【導(dǎo)讀】溫度是日常生活中不可缺少的物理量，溫度在各個(gè)領(lǐng)域都有積極的意義。因此，智能化溫度控制技術(shù)正被廣泛地應(yīng)用。以其他電路對(duì)熱水器的水溫進(jìn)行控制。

　　

【正文】 源可作為 TTL 電路或單片機(jī)電路的電源。三端穩(wěn)壓器是一種標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的通用線性穩(wěn)壓電源集成電路，以其體積小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用簡(jiǎn)捷方便等特點(diǎn)，成為目前穩(wěn)壓電源中應(yīng)用最為廣泛的一種單片式集成穩(wěn)壓器件，能夠?yàn)楸疚乃O(shè)計(jì)的系統(tǒng)提供所需的電壓。電路連接如圖 314 所示。 圖 314 電源電路 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 軟件結(jié)構(gòu)和程序框圖 24 4. 軟件結(jié)構(gòu)和程序框圖 系統(tǒng)的軟件由三大模塊組成：主程序模塊、功能實(shí)現(xiàn)模塊和運(yùn)算控制器模塊 主程序模塊 主程序的作用 為循環(huán)調(diào)用各個(gè)子模塊，通過(guò)調(diào)用各個(gè)子模塊不斷更新全局變量，然后各個(gè)子模塊使用新的變量來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的要求。主程序流程圖如圖 41 所示。 圖 41 主程序流程圖 功能實(shí)現(xiàn)模塊 功能實(shí)現(xiàn)模塊按照各個(gè)控制單元實(shí)現(xiàn)分別實(shí)現(xiàn)不同的功能，然后把個(gè)功能通過(guò)單片機(jī)聯(lián)系起來(lái)組成一個(gè)完整的能較好實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的系統(tǒng)。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 軟件結(jié)構(gòu)和程序框圖 25 按鍵模塊 按鍵模塊用外部中斷的方式實(shí)現(xiàn)，這樣單片機(jī)就不用實(shí)時(shí)去檢查按鍵端口是否有鍵按下。當(dāng)有鍵按下后產(chǎn)生中斷，然后單片機(jī)去執(zhí)行中斷的內(nèi)容，這樣 CPU 就節(jié)省更多的時(shí)間去執(zhí)行控制部分的內(nèi)容。按鍵模塊 的流程圖如圖 42 所示： 圖 42 按鍵流程圖 報(bào)警模塊和喂狗模塊 本系統(tǒng)設(shè)置當(dāng)實(shí)際溫度高于設(shè)定溫度 5℃時(shí)，可認(rèn)為系統(tǒng)工作不正常，加熱溫度過(guò)高容易產(chǎn)生燙傷事故，應(yīng)發(fā)出報(bào)警信息。程序流程圖如圖 43 所示 。 圖 43 報(bào)警和看門(mén)狗流程圖 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 軟件結(jié)構(gòu)和程序框圖 26 溫度采集子模塊 溫度采集模塊是用單片機(jī)采集 MAX6675 中的溫度數(shù)字信號(hào)，然后保存在單片機(jī)中，作為控制的依據(jù)。由于 MAX6675 傳輸過(guò)來(lái)的為二進(jìn)制信號(hào)，一位一位的傳送到，所以要將其按權(quán)轉(zhuǎn)化為單片機(jī)能夠使用的十進(jìn)制。 MAX6675 能夠傳 送 15 位二進(jìn)制數(shù)碼，本系統(tǒng)只使用其中的十三位溫度信號(hào)，剩余兩位不做處理。程序流程如圖44 所示。 圖 44 讀取溫度流程圖 顯示子模塊 顯示子程序使用分位顯示的方式，把設(shè)定溫度和實(shí)際溫度的個(gè)位和十位數(shù)分開(kāi)顯示在相應(yīng)的數(shù)碼管中，并通過(guò)相應(yīng)的鎖存端口鎖存在 74LS373 中， 74LS373 保持?jǐn)?shù)碼管一直點(diǎn)亮的狀態(tài)，保持到下一次更新數(shù)據(jù)。程序流程如圖 45 所示。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 軟件結(jié)構(gòu)和程序框圖 27 圖 45 顯示流程圖 運(yùn)算控制器模塊 本系統(tǒng)的控制實(shí)現(xiàn)采用調(diào)節(jié)一定的時(shí)間循環(huán)周期內(nèi)的供電時(shí)間比例來(lái)調(diào)節(jié)加溫控制溫 度。使用定時(shí)器一執(zhí)行定時(shí)采樣運(yùn)算 PID 的功能和設(shè)置定時(shí)器二循環(huán)次數(shù)，定時(shí)器二執(zhí)行調(diào)節(jié)加熱時(shí)間，將計(jì)算值和實(shí)際加熱時(shí)間聯(lián)系起來(lái)的功能。熱水器系統(tǒng)為一個(gè)較大的滯后系統(tǒng)，所以本文采用的采樣周期為 30S，即 30S 執(zhí)行一次 PID 運(yùn)算。其實(shí)現(xiàn)方法為設(shè)置定時(shí)器一定時(shí)時(shí)間為 30S，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，使用上次執(zhí)行 PID 保留的數(shù)據(jù)以及最新的實(shí)際溫度執(zhí)行新一輪的 PID 運(yùn)算。程序流程如圖 46 和圖 47 所示。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 軟件結(jié)構(gòu)和程序框圖 28 圖 46 定時(shí)器 T0 流程圖 圖 47 定時(shí)器 T1 流程圖東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 結(jié)論 27 結(jié)論 本文通過(guò)對(duì)系統(tǒng)整體然后對(duì)每一個(gè)子模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)，我們得 到了一個(gè)穩(wěn)定可靠的熱水器溫度控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)能夠快速的調(diào)節(jié)水溫到設(shè)定的溫度，具有較好額調(diào)節(jié)功能。