基于温度控制的单片机课程设计

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1、单片机温度控制系统单片机课程设计说明书指导老师：王伟赵文祥姓名:李龙专业:自动化0801学号:3080502027所在学院:电气学院二〇一一年7月6日11单片机温度控制系统目录设计题目：单片机温度控制系统3（1）设计任务3（2）背景知识3（3）系统组成3（4）硬件结构4（5）控制原理5（6）程序流程7（7）调试步骤10课程设计心得11参考文献1111单片机温度控制系统设计题目：单片机温度控制系统（1）设计任务①编制和调试单片机温度控制程序。②要求通过键盘设定温度给定值，使铝块温度保持在该温度的±1℃范围

2、内。温度给定值（37℃－50℃）基本内容n熟悉单片机温控系统硬件结构和温控原理。了解常用的温控算法。n编制测温程序。A/D转换值在LED显示器上显示，铝块温度由插入铝块深孔中的温度计读数反映。实测铝块在升温和降温过程中的温度/A/D转换关系表。n编制单片机温控程序，在PC机上编译后，经串行口下载到单片机，并调试。（2）背景知识温度是工业生产中主要的被控参数之一,像冶金、机械、化工、食品各类工业中,广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等,对工件的处理温度要求严格控制。计算机温度控制系统使温度控制指标得到

3、大幅度提高。除了这些部门之外,温度控制系统还广泛应用于其他领域,是用途很广的一类工业控制系统。温度控制系统常用来保持温度恒定或者使温度按照某种规定的程序变化。在现代社会中,温度控制不仅应用在工厂生产方面,其作用也体现到了人们生活的各个方面。随着人们生活质量的提高,酒店厂房及家庭生活中都会见到温度控制的影子,温度控制将更好地服务于社会。温度控制过程是单片机定时对温度进行检测,经A/D转换芯片得到相应的数字量,经过计算机进行数据转换,得到应有的控制量,去控制加热功率,从而实现对温度的控制。采用单片机对温度进

4、行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量。（3）系统组成图1：单片机温度控制系统框图※电热丝为普通电烙铁用电热丝，用2根，固定在铝块的左右两侧深孔内，使铝块加温。※热敏电阻为负温度系数热敏电阻11单片机温度控制系统，其阻值随周围的温度升高而减小。热敏电阻嵌入铝块内部来感知铝块温度，通过R/V转换电路，将铝块温度转化为对应的电压。※ADC0809为模/数转换器，将R/V转换电路的模拟输出电压转换为对应的数字量，送单片机。※SSR为过零触

5、发固态继电器，只有在交流电压的过零点附近才能使双向晶闸管触发导通。该器件能对交流电进行控制的最小周期为半个周波，即10ms。（4）硬件结构温度控制系统的硬件电路包括温度检测电路、LED显示电路和键盘控制电路等部分。AD0809是一种8位逐次逼近式A/D转换器，可以和微机直接接口。AD0809硬件接线图如图2所示。图中模拟通道的地址为地址总线中的低三位，ALE及START信号由地址选中及写信号提供，在产生地址信号时，地址总线的低3位A2、A1、A0不参加译码，编程时，低三位地址将代表所选中的模拟通道号。本

6、系统采用通道0。图2：ADC0809硬件接线图本系统采用4×8的键盘，显示原理图见图3。CPU对键盘的扫描采取程序控制方式，通过延时来解决按键抖动问题。扫描原理　　1、判断键盘中有无键按下将全部列线置低电平，然后检测行线的状态。只要有一行的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键位于低电平线与4根行线相交叉的4个按键之中。若所有行线均为高电平，则键盘中无键按下。2、判断闭合键所在的位置在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是：依次将列线置为低电平，即在置某根列线为低电平时，其它线为

7、高电平。在确定某根列线位置为低电平后，再逐行检测各行线的电平状态。若某行为低，则该行线与置为低电平的列线交叉处的按键就是闭合的按键。表1：键码分配表789Ａ456Ｂ123Ｃ0ＦＥＤ11单片机温度控制系统图3：LED及键盘显示原理图LED数码管结构简单，如图4所示。LED的字形码和字位口表分别见表2和表3。本系统采用共阳极八段数码管，采用动态显示方式，可以节省I/O口。图4：LED数码管结构图表2：LED的字形码显示字符共阴极共阳极0３ＦＨ０Ｃ０Ｈ1０６Ｈ０Ｆ９Ｈ2５ＢＨ０Ａ４Ｈ3４ＦＨ０Ｂ０Ｈ4６６Ｈ９

8、９Ｈ5６ＤＨ９２Ｈ6７ＤＨ８２Ｈ7０７Ｈ０Ｆ８Ｈ8７ＦＨ８０Ｈ9６ＦＨ９０ＨA７７Ｈ８８ＨB７ＣＨ８３ＨC３９ＨＣ６ＨＤ５ＥＨ０Ａ１ＨＥ７９Ｈ８６ＨＦ７１Ｈ８ＥＨ11单片机温度控制系统表3：字位口表（从高位起）位置Ｇ５Ｇ４Ｇ３Ｇ２Ｇ１Ｇ０数值２０Ｈ１０Ｈ０８Ｈ０４Ｈ０２Ｈ０１Ｈ（5）控制原理本温度控制系统是一个闭环反馈系统,将所得的温度值与预设值相比较得到偏差，通过对偏差的处理获得控制信号，去调节加热器的通断时间，从而实现温度的显示与控制。