【正文】 認(rèn)顯示加熱溫度為 30 度，并顯示當(dāng)前環(huán)境溫度；當(dāng)按下加鍵時(shí)設(shè)置溫度增加，當(dāng)按下減鍵時(shí)設(shè)置溫度減小，設(shè)置實(shí)時(shí)生效。 S1減—圖 311 鍵盤輸入電路圖 本章小結(jié)本章主要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)，為軟件設(shè)計(jì)奠定了一定基礎(chǔ)。證明了該硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的可行性。第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件總體方案系統(tǒng)主流程圖如圖 41 所示，系統(tǒng)變量初始化和對(duì) DS18B20 的初始化，按鍵掃描程序，報(bào)警程序、PID 主程序。該裝置的軟件包括主程序、獲取溫度主程序、溫度處理主程序。系統(tǒng)上電后，開始對(duì)變量和液晶初始化，而后讀取預(yù)設(shè)的溫度值，然后獲取DS18B20 獲取的實(shí)時(shí)溫度值，處理后在液晶上實(shí)時(shí)顯示，經(jīng)過 PID 運(yùn)算后，輸出PWM 波，控制晶閘管的開通關(guān)斷。從而實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制。當(dāng)超過預(yù)設(shè)的報(bào)警溫度值后，蜂鳴器響，提示超過范圍。開始初始化溫度設(shè)定溫度采集采集溫度報(bào)警溫度？PID 加熱溫度顯示N報(bào)警Y圖 41 程序主流程圖 關(guān)鍵模塊的程序 溫度檢測(cè)程序DS18B20 的程序設(shè)計(jì) 控制器對(duì) DS18B20 操作流程如圖 42 所示。 圖 42 DS18B20 操作流程溫度測(cè)量通過 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器測(cè)量溫度，將溫度值轉(zhuǎn)化為數(shù)字量接入 STC89C52 單片機(jī)中。在通過與設(shè)定溫度比較對(duì)雙向晶閘管進(jìn)行控制。溫度采集的流程圖電路如圖 43 所示：溫 度 采 集 子 程 序D S 1 8 B 2 0 初 始 化讀 出 溫 度 值讀 出 溫 度 指 令匹 配 R O M溫 度 轉(zhuǎn) 化 指 令跳 過 R O M返 回圖 43 溫度采集子程序流程圖 PID 程序PID 是一個(gè)閉環(huán)控制算法。因此要實(shí)現(xiàn) PID 算法，必須在硬件上具有閉環(huán)控制，就是得有反饋。 比例(P)、積分(I)、微分(D)控制算法各有作用：1 比例，系統(tǒng)的基本（當(dāng)前）偏差 e(t)，系數(shù)大，可以加快調(diào)節(jié)，減小誤差，但過大的比例使會(huì)降低系統(tǒng)穩(wěn)定性，甚至造成震蕩； 2 積分，系統(tǒng)的累計(jì)偏差，調(diào)節(jié)可以使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高無(wú)差度。 3 微分，預(yù)見偏差趨勢(shì)進(jìn)而進(jìn)行超前控制，在偏差形成之前，已被微分調(diào)節(jié)消除，因此可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，但必須與比例控制配合。常規(guī)的模擬 PID 控制系統(tǒng)由模擬 PID 控制器和被控對(duì)象組成，原理框圖如圖4－4 所示。r(t)為給定值，y(t)是實(shí)際輸出值，給定值和實(shí)際值構(gòu)成控制偏差e(t)： (21)????etryt??圖 44 模擬 PID 控制系統(tǒng)原理圖e(t)作為 PID 控制的輸入，u(t) 作為 PID 控制器的輸出和被控對(duì)象的輸入, 所以模擬 PID 控制器的控制規(guī)律為 (22)??????01tdetutKpetTi?????????其中Kp：比例系數(shù)，Ti：積分系數(shù)，Td：微分系數(shù) 按鍵電路程序本次設(shè)計(jì)采用四位按鍵控制，按鍵程序編寫過程中，要特別注意的是防抖動(dòng)的程序的編寫。程序圖如 46 所示按 鍵 子 程 序掃 描 鍵 盤延 時(shí) 去 抖判 斷 鍵 值返 回是是是否有按鍵動(dòng)作是否有按鍵閉合執(zhí) 行 操 作是是否有按鍵釋放否否否圖 46 按鍵讀取流程圖 本章總結(jié)本章主要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)，并繪出了總程序流程圖和部分電路的流程圖，為程序編寫提供了方向。整個(gè)程序由主程序和子程序構(gòu)成，結(jié)構(gòu)清晰，一目了然。 第5章 設(shè)計(jì)成果及總結(jié)在現(xiàn)有條件下制作溫度控制器的控制板，控制板實(shí)物圖如圖 51 所示。圖 51 溫度監(jiān)控控制系統(tǒng)控制板成品圖整個(gè)課題的設(shè)計(jì)過程主要包括了系統(tǒng)工作原理、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、硬件調(diào)試，詳細(xì)地說明了系統(tǒng)從設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)的全過程。經(jīng)過軟硬件測(cè)試，控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，參數(shù)正常，很好地實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)功能，達(dá)到了預(yù)定指標(biāo)。 