【文章內(nèi)容簡介】 片機的溫度控制系統(tǒng)，因適用場合不同，根據(jù)具體情況會在設(shè)置不同的溫度值，此時就需要前面所提到的鍵盤控制電路。在鍵盤控制電路的設(shè)計中，選用芯片可編程并行接口，具體引腳如圖36所示。單片機有4個8位的并行接口，這些接口在設(shè)計中并不是完全提供給用戶的，在外部擴展存儲器時，只有和接口的部分口線供用戶使用。因此在單片機設(shè)計的過程中也進行了接口局部拓展。芯片的接口沒那么復(fù)雜，在如圖37所示的芯片的片選信號以及A0、A1地址選擇線主要由單片機的和、接口經(jīng)過地址鎖存器來提供。圖37 鍵盤接口電路圖芯片的A、B、C端口以及相應(yīng)的控制端口地址分別為、和。芯片的D0～D7端口與單片機中的端口到端口連接。鍵盤控制電路主要功能有：鍵1表示上升溫度。鍵2表示下降溫度。鍵3表示下限溫度值。鍵4表示確定上限溫度值。鍵5表示查詢上下限的溫度。根據(jù)具體的使用情況可以調(diào)節(jié)鍵1和鍵2來調(diào)節(jié)溫度，當(dāng)溫度調(diào)到理想溫度時，按下鍵3來確定下限值，此時調(diào)節(jié)的下限值將會保存到一個專用的寄存器中，在完成設(shè)定下限溫度值后，再來調(diào)節(jié)鍵1和鍵2來調(diào)節(jié)溫度，當(dāng)溫度調(diào)到理想溫度時，按下鍵4來確定上限值，此時調(diào)節(jié)的上限值將會保存到一個專用的寄存器中，然后系統(tǒng)才能正常工作。關(guān)于液晶顯示器的功能前文已有相關(guān)介紹，液晶顯示電路主要用來顯示密閉空間的不同溫度值。在如圖38所示的電路圖中，液晶顯示模塊用LED顯示塊來表示，它是由常規(guī)的發(fā)光二極管來顯示溫度。在圖中的顯示塊中，此類顯示塊有兩種：共陽極和共陰極。共陰極LED顯示塊的發(fā)光二極管公共部分接地。圖38 顯示電路原理圖本研究選用的是共陰極的LED顯示塊，在圖38所示的顯示電路中，當(dāng)二極管的陽極為高電平時，LED顯示塊的發(fā)光二極管點亮；LED顯示塊的發(fā)光二極管的引出端口（a～dp）與單片機的I/O口的8位線（～）相連接，此接口共陰極低電平有效，通過選擇8位線并行的輸出端口來輸出不同的數(shù)據(jù)點亮對應(yīng)的LED顯示塊的發(fā)光二極管，從而獲得達到顯示數(shù)字的效果。本研究設(shè)計的蜂鳴器警報電路，主要功能是假如溫度控系統(tǒng)的任意一模塊不工作，即密閉空間在控制的情況下，偏離設(shè)定值過大，系統(tǒng)便會發(fā)生報警，該部分為單片機人機交互比較重要的部分，蜂鳴器警報電路如圖39所示。圖39 蜂鳴器警報電路在圖39所示的電路中，采用繼電器型，240AC的通斷電流。直流線圈的電阻為95Ω，三極管采用，直流線圈的輸出電流為150mA，放大系數(shù)β選擇范圍為60至1000之間，如果β取200，那么在5V下Ic的電流為50mA左右。因為單片機接口只有在高點位輸出信號時，才能達到這樣大的電流，而且接口屬于三態(tài)的輸出輸入接口，因此，需要接一個上拉電阻，上拉電阻的阻值由以下公式計算： 這里通過取10電阻來讓Q1在高電平時飽和導(dǎo)通，這樣，基極電流便為。二極管D1在設(shè)計電路中有保護的功能，當(dāng)Q1關(guān)斷時續(xù)流之后，能夠避免電感線圈斷路的時候電壓過高而損壞三極管。溫度傳感器具有存儲的功能，即溫度傳感器自帶存儲器，這樣溫度傳感器便能將設(shè)計之初，設(shè)定的溫度差值存儲在溫度傳感器的中，存儲保存，每次系統(tǒng)啟動時，系統(tǒng)都會從中讀取設(shè)定的差值。在圖39所示的繼電器中，K1連接降溫的裝置，K2連接加熱的裝置，當(dāng)實際的溫度的溫差值大于設(shè)定的溫差值時，蜂鳴器發(fā)出提示音，表示超過設(shè)定值，加熱器立即停止加熱；當(dāng)實際溫差處于設(shè)計值之間的時候，繼電器不工作。在基于單片機溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計中主要在于對溫度的控制，一般情況下，密閉空間的溫度與室外溫度相差不多，那么為了滿足生產(chǎn)生活的各類需求，需要在密閉空間中安置加熱塊，這樣便能很方便的加熱空間溫度。又為了使空間溫度均勻，常常將加熱塊均勻分布，這樣溫度傳感器感測的溫度更加準(zhǔn)確。在現(xiàn)有的參考線路中，加熱模塊的電路很常見，對于本設(shè)計并非難點，主要在于如何使密閉空間受熱均勻，溫度傳感器準(zhǔn)確感測溫度。