但由于每個(gè)熱水器在制作過(guò)程中會(huì)因各種原因造成每個(gè)熱水器都會(huì)不同，所以如果系統(tǒng)在同一個(gè) PID 參數(shù)的調(diào)節(jié)下，系統(tǒng)可能在實(shí)際工作中會(huì)出現(xiàn)或大或小的控制偏差。 由于本文使用的控制器為 89C51，而這種單片機(jī)具有串口通信的功能，如果對(duì)其加上串行總線就能和外部其他的控制器進(jìn)行通信，比如將溫度信號(hào)傳遞給 PC 機(jī)，從PC 機(jī)設(shè)置設(shè)定溫度等。而 PC 機(jī)能夠連接到互聯(lián)網(wǎng)，這就能組成一個(gè)遠(yuǎn)程的控制網(wǎng)絡(luò)，從而組成物聯(lián)網(wǎng)一樣的控制網(wǎng)絡(luò)。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 致 謝 28 致 謝 論文的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我查閱了許多有關(guān)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的文獻(xiàn)資料，使我對(duì)溫度控制的設(shè)計(jì)和使用有了更深的認(rèn)識(shí)。從論文選題到完成論文，錢(qián)老師付出了大量的時(shí)間和心血，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，錢(qián)老師從多方面進(jìn)行指導(dǎo)，不斷對(duì)論文提出修改意見(jiàn)。在此，我要由衷地感謝 …… 同時(shí)，我也要感謝給予我?guī)椭耐瑢W(xué)，在不懂的環(huán)節(jié)為我努力探討。論文的完成，不僅是我大學(xué)知識(shí)積累的體現(xiàn)，而且也是機(jī)械與電子工程學(xué)院所有老師悉心教導(dǎo)的結(jié)果，感謝他們讓我掌握了一定的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，專(zhuān)業(yè)技能和一些為人處世的道理。最要感激父母，是他們給我學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，并且在 學(xué)業(yè)期間給我大力支持和為我付出！ 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 參考文獻(xiàn) 29 參考文獻(xiàn) [1] 張毅剛．單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M]．高等教育出版社， 2021 [2] 盧勝利．單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐 [M] ．機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021 [3] 陳步月．基于單片機(jī)的測(cè)試技術(shù)原理與應(yīng)用 [M] ．機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021 [4] 于海生．微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù) [M]．第 2 版．清華大學(xué)出版社， 2021 [5] 胡壽松．自動(dòng)控制原理 [M]．第 5 版．科學(xué)出版社， 2021 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count++。 if(count=t2) 東華理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 附錄 32 { P2_7=0。 count=0。 return。 } else {P2_7=1。 return。} } void anjian1(void) interrupt 0 { unsigned int i,j。 for(i=50。i0。i) for(j=200。j0。j)。 if(P3_2==0) {stemp++。 return。} else return。 } void anjian2(void) interrupt 2 { unsigned int i,j。 for (i=50。i0。i) for (j=200。j0。j)。 if (P3^3==0) {stemp。 return。} else return。 } void alarm() { signed int a。 a=rtempstemp。 if (a5) {P1_2=1。 return。} else {P1_2=0。 東華理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 附錄 33 return。} } void xianshi () { unsigned char code dispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00}。 unsigned int x1。 x1=stemp/10。 P0=dispcode[x1]。 P2_0=1。 。 P2_0=0。 x1=stemp%10。 P0=dispcode[x1]。 P2_1=1。 。 P2_0=0。 x1=rtemp/10。 P0=x1。 P2_2=1。 。 P2_2=0。 x1=rtemp%10。 P0=dispcode[x1]。 P2_3=1。 。 P2_3=0。 } void wendu () { unsigned int w1,w2=0,w3=64。 P2_5=0。 for (w1=0。w113。w1++) { if (w17) continue。 else { P2_4=~P2_4。 w2=P2。 東華理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 附錄 34 w2=w2amp。0x40。 w2=w2*w3。 stemp=w2。 w3=w31。 continue。 } } P2_5=1。 } void weigou () { P1_3=~P1_3 。 }