【正文】 一個(gè)控制電路對(duì)電源進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)燒水爐的間歇性加熱。顯示子程序流程圖如圖33所示。它涉及定時(shí)器的定時(shí)，溫度的采集，對(duì)照等環(huán)節(jié)，采樣子程序流程圖如圖32所示開始定時(shí)器T0初始化T0定時(shí)開始溫度采集T0定時(shí)到？比對(duì)溫度輸出溫度值返回NY圖32 采樣子程序流程圖167。主程序流程圖如圖3–1所示初始化子程序采樣子程序控制字程序顯示子程序開始圖31 數(shù)碼管顯示模塊167。167。第二步：參照流程圖編寫相應(yīng)的程序。軟件的編寫一般分為兩步。其中LEDRED與LEDGREEN兩個(gè)提示燈分別表示正在加熱和已停止加熱。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際需要將控制電路設(shè)計(jì)為常閉型即無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，輸出端是閉路的。 溫度控制模塊圖24 溫度控制模塊溫度控制模塊由繼電器控制電源對(duì)燒水爐中加熱部件通斷電的控制。復(fù)位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DS18B20收到信號(hào)后等待16～60微秒左右，后發(fā)出60～240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。光刻ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的，也就是你要做的是配置寄存器。光刻ROM中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。 溫度采集模塊溫度采集模塊采用DS18B20這款溫度傳感器，其與單片機(jī)連接如圖23所示。但是鍵閉合一次只能進(jìn)行一次鍵功能操作，因此須等到按鍵釋放后，再進(jìn)行鍵功能操作，否則按一次鍵，有可能會(huì)連續(xù)多次進(jìn)行同樣的鍵操作。第二步，行線輪流輸出低電平，從列線P14~P17讀入數(shù)據(jù)，若有某一列為低電平，則對(duì)應(yīng)行線上有鍵按下。當(dāng)有鍵閉合時(shí)，與閉合鍵相連的兩條I/O口線之間短路。這種行列式鍵盤結(jié)構(gòu)能有效地提高單片機(jī)系統(tǒng)中I/O口的利用率。在行線和列線的每個(gè)交叉點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)按鍵。 鍵盤輸入模塊此模塊采用10個(gè)按鍵，分別可以輸入0、這10個(gè)數(shù)值以滿足通過(guò)鍵盤輸入目標(biāo)溫度設(shè)定值的任務(wù)要求。該系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方法，雖然這種方法占用CPU資源較多，但是6個(gè)數(shù)碼管共占用8個(gè)I/O接口，不存在I/O接口浪費(fèi)的情況，可以有效的降低成本，故采用此種方法。本系統(tǒng)采用6個(gè)共陰極8段數(shù)碼管對(duì)采集到的溫度值以及鍵盤輸入的目標(biāo)值進(jìn)行顯示，接口電路如圖21所示。所謂動(dòng)態(tài)掃描顯示就是通過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)LED數(shù)碼管的DPY端，使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示。數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都可以由一個(gè)單片機(jī)的I/O口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。數(shù)碼管的顯示有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示兩種方法。 數(shù)碼管顯示模塊八段就是指數(shù)碼管里有八個(gè)小LED發(fā)光二極管，通過(guò)控制不同的LED的亮滅來(lái)顯示出不同的字形。操作協(xié)議為：初使化DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處理數(shù)據(jù)。另外，由于DS18B20單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。表11一部分溫度對(duì)應(yīng)值表溫度/℃二進(jìn)制表示十六進(jìn)制表示+1250000 0111 1101 000007D0H+850000 0101 0101 00000550H+0000 0001 1001 00000191H+0000 0000 1010 000100A2H+0000 0000 0000 00100008H00000 0000 0000 10000000H1111 1111 1111 0000FFF8H1111 1111 0101 1110FF5EH1111 1110 0110 1111FE6FH551111 1100 1001 0000FC90H預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器１重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值就是所測(cè)溫度值。器件中還有一個(gè)計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)，DS18B20就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)進(jìn)而完成溫度測(cè)量。 DS18B20溫度傳感器工作原理DS18B20溫度傳感器是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)９～１２位的數(shù)字值讀數(shù)方式。