基于51单片机的温度控制系统方案设计书.docVIP

基于51单片机的水温自动控制系统 0 引言 在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。 1 设计任务要求任务设计并制作一要求1） 温度显示误差不超过1℃。 （2） 温度显示范围为0℃—99℃。 （3） 程序部分用PID算法实现温度自动控制。 （4） 检测信号为电压信号。 2 方案分析与论证主控系统分析与论证根据设计要求，AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除的低电压，高性能CMOS 8位微处理器占用资源少，动态控制节省了驱动芯片的成本，节省了电 ,但编程比较复杂，亮度不如静态的好。系统框图硬件组成框图如图所示：主要由、、、显示电路等部分组成。 图?硬件框图硬件电路显示电路控制电路 图11 主程序流程图 5.2各子程序模块流程 5.2.1显示部分 显示部分主要包括三个小模块：第一、原始数据的拆分；第二、待显示数据查表；第三、待显示数据的输出。数据分配表如图12，送待显示数据流程如图13，查表流程如图14 图13 待显示数据输出流程 图14 查表程序流程 5.2.2中断程序部分 中断部分包括定时器中断（主要实现1秒刷新一次显示）和外部中断（检测液位。为防止抖动，设置一个标志位，进入中断后判断标志位，如果一秒钟内没有出中断，则响应，否则不响应），流程图分别如图15和图16。 图15 定时器中断流程图 图16 外中断流程图 5.3整体程序见附件C 6 系统调试 6.1 软件调试 调试所用软件：Keil uVision2和Proteus7。 将编写好的程序用Keil uVision2汇编编译成hex格式的文件后导入Proteus7中的原理图（附件B）内。结果正常显示，说明程序本身没有问题。 6.2 硬件调试 调试所用工具：直流稳压电源，示波器，万用表等。 6.2.1 放大电路的调试： 将信号调理部分电路的输入端接地，调节电位器，使输出电压为零（用万用表毫伏档测量）。输入一定的电压值0—1V范围内，观察电路的输出电压，调节电阻值，使输出为输入的5倍。 6.2.2 显示电路的调试： 先写一个简单的显示程序，烧入单片机内，接好电路，观察显示是否正常。 AD转换电路的调试： 写一个简单的控制ADC0809的程序，用示波器观察ADC0809所接受到的信号是否正确，如时钟信号、开始信号等、给定输入端一个电压，给OE端持续加高电平，使允许输出，用万用表或示波器测量各个输出引脚的转换情况，结果与计算值是否相符合。 系统的整体调试： 将编写好的程序烧入单片机中，接好整体电路，观察输出结果是否正确。调试中显示一直是99，最后去掉373和排阻，显示正常。主要是因为加的排阻过小，只有330欧姆，而ADC0809向单片机送数据的时间有很短，所以，即使送入0也可能会被单片机认为是1，所以一直显示99。 6.2.5 系统存在的问题： 由于实验调试时，只是观察led灯的亮灭变化，没有接上实际的光耦驱动大功率加热器件，而实际测试时，led灯的亮度不高说明驱动电流太小，因而在驱动光耦时还需加入74LS07以增大P1.2口的驱动电流，使之能够驱动光耦。调试的过程中发现所购买的ADC0809的IN0输入端直接与地短接，所以，真正做成的系统用的是通道1。又加上调试时去掉了排阻和74LS373，因而选地址时是直接把地址选择端接成了高低电平，虽然实现了功能但是与初衷不符。 参考资料： 【1】谢自美 电子线路综合设计 华中科技大学出版社 【2】张毅刚 单片机原理及应用 附件A: 整体PCB图 附件B: PROTEUS仿真图 附件C：本系统所用程序： DIN BIT P1.0 CLK BIT P1.1 JR BIT P1.2 F1 BIT 21H ORG 0000H SJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT00 ORG 000BH LJMP INTDISP ORG 0030H MAIN: SETB EA SETB EX0 SETB ET0 MOV TMOD,#01H MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H mov 20h,#10 SETB TR0 ;中断初始化 CLR F1 CJ1: MOV R0,#30H L