【正文】 To_String()。 P0=LedData[TempBuffer[0]]。 LED1=0。delay(15,19,15)。 LED1=1。 P0=LedData[TempBuffer[1]]。 LED2=0。delay(15,19,15) 。LED2=1。 P0=LedData[TempBuffer[2]]|0x80。 LED3=0。delay(15,19,15) 。LED3=1。 P0=LedData[TempBuffer[3]]。 LED4=0。delay(15,19,15) 。LED4=1。 if(TempBuffer[1]*100+TempBuffer[2]*10+TempBuffer[3]l)J=1。 if(TempBuffer[1]*100+TempBuffer[2]*10+TempBuffer[3]h)J=0。 } if(a0amp。amp。a4){H=1。 P0=LedData[0]。 LED1=0。delay(5,5,5) 。LED1=1。 P0=LedData[h/100]。 LED2=0。delay(5,5,5) 。LED2=1。 P0=LedData[h/10%10]|0x80。 LED3=0。delay(5,5,5) 。LED3=1。 P0=LedData[h%10]。 LED4=0。delay(5,5,5) 。LED4=1。 H=0。} 面向氣體傳感器測試的溫度控制系統(tǒng) 21 if(a3){L=1。 P0=LedData[0]。 LED1=0。delay(5,5,5) 。LED1=1。 P0=LedData[l/100]。 LED2=0。delay(5,5,5) 。LED2=1。 P0=LedData[l/10%10]|0x80。 LED3=0。delay(5,5,5) 。LED3=1。 P0=LedData[l%10]。 LED4=0。delay(5,5,5) 。LED4=1。 L=0。} 按鍵輸入 為增加本設(shè)計的可控性，此系統(tǒng)設(shè)置三個按鍵進(jìn)行上下限值設(shè)定。 鍵盤處理子程序流程框圖主要完成對鍵盤設(shè)置溫度值進(jìn)行處理，本課題中共需要設(shè)置三位數(shù)字完成初始化后，循環(huán)判斷是否有按鍵。 if(key1==0) { delay(2,2,2)。 if(key1==0) { a++。 if(a==7) a=0。 } while(key1==0)。 } if(key2==0) { delay(2,2,2)。 if(key2==0) { switch(a) {case 1:h=h+100。if(h=1000)h=h100。break。 case 2:h=h+10。break。 case 3:h=h+1。break。 case 4:l=l+100。if(l=1000)l=l100。break。 case 5:l=l+10。break。 case 6:l=l+1。break。 } } while(key2==0)。 } if(key3==0) { delay(2,2,2)。 if(key3==0) { switch(a) 面向氣體傳感器測試的溫度控制系統(tǒng) 22 {case 1:if(h=100)h=h100。break。 case 2:h=h10。break。 case 3:h=h1。break。 case 4:if(l=100)l=l100。break。 case 5:l=l10。break。 case 6:l=l1。break。 } } while(key3==0)。 } } } 面向氣體傳感器測試的溫度控制系統(tǒng) 23 第 5 章 實物展示 及誤差分析 實物焊接 根據(jù)電路圖在面包板上將芯片按照仿真電路圖進(jìn)行焊接，由于 DS18B20 耐熱性差，所以在焊接時首先將一個底座焊接在電路板上，通過導(dǎo)向連接傳感器。實物如圖 、 所示 ： 圖 電路板正面 圖 電路板背面 面向氣體傳感器測試的溫度控制系統(tǒng) 24 實驗演示 首先將 5V電源接在電路正負(fù)極， DS18B20工作，數(shù)碼管顯示 實時溫度 176。C。如圖 所示： 圖 實時溫度 通過按鍵，設(shè)置溫度上下限，紅燈亮?xí)r代表數(shù)碼管顯示溫度上限此時設(shè)置30176。 C，綠燈亮代表顯示溫度下限此時設(shè)置 26176。 C。如圖 、圖 所示： 圖 溫度上限設(shè)定 面向氣體傳感器測試的溫度控制系統(tǒng) 25 圖 溫度下限設(shè)置 設(shè)置完成后再次按設(shè)置鍵，數(shù)碼管顯示實時溫度，當(dāng)前溫度低于設(shè)置溫度下限，繼電器工作，電熱絲工作，加熱空間，數(shù)碼管溫度上升 至 176。 