【正文】 字形式的，無需進行 數(shù)模轉換 。當矩形波在一個周期內(nèi)高電平的時間越長，雙向可控硅的導通時間越長，即發(fā)熱元件上發(fā)出的熱量也越多。這樣可以從 周期脈沖可調(diào)的控制信號。它的產(chǎn)生將定時計數(shù)器設定在 10ms定時，后通過寄存器 R3來控制脈寬調(diào)制信號的周期，本課題只是達到一種模擬的效果，在精確上沒有過高的要求，因此將 1s周期分成 100等份，即設定定時器的定時為 10ms，R3中啟動定時器的次數(shù) 100。此外，許多微控制器和 DSP 已經(jīng)在芯片上包含了 PWM 控制器，這使數(shù)字控制的實現(xiàn)變得更加容易了。模擬電路還可能對噪聲很敏感，任何擾動或噪聲都肯定會改變電流值的大小。能夠解決這個問題的精密模擬電路可能非常龐大、笨重 (如老式的家庭立體聲設備 )和昂貴。 盡管模擬控制看起來可能直觀而簡單，但它并不總是非常經(jīng)濟或可行的。擰動旋鈕時，電阻值變大或變小；流經(jīng)這個電阻的電流也隨之增加或減少，從而改變了驅(qū)動揚聲器的電流值，使音量相應變大或變小。 模擬電壓和電流可直 接用來進行控制，如對汽車收音機的音量進行控制。與此類似，從電池吸收的電流也不限定在一組可能的取值范圍之內(nèi)。 模擬信號的值可以連續(xù)變化，其時間和幅度的分辨率都沒有限制。 基本原理 隨著電子技術的發(fā)展，出現(xiàn)了多種 PWM 技術，其中包括：相電壓控制 PWM、脈寬 PWM法、隨機 PWM、 SPWM法、線電壓控制 PWM 等，而在鎳氫電池智能充電器中采用的脈寬 PWM法，它是把每一脈沖寬度均相等的脈沖列作為 PWM波形，通過改變脈沖列的周期可以調(diào) 頻，改變脈沖的寬度或占空比可以調(diào)壓，采用適當控制方法即可使電壓與頻率協(xié)調(diào)變化。脈寬寬度調(diào)制式（ PWM）開關型穩(wěn)壓電路是在控制電路輸出頻率不變的情況下，通過電壓反饋調(diào)整其占空比，從而達 到穩(wěn)定輸出電壓的目的。 ?？飘厴I(yè)設計說明書（論文） 第 14 頁 共 36 頁 4 脈寬調(diào)制 脈寬調(diào)制的介紹 PWM就是 脈沖寬度調(diào)制 的英文縮寫，方波高電平時間跟周期的比例叫占空比，例如 1秒高電平 1秒低電平的 PWM波占空比是 50% 脈寬調(diào)制 PWM是開關型穩(wěn)壓電源中的術語。反之脈沖寬度變窄（占空比減?。r，雙向可控硅的導通時間縮短，電阻絲的加熱時間縮短使得溫度降低。動態(tài)掃描顯示電路如圖 ： abfcgdedp?？飘厴I(yè)設計說明書（論文） 第 13 頁 共 36 頁 圖 溫度控制電路的設計 R 1 34 . 7 kV C CQ5R 1 54 . 7 KR 1 61kR 1 84 . 7 kQ6R 1 92 2 0RV C CDR E S 1BV C CU?* 圖 通過調(diào)節(jié)脈沖寬度來控制 雙向可控硅的通斷。 動態(tài)掃描顯示方式的工作原理是：逐個地循環(huán)點亮各位顯示器，也就是說在任意時刻只有 1位顯示器在顯示。一般用于數(shù)碼管位數(shù)較少的場合。靜態(tài)顯方式程序非常簡單，占用 CPU時間資源很少，只是在顯示字符改變時調(diào)用一下顯示程序。本系統(tǒng)選用的是 LED數(shù)碼管顯示器。 LED點陣顯示器雖然顯示靈活，但其占用的單片機系統(tǒng)軟件、硬件資源遠大于 LED數(shù)碼管。 LED顯示器按其發(fā)光管排布結構的不同，可分為 LED數(shù)碼管顯示其和 LED點陣顯示器。單片機與控制電路共用一個外部時鐘，采用片內(nèi)存儲器，設有上電復位功能。 接 DS18B20。 P2 端口在沒有片外存儲器時，可以作為普通 I/O 口使用，外接存儲器時作為高 8 位地址使用。 P0 端口在沒有片內(nèi)存儲器時，可以作為普通 I/O 口使用，外接存儲器時作為地址線 /數(shù)據(jù)線使用。 AT89C51 具有如下特點： 40 個引腳， 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲器， 128 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， 32個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5 個中斷優(yōu)先級 2層中斷嵌套中斷， 2個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2個全雙工串行通信口，看門狗（ WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。具體電路圖如圖 ： R9R 1 0R 1 1R 1 2V C CQ1P N PQ2P N PQ3P N PQ4P N PA1 A2 A3 A41234567abcdefg8dpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpSEG19SEG210SEG311SEG412DSD1D2D3D4D5D6D7D8 圖 ?？飘厴I(yè)設計說明書（論文） 第 10 頁 共 36 頁 AT89C51 單片機 單片機選用 ATMEL 公司的可在線編程的 AT89C51，用于溫度采集及數(shù)據(jù)通訊。因此單片機讀取溫度信息后，只需將低字節(jié)（ D0～ D8）送入上位機和控制電路即可。表 為數(shù)值和溫度的關系。 管腳 管腳定義 說明 8 腳 SOIC 3 腳 PR35 2 1 GND 地 1 2 I|O 數(shù)據(jù)輸入端 8 3 VCC 電源 3 4 5 6 7 NC 空腳 表 DS18B20 管腳排列 圖 DS18B20 溫度值表示方法 D9為符號位， 0 表示正， 1 表示負，高字節(jié)的其他位（ D10～ D15）是以符號位的擴展位表示的； D0～ D8 為數(shù)據(jù)位，以二進制補碼表示。