基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、v基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，和人們對(duì)生活品質(zhì)要求的不斷提高，現(xiàn)代電子產(chǎn)品在大眾的生活中有著舉足輕重的作用，產(chǎn)品的功能、性能也隨著人們的要求不選完善、不斷提高。在此要求下，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于單片機(jī)的自能水溫控制系統(tǒng)，以單片機(jī)為核心，完成測(cè)量水溫、加熱溫度、恒溫控制、水溫現(xiàn)實(shí)和報(bào)警等功能。系統(tǒng)采用pwm脈寬調(diào)制控制加熱，試水溫加熱至操作者所需溫度，用ds18b20采集溫度，分析需要加熱或者使之降溫到設(shè)定溫度，用鍵盤(pán)設(shè)定所需溫度，設(shè)定溫度與現(xiàn)實(shí)溫度都通過(guò)數(shù)碼顯示顯示出來(lái)，水溫加熱到設(shè)定溫度自動(dòng)報(bào)警。溫度通過(guò)基于單片機(jī)的水溫自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，表明以單片機(jī)為核心可以實(shí)現(xiàn)

2、對(duì)水溫度的控制，也可以根據(jù)用戶需求進(jìn)行設(shè)置。該系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，在該系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上再進(jìn)行改善便可達(dá)到綜合的更想用途。在工業(yè)生產(chǎn)中溫度、壓力、流量和液位是四種常用的物理量，其中溫度是一個(gè)非常重要的過(guò)程變量，因?yàn)樗苯佑绊懭紵?、化學(xué)反應(yīng)、發(fā)酵、烘烤、煅燒、蒸餾、濃度、擠壓成形，結(jié)晶以及空氣流動(dòng)等物理和化學(xué)過(guò)程。溫度控制在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，由于其具有影響因素多、參數(shù)多變、運(yùn)行慣性大、控制滯后等特點(diǎn),它對(duì)控制調(diào)節(jié)器要求較高。溫度控制不好就可能引起生產(chǎn)安全，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量等一系列問(wèn)題。在日常生活中水溫也是經(jīng)常要用的參量，如飲水機(jī)、熱水器、浴池、游泳池等都需要對(duì)水溫進(jìn)行控制，使人們的生活更加便利。針對(duì)這個(gè)

3、系統(tǒng)而言，是以stc89s51單片機(jī)為核心，配合溫度傳感器，信號(hào)處理電路，顯示電路，輸出控制電路等組成，軟件選用c語(yǔ)言編程。單片機(jī)可將溫度傳感器檢測(cè)到的水溫，顯示于led數(shù)碼管顯示器上，可根據(jù)用戶設(shè)定溫度對(duì)水進(jìn)行加熱以及當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定溫度時(shí)自動(dòng)保溫，擋在加熱結(jié)束時(shí)還可以聲音報(bào)警以作提示。系統(tǒng)靈活性強(qiáng)，易于操作，可靠性高，將會(huì)有更廣闊的開(kāi)發(fā)前景。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，溫度，控制 the design of temperature controlsystem based on mcsabstract with the continuous development of science and technol

4、ogy, and peoples quality of life requires the continuous improvement of modern electronic products in the public plays an important role in life, product features, performance requirements as people do not choose the sound, and continuously improve . in this request, the design of a microcontroller-

5、based self-energy temperature control system, a microcontroller core, complete measurement of temperature, heating temperature, temperature control, temperature and alarm functions reality. pwm pulse width modulation control system is heated, test the water temperature were heated to the required op

6、erating temperature, the temperature with ds18b20 collection, analysis need to be heated or cooled so as to set the temperature, using the keyboard to set the desired temperature, set temperature and actual temperature displayed through the digital display, temperature heated to set temperature alar

7、m. temperature microcontroller-based automatic control system for temperature experiments show that the microcontroller core can be achieved on the water temperature control, can also be set according to user needs. the system is widely used in the system on the basis of further improvement can be a

8、chieved even want to use integrated. in the industrial production of temperature, pressure, flow and level are four commonly used physical, where the temperature is a very important process variable because it directly affects the combustion, chemical reactions, fermentation, roasting, calcining, di

9、stillation, concentration, extrusion pressure forming, mold and air flow and other physical and chemical processes. temperature control is widely used in industry, because of its many factors have an impact, parameter changing, inertia operation, control, delay and other characteristics, in that it

10、requires a higher regulator. poor temperature control may lead to production safety, product quality and yield and other issues. water temperature is also in daily life often use the parameters, such as drinking fountains, water heaters, baths, swimming pools and so the need for temperature control,

