【導(dǎo)讀】的主要被控參數(shù)。其中，溫度控制也越來越重要。在工業(yè)生產(chǎn)的很多領(lǐng)域中，人們都需要對各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測和控制?？梢源蠓忍岣弑豢販囟鹊募夹g(shù)指標(biāo)，從而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。本設(shè)計(jì)是一個典型的智能電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。以AD590為采集器、89S51為處。該設(shè)計(jì)分總體方案設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試幾個部分，設(shè)計(jì)。過程流暢，所設(shè)計(jì)的電路單元較為合理。該設(shè)計(jì)在硬件方案設(shè)計(jì)、單元電路設(shè)。計(jì)、元器件選擇等方面較有特色。89C51單片機(jī)，AD590為采集器，LED數(shù)碼顯示器，A/D轉(zhuǎn)換器。用單片機(jī)技術(shù)及相應(yīng)仿真平臺進(jìn)行開發(fā)，通。行器件，通過單片機(jī)程序來完成對室內(nèi)溫度的控制。于等于1攝氏度。2，用二位十進(jìn)制數(shù)碼顯示當(dāng)前溫度。3，能根據(jù)設(shè)定的溫度實(shí)現(xiàn)自動加熱或降溫處理。后者稱為熱電阻。度變化有明顯的改變。其特點(diǎn)是，在工作溫度范圍內(nèi)電阻阻值隨溫度的升高而降低。

　　

【正文】 口。 ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 圖 10 ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 由上圖可知， ADC0809 由一個 8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個 A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通 8個模擬通道，允許 8 路模擬量分時輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng) OE 端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 湖南 鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè) （ 設(shè)計(jì) ）論文說明書 第 29頁 引腳結(jié)構(gòu) 圖 11 ADC0809 引腳結(jié)構(gòu) IN0－ IN7： 8條模擬量輸入通道 ADC0809 對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是 0－ 5V，若信號太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 地址輸入和控制線： 4條 ALE 為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng) ALE 線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將 A， B， C三條地址線的地址信號進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 A， B 和 C 為地址輸入線，用于選通 IN0－ IN7 上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表所示。 表一 ADC0809 真值表 數(shù)字量輸出及控制線： 11 條 ST 為轉(zhuǎn)換啟動信號。當(dāng) ST 上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間， ST應(yīng)保持低電平。 EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當(dāng) EOC 為高湖南 鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè) （ 設(shè)計(jì) ）論文說明書 第 30頁 電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 OE＝ 1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE＝ 0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。 D7－ D0 為數(shù)字量輸出線。 CLK 為時鐘輸入信號線。因 ADC0809 的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ， VREF（＋）， VREF（－）為參考電壓輸入。 ADC0809 應(yīng)用說明 （ 1） ADC0809 內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與 AT89S51 單片機(jī)直接相連。 （ 2）初始化時，使 ST和 OE 信號全為低電平。 （ 3）送要 轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到 A， B， C端口上。 （ 4）在 ST 端給出一個至少有 100ns 寬的正脈沖信號。 （ 5）是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù) EOC 信號來判斷。 （ 6）當(dāng) EOC 變?yōu)楦唠娖綍r，這時給 OE 為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。 