本系統(tǒng)選用 PR35封裝形式。當將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離可達 150m。由于信號電纜本身存在電阻，距離過長時將導致信號衰減。當單總線上所掛DS18B20 超過 8 個時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設計時要加以注意。 DS18B20 雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點，但?？飘厴I(yè)設計說明書（論文） 第 8 頁 共 36 頁 在實際應用中也應注意以下幾方面的問題： （ 1）系統(tǒng)的硬件雖然簡單但需要相對復雜的軟件進行補償，由于 DS18B20 與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對 DS18B20 進行讀寫編程時，必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結果。溫度范圍 － 55℃ ～＋125℃ ，固有測溫分辨率 177。 DS18B20 支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫。 ?？飘厴I(yè)設計說明書（論文） 第 7 頁 共 36 頁 3 系統(tǒng)硬件電 路設計 1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eA4D a t e : 13 M a y 20xx S he e t o f F i l e : G : \楊陽 \新建文件夾 \ B A C K U P ~ D B D r a w n B y:C130p FC230p FY1R1220R2220R3220R4220R5220R6220R7220R8220R9R 10R 11R 12S2S3S1V C CR 13V C CR 14Q5R 15R 161kR 17S4R 201KC110u FR 2110KV C CR 18Q6R 19220RV C CDR E S 12 2 0 VGND1DQ2V C C3D S 18B 20Q1P N PQ2P N PQ3P N PQ4P N PA1A2A3A4A1 A2 A3 A4O P T OV C CB1234567abcdefg8dpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpSEG19SEG210SEG311SEG412DSD1D2D3D4D5D6D7D8D1D2D3D4D5D6D7D8E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10P 3030A T 89C 51BV C C 圖 電路硬件圖 此方案 以 AT89C51 為核心，通過 DS18B20 檢測房間溫度，將信號傳輸至單片機，用四位 LED 數(shù)碼管顯示溫度，同時通過將檢測的溫度與標準設定溫度的偏差來控制電阻絲通斷時間的長短，從而達到恒溫控制的目的。 （ 3）三個按鍵實現(xiàn)標準溫度的設定。 單片機 溫度采集 按鍵電路 電源 顯示電路 溫控電路 專科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 6 頁 共 36 頁 本文設計的溫度控制系統(tǒng)具有如下功能： （ 1）通過溫度芯片 DS18B20采 集溫度，并以數(shù)字信號的方式傳送給單片機。當溫度高于設定的溫度時，停止加熱。本方案設計成本低，具有具有較高的可靠性，對于系統(tǒng)動態(tài)性能與穩(wěn)定要求不是很高的場合非常的合適。 方案二：為了使得電路的簡單化，采用單片機作為控制核心來設計本課題，溫度信號采集使用溫度傳感器 DS18B20，溫度控制的基本思想為：通過采集到的溫度與標準溫度之間的差值來控制加熱電阻絲的通電時間長短，從而起到恒溫控制的目的。 閉環(huán)控制自動調(diào)溫的基本指導思想是在系統(tǒng)中增設溫度傳感器和溫度調(diào)節(jié)器，溫度傳感器的基本功能是檢測電爐的實際溫度，并變換成電壓訊號和爐溫控制電壓 Uk 進行比較，根據(jù)兩者差值的大?。é?e=UkUft）和變化方向（即△ e 為正還是為負），通過調(diào)節(jié)器進行相反方向的調(diào)節(jié)，使調(diào)節(jié)器的輸出控制直流開關導通時間的長短，從而使設定周期內(nèi)晶 閘管的導通周波數(shù)增大或者減小，相應的電爐溫度升高一點或者減小一點。 在直流開關導通期間使出連續(xù)的正弦波控制電壓 Uk 的大小決定了直流 開關導通時?？飘厴I(yè)設計說明書（論文） 第 5 頁 共 36 頁 間的長短，也就決定了在設定周期內(nèi)導通的周波數(shù)，從而可輸出功率的調(diào)節(jié)。 （ 4） 過零脈沖的輸出，由同步變壓器 TB，整流橋 D1 及 R10， R11 組成一削波同步電源，這個電源與直流開關的輸出電壓共同去控制 V4 與 V5。 （ 3） 由 V V3 以及 R R DW1 組成一直流開關，當 V2 基極電壓 Ube20()，V2 導通， Ube3 接近零電位， V3 截止，直流開關導通。如下圖所示 : 圖 方案一電路圖 圖 為第一個設計方案，該方案的工作原理簡述如下： （ 1） 鋸齒波是由單結晶體管 BT和 R1， R2， R3， W1 和 C1 組成的張馳震蕩產(chǎn)生，然后經(jīng)射極跟隨器 V R4 輸出。數(shù)字式溫度傳感器的種類也不少，并且在實際工程設計中具有上述諸多優(yōu)點。其中，比較有代表性的數(shù)字溫度傳感器有DS18B MAX657 DS172 MAX6635 等。智能溫度傳感器能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關的溫度控制量，適配各種微控制器（ MCU），并且可通過軟件來實現(xiàn)測