【正文】 default: break。 switch (mode) { case 1: scan()。h100。} ow_reset()。 //初始化端口 discan=0xff。 //數(shù)據(jù)顯示 37 if (k==1){DIN=0。 dip_code[3]=12。//否則輸出以最大的功率調(diào)節(jié) } /****************設(shè)定溫度 ************************/ void play_code() { char k。 delayms(10)。 ET0=1。 TL0=0x66 。 st[1]=st[0]。 else if (ut[0]0) ut[0]=0。//第 i 次采樣的溫度值賦給 st[0] zliang=*( code_gest[0])*( code_gest[1])+*( code_ge st[2])。//占空比的第一次初始值 for(i=0。 if(code_ge code_data[0]) out=1。 if(!k2) { if(mode==2) { code_ge。 if(!k1) { if(mode==2) 34 { code_ge++。 if(!key) { mode++。 /******************符號位顯示判斷 **************************/ if(!display[3]) 33 { display[3]=0x0a。 // 取中間八位 ,即整數(shù)部分的值 display[3]=display[4]/100。} // 負溫度求補碼 ,標志位置 1 display[4]=temamp。 return temp。 //讀溫度值的高字節(jié) temp=temp_data[1]。 32 write_byte(0xcc)。 write_byte(0xcc)。 //66 us } DQ=1。_nop_()。_nop_()。 DQ=0。i) { DQ=1。 } // 31 /****************DS18B20 讀 1 字節(jié)函數(shù) ************************/ //從總線上取 1 個字節(jié) uchar read_byte(void) { uchar i。 //最低位移出 delay(6)。_nop_()。_nop_()。 for(i=8。 //presence=0 復(fù)位成功 ,繼續(xù)下一步 } delay(45)。 30 delay(50)。 while(presence) { while(presence) { DQ=1。 //數(shù)據(jù)顯示 if (k==1){DIN=0。 } // /****************顯示實時溫度 ***************************/ scan() { char k。 i++)。 out=1 。 //65536FC18H=1000 TH1=PWM 。 i++) 。 uchar data dip_code[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}。 //共陽 LED 段碼表 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 不亮 uchar code scan_con[4]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef}。 //增加鍵 sbit k2 =P1^1 。//占空比的初始化。// PID 算法， 誤差調(diào)節(jié)量 uchar st[3]={10， 10， 10}。 uint temp。 再次衷心感謝所有關(guān)心和幫助過我的老師和同學(xué)，謝謝你們 ! 24 附錄一：系統(tǒng)總原理圖 (繪圖軟件： protel99) 25 附錄二： 元器件清單 器件名稱 型號 數(shù)量（個） 數(shù)字傳感器 DS18B20 1 5V電源 1 光電隔離器 PC817 1 電熱絲 1 按鍵 6腳按鍵 4 電阻 、電容、導(dǎo)線 若干 單向可控硅 MCR1008 1 四位共陽 LED數(shù)碼管 1 三極管 8550 5個 發(fā)光二極管 若干 蜂鳴器 1個 24M晶振 1個 26 附錄三：系統(tǒng)程序清單 //DS18B20 的讀寫程序 ,數(shù)據(jù)腳 // //溫度傳感器 DS18B20 匯編程序 ,采用器件默認的 12 位轉(zhuǎn)化 // //最大轉(zhuǎn)化時間 750 微秒 ,顯示溫度 從 55 度 到 +125 度 // //顯示精度 為 度，顯示采用 4 位 LED 共陽顯示測溫值 // //P0 口為段碼輸入 ,~ 為位選 // /***************************************************/ include include //_nop_()。 