ADC0809 的主要性能指標(biāo) ① 8 路 8 位 A／ D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率 8 位 ② 具有轉(zhuǎn)換起停控制端 ③ 轉(zhuǎn)換時間為 100μ s ④ 單個＋ 5V電源供電 ⑤ 模擬輸入電壓范圍 0～＋ 5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 ⑥ 工作溫度范圍為 40～＋ 85 攝氏度 ⑦ 低功耗，約 15Mw ADC0809 讀寫啟動以及 A/D 轉(zhuǎn)換的時序 圖 12 ADC0809 的時序圖 湖南 鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè) （ 設(shè)計(jì) ）論文說明書 第 31頁 AD590的應(yīng)用電路 基本應(yīng)用電路 圖 1 是 AD590 的封裝形式 及 是 AD590 用于測量熱力學(xué)溫度的基本應(yīng)用電路。因?yàn)榱鬟^ AD590 的電流與熱力學(xué)溫度成正比，當(dāng)電阻 R1和電位器 R2的電阻之和為 1kW時，輸出電壓 VO隨溫度的變化為 1mV/K。但由于 AD590 的增益有偏差，電阻也有誤差，因此應(yīng)對電路進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的方法為：把 AD590 放于冰水混合物中，調(diào)整電位器 R2，使 VO=。或在室溫下 (25℃ )條件下調(diào)整電位器 ,使 VO=+25=（ mV）。但這樣調(diào)整只可 保證在 0℃或 25℃附近有較高精度。 圖 13AD590 的封裝及基本電路 湖南 鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè) （ 設(shè)計(jì) ）論文說明書 第 32頁 攝氏溫度測量電路 如圖 14 所示，電位器 R2用于調(diào)整零點(diǎn)， R4用于調(diào)整運(yùn)放 LF355 的增益。調(diào)整方法如下：在 0℃時調(diào)整 R2，使輸出 VO=0，然后在 100℃時調(diào)整 R4使 VO=100mV。如此反復(fù)調(diào)整多次，直至 0℃時， VO=0mV， 100℃時 VO=100mV 為止。最后在室溫下進(jìn)行校驗(yàn)。例如，若室溫為 25℃，那么 VO應(yīng)為 25mV。冰水混合物是 0℃環(huán)境，沸水為100℃環(huán)境。 要使圖 2 中的輸出為 200mV/℃，可通過增大反饋電阻（圖中反饋電阻由 R3與電位器R4串聯(lián)而成）來實(shí)現(xiàn)。另外，測量華氏溫度（符號為℉）時，因華氏溫度等于熱力學(xué)溫度減去 9/5，故若要求輸出為 1mV/℉，則調(diào)整反饋電阻約為 180kW，使得溫度為 0℃時， VO=；溫度為 100℃時， VO=。 AD581 是高精度集成穩(wěn)壓器，輸入電壓最大為 40V，輸出 10V。 ‘’ 圖 14 用于測攝氏溫度的電路 湖南 鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè) （ 設(shè)計(jì) ）論文說明書 第 33頁 溫差測量電路及其應(yīng)用 (1)電路與原理分析 圖 15 是利用兩個 AD590 測量兩點(diǎn)溫度差的電路。在反饋 電阻為 100kW 的情況下，設(shè) 1和 2 AD590 處的溫度分別為 （℃）和 t（℃），則輸出電壓為 （ f1f2） 。圖 中電位器 R2用于調(diào)零。電位器 R4用于調(diào)整運(yùn)放 LF355 的增益。 由基爾霍夫電流定律： （ 1） 由運(yùn)算放大器的特性知： （ 2） （ 3） 調(diào)節(jié)調(diào)零電位器 R2使： （ 4） 由（ 1）、（ 2）、（ 4）可得： 設(shè)： R4=90kW 則有： = = （ 5） 其中， 為溫度差，單位為℃。 由式（ 5）知，改變 的值可以改變 VO的大小。 (2)應(yīng)用舉例 以某節(jié)能型藥材倉庫溫、濕度控制系統(tǒng)為例，若要求庫房溫 度低于 T℃，相對濕度低于 A1B1%RH。則采取的兩種控制模式如下： 控制模式一：當(dāng)庫內(nèi)相對濕度高于 A1B1%RH且?guī)焱鉁囟鹊陀?T℃時，進(jìn)行庫內(nèi)外通風(fēng)。這種方式是利用庫內(nèi)外濕度差進(jìn)行空氣的交換，以達(dá)到庫內(nèi)除濕的要求，其優(yōu)點(diǎn)是高效、節(jié)能、節(jié)省資金。但這種方式受到嚴(yán)格的控制。首先，庫外的相對濕度要低于庫內(nèi)的，它們之間的差要大于 A2B2%RH，這樣才能有效保證及時地進(jìn)行庫內(nèi)湖南 鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè) （ 設(shè)計(jì) ）論文說明書 第 34頁 的除濕。其次，庫內(nèi)庫外的溫度差要小于△ T℃，這是因?yàn)?，如果在庫外溫度遠(yuǎn)高于庫內(nèi)溫度時進(jìn)行通風(fēng)，熱空氣進(jìn)入庫區(qū)后遇上冷空氣就會造成藥品、器材表面結(jié)露的現(xiàn)象，進(jìn)而影響藥品和器材的質(zhì)量。反之，如果在庫內(nèi)溫度遠(yuǎn)高于庫外溫度時進(jìn)行通風(fēng)，冷空氣進(jìn)入庫內(nèi)后也會在藥品器材表面結(jié)露。另外，庫外溫度不能接近T℃。這是因?yàn)?，如果庫外溫度接?T℃時進(jìn)行通風(fēng)，很可能使密閉的庫溫升高，從而超過溫度上限 T℃。 控制模式二：當(dāng)溫度高于 T℃或濕度高于 A1B1%RH 但不滿足第一種情況時，開啟冷凍空調(diào)機(jī)組進(jìn)行庫內(nèi)降溫除濕。 為避免因庫內(nèi)外溫差過大通風(fēng)時藥品、器材表面結(jié)露的現(xiàn)象，必須嚴(yán)格控制系統(tǒng)溫差值的精度。傳統(tǒng)的測溫差方法是對兩點(diǎn)溫度分別進(jìn)行處理（調(diào)理電路、 A/D、運(yùn)算處理）后求差值， 此方法所得溫差精度低。庫內(nèi)外溫差測量可采用圖 3 所示電路，利用溫差值直接與設(shè)定值相比較，既能保證較高的精度，又簡化了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的可靠性。 N 點(diǎn)最低溫度值的測量 將不同測溫點(diǎn)上的數(shù)個 AD590 相串聯(lián)，可測出所有測量點(diǎn)上的溫度最低值。 