【正文】
系統(tǒng)中水的溫度,基本在 0度 100度之間,溫度之間的相差不是很大,綜合考慮使用獨立鍵盤,使用六個鍵來控制溫度的升高和降低,再用另一個鍵來用于用戶控制顯示當前設置的溫度。 如表 13為 CD4511的真值表,對應的可以看到各引腳輸入的電平與輸出的關系 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g, 為譯碼輸出端,輸出為高電平 1有效 ,因為 CD4511的 CMOS電路提供的電流較大,所以需要外接限流電阻,接上 200Ω限流電阻就可。 LE=1時譯碼器是鎖定保持狀態(tài),譯碼器輸出被保持在 LE=0時的數(shù)值 ,這里保持一直溫度顯示,不需要鎖定控制功能,所以也接電源電壓 。 這里也接電源電壓使其能夠正常工作。 LT: 3腳是測試輸入端,當 BI=1, LT=0 時,譯碼輸出全為 1,不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何,七段均發(fā)亮,顯示 “8”。 其管腳功能和連接原理如下: BI: 4腳是消隱輸入控制端,當 BI=0時,不管其它輸入端狀態(tài)如何 ,數(shù)碼 管均處于熄滅(消隱)狀態(tài),不顯示 數(shù)字。 圖 CD4511封裝和邏輯圖 CD4511的 特點:具有 BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動功能的 CMOS電路能提供較大的拉電流。 連接方法如圖 36所示: 圖 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 基于單片機的溫度自動控制系統(tǒng)設計 17 數(shù)碼顯示電路 顯示電路采用 7段 BCD碼所存譯碼顯示驅(qū)動器 CD4511,來驅(qū)動 陰極 LED數(shù)碼管 ,這樣可以省去繁瑣的拆字程序和查表程序,節(jié)省很大一部分 CPU資源是時間。 OE端為數(shù)據(jù)輸出端控制端, 當 A/ D轉(zhuǎn)換結束時,此端輸入一個高電平,才能打開輸出三態(tài)門, 輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量,而單片機的 RD端輸出也為低電平輸出控制,所以將它通過非門接到單片機的 RD端,當單片機執(zhí)行讀入操作時,打開 ADC0809的數(shù)據(jù)輸出控制。在上升沿將通道地址所存到鎖存器。 由于 89c51的 ALE輸出 1/6的時鐘頻率 ,計算: 12M/6=2M 2M/4=500KHz 在 ADC0809可以接受的頻率范圍之內(nèi)。 ADDC ADDB ADDA 選擇通道 0 0 0 Int0 0 0 1 Int1 0 1 0 Int2 0 1 1 Int3 1 0 0 Int4 1 0 1 Int5 1 1 0 Int6 1 1 1 Int7 表 模擬通道地址輸入選擇表 D7D0為數(shù)據(jù)輸出線,也是我們將要得到的數(shù)字量,所以應該將他接入到 89C51的 P0口上。 驅(qū)動 ADC0809最基本連接是在 VCC接 +5V電壓為 ADC0809的工作電壓, GND接地, REF+和 REF為參考電壓,功能是與輸入的模擬信號進行比較,作為逐次逼近的基準,其典型值為REF+=+5v, REF=0v,本系統(tǒng)電源電壓正好也為 +5v,所以采用電源 電壓。 從 ADC0809的各個參數(shù)分辨率為 8位跟單片機的一組 I/O口正好相符合。 (6)工作溫度范圍為 40~+ 85攝氏度。 (4)單個+ 5V電源供電。 (2)具有轉(zhuǎn)換起停控制端。其內(nèi)部有一個 8通道多路開關,它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號,只選通 8路模擬輸入信號中的一個進行 A/D轉(zhuǎn)換。 AD590的 +引腳接 +12v電壓 , 引腳接經(jīng) 10kΩ電阻接地,放大電路的輸出端接到模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 ADC0809的輸入端 INT1引腳上。經(jīng)計 算:*10KΩ =2v 所以應連接一個 10kΩ的電阻?!妗? (4)輸出電阻為 710MΩ。 (2) AD590的測溫范圍為 55℃ ~+150℃。 引腳圖 封裝圖 符號圖形 圖 其主要特性如下: (1) 流過器件的電流 (μA) 等于器件所處環(huán)境的熱力學溫度(開爾文 ) 度數(shù) 。 基于單片機的溫度自動控制系統(tǒng)設計 11 溫度采集電路 AD590 是美國 ANALOG DEV ICES 公司的單片集成兩端感溫電流源。 (INT1)用于 ADC0809轉(zhuǎn)換完成后通過 EOC 向單片機發(fā)送控制信號。 ALE 當不訪問外部存儲器時,該端以時鐘頻率的 1/6輸出固定的正脈沖信號,所以用其做數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的 ADC0809 的時鐘頻率輸入端, 89C51的 ALE— AD0809的 CLOCK。所以鍵盤輸入電路和輸出控制電路需共用一個 I/O 口,由于 P1口內(nèi)部用上拉電阻代替了場效應管 T1,做輸出時口時無需外接上拉電阻,做輸入口是與 P0一樣,所以本系統(tǒng)用 P1口作為共用口。但是 89C51的輸入輸出口就 4個。當石英晶體頻率為 12M Hz,復位電路參數(shù)為 10Μ f 的電解電容和 10kΩ的電阻。 (3)復位電路是對單片機進行初始化操作,使單片機處于一個確定的初始狀態(tài)。所以在管腳的 XTAL1和 XTAL2引腳外接石英晶體和倆個諧振電容,電容采用 2個 20pF 電容,采用 12M 的石英晶體。 EA 端由于該引腳低電平時是訪問片外存儲器,本系統(tǒng)不需要擴展片外存儲器,所以要保持高電平,接電源電壓 +5V?;趩纹瑱C的溫度自動控制系統(tǒng)設計 9 同時該芯片還具有 PDIP、 TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式,以適應不同產(chǎn)品的需求。 此外 AT89C51設計和配置了振蕩頻率可為 0Hz 并可通過軟 件設置省電模式。然后用 AD590 作為溫度傳感器,將其采集到的溫度量轉(zhuǎn)換為模擬電流量,然后經(jīng)過模擬放大電路,使其變?yōu)?ADC0809可以接受的電壓量,然后再輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0809中,經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量再輸入到 89C51中,經(jīng)過 89C51數(shù)據(jù)處理后,判斷與鍵盤輸入的溫度是否相同,高于設置溫度的話關閉加熱器,如果低于設置溫度的話,開加熱器對水進行加熱。 