邵 老師 學(xué)識淵博、治學(xué)嚴謹、認真負責(zé) 、 平易近人 ， 在專業(yè)和精神上都給予了我莫大的支持和幫助 。 本設(shè)計應(yīng)用性比較強，稍微改裝可以作為加熱電爐溫度控制系統(tǒng)，生物培養(yǎng)液溫度監(jiān)控系統(tǒng)、熱水器溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、實驗室溫度監(jiān)控系統(tǒng)等等。使我們在單片機的基本原理、單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設(shè)計思路 技巧（特別是 C 語言）的掌握方面都能向前邁了一大步。有時候一條語句的錯誤往往要花上好長一段時間的程序調(diào)試過程，但每次調(diào)試成功后都能得到收獲，獲得進步。由近及遠是將信號流經(jīng)的各器件按照距離單片機的邏 輯距離進行由近及遠的分層，然后分層調(diào)試。動態(tài)調(diào)試的一般方法是由近及遠、由分到合。先用萬用表復(fù)核目測中有疑問的連接點，再檢測各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。靜態(tài)調(diào)試是在系統(tǒng)未工作時的一種硬件檢測。 開始 初始化 mode=1 延時 2ms Key按下？ Mode=1 Mode ++ Mode= =3？ Key按下？ 按鍵松開？ 延時 2ms K1按下？ 設(shè)定溫度 +1 Mode= =2？ K1按下？ 按鍵松開？ 結(jié)束 延時 2ms K2按下？ 設(shè)定溫 度 1 Mode= =2？ K2按下？ 按鍵松開？ 結(jié)束 18 圖 DS18B20溫度讀取 子程序流程圖 圖 PID算法程序 流程圖 （說明 1： Skip Rom 為跳過 DS18B20 ROM 檢測命令， Convent T 為溫度轉(zhuǎn)換命令， Read Scratchpad 為讀取 DS18B20 暫存器字節(jié)命令。 通過比較，判斷是否采用 PID 算法控制程序輸出值，由輸出值通過定時器控制 PWM的占空比。定時器 T0 采用工作方式 1， 當 TMOD 中 M1M0=01 時 ， 定時計數(shù)器工作在方式 1， 計數(shù)初值設(shè)定為 fc18H； 定時器 T1采用工作方式 2, 當 TMOD 中 M1M0=10時，定時器工作在方式 2， 計數(shù)初值由 PID 計算結(jié)果得出。 TH0 只可用作14 定時功能，占用定時器 T1 的控制位 TR1 和 T1的中斷標志位 TF1，其啟動和關(guān)閉僅受 TRl的控制。 工作方式 3： 若將 T0設(shè)置為模式 3， TL0 和 TH0 被分成為兩個互相獨立的 8 位計數(shù)器 TH0 和 TL0 。當 TL0 計數(shù)溢出，置位TF0， TH0 中的初值自動裝入 TL0，繼續(xù)計數(shù)，循環(huán)重復(fù)計數(shù)。寄存器 TH0 和 TL0 是以全 16 位參與操作，計數(shù)方式時最大計數(shù) 2^16＝ 65536 個 (外部脈沖 )。 在這種模式下， 16 寄存器 (THX 和 TLX)只用 13 位，其中 THX 占高 8位。 單片機定時器有 四種工作方式 。整個單片機系統(tǒng)主程序是對檢測加熱溫度信號進行周而復(fù)始的掃描。而輸出脈沖的形成可采用計時方式，即利用內(nèi)部的定時 /計數(shù)器產(chǎn)生，可以設(shè)置兩個定時器，一個為脈沖高電平輸出的延時，另一個為低電平輸出的延時或整個周期時間的延時。 增量式 PID 控制算法與位置式 PID 算法相比，計算量小得多，因此在實際中得到廣泛的應(yīng)用。 微分環(huán)節(jié)：能反應(yīng)偏差信號的變化趨勢 (變化速率 )，并能在偏差信號的值變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期修正信號，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減小調(diào)節(jié)時間。 