【正文】 28 Vcc GND Vref + Vref OE 圖 22 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 MC14433 是 3 又 1/2 位 BCD 碼輸出、雙積分式的 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，轉(zhuǎn)換速度約1～ 10 次 /s，需177?？衫?AT89C52 提供的 地址鎖存允許信號(hào)ALE 經(jīng) D 觸發(fā)器二分頻所得， ALE 腳的頻率是 AT89C52 單片機(jī)時(shí)鐘頻率的 1/6。本系統(tǒng)采用 ADC0809構(gòu)成 A/D 轉(zhuǎn)換電路。 根據(jù)單片機(jī)接口特征，考慮如何選擇 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸出狀態(tài)。 根據(jù)信號(hào)對(duì)象的變化率及轉(zhuǎn)換精度要求，確定 A/D 轉(zhuǎn)換速度，以保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。 A/D 轉(zhuǎn)換芯片的選擇： A/D 轉(zhuǎn)換器當(dāng)確定使用 A/D 轉(zhuǎn)換器以后，按下列原則選擇 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片。需要注意的是該傳感芯片將溫度轉(zhuǎn)換為頻率是以絕對(duì)溫度 K 為前提因此對(duì)頻率的計(jì)數(shù)結(jié)果應(yīng)減去 273 才能得到攝氏度這當(dāng)然可以在軟件編寫時(shí)方便地做運(yùn)算處理。 ℃。測(cè)量溫度是 +25℃時(shí)誤差范圍為177。 溫度測(cè)量范圍 40~+125℃。箱的溫度一般在 250℃范圍內(nèi)，范圍比較窄，也比較低，對(duì)精度的要求也比較低，綜合考慮熱電阻、熱電偶和熱敏電阻的特點(diǎn)，選用熱電阻比較好。熱電阻溫度傳感器的特點(diǎn)是精度高，適宜低溫。 熱敏電阻是用一種半導(dǎo)體材料制成的敏感原件，其特點(diǎn)是電阻隨溫度變化而顯著變化，能直接將溫度的變化轉(zhuǎn)換為能量的變化，具有靈敏度高、體積小、較穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)特性好等優(yōu)點(diǎn)，常用于遠(yuǎn)距離測(cè)量和控制中。與之相應(yīng)，根據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律，相繼開發(fā)了聲學(xué)溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。常用的溫度傳感器有熱電阻、熱敏電阻和熱電偶。按類型分類有分立式溫度傳感器（含敏感元件）、模擬集成溫度傳感器和智能溫度傳感器（即數(shù)字溫度傳感器）。按輸出量分類有模擬式溫度傳感器和數(shù)字式溫度傳感器。故選擇用 LED 作為顯示電路。它還具 有可用程序來實(shí)現(xiàn)多種功能、通用性強(qiáng)、使用靈活的特點(diǎn)。提供多功能指令：畫面清除（ Display clear）、光標(biāo)歸位（ Return home）、顯 示打開 /關(guān)閉（ Display on/off）、光標(biāo)顯示 /隱藏（ Cursor on/off）、顯示字符閃爍（ Display character blink）、光標(biāo)移位（ Cursor shift）、顯示移位（ Displayshift）、垂直畫面卷動(dòng)（ Vertical line scroll）、反白顯示（ By_line reverse display）、待命模式（ Standby mode）。所有的功能， 包含顯示 RAM，字型產(chǎn)生器，都包含在一個(gè)芯片里面，只要一個(gè)最小的微處理系統(tǒng)，就可以方便操作模塊。路的選擇 C 系列 LCD 顯示可以顯示字母、數(shù)字符號(hào)、中文字型及圖形，具有繪圖及文字畫面混合顯示功能。應(yīng)用固件的產(chǎn)生 /更新能力實(shí)現(xiàn)了 ISP 的大范圍應(yīng)用。并行編程方式提 供了高速的分組編程（頁編程）方式，可節(jié)省編程成本和上市時(shí)間。從該特性獲益的另一種方法是將時(shí)鐘頻率減半而保持特性不變，這樣可以極大地降低電磁干擾 EMI 。 P89V51RD2 的典型特性是它的 X2 方式選項(xiàng)。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， A 的 AT89C51 是一種高效微控制器。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。但是可以實(shí)現(xiàn)在線仿真，用起來比較方便。 P89V51RD2 采用 51 內(nèi)核，內(nèi)部集成了 64kB Flash ROM 和1024 字節(jié)的數(shù)據(jù) RAM， 5V 工作電壓，操作頻率為 0~40MHz，并且支持 12 時(shí)鐘 默認(rèn) 或 6 時(shí)鐘模式 每個(gè)機(jī)器周期包含 6 個(gè)時(shí)鐘 ，選擇 6 時(shí)鐘模式時(shí)可在相同時(shí)鐘頻率下獲得 2 倍的吞吐量，同時(shí)，另一個(gè)好處在于，可以在保證處理速度不變的情況下，將時(shí)鐘頻率減半，這樣可以極大地降低系統(tǒng)的 EMI P89V51RD2 還集成了 SPI 串行外圍接口 ，增強(qiáng)型 UART， PCA 可編程計(jì)數(shù)器陣列 ，具有 PWM 和捕獲／比較功能尤其是 P89V51RD2 支持在系統(tǒng)軟件調(diào)試和在系統(tǒng)編程的功能，這使得我們?cè)谟闷溟_發(fā)產(chǎn)品時(shí)可以完全拋開仿真器和編程器，進(jìn)而大大減少了產(chǎn)品開發(fā)的成本和時(shí)間。 方案采用有 40 個(gè) I/O 口的 P89V51RD2。采用 40 個(gè)引腳的 8031 芯片。 