基于單片機的溫度自動控制系統(tǒng)設計 5 2 整體系統(tǒng)方案 系統(tǒng)整體方案和結構 本溫度控制系統(tǒng),是基于單片機的控制系統(tǒng),單片機采用AT89C51為內(nèi)核,其有低功耗,高性能 CMOS 8位單片機, 4KB的可反復擦寫 1000次的 FLASH 只讀程序 存儲器,器件采用ATMEL 公司的高密度,非易失性存儲技術,芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元,是功能強大的微型計算機的,可為許多嵌入式控制系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 同時 溫 度 也 是生活中最常見的一個物理量,也是人們很關心的一個物理量,它與我們的生活息息相關,有著十分重要的意義,在工業(yè)生產(chǎn)中,溫度過高或過低會直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、對機械設備和控制系統(tǒng)中的各種元器件造成一定的損壞,嚴重的會影響到生產(chǎn)安全。采用 MCS51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指標,從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。 基于單片機的溫度自動控制系統(tǒng)設計 4 在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中,電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開關量都是常用的主要被控參數(shù)。將計算機做在一個芯片上,從而開創(chuàng)了嵌入式系統(tǒng)獨立發(fā)展的單片機時代。嵌入式系統(tǒng)雖然起源于微型計算機時代,但是微型計算機的體積、價位、可靠性,都無法滿足廣大對象對嵌入式系統(tǒng)的要求,因此,嵌入式系統(tǒng)必須走獨立發(fā)展道路。使用自動溫度控制系統(tǒng)可以對生產(chǎn)環(huán)境的溫度進行自動控制,保證生產(chǎn)的自動化、智能化能夠順利、安全進行,從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。溫度采集控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、科學研究和人們的生活領域中,得到了廣泛應用。溫度控制失誤就可能引起生產(chǎn)安全、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品產(chǎn)量等一系列問題。 本設計所介紹的數(shù)字溫度計與傳統(tǒng)的溫度計相比,具有讀 數(shù)方便,測溫范圍廣,測溫準確,其輸出溫度采用數(shù)字顯示,主要用于對測溫比較準確的場所,或科研實驗室使用,該設計控制器使用單片機 AT89C51。所以單片機在工業(yè)中應用中,可以極大地提高工業(yè)設備的智能化、數(shù)據(jù)處理能力和處理效率,而且單片機無需占用很大的空間。 單片機的特點是體積較小,也就是其集成特性,其內(nèi)部結構是普通計算機系統(tǒng)的簡化,增加一些外圍電路,就能夠組成一個完整的小系統(tǒng),單片機具有很強 的可擴展性。隨著單片機技術的迅速興起與蓬勃發(fā)展,其穩(wěn)定、安全、高效、經(jīng)濟等優(yōu)點十分突出,所以其應用也十分廣泛。 基于單片機的溫度自動控制系統(tǒng)設計 2 1 溫度控制器緒論 課題背景 測量控制的作用是從生產(chǎn)現(xiàn)場中獲取各種參數(shù),運用科學計算 的方法,綜合各種先進技術,使每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都能夠得到有效的控制,不但保證了生產(chǎn)的規(guī)范化、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本,還確保了生產(chǎn)安全。這說明單片機應用在我國才剛剛起步,有著廣闊的前景!而且由于單片機具有體積小、重量輕、價格便宜、功耗低,控制功能強及運算速度塊等特點,無論是尖端科技,如軍事、通信、能源、機器人、交通、IT,還是現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、儀器儀表、汽車電子系統(tǒng)、家用電器、玩具及個人信息終端等諸多領域,都離不開單片機。 所以,從上所述我們可以發(fā)現(xiàn)單片機得重要性。 基于單片機的溫度自動控制系統(tǒng)設計 II Abstract Temperature detection and control of industrial production processes typical of one of the applications, with sensors in production and living in the more widely used, Li Yong of new singlebus digital temperature sensor to achieve on the test and control the temperature more rapidly development, the paper design based on AT89C51 temperature detection and alarm system. The system will AD590 temperature sensor connected via analog amplifier module input converter ADC0809, ADC0809 and then the output termination of a port on the controller, temperature sensor acquisition, will be collected and set the temperature value constant parison, when the temperature exceeds the upper limit set by closing the heating circuit to make the temperature of natural cooling. This paper presents the hardware implementation of the system schematic diagram and software flow chart. The experimental test shows that the system with high precision, strong antiinterference capability, alarm timely and accurate, with some reference value. The system design and layout is simple, pact structure, small size, light weight, antiinterference ability, costeffective, easy expansion,