第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計以上主要介紹系統(tǒng)的硬件設(shè)計部分，但是要實現(xiàn)單片機控制溫度的系統(tǒng)，還需要對系統(tǒng)軟件進行設(shè)計。主要包括鍵盤部分程序的設(shè)計和溫差控制部分程序的設(shè)計。在軟件的設(shè)計方案中，首先要了解實現(xiàn)的功能。先設(shè)定密閉空間溫度，通過溫度傳感器感測密閉空間溫度，由信號放大電路將溫度信號放大，然后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換將轉(zhuǎn)換信號傳遞給芯片，假如感測器感測到密閉空間溫度高于設(shè)定溫度，系統(tǒng)立即停止加熱，使溫度達到密閉空間設(shè)定值溫度；假如感測器感測到密閉空間溫度低于設(shè)定溫度，系統(tǒng)立即啟動加熱器，對密閉空間升溫，使密閉空間溫度升高。任意一模塊不工作或工作出錯，蜂鳴器會發(fā)出報警信號，從而達到智能化目的。液晶顯示器可以實時顯示密閉空間溫度。系統(tǒng)流程圖如圖41所示。圖41 系統(tǒng)主程序流程圖啟動溫度傳感器感測感測溫度，將感測到的溫度與設(shè)定值進行PID運算，假如，則加熱，此時為高電平，在加熱的過程中還要對密閉空間的溫度進行檢查。當(dāng)時，此時為低電平，可控硅斷開，關(guān)閉加熱器。整個程序反復(fù)運行，直至結(jié)束。在此部分主要功能是將和兩個采集的溫度值互相比較，若≤蜂鳴器報警，此時將端口置為低電平，通過光耦合器打開可控硅，這樣可以控制加熱器加熱，液晶顯示器上顯示888；若≥蜂鳴器報警，此時將端口置為高電平，通過光耦合器關(guān)閉可控硅，這樣便可停止加熱器加熱，液晶顯示器上顯示888。如果≤≤，此溫度在正常的范圍內(nèi)，液晶顯示器上顯示溫度。溫度控制部分的流程圖如圖42所示。 開始≤計數(shù)器換碼和地址送顯存蜂鳴器響、顯示燈亮置端口為1，開加熱器液晶顯示返回計數(shù)器換碼送顯存 YN圖42 溫度控制部分的流程圖前面提及鍵盤的硬件設(shè)計部分，鍵盤主要是用來根據(jù)具體情況設(shè)置不同的溫度值，選用的芯片在之前也有簡單介紹。鍵盤部分的流程圖如圖43所示圖43 鍵盤處理子程序流程圖開始有鍵按下？延時20ms判別鍵號執(zhí)行鍵處理子程序返回NY在選擇鍵盤的時候，我們選擇五個單鍵的鍵盤，這樣更容易識別鍵盤值。五個鍵分別對應(yīng)、端口，在程序執(zhí)行的過程中，需要對、端口逐一進行判斷高、低電平。如果端口是低電平表示按鍵按下去，如果端口是高電平，則表示按鍵并未按下。根據(jù)生活的習(xí)慣，鍵盤存在抖動問題，為了解決這一問題，采用鍵盤延時的原理，即有按鍵按下時，系統(tǒng)并不立即讀入此鍵值，而是等待一段時間，然后判斷按鍵的閉合，如果此時還是按鍵閉合，則進行按鍵處理，否則不進行處理。 在數(shù)據(jù)采集模塊程序設(shè)計模塊，系統(tǒng)采用動態(tài)掃描的方式，也就是通過改變端口輸出的高電平的位及端口相對應(yīng)的數(shù)據(jù)段，這樣便可輪流點亮液晶顯示器上的數(shù)碼管，數(shù)碼管進行內(nèi)部轉(zhuǎn)換將接收的十六位進制數(shù)的BCD碼轉(zhuǎn)換成字形碼，在液晶顯示器上顯示相應(yīng)的數(shù)字，因此需要在RAM區(qū)建立一個顯示緩沖區(qū)。顯示部分流程圖如圖44所示。開始顯示緩沖區(qū)指針置初值30H送R0掃描模式置初值FEH送R1R1送P2口取顯示數(shù)據(jù)查表轉(zhuǎn)換為段數(shù)據(jù)送P0口延時1ms顯示緩沖器指針R0+1R1=0？R1左移一位返回YN圖44 顯示子程序流程圖液晶顯示器會顯示密閉空間不同的溫度值，在液晶顯示部分溫度程序的設(shè)計中，數(shù)據(jù)采集是巡回檢測三點的溫度參數(shù)并把它們存在外部RAM指定單元,采樣程序如圖45所示。采樣程序初始化各通道都采集一次？輸出通道號啟動轉(zhuǎn)換讀寫數(shù)據(jù)修改通道及通道號重裝定時器0常數(shù)啟動返回NY圖45 溫度采樣程序流程第五章 總結(jié)與展望本研究是基于單片機的溫度控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)可以根據(jù)具體的應(yīng)用場合，采用不同