【正文】 認顯示加熱溫度為 30 度，并顯示當(dāng)前環(huán)境溫度；當(dāng)按下加鍵時設(shè)置溫度增加，當(dāng)按下減鍵時設(shè)置溫度減小，設(shè)置實時生效。 S1減—圖 311 鍵盤輸入電路圖 本章小結(jié)本章主要對系統(tǒng)進行了硬件設(shè)計，為軟件設(shè)計奠定了一定基礎(chǔ)。證明了該硬件系統(tǒng)設(shè)計方案的可行性。第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 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 DS18B20 的初始化，按鍵掃描程序，報警程序、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 獲取的實時溫度值，處理后在液晶上實時顯示，經(jīng)過 PID 運算后，輸出PWM 波，控制晶閘管的開通關(guān)斷。從而實現(xiàn)溫度的自動控制。當(dāng)超過預(yù)設(shè)的報警溫度值后，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警溫度？PID 加熱溫度顯示N報警Y圖 41 程序主流程圖 關(guān)鍵模塊的程序 溫度檢測程序DS18B20 的程序設(shè)計 控制器對 DS18B20 操作流程如圖 42 所示。 圖 42 DS18B20 操作流程溫度測量通過 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器測量溫度，將溫度值轉(zhuǎn)化為數(shù)字量接入 STC89C52 單片機中。在通過與設(shè)定溫度比較對雙向晶閘管進行控制。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 是一個閉環(huán)控制算法。因此要實現(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，但過大的比例使會降低系統(tǒng)穩(wěn)定性，甚至造成震蕩； 2 積分，系統(tǒng)的累計偏差，調(diào)節(jié)可以使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高無差度。 3 微分，預(yù)見偏差趨勢進而進行超前控制，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 控制器和被控對象組成，原理框圖如圖4－4 所示。r(t)為給定值，y(t)是實際輸出值，給定值和實際值構(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的程序的編寫。程序圖如 46 所示按 鍵 子 程 序掃 描 鍵 盤延 時 去 抖判 斷 鍵 值返 回是是是否有按鍵動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)本章主要對系統(tǒng)進行了軟件設(shè)計，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)控制板成品圖整個課題的設(shè)計過程主要包括了系統(tǒng)工作原理、系統(tǒng)硬件設(shè)計、系統(tǒng)軟件設(shè)計、硬件調(diào)試，詳細地說明了系統(tǒng)從設(shè)計到實現(xiàn)的全過程。經(jīng)過軟硬件測試，控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定，參數(shù)正常，很好地實現(xiàn)了設(shè)計功能，達到了預(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，并對設(shè)計方案的軟硬件進行測試，整個系統(tǒng)在實際的測試中，運行穩(wěn)定，參數(shù)正常，很好地實現(xiàn)了設(shè)計功能，完全達到了預(yù)定指標(biāo)，驗證了方案的可行性。第 6 章 結(jié) 束 語 本次畢業(yè)設(shè)計：基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計，已經(jīng)基本完成。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我掌握了一些實踐性質(zhì)的設(shè)計的基本步驟：首先，對市場上溫度測量系統(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)計方案的可利用程度等等，明確設(shè)計的任務(wù)及要達到的目標(biāo)。其次，要確立設(shè)計方案，進行原器件的選型與硬件設(shè)計，并用軟件畫出設(shè)計電路圖。最后，進行系統(tǒng)軟件設(shè)計時，要弄清楚各個模塊實現(xiàn)的功能，對整個系統(tǒng)進行軟件編程實現(xiàn)。由于個人的能力有限，系統(tǒng)還存在不完善的地方，還值得改進和優(yōu)化。在調(diào)試過程中，有些部分程序運行的結(jié)果總是達不到預(yù)期的效果，溫度的修正還存在著一些問題，導(dǎo)致檢測出來的溫度與實際的存在著誤差，這些方面的問題會在以后的學(xué)習(xí)和工作中逐步加強與完善。致 謝通過這此的畢業(yè)設(shè)計，但我學(xué)到了以前在課本上學(xué)不到的知識，提高了自己的設(shè)計水平和拓展了知識。在本設(shè)計中，我最大的收獲，那就是能夠熟練使用電路板和程序設(shè)計軟件，熟悉各器件的使用，通過綜合調(diào)試，設(shè)計最終完成。在鄭老師的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)很多的知識，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，他們對工作的勤懇和對學(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[1] [J].江漢大學(xué)學(xué)報,[2] 陳濤．單片機應(yīng)用及 C51 程序設(shè)計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2022．[3 彭偉．單片機Ｃ語言程序設(shè)計實訓(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 及在單片機系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 黑龍江工程學(xué)院學(xué)報( 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. 單片機技術(shù)基礎(chǔ)教程與實踐[M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2022[8] 劉愛琴,[J]. 計算機應(yīng)用 ,2022,27(6):1213[9] 趙健，吳順偉. 基于單片機的溫濕度測量系統(tǒng)的研究與設(shè)計 .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). 單片機語言 C52 典型應(yīng)用設(shè)計的應(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