【導(dǎo)讀】不及時、精度不夠的缺點，不利于工業(yè)控制者根據(jù)溫度變化及時做出決定。息的測量系統(tǒng)就很有必要。本文詳細闡述了以單片機為核心的溫度控制系統(tǒng)。它是利用熱敏電阻采集溫度信。其設(shè)定溫度限值比較，控制溫度在一定范圍內(nèi)，從而構(gòu)成了一個多路溫度控制系統(tǒng)。單片機的多路溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計的合理性和有效性。

　　

【正文】 51： 開 始數(shù) 據(jù) 初 始 化調(diào) 用 定 時 子 程序調(diào) 用 溫 度 采 集子 程 序正 常 溫 度 及 通道 顯 示判 斷 溫 度 范 圍報 警 程 序溫 度 異 常 通 道顯 示是否否 圖 51 主程序流程圖 基于 STC89C52 單片機的多點溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 23 溫度檢測子程序流程圖 溫度檢測子程序如圖 52 所示，首先要將指針指向 8255A 的 A 口， ADCO809 的啟動采用 口產(chǎn)生一個正脈沖信號，脈沖的上升沿將內(nèi)部的寄存器全部清零，在其下降沿開始轉(zhuǎn)換。 開 始A / D 轉(zhuǎn) 換 開 始延 時 等 待轉(zhuǎn) 換 結(jié) 束取 轉(zhuǎn) 換 值通 道 數(shù) 減 一 ， 指 向 下 一 個 通 道指 向 8 2 5 5 A 的 A 口置 通 道 數(shù) ， 置 初 始 通 道通 道 數(shù) = 0返 回否否是是查 表 ， 存 入 緩 沖 區(qū)置 緩 沖 區(qū) 首 地 址修 改 緩 沖 區(qū) 指 針 圖 52 溫度檢測子程序流程圖 基于 STC89C52 單片機的多點溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 24 溫度顯示子程序流程圖 溫度顯示子程序顯示前對溫度進行判斷，如果溫度正常，則顯示溫度和通道，如果溫度小于溫度范圍 顯示 “AA”，溫度大于溫度范圍顯示 “BB”，同時顯示異常通道并報警。流程圖如下圖 53 所示 ： 開 始置 緩 沖 區(qū) 首 地 址溫 度 是 否 超 出 限 值通 道 號 加 一顯 示 溫 度 和 通 道置 通 道 數(shù) ， 置 初 始 通 道 號取 緩 沖 區(qū) 數(shù) 據(jù)緩 沖 區(qū) 地 址 加 一通 道 號 = 8小 于 下 限顯 示 “ A A ” 和 通 道數(shù) ， 報 警顯 示 “ B B ” 和 通道 數(shù) ， 報 警結(jié) 束是否是否否是顯 示 延 時 1 秒B C D 轉(zhuǎn) 換 圖 53 顯示子程序流程圖 基于 STC89C52 單片機的多點溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 25 定時子程序流程圖 本系統(tǒng)軟件要求有 3 個定時子程序，定時時間分別為： 5S、 1S、 20ms。所以一個定時子程序難以滿足系統(tǒng)要求，采用兩種定時方法， ① 單片機內(nèi)部定時器 T0/T1， ② 指令周期循環(huán)。單片機內(nèi)部定時器最大定時時間要根據(jù)單片機的晶振頻率大小，采用 6M 晶振一次定 時最多為 131ms， 12M 晶振最多定時 65ms。指令周期也與單片機采用的晶振有關(guān)，采用 6M 晶振的指令周期為 2～ 8us，采用 12M 晶振的指令周期為 1～ 4us。所以達到所要求的時間還要對以上的方法進行一定次數(shù)的循環(huán)。 5S、 1S 采用定時器 T0 如圖54， 20ms 采用指令循環(huán)如圖 55。 設(shè) 定 循 環(huán) 次 數(shù)開 始定 時 器 T 0 / T 1 初 始 化定 時 開 始 ， 等 待定 時 是 否 結(jié) 束循 環(huán) 是 否 結(jié) 束否否循 環(huán) 次 數(shù) 減 一是返 回是 圖 54 定時器流程圖 圖 55 指令循環(huán)流程圖 基于 STC89C52 單片機的多點溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 26 外部中斷調(diào)節(jié)溫度限值子程序流程圖 外部中斷 0 是對溫 度上下限值進行設(shè)定，當(dāng)外部中斷響應(yīng)，轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序開始對外部鍵盤進行掃描。當(dāng)有按鍵按下，延時一段時間去抖動后執(zhí)行相應(yīng)程序。執(zhí)行時要對限值進行判斷是否能夠繼續(xù)執(zhí)行加一或減一指令。如果不能則顯示 “EE”代表不能再進行相應(yīng)操作轉(zhuǎn)入等待，如果可以則執(zhí)行相應(yīng)操作，顯示并延時一段時間后，繼續(xù)判斷按鍵是否按下和是否退出中斷程序。