本章小結(jié)本章介紹了依據(jù)原理圖制成的產(chǎn)品的演示，并對(duì)設(shè)計(jì)方案的軟硬件進(jìn)行測(cè)試，整個(gè)系統(tǒng)在實(shí)際的測(cè)試中，運(yùn)行穩(wěn)定，參數(shù)正常，很好地實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)功能，完全達(dá)到了預(yù)定指標(biāo)，驗(yàn)證了方案的可行性。第 6 章 結(jié) 束 語(yǔ) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)：基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，已經(jīng)基本完成。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我掌握了一些實(shí)踐性質(zhì)的設(shè)計(jì)的基本步驟：首先，對(duì)市場(chǎng)上溫度測(cè)量系統(tǒng)要有初步了解，并了解其研究現(xiàn)狀及存在的不足，本設(shè)計(jì)方案的可利用程度等等，明確設(shè)計(jì)的任務(wù)及要達(dá)到的目標(biāo)。其次，要確立設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行原器件的選型與硬件設(shè)計(jì)，并用軟件畫出設(shè)計(jì)電路圖。最后，進(jìn)行系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)時(shí)，要弄清楚各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)的功能，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行軟件編程實(shí)現(xiàn)。由于個(gè)人的能力有限，系統(tǒng)還存在不完善的地方，還值得改進(jìn)和優(yōu)化。在調(diào)試過程中，有些部分程序運(yùn)行的結(jié)果總是達(dá)不到預(yù)期的效果，溫度的修正還存在著一些問題，導(dǎo)致檢測(cè)出來(lái)的溫度與實(shí)際的存在著誤差，這些方面的問題會(huì)在以后的學(xué)習(xí)和工作中逐步加強(qiáng)與完善。致 謝通過這此的畢業(yè)設(shè)計(jì)，但我學(xué)到了以前在課本上學(xué)不到的知識(shí)，提高了自己的設(shè)計(jì)水平和拓展了知識(shí)。在本設(shè)計(jì)中，我最大的收獲，那就是能夠熟練使用電路板和程序設(shè)計(jì)軟件，熟悉各器件的使用，通過綜合調(diào)試，設(shè)計(jì)最終完成。在鄭老師的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)很多的知識(shí)，提高自身的專業(yè)素質(zhì)，開拓了我的創(chuàng)新思維，提高了自己的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)水平。最后，衷心的感謝在學(xué)業(yè)上給予我指導(dǎo)和幫助的各位老師，他們對(duì)工作的勤懇和對(duì)學(xué)生的關(guān)懷使我們受益匪淺，幫助我順利完成了學(xué)業(yè)。 參考文獻(xiàn)[1] [J].江漢大學(xué)學(xué)報(bào),[2] 陳濤．單片機(jī)應(yīng)用及 C51 程序設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022．[3 彭偉．單片機(jī)Ｃ語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn) 100 例：基于 8051+Proteus 仿真[M]．北京：電子工業(yè)出版社，[4] [M]. 北京：高等教育出版社， 2022[5] 溫度傳感器 ds18b20 及在單片機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 黑龍江工程學(xué)院學(xué)報(bào)( 自然科學(xué)版),2022,21(3):5456[6][J]. 控制系統(tǒng)應(yīng)用 , 2022,26(10):3033[7] 夏路易. 單片機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)教程與實(shí)踐[M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2022[8] 劉愛琴,[J]. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用 ,2022,27(6):1213[9] 趙健，吳順偉. 基于單片機(jī)的溫濕度測(cè)量系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) .電子技術(shù)[10] 張軍 AVR 2022[11] 劉文濤. 電子技術(shù)基礎(chǔ)[M] . 北京：人民郵電出版社 2022[12]余永權(quán). 單片機(jī)語(yǔ)言 C52 典型應(yīng)用設(shè)計(jì)的應(yīng)用, 電子工業(yè)出版社 2022[13] Intel. Microcontroller Handbook,1988[14] method of developing 80C552 microcontroller on MCS51 device[J].East China Institute of Metallurgy,1998 ,14(27):101125.[15]Dallas semiconductor programmable resolution 1wiredigital thermometer[Z]. Dallas semiconductor inc ,2022.[16] AT89C51 DATA SHEEP Philips Semiconductors[P].附錄