由于計(jì)算機(jī)只輸出控制增量，所以誤動(dòng)作時(shí)影響較小，且必要時(shí)可用邏輯判斷的方法去掉，對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行有利。由于位置式算法每次輸出與整個(gè)過(guò)去狀態(tài)有關(guān)，算式中用到過(guò)去偏差的累加值i=1nen ，容易產(chǎn)生較大的累計(jì)誤差。 PID算法在模擬控制系統(tǒng)中，控制器最常用的控制規(guī)律是PID控制。DS18B20溫度傳感器43矩陣鍵盤AT89C52單片機(jī)6位數(shù)碼管顯示控制輸出控制對(duì)象信號(hào)處理圖11 數(shù)字式溫度控制儀總體設(shè)計(jì)框圖167。167。指令系統(tǒng)和引腳與典型的MCS51系列完全兼容，方便軟件的編寫。同時(shí)本系統(tǒng)采用AT89C52作為溫度控制系統(tǒng)主控單元。 總體設(shè)計(jì)方案167。3℃。4 溫度測(cè)量范圍在30℃~90℃，測(cè)量精度為177。2 通過(guò)按鍵給定目標(biāo)溫度值，并顯示。167。 主要研究?jī)?nèi)容熟悉和掌握單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，了解以單片機(jī)為核心的電路設(shè)計(jì)的基本方法。第1章 系統(tǒng)原理分析167。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)為核心的燒水爐溫度監(jiān)控系統(tǒng)，能在一定的范圍內(nèi)采集監(jiān)控水溫，控制精度有所提升，同時(shí)具有較好的快速性，報(bào)警，八段數(shù)碼管顯示等功能。近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月異更新。近年來(lái)，已取得了許多可喜的成果。就目前我國(guó)的技術(shù)水平和生產(chǎn)設(shè)備來(lái)看，我們已經(jīng)有能力研制和生產(chǎn)出高標(biāo)準(zhǔn)的控溫儀表。國(guó)內(nèi)的溫度控制儀發(fā)展經(jīng)歷了３個(gè)階段：第一階段為動(dòng)圈式控溫儀，主要缺點(diǎn)是控溫精度差，其最小刻度為20℃，升溫速度和加熱時(shí)間都不能自動(dòng)控制；第二階段為數(shù)字式控溫儀，顯示精度有所提高，但控制精度低，反應(yīng)遲鈍，并需人工設(shè)定所控溫度；第三階段為智能型控溫儀，帶有專用程序，控制精度高，基本事實(shí)現(xiàn)升溫、控溫的自動(dòng)化，減少了認(rèn)為誤差。 系統(tǒng)整體調(diào)試結(jié)果與仿真 17結(jié)　論 19參考文獻(xiàn) 20致　謝 21附　錄 22前　言隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究的發(fā)展，人們對(duì)溫度過(guò)程控制的要求越來(lái)越高，具體表現(xiàn)在溫控的精度、穩(wěn)定性、可靠性和多功能性等方面。 溫度采集模塊仿真 15167。 數(shù)碼管顯示模塊仿真 14167。 控制字程序流程圖 13第4章 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析 14167。 采樣子程序流程圖 10167。 溫度控制模塊 9第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 10167。 鍵盤輸入模塊 7167。 DS18B20溫度傳感器工作原理 4第2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 6167。 系統(tǒng)工作基本原理 3167。 總體設(shè)計(jì)框圖 2167。 總體設(shè)計(jì)方案 2167。 主要研究?jī)?nèi)容 2167。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，閉環(huán)控制，DS18B20，溫度，數(shù)碼管THE DIGITAL TEMPERATURE CONTROL METER ABSTRACTThe temperature is industrial production and scientific experiments of one of the important parameters. In the chemical industry, metallurgy, medicine, aviation and other fields, for the control of the temperature effect directly affect the quality of the many products and service life, therefore, temperature control in various areas of bee a key technology. Temperature control key lies in the two aspects of the temperature, temperature measurement is the basis for the control of temperature. In temperature measurement, technology has been more mature, to control the object more and more plex, and the temperature control, there are many problems, people are still looking for a better control method to improve the control performance, meet different control requirements.With the progress of The Times and development, microcontroller technology has spread to we live, work, scientific research, each domain, has bee a