流程圖如圖 56 所示： 中 斷 開 始保 護 現(xiàn) 場置 緩 沖 區(qū) 首 地 址 ， 置 通 道數(shù) ， 置 初 始 通 道 號B C D 轉(zhuǎn) 換顯 示 溫 度 和 通 道 號 ，延 時 1 S通 道 號 = 8鍵 盤 掃 描緩 沖 區(qū) 地 址 加 一 ， 通 道號 加 一鍵 盤 是 否 按 下是 否 推 出 中 斷恢 復(fù) 現(xiàn) 場退 出 中 斷是 否否是否是 圖 56 按鍵設(shè)定限值流程圖 基于 STC89C52 單片機的多點溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 27 外部中斷選擇查看子程序流程圖 系統(tǒng)要求對八路溫度循環(huán)顯示，由于 LED 顯 示器暫停時間短、不可隨意查看，造成記錄數(shù)據(jù)不便，當(dāng)溫度超過限度值時就對數(shù)據(jù)不可讀，不能及時知曉溫度值。外部中斷 1 可以隨時查看當(dāng)前溫度，方便數(shù)據(jù)記錄和顯示查看溫度。 中 斷 開 始保 護 現(xiàn) 場置 緩 沖 區(qū) 首 地 址 ， 置 通 道數(shù) ， 置 初 始 通 道 號B C D 轉(zhuǎn) 換顯 示 溫 度 和 通 道 號 ，延 時 1 S通 道 號 = 8鍵 盤 掃 描緩 沖 區(qū) 地 址 加 一 ， 通 道號 加 一鍵 盤 是 否 按 下是 否 推 出 中 斷恢 復(fù) 現(xiàn) 場退 出 中 斷是 否否是否是 圖 57 外部中斷選擇查看子程序流程圖 基于 STC89C52 單片機的多點溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 28 求平均值子程序和 BCD 轉(zhuǎn)換子程序流程圖 顯示完 8 路溫度只是對 8 路溫度有了直觀的了解。但是往往我們在記錄數(shù)據(jù)的同時要求對數(shù)據(jù)進行分析，求平均值只是其中的一種。本系統(tǒng)難以完成復(fù)雜的數(shù)據(jù) 分析，暫對 8 路溫度求平均值，如圖 58。平均值在 LED 上顯示的方式為：紅色為整數(shù)，藍色為小數(shù)，精確到小數(shù)點后兩位。 調(diào)用 BCD 轉(zhuǎn)換子程序，以十進制形式顯示溫度值。這樣就簡化了數(shù)據(jù)記錄和查看的難度，也是大家普遍接受能夠易讀易懂的形式，如圖 59： 開 始4 0 H ， 4 1 H 清 零置 緩 沖 區(qū) 首 地 址 3 0 H累 加 和 賦 給 4 1 H ， 進 位 賦給 4 0 H緩 沖 區(qū) 地 址 = 3 8 H緩 沖 區(qū) 地 址 加 一求 平 均 值整 數(shù) 賦 4 0 H ， 小 數(shù) 賦 4 1 H退 出否是 開 始待 轉(zhuǎn) 換 數(shù) 賦 AA 除 以 1 0 0 ， 將 商 賦 R 3余 數(shù) 賦 A ， 再 除 以 1 0 ， 余數(shù) 賦 BA 半 字 節(jié) 交 換 與 B 或退 出 圖 58 求平均值流程圖 圖 59 BCD 轉(zhuǎn) 換流程圖 基于 STC89C52 單片機的多點溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 29 第六章 硬件電路調(diào)試和軟件測試 測溫電路調(diào)試 第四章中主要對測溫電路方案進行比較和誤差分析，沒有涉及具體的阻值計算，方案仿真如下圖 61 所示： 圖 61 測溫電路仿真圖 調(diào)試步驟： （ 1）設(shè)定基本參數(shù)： ① 根據(jù)公式 46： ?????? ????? 6 54721 0 21 RRRRVV VA V，設(shè)定 ????? KRRRR 139。4439。77 ,設(shè)定?? KR 25 , ?? KR 106 ,得式 46： ?????? ?????6210 41 RVV VA V ，方便計算。 ② 設(shè)定測溫電橋的電壓為 5 伏， ??? KRR 1021 , 3R 的值等于熱敏電阻 TR 溫度為零的值。溫度為零時 ?? KRT 14 ，溫度為 100℃ 時 ??453TR 。 （ 2） 調(diào)節(jié) 6R ,確定 6R 的值 ① 設(shè)定好基本參數(shù)后，使 TR 阻值為最大，即溫度為 0 時，查看電壓表是否顯示為 0，如圖 62：電壓表顯示為 0 滿足設(shè)計要求。 基于 STC89C52 單片機的多點溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 30 圖 62 調(diào)試電壓表為零 ② 使 TR 阻值最小，即溫度為 100 度時，調(diào)節(jié) R6 查看電壓表顯示是否為 5 伏。如圖 63：電壓表顯示讀數(shù)為 伏滿足設(shè)計要求，在誤差范圍內(nèi)。測溫電路的設(shè)計方案是可行的。 