圖 21 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)功能模塊方案設(shè)計(jì) 的選擇 MCS51 8 位單片機(jī)系列、 MCS96 16 位單片機(jī)系列； Atmel 的 AT89 系列 /900 8 位單片機(jī)系列 /32 系列； Motorola 公司的 MC68HC908 8 位單片機(jī)系列、 DSP 型16 位單片機(jī)。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 采用作為主機(jī)；由溫度傳感器測(cè)量并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，由 I/O 接口讀入 CPU， CPU 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 該系統(tǒng)具體需要滿足的要求如下： 溫度控制范圍：室溫 ~250℃，控制精度（177。硬件電路原理圖基于的溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)的 C51 軟件程序； 2 總體設(shè)計(jì)方案 課題 要求 恒溫箱在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中都有著廣泛的應(yīng)用。系統(tǒng)工作流程為：開機(jī)后，用戶通過按鍵設(shè)定定時(shí)時(shí)間溫度溫度傳感器 P100 采集當(dāng)前溫度的模擬信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過兩級(jí)放大后送給 A/D 轉(zhuǎn)換器，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換成數(shù)字量再送給單片機(jī)，單片機(jī)通過 PID 算法計(jì)算發(fā)出控制指令控制的通斷，根據(jù)的通斷的時(shí)間長短來控制電加熱器加熱的功率，使溫度達(dá)到用戶設(shè)定值上，且誤差不超過 2℃。就溫度控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性來講，基本上都是具有純滯后的一階環(huán)節(jié)，當(dāng)系統(tǒng)精度及溫控的線性性能要求較高時(shí)，多采用 PID 算法 或達(dá)林頓算法來實(shí)現(xiàn)溫度控制。本在原有普通傳感器的基礎(chǔ)上，經(jīng)單片機(jī)處理而成新一代測(cè)量控制儀器，具有以下顯著特點(diǎn)：多功能的智能化測(cè)控系統(tǒng)，以最簡單方式構(gòu)成高性價(jià)比； 在硬件基礎(chǔ)上通過軟件實(shí)現(xiàn)測(cè)控功能，其智能化程度取決于軟件的開發(fā)水平； 留有通信端口，可以將信息進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，便于形成分布式控制系統(tǒng)。隨著單片機(jī)的飛速發(fā)展，通過單片機(jī)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制日益廣泛，具有體積小、功能強(qiáng)、性價(jià)比高等特點(diǎn)，把單片機(jī)應(yīng)用于溫度控制系統(tǒng)中可以起到更好的控溫作用，箱是使用單片機(jī)進(jìn)行溫度控制的典型應(yīng)用，采用單片機(jī)做主控單元，可完成對(duì)溫度的采集和控制等的要求。 近年來，國內(nèi)傳感器正向著集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和單片系統(tǒng)化的方向發(fā)展，為開發(fā)新一代溫度測(cè)量系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件由溫度傳感器測(cè)量溫度值并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，由變送器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號(hào)，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換并讀入單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理后的溫度數(shù)值，一方面送 LED 數(shù)碼管顯示；并判斷是否超限，否則正常顯示溫度數(shù)值從而進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)，使其達(dá)到指定要求。溫度傳感器應(yīng)用范圍很廣、使用數(shù)量很大，但是在常規(guī)的環(huán)境參數(shù)中，由于溫度受其它因素影響較大，而且難以校準(zhǔn)，因此，溫度也是最難準(zhǔn)確測(cè)量的一個(gè)參數(shù)。 關(guān)鍵詞 ：恒溫箱；溫度控制；單片機(jī)； PID 控制 AbstractIncubators as an important tool widely used in medical, industrial production and food processing in areas such is affected by other factors in the conventional environmental parameters, and also difficult to proofreading 。 最后，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的軟件。 首先，介紹了恒溫箱設(shè)計(jì)的課題背景及意義，并結(jié)合設(shè)計(jì)要求和實(shí)際情況選擇了設(shè)計(jì)所涉及到的主要功能器件，同時(shí)重點(diǎn)介紹了 P89V51RD ADC080 Pt100的主要功能。并且具有鍵盤輸入溫度給定值、定時(shí)時(shí)間， LED 數(shù)碼管顯示溫度值 /時(shí)間和定時(shí)報(bào)警的功能，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制溫度的目的。因此，恒溫箱的性能在很大程度上取決于對(duì)溫度的控制性能。畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的電加熱恒溫箱控制器設(shè)計(jì) 摘 要恒溫箱作為一種重要的工具廣泛地應(yīng)用于醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)和食品加工等領(lǐng)域。在常規(guī)的環(huán)境參數(shù)中，由于溫度受其它因素影響較大，且難以校準(zhǔn)，溫度也是最難準(zhǔn)確測(cè)量的一個(gè)參數(shù)。 本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)對(duì)恒溫箱的溫度進(jìn)行 PID 控制，使其溫度穩(wěn)定在某一個(gè)設(shè)定值上。 基于 P89V51RD2 的恒溫箱溫度控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了溫度采集、 A/D 轉(zhuǎn)換、軟件濾波、溫度控制及定時(shí)等功能。 其次，闡述了系統(tǒng)的工作原理，完成了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)，把系統(tǒng)劃分為 5大模塊并完成了各大模塊的設(shè)計(jì)工作，同時(shí)附以系統(tǒng)硬件電路原理圖。系統(tǒng)軟件是用 C 語言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)的， C 語言具有指令簡單，數(shù)據(jù)量小等特點(diǎn)。 therefore, the temperature is one of the most difficult to measure accurately parameters . So, The performance of the incubator to a large extent depends on the temperature control performance. The design uses single chip microputer to control the oven temperature through the PID control， causing its temperature control into suppose in the definite value in some． And the system has the keyboard entry temperature and time given value , LED displays temperature/timing value and surmounting boundary of the time reports outside． It realizes temperature control automatically. Based on P89V51RD2, the oven temperature control system main realizes temperature collection, A/D conversion, software filtering, PID control and timing functions. First, the paper introduces the background of the subject. Combined with the design requirements and the actual situation of the design ,the main devices that related to subject are confirmed. At the same time the main functions of P89V51RD2, ADC0809, Pt100 is written down. Secondly, it describes the principle of the system, and achieves the concrete structure photo of the design. The system is divided into five modules and every major module of the design is pleted .The hardware circuit schematics of the system is attached at last. Finally, the software of the system is designed. The system software is written by C language, it is because the programme runs faster, and saves storage space. Key Words: incubator ； temperature control ； singlechip microcontroller ； PID control 目 錄 1 概 述 1 課題研究背景 1 課題研究意義 2 課題研究內(nèi)容 2 2 總體設(shè)計(jì)方案 3 課題要求 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)功能模塊方案設(shè)計(jì) 4 的選擇 4 路的選擇 5 路的選擇 6 集電路的選擇 6 制電路的選擇 9 控制方法的選擇 10 開發(fā)環(huán)境及編程語言的選擇 10 發(fā)環(huán)境選擇 10 發(fā)環(huán)境選擇 12 言的選擇 13 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 14 系統(tǒng)硬件功能分析 14 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 14 最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14 測(cè)電路的設(shè)計(jì) 15 電路 的設(shè)計(jì) 17 口電路的設(shè)計(jì) 18 鍵盤電路的設(shè)計(jì) 19 溫度控制電路的設(shè)計(jì) 19 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 20 措施的設(shè)計(jì) 20 PCB 圖的繪制 21 4 數(shù)字 PID