該方法可應(yīng)用于測量多點(diǎn)最低溫度的場合。 N 點(diǎn)溫度平均值的測量 把 N個 AD590 并聯(lián)起來，將電流求和后取平均，則可求出平均溫度。 該方法適用于需要多點(diǎn)平均溫度但不需要各點(diǎn)具體溫度的場合。 圖 15測量兩點(diǎn)溫度差的電路 湖南 鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè) （ 設(shè)計(jì) ）論文說明書 第 35頁 總結(jié)與體會 經(jīng)過將近三周 的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，終于完成了我的空調(diào)溫度控制單元的設(shè)計(jì)，雖然沒有完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但從心底里說，還是高興的，畢竟這次設(shè)計(jì)讓我受益匪淺，高興之余不得不深思呀！ 畢業(yè)設(shè)計(jì)，也許是我大學(xué)生涯交上的最后一個作業(yè)了。想籍次機(jī)會感謝 三 年以來給我?guī)椭乃欣蠋?、同學(xué)，你們的友誼是我人生的財(cái)富，是我生命中不可或缺的一部分。我的畢業(yè)指導(dǎo)老師 曾樹華 老師， 他給我們 不厭其煩的指導(dǎo)。在此，特向他 道聲謝謝。 在本次設(shè)計(jì)的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問題，雖然以前還做過這樣的設(shè)計(jì)但這次設(shè)計(jì)真的讓我長進(jìn)了很多，單片機(jī)課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)就在于軟件算法的設(shè) 計(jì)，需要有很巧妙的程序算法，雖然以前寫過幾次程序，但我覺的寫好一個程序并不是一件簡單的事，舉個例子，以前寫的那幾次，數(shù)據(jù)加減時，我用的都是 BCD 碼，這一次，我全部用的都是 16進(jìn)制的數(shù)直接加減，顯示處理時在用除法去刪分 ,感覺效果比較好，有好多的東西，只有我們?nèi)ピ囍隽耍拍苷嬲恼莆?，只學(xué)習(xí)理論有些東西是很難理解的，更談不上掌握。 從這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我真真正正的意識到，在以后的學(xué)習(xí)中，要理論聯(lián)系實(shí)際，把我們所學(xué)的理論知識用到實(shí)際當(dāng)中，學(xué)習(xí)單機(jī)片機(jī)更是如此，程序只有在經(jīng)常的寫與讀的過程中才能提高，這就是我在這 次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的最大收獲。 湖南 鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè) （ 設(shè)計(jì) ）論文說明書 第 36頁 謝 詞 論文的完成，得益于大學(xué)老師傳授的知識，使本人有了完成論文所要求的知識積累，更得益于導(dǎo)師 曾樹華老師 從選題的確定、論文資料的收集、論文框架的確定、開題報告準(zhǔn)備及論文初稿與定稿中對字句的斟酌傾注的大量心血，在此對導(dǎo)師 曾樹華老師 表示感謝！在這里，還要特別感謝大學(xué)四年學(xué)習(xí)期間給我諸多教誨和幫助的湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù) 學(xué)院的各位老師，感謝 陳 書記、 曾樹華 老師，你們給予我的指導(dǎo)和教誨我將永遠(yuǎn)記在心里！感謝在大學(xué)四年學(xué)習(xí)期間給我傳授諸多專業(yè)知識的各位老師，感謝 劉剛 老師、 張?zhí)m紅 老師給予我的指導(dǎo)和幫助！感謝和我一起生活四年的室友，是你們讓我們的寢室充滿快樂與溫馨， “ 君子和而不同 ” ，我們正是如此！愿我們以后的人生都可以充實(shí)、多彩與快樂！感謝我的同學(xué)們，謝謝你們給予我的幫助 。 湖南 鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè) （ 設(shè)計(jì) ）論文說明書 第 37頁 湖南 鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè) （ 設(shè)計(jì) ）論文說明書 第 38頁 參考文獻(xiàn) 謝自美，《電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測試》武漢：華中理工大學(xué)出版社， 2020 何書森、何華斌《實(shí)用數(shù)字電路原理與設(shè)計(jì)速成》福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社， 白駒衍，《單片計(jì)算機(jī)及應(yīng)用》北京：電子工業(yè)出版社， 劉國榮；《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與應(yīng)用》第一版 ；機(jī)械工業(yè)出版社； 2020 年 2 月。 王宗和；《單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與綜合訓(xùn)練》第一版；高等教育出版社； 2020年 12月。 楊志忠；《數(shù)字電子技術(shù)》第二版；高等教育出版社； 2020 年 4 月。 閻石；《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》第五版；清華大學(xué)出版社。 2020 年 3月。 胡宴如；《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》第二版；高等教育出版社。 2020 年 3 月。 盧慶林；《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與綜合訓(xùn)練》； 2020 年 5 月。 李益民；《傳感器與電氣控制技術(shù)》；第二版；高等教育出版社。 2020年 4月。