圖 63 調(diào)試 R6，電 壓顯示 5v 基于 STC89C52 單片機的多點溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 31 主電路調(diào)試 主電路的功能是對測溫電路數(shù)據(jù)的采集和分析，主電路的調(diào)試尤為重要，主要包括：A/D 能否轉(zhuǎn)換、顯示是否正常、中斷能否進行、報警能否及時提示。通過以下對主電路實現(xiàn)的功能的調(diào)試判斷主電路是否可行，分析出錯原因，提出解決方案。 調(diào)試步驟： （ 1） 編輯原理圖 ， 運行仿真。 具體操作： ① 按照第二章 Proteus 仿真的說明，按步驟操作，編輯原理圖 。 ② 編輯單片機屬性。 ③ 運行仿真 ，檢查是 否出錯。 （ 2）檢查線路連接。 具體操作： ① 按照原理圖的連線進行 各模塊 檢查。 ② 使用 Proteus 逐幀運行，檢查是否有黃色標志。 ③ 依次執(zhí)行系統(tǒng)各種功能。 ④ 分析各引腳的電平。 如圖 64 所示，點擊 Proteus 的暫停命令， 8255A 通電后各 I/O 口都為高電平， LED顯示 “FFFF”， ADC0809 的 EOC 顯示為高電平，說明 LED 連接正確。點擊 Proteus 運行時 8255A 的 I/O 口都為低電平， LED 顯示均為 0，說明 8255A 與單片連接正確，且ADC0809 的 EOC 顯示為高電平， START 為高電平， ADC0809 等待轉(zhuǎn)換， ADC0809 與單片機連線正確。 圖 64 (a) 連線檢查 基于 STC89C52 單片機的多點溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 32 圖 64 (b) 連線檢查 （ 3） 調(diào)節(jié)測溫電路，查看 LED 顯示器能否顯示滿量程。具體操作為：調(diào)節(jié) 0 通道的測溫電路使得輸出電壓最小，調(diào)節(jié) 1 通道的測溫電路使得輸出電壓最大，分析兩個輸出值。 調(diào)試結(jié)果：如圖 65， 0 通道顯示值為 0，如圖 66， 1 通道顯示溫度為 99，紅色代表溫度，綠色代表通道值 。溫度顯示值可達滿量程。 圖 65 0 通道顯示溫度值 基于 STC89C52 單片機的多點溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 33 圖 66 1 通道顯示溫度值 （ 4）演算平均值是否正確。具體操作：首先記錄 8 路溫度的值，經(jīng)過計算保留兩位小數(shù)和單片機得出的平均值比較是否相同。 記錄數(shù)據(jù)： 表 61 實驗數(shù)據(jù)求平均值 0通道 1 通道 2 通道 3 通道 4 通道 5 通道 6 通道 7 通道 計算平均值 顯示平均值 64 52 55 40 37 38 45 40 61 55 52 42 34 41 50 38 48 49 46 38 30 37 44 41 45 46 44 36 33 40 42 38 如圖 67,68 所示的數(shù)據(jù)為表 61部分實驗結(jié)果，驗證求平均值程序時完全可行的。 圖 67 第三組實驗數(shù)據(jù) 圖 68 第四組實驗數(shù)據(jù) 基于 STC89C52 單片機的多點溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 34 （ 5）對外部中斷進行調(diào)試。外部中斷 0 實現(xiàn)對溫度限值調(diào)節(jié)，外部中斷 1 是對溫度值單獨查看。具體操作：按下中斷按鈕，如圖 69 的 1 號鍵， 6 按鍵是對溫度上下限值進行 調(diào)節(jié)。下圖 69，紅色 LED 顯示的是上限值 80 度，綠色 LED 顯示下限值為 40 度，所以設(shè)定溫度的控制范圍為 40℃ ～ 80℃ 。設(shè)定后按下 2 號鍵確定退出。 圖 69 調(diào)節(jié)溫度范圍 如果設(shè)定的限值不在 0～ 99℃ 范圍內(nèi)顯示 “EE”代表設(shè)定的值超出范圍如圖 610 所示：代表上下限值都不在控制范圍內(nèi)。 圖 610 溫度限值調(diào)節(jié)超出范圍 確定范圍后，每個通道的溫度都進行重新的判斷，如圖 611，顯示當(dāng)前通道 3 的溫度低于設(shè)定的范圍 40℃ ～ 80℃ 。顯示 “AA”并顯示通道號。低溫報警如圖 613 所示： 圖 611 實時 溫度低于限定溫度范圍基于 STC89C52 單片機的多點溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 35 如圖 612，顯示當(dāng)前通道 7 的溫度高于設(shè)定的范圍 40℃ ～ 80℃ 。顯示 “BB”并顯示通道號。高溫報警如圖 614 所示： 圖 612 實時溫度高于限定溫度范圍 圖 613 低溫報警 圖 614 高溫報警 通道 3 和通道 7 的溫度都不在設(shè)定的范圍之內(nèi)，所以要通過外部中斷 1 查看通道溫度值，如圖 615 所示，紅色 LED 代表通道，綠色代表溫度值。 圖 615 單獨查看溫度值 (a) 圖 615 單獨查看溫度值 (b)基于 STC89C52 單片機的多點溫度