C。如圖 所示： 圖 溫度上升 當(dāng)溫度上升至 30176。 C 是，電熱絲停止工作。但在實驗過程中，發(fā)現(xiàn)存在的一個誤差問題，當(dāng)溫度加熱到 30176。 C 后，由于熱度并不能夠停在 30176。 C，而是繼面向氣體傳感器測試的溫度控制系統(tǒng) 26 續(xù)升高 176。 C ~176。 C 的誤差值。由于系統(tǒng)設(shè)置溫度低，系統(tǒng)較小，所以影響不大，但是這誤差溫度對于工業(yè)要求來說，還是存在一定隱患。對于這個溫度誤差，主要是由于電熱絲的功率精度不準(zhǔn)確導(dǎo)致，導(dǎo)致在加熱過程中， 不能夠做到及時控制，在之后總結(jié)中將提出相應(yīng)解決方案。 面向氣體傳感器測試的溫度控制系統(tǒng) 27 總結(jié) 與展望 本設(shè)計的主要構(gòu)想是基于對密閉空間內(nèi)氣體的溫度控制，在工業(yè)制造中有很多生產(chǎn)環(huán)境需要在特殊氣體內(nèi)進(jìn)行，而對于溫度的控制尤為重要，在化學(xué)反應(yīng)過程中，溫度的偏差可能會導(dǎo)致整個結(jié)果的改變，基于這樣的現(xiàn)實背景下，我設(shè)計了這款氣體傳感器的溫度控制系統(tǒng)。 本畢業(yè)設(shè)計通過問題分析、 方案提出、系統(tǒng)設(shè)計、軟件測試及硬件焊接等工作，綜合運用所學(xué)的知識經(jīng)過近三個多月的設(shè)計和開發(fā)， 通過 protues 與 keil 進(jìn)行設(shè)計的完善仿真，然后通過電路板焊接實現(xiàn)實物演示。 基于 DS18B20 的測溫系統(tǒng)硬件設(shè)計已經(jīng)開發(fā)完畢。 此設(shè)計介紹了基于 AT89C52 溫度控制系統(tǒng)的硬件電路組成和軟件設(shè)計方法。文章分別介紹了單片機模塊、溫度傳感器 DS18B20 模塊、鍵盤和顯示模塊、繼電器模塊的工作原理和程序的設(shè)計。本設(shè)計主要有以下幾方面優(yōu)點： 1）本文設(shè)計的溫度控制系統(tǒng)是一個高性能的智能溫度控制系統(tǒng)。 2）控制系統(tǒng)充分應(yīng)用了 AT89C52 單片機的軟硬件資源，使設(shè)計的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高 ,抗干擾能力強。 3）系統(tǒng)采用集成溫度傳感器 DS18B20 檢測溫度信號，檢測精度高，線性度好，且體積小，成本低。 而在本設(shè)計中，還出現(xiàn)了誤差的問題，對于電熱絲加熱的一個緩沖問題沒有在設(shè)計之初預(yù)想到，導(dǎo)致了成品在實驗過程中出現(xiàn)了上限為 30176。 C 是密閉容器內(nèi)的溫度可到達(dá) 176。 C。雖然我的設(shè)計系統(tǒng)較小，不影響功能的實現(xiàn)。但是在工業(yè)生產(chǎn)過程中，對于精度的要求則更加嚴(yán)格。對此，我與老師共同探討，認(rèn)為可以再系統(tǒng)內(nèi)部加入一個 控制，將電熱絲的加熱過程分為三段，但溫度處以第一段溫度控制區(qū)間內(nèi)時，用三段電熱絲加熱；當(dāng)溫度上升至第二段溫度控制區(qū)間內(nèi)時，斷開其中一段電熱絲采用兩段電熱絲加熱；但溫度接近溫度上限時，只采用一段電熱絲進(jìn)行加熱。這樣能大大的減少溫度速升速降而產(chǎn)生的誤差， 實現(xiàn)更高的精度。 隨著科技的迅速發(fā)展，各類控制技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，特別是簡單易行的控制裝置，有待于開發(fā)和應(yīng)用。提高自動化技術(shù)的水平，推動自動化應(yīng)用領(lǐng)域，是每個電器工程技術(shù)人員的職責(zé)。目前，隨著單片機技術(shù)的日臻完善，系統(tǒng)更趨于模塊化和程序化。本電路系統(tǒng)對 溫 度控制設(shè)計提供較為初級的硬件設(shè)計依據(jù)，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè) 中。當(dāng)然，系統(tǒng)中還有許多知識考慮不夠完善，可能會有更好的辦法，希望能夠得到老師的指正。 本系統(tǒng)使用的溫度控制器結(jié)構(gòu)簡單、測溫準(zhǔn)確，具有一定的實際應(yīng)用價值。