加熱過程分為兩個階段，單片機對設(shè)定溫度 S與采樣溫度 T進行比較：當 ST≥ 10℃時，驅(qū)動加熱設(shè)備以最高功率輸出，在這個過程中，不斷測溫，直到 ST10℃時，采用PID算法控制單片機輸出 PWM 脈沖，控制加熱設(shè)備以適合的功率進行加熱。當 AB端的電壓大于可控硅最 低導(dǎo)通電壓，且 G極有觸發(fā)電流通過時， AB 端導(dǎo)通，否則不導(dǎo)通。 加熱電路圖 10 圖 加熱電路圖 220V 交流電經(jīng)過 單相電橋整流電路，在單向可控硅 SCR 的 A、 B端加以正向電壓，當單片機輸出口 輸出低電平時，光耦 PC817 的發(fā)光二極管發(fā)光，二極管導(dǎo)通， SCR的觸發(fā)極 G有電流通過，此時， AB 端電流導(dǎo)通，電熱絲發(fā)熱；當單向電橋電壓過零時，SCR的 AB 端不導(dǎo)通。 9 獨立鍵盤設(shè)計模塊（圖 ） 圖 獨立鍵盤電路 該電路除了復(fù)位按鍵之外，還設(shè)有 3個獨立按鍵，分別是：溫度上調(diào)鍵，溫度下調(diào)鍵和切換顯示鍵。 DS18B20 的特性指標 電源要求 3~5V 溫度精度 177。 每個 單片機系統(tǒng)里都有晶振，全 稱 是叫晶體震蕩器，在單片機系統(tǒng)里晶振的作用非常大，他結(jié)合單片機內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機所必須的時鐘頻率，單片機的一切指令的執(zhí)行都是建立在這個基礎(chǔ)上的，晶振的提供的時鐘頻率越高，那單片機的運行速度也就7 越快。 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 圖 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 單片機 按鍵電路 數(shù)字溫度傳感器 電源 LED數(shù)碼管顯示 報警電路 加熱電路 6 4 系統(tǒng)各單元硬件的設(shè)計 由總體硬件結(jié)構(gòu)框圖，本設(shè)計主要由以下幾部分功能模塊組成：溫度采集電路，鍵盤控制電路，蜂鳴器報警電路，數(shù)碼管顯示電路和加熱電路等部分。所以本設(shè)計采用 DS18B20 溫度傳感器進行溫度采集。 用數(shù)字傳感器 DS18B20 對溫度進行采樣，由單片機對比采樣溫度與設(shè)定溫度進行比較：①當 ST≥ 10℃時，驅(qū)動加熱設(shè)備以最高功率輸出；②當 ST10℃時，采用 PID 算法控制單片機輸出 PWM信號，控制加熱設(shè)備以適合的功率進行加熱。 （ 5）人機對話部分由鍵盤、顯示和報警三部分組成，實現(xiàn)對溫度的顯示、報警。1℃ 。課題主要任務(wù)是完成環(huán)境溫度檢測，利用單片機實現(xiàn)對溫度的自控調(diào)節(jié)。 它具有微型化、低功耗、高性能、抗 干擾 能力強、易配微處理器等優(yōu)點，特別適合3 于構(gòu)成多點溫度測控系統(tǒng)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號供微機處理，而且每片DS18S20 都有唯一的產(chǎn)品號并可存入其 ROM 中，以便在構(gòu)成大型溫度測控系統(tǒng)時在單線上掛接任意多個 DS18S20 芯片。 本文所要研究的課題 是恒溫箱單片機控制系統(tǒng)的 設(shè)計，介紹了對 恒溫 箱溫度的顯示、控制及報警，實現(xiàn)了溫度的實時顯示及控制。對于不同生產(chǎn)情況和工藝要求下的溫度控制，所采用的加熱方式，燃料，控制方案也有所不同。采用 MCS51 系列 單片機來對溫度進行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。 2 2 設(shè)計的基礎(chǔ)依據(jù)與研究意義 單片微型計算機是隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而誕生的，由于它具有體積小、功能強、性價比高等特點，所以廣泛應(yīng)用于電子儀表、家用電器、節(jié)能裝置、軍事裝置、機器人、工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域，使產(chǎn)品小型化、智