单片机实现温度控制.docVIP

一、摘要 该系统主电路采用89S51单片机实现温度控制，加热和制冷部分由于条件限制，只采用模拟的方式。电路可实现温度的显示，设置上下限温度，超出范围报警以及和PC机通信的功能。系统测量精度和控制精度良好。我们为本系统共设计了两套程序，我主要负责其中一套程序的编写和单片机最小系统板的组建。 方案选择 本系统若根据赛题要求可有多种实现方案。 （1）方案一 此方案是传统的一位式模拟控制方案，选用模拟电路，用电位器设定给定值，反馈的温度值和设定值比较后，决定加热或不回热。系统受环境影响大，不能实现复杂的控制算法，不能用数码显示，不能用键盘设定。 （2）方案二 此方案是传统的二位式模拟控制方案，其基本思想与方案一相同，但由于采用上下限比较电路，所以控制精提高。这种方法还是模拟控制方式，因此也不能实现复杂的控制算法使控制精度做得较高，而且仍不能用数码显示和键盘设定 （3）方案三 此方案采用89S51单片机系统来实现。单片机软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种控制看法和逻辑控制。可实现数码显示和键盘设定等多种功能，系统电路框图如下： 方案一和方案二是传统的模拟控制方式，而模拟控制系统难以实现复杂控制规律，控制方案的修改也较麻烦。而方案三是采用以89S51为控制核心的单片机控制系统，尤其对温度控制，它可达到模拟控制所达不到的控制效果，并且可实现显示、键盘设定等多种功能，又易于扩展，大大提高了系统的智能化，也使得系统所测结果精度大大提高。故选择方案三。 器件选择 由于单片机最小系统板采用的是去年省赛的板子，所以受到了很多限制。如对系统精度至关重要的A/D转换换器，板子上采用的是ADC0809。因为是八位的，所以精度不高，最多只能达到0.4度左右。但考虑到已有现成的板子，采用0809同样可达到实验的目的，所以A/D部分暂不作更改。 传感器部分既可采用热敏电阻，也可采用集成的温度传感器。但由于热敏电阻的精度、重复性、可靠性都比较差，所以我们采用的集成的LM35，LM35是一个三端器件（电源、地、输出），的是NS公司生产的集成电路温度传感器系列产品之一，它具有很高工作精度和较宽的线性工作范围，该器件输出电压与摄氏温度线性成比例。LM35与用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越之处，LM35无需外部校准或微调，可以提供±1/4℃的常用的室温精度。+10.0mV/℃，精度在+25℃时0.5℃。精度较高，并且价格较低，每片仅售6元。较之性能较好的AD590K便宜许多，性价比高。故采用LM35而舍弃AD590K。 电路原理图 单片机最小系统电路： 由于去年大赛的板子（旧板）是03级的学生设计的，故存在许多缺陷，具体表现在单片机和ADC0809之间的读写线接反， 单片机P0口和ADC0809的数据线高低位接反。显示部分的74LS245多接了一个排阻。经过多次的检查，找出了错误。 最终的电路图如图示： 单片机最小系统部分： ADC0809的A/D采样部分： 四位LED数码管显示部分： 单片机串口通信电路 ： 温度采集部分： 报警电路： 温控模拟部分： 工作原理 具体电路原理详见本组另一成员的报告，在此仅介绍系统的软件部分,我们总共写了两份程序，其中一份为我个人独立完成。下面为程序的主要流程图。 　 主程序　　　　　　　　　　　　　　　　　　　显示程序 是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　显示数据转换程序 串口通信程序 ;;显示区地址分别为６３Ｈ，６２Ｈ，６１Ｈ，６０Ｈ ;上限温度地址分别为２ＥＨ，２ＤＨ，２ＣＨ ;下限温度地址分别为２ＢＨ，２ＡＨ，２９Ｈ ;用到的位地址有００Ｈ，０１Ｈ，３０Ｈ ; ===============主程序=============== ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT0 ORG 0030H MAIN: MOV SP,#70H ;置初值 CLR P1.7 MOV R0,#40H SETB PSW.4 SETB PSW.3 SETB IT0 SETB EA SETB EX0 MOV TMOD,#20H ;波特率９６００ MOV TH1,#0FDH MOV TL1,#0FDH SETB TR1 MOV SCON,#50H SETB TI CLR