該智能溫度控制器只是 DS18B20 在溫度控制領(lǐng)域的一個簡單實例，還是許多需面向氣體傳感器測試的溫度控制系統(tǒng) 28 要完善的地方，例如可以將測得的溫度通過單片機與通訊模塊相連接，以手機短消息的方式發(fā)送給用戶，使用戶能夠隨時對溫度進(jìn)行監(jiān)控。還可以增加對濕度的自主控制。此外，還能廣泛地應(yīng)用于其他一些工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。 測溫控溫系統(tǒng)得到快速的發(fā)展，國外 的測量控制系統(tǒng)已經(jīng)成熟，產(chǎn)品也較多。近兩年，國內(nèi)也出現(xiàn)了許多高精度的溫度控制產(chǎn)品，但相對于用戶來說，價格還是偏高。而由于競爭越來越激烈，現(xiàn)在企業(yè)發(fā)展的趨勢是如何最有效的提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。尋求性能可靠、價格低廉，應(yīng)用廣泛的元器件是生產(chǎn)過程的首先要考慮的問題。 面向氣體傳感器測試的溫度控制系統(tǒng) 29 參考文獻(xiàn) [1]李伯成 .基于 MCS51 系列單片機的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2021， 78～ 102 [2]何立民 .單片機應(yīng)用系統(tǒng)（系統(tǒng)配置與接口技術(shù)） [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1994， 209～ 217 [3]王之芳 .傳感器應(yīng)用技術(shù) [M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社， 1995， 27～ 33 [4朱定華，戴汝平 .MCS51單片微機原理及應(yīng)用 [M].北京：清華大學(xué)出版社，2021， 204～ 106 [5]張毅剛，彭喜源，曲春波 .MCS51 單片機應(yīng)用設(shè)計 [M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 1997， 23～ 27 [6]張積東，孫積第 .單片機 51/98 開發(fā)與應(yīng)用 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 1994，141～ 147 [7]陳明熒 .8051 單片機（課程設(shè)計實訓(xùn)教材） [M].北京：清華大學(xué)出版社，2021， 89～ 92 [8]張友德，趙志英 .單片機原理應(yīng)用與實驗 [M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社， 1992，24～ 45 [9]張毅剛． MCS51 單片機應(yīng)用設(shè)計 [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1997， 66～ 70 [10]Intel. Microcontroller Handbook[M].1989， 14～ 17 面向氣體傳感器測試的溫度控制系統(tǒng) 30 致 謝 在本次設(shè)計中，我要感謝我的導(dǎo)師 劉劍橋 老師。他的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷也讓我學(xué)習(xí)和研究的興趣越發(fā)濃厚。從論文的開題、研究現(xiàn)有資料直至系統(tǒng)電路圖的確定和論文初稿的審閱修改，老師都給了很多指導(dǎo)，讓 我對設(shè)計課題漸漸深入地了解、認(rèn)識，并最終完成了設(shè)計任務(wù)。同時，劉 老師嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和負(fù)責(zé)任的精神深深地感染了我，將使我終身受益。謹(jǐn)向 劉老師 衷心的感謝！ 同時，我還要感謝 楊光同學(xué)，在與他 交流的過程中，我獲得了相當(dāng)大的啟發(fā)，共同解決了設(shè)計上的疑惑，我也要感謝他們長期以來在生活和學(xué)習(xí)上對我的關(guān)心和幫助。 感謝在百忙之中評閱本論文的老師，感謝你們提出了寶貴意見使得本論文得以完善。 再次向所有關(guān)心支持幫助過我的老師和同學(xué)們表示衷心感謝！