動作?！?，而在溫度設(shè)定時只取整數(shù)。可以有1℃的余量。當設(shè)定溫度低于實測溫度時為了加快系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)速度，設(shè)置一個小功率電扇，加速水溫的降低。使系統(tǒng)整體性能得以提高?！℃I盤、顯示、控制器部分本設(shè)計中采用動態(tài)顯示方式驅(qū)動3個七段數(shù)碼管，分別顯示溫度的十位、個位和小數(shù)位。數(shù)碼管采用共陰極，由于AT89C52單片機每個I/O的拉電流只有1—2mA。所以在位碼和段碼都加上了同相驅(qū)動器。單片機XTALXTAL1接12MHZj晶振，提供系統(tǒng)時鐘基值。另RESET接復(fù)位按鍵。 繼電器控制 風(fēng)扇控制圖 顯示、控制器部分原理圖3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用匯編語言，對單片機進行變成實現(xiàn)各項功能。主程序?qū)δK進行初始化，而后調(diào)用讀溫度、處理溫度、顯示、鍵盤、和繼電器各模塊。用的是循環(huán)查詢方式，來顯示和控制溫度。 讀取DS18B20溫度模塊子程序每次對DA18B20操作時多要按造DS18B20工作過程中的協(xié)議進行。初始化 RoM操作命令 存儲器操作命令 處理數(shù)據(jù) 。 數(shù)據(jù)處理子程序由于DS18B20轉(zhuǎn)換后的代碼并不是實際的溫度值，所以要進行數(shù)據(jù)處理。，小數(shù)部分的值，得到真正的數(shù)值，數(shù)值可能帶幾個小數(shù)位，所以采取四舍五入，保留一位小數(shù)即可。也就說。首先程序判斷溫度是否是零下，如果是，則DS18B20保存的是溫度的補碼值，需要對其低8位（LS Byte）取反加一變成原碼。處理過后把DS18B20的溫度Copy到單片機的RAM中，里面已經(jīng)是溫度值的Hex碼了，然后轉(zhuǎn)換Hex碼到BCD碼，分別把小數(shù)位，個位，十位的BCD碼存入RAM中。開始開始初始化DS18B20存在？ROM操作命令存儲操作命令讀取溫度值返回是否 讀取DS18B20溫度子程序流程圖返回數(shù)據(jù)傳遞溫度是否為負？BCD碼轉(zhuǎn)換求補運算 數(shù)據(jù)處理子程序流程圖 主程序流程圖。本軟件設(shè)計采用循環(huán)查詢來處理各個模塊，溫度是緩慢變化量所以可以滿足性能要求。否初始化開始調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換子程序DS18B20存在？數(shù)據(jù)處理子程序顯示子程序鍵盤掃描子程序繼電器控制子程序錯誤處理顯示888是 主程序流程圖4. 系統(tǒng)測試 靜態(tài)溫度測試測試方式：由于種種條件的限制，采用模擬加熱方式進行測試。利用繼電器的指示燈來顯示繼電器的動作。紅燈表示加熱，綠燈表示降溫。測量儀器：空調(diào)溫度顯示屏： 測試結(jié)果數(shù)據(jù)標準溫度/℃2022252728測量溫度/℃誤差/℃測試方式：加熱方式用體溫對傳感器DS18B20進行加熱。設(shè)定控制溫度，記錄超調(diào)溫度，穩(wěn)態(tài)誤差。超調(diào)溫度與加熱的功率有關(guān)，這里不再測量。測量儀器：空調(diào)溫度顯示屏： 測試結(jié)果數(shù)據(jù)設(shè)定溫度/℃29303335超調(diào)溫度/℃穩(wěn)態(tài)誤差/℃有以上的測量結(jié)果可見，系統(tǒng)基本上達到了所要求的指標，靜態(tài)測溫的精度主要由DS18B20來決定。在控溫指標中，影響系統(tǒng)的性能的因素很多。最關(guān)鍵的是加熱系統(tǒng)本身的物理性質(zhì)及控制算法。由于條件的限制，在本設(shè)計中采用體溫進行測試。 附錄1： 產(chǎn)品使用說明本溫度控制系統(tǒng)能在0～99℃范圍內(nèi)設(shè)定任意溫度值，超出此范圍將有出錯顯示888，之后返回到99℃或0℃。通過按ENTER鍵確認開始溫度設(shè)定；，每按一次使設(shè)定溫度值加1℃，每按下一次設(shè)定溫度值減1℃。設(shè)置完溫度要在按ERTER鍵確認溫度設(shè)定完成，之后顯示實測溫度值。當溫度傳感器沒有接入時也將有出錯提示顯示888。附錄2： 元件清單 元 件 單價 數(shù) 量（個） 單價AT89S52
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