mature technology, this paper introduces a kind of based on single chip microputer control constant temperature boiler heating water control system.This system to AT89C51 as control core, the closedloop control device, it can automatic control requirements of the environment temperature, make be controlled object a constant temperature range. This system temperature signal by digital temperature sensor DS18B20 acquisition, send AT89C51 for processing, and through the digital pipe display. When the temperature is below or above the set value, single chip microputer control signals will be sent to control temperature control system of the state power.KEY WORDS：MCU，Temperature，control，signals，PID，DS18B20目　錄前　言 1第1章 系統(tǒng)原理分析 2167。本系統(tǒng)溫度信號(hào)由數(shù)字溫度傳感器DS18B20采集，送AT89C51單片機(jī)進(jìn)行處理，并通過(guò)數(shù)碼管顯示。隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活，工作，科研，各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù),本文將介紹一種基于單片機(jī)控制的恒溫鍋爐燒水控制系統(tǒng)。溫度控制的關(guān)鍵在于測(cè)溫和控溫兩方面，溫度測(cè)量是溫度控制的基礎(chǔ)。數(shù)字式溫度控制儀摘 要溫度是工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重要參數(shù)之一。在化工、 冶金、 醫(yī)藥、 航空等領(lǐng)域里，對(duì)溫度的控制效果直接影響到許多產(chǎn)品的質(zhì)量及使用壽命，因此，溫度控制成為各個(gè)領(lǐng)域中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。在溫度測(cè)量方面，技術(shù)己經(jīng)比較成熟，由于控制對(duì)象越來(lái)越復(fù)雜，而在溫度控制方面，還存在著許多問(wèn)題，人們還在尋找著更好的控制方法以提高控制性能，滿足不同的控制要求。本系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為控制核心，采用閉環(huán)控制裝置，可自動(dòng)控制要求環(huán)境下的溫度，使被控對(duì)象溫度保持在恒定的范圍內(nèi)。當(dāng)溫度低于或者高于設(shè)定值后，單片機(jī)將發(fā)出控制信號(hào)控制溫度控制系統(tǒng)的通斷電狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)將溫度穩(wěn)定在目標(biāo)溫度至附近的要求。 主要研究?jī)?nèi)容與技術(shù)指標(biāo) 2167。 主要技術(shù)指標(biāo) 2167。 方案的提出 2167。 167。 PID算法 3167。 數(shù)碼管顯示模塊 6167。 溫度采集模塊 8167。 主程序流程圖 10167。 顯示子程序流程圖 11167。 系統(tǒng)各模塊仿真 14167。 鍵盤輸入模塊仿真 14167。 溫度控制模塊仿真 16167。傳統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)溫控設(shè)備已經(jīng)不能滿足這些要求，特別在一些精密器件的生產(chǎn)線和標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)領(lǐng)域方面，經(jīng)常需要配套相應(yīng)的測(cè)溫設(shè)備。在一些測(cè)溫產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、保證產(chǎn)品質(zhì)量的過(guò)程中，就需要提供更高要求的溫度控制儀。為此，國(guó)內(nèi)許多科研機(jī)構(gòu)及廠家紛紛投入這類儀表的研制和生產(chǎn)。綜觀當(dāng)前國(guó)內(nèi)溫控儀的研制和生產(chǎn)水平，有兩個(gè)主要問(wèn)題明顯地?cái)[在我們面前:其一是溫控儀的高精度測(cè)量問(wèn)題:其二溫度的高精度控制的問(wèn)題。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的， 還 應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。并且價(jià)格低廉，具有很高的工程應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。 主要研究?jī)?nèi)容與技術(shù)指標(biāo)167。設(shè)計(jì)一個(gè)能夠顯示當(dāng)前溫度和目標(biāo)溫度的溫度控制系統(tǒng)。 主要技術(shù)指標(biāo)1 通過(guò)溫度傳感器采集燒水爐中的當(dāng)前溫度值，并顯示。3 設(shè)計(jì)控制電路對(duì)燒水爐的通斷電狀態(tài)進(jìn)行控制，使燒水爐中的溫度穩(wěn)定在設(shè)定值?！妫刂凭葹?77。167。 方案的提出考慮到用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器DS18B20，