11、 make peoples lives more convenient. for this system, is stc89s51 microcontroller core, with the temperature sensor, signal processing circuit, display circuit, the output control circuit and other components, the software used c programming language. single chip temperature sensor can detect the te

12、mperature, shown in the led digital display, it can be set according to the user, and the heating temperature on the water below the set temperature automatically when the insulation, the heating end of the block, can have an audible alarm for tips. system flexibility, easy operation, high reliabili

13、ty, will have broader prospects of development.key words:scm, temperature, control目 錄摘要abstract1 系統(tǒng)方案選擇和論證11.1 選題背景11.2 題目要求21.2.1 基本要求21.2.2 發(fā)揮部分21.2.3 說(shuō)明21.3 系統(tǒng)基本方案31.3.1 各模塊電路的方案選擇及論證31.3.2 系統(tǒng)各模塊的最終方案101.3.3 總體設(shè)計(jì)概述112 硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)122.1 系統(tǒng)硬件模塊關(guān)系122.2 主要單元電路的設(shè)計(jì)132.2.1 溫度采集部分設(shè)計(jì)132.2.2 加熱控制部分162.2.3 鍵盤(pán)、顯示

14、、報(bào)警、控制器部分162.3 總電路設(shè)計(jì)193 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)213.1 讀取ds18b20溫度模塊子程序213.2 數(shù)據(jù)處理子程序223.3 鍵盤(pán)掃描子程序233.4 脈寬調(diào)制子程序263.5 喇叭聲音報(bào)警實(shí)現(xiàn)程序273.6 主程序流程圖274 系統(tǒng)測(cè)試284.1 靜態(tài)溫度測(cè)試284.2 動(dòng)態(tài)溫度測(cè)量294.3 結(jié)果分析305 總結(jié)與結(jié)論316 今后展望及改進(jìn)意見(jiàn)327 產(chǎn)品使用說(shuō)明33致謝34參考文獻(xiàn)35附錄3639基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 系統(tǒng)方案選擇和論證1.1 選題背景在能源日益緊張的今天，電熱水器，飲水機(jī)，電飯煲之類的家用電器在保溫時(shí)，由于其簡(jiǎn)單的溫控系統(tǒng)，利用溫敏電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)溫

15、控，因而會(huì)造成很大的能源浪費(fèi)。我們所寫(xiě)的系統(tǒng)是根據(jù)目前節(jié)省能源的發(fā)展趨勢(shì)和國(guó)內(nèi)實(shí)際的應(yīng)用特點(diǎn)和要求，采用了自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)形式，實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的自動(dòng)檢測(cè)和控制。本系統(tǒng)是以at89c51單片機(jī)為核心，配合溫度傳感器，信號(hào)處理電路，顯示電路，輸出控制電路等組成，軟件選用匯編語(yǔ)言編程。單片機(jī)可將溫度傳感器檢測(cè)到的水溫，顯示于led數(shù)碼管顯示器上。系統(tǒng)靈活性強(qiáng)，易于操作，可靠性高，將會(huì)有更廣闊的開(kāi)發(fā)前景。由于本設(shè)計(jì)是從保溫、控溫部分節(jié)能為出發(fā)點(diǎn)而設(shè)計(jì)，因而在其加熱部分還是存在很大能源浪費(fèi)，因而在日后的開(kāi)發(fā)應(yīng)用中因當(dāng)注意要，對(duì)其加熱部分的選材的改進(jìn)。在能源日益緊張的今天，電熱水器，飲水機(jī)，電飯煲之類的家用電器在

16、保溫時(shí)，由于其簡(jiǎn)單的溫控系統(tǒng)，利用溫敏電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)溫控，因而會(huì)造成很大的能源浪費(fèi)浪費(fèi)。我們所寫(xiě)的系統(tǒng)是根據(jù)目前節(jié)省能源的發(fā)展趨勢(shì)和國(guó)內(nèi)實(shí)際的應(yīng)用特點(diǎn)和要求，采用了自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)形式，實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的自動(dòng)檢測(cè)和控制。目前，國(guó)外溫度控制系統(tǒng)及儀表正朝著高精度智能化，小型化等方面快速發(fā)展。溫度控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然已經(jīng)十分廣泛，但從國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來(lái)講，總體發(fā)展水平仍然不高，同國(guó)外的日本，美國(guó)，德國(guó)等先進(jìn)國(guó)家相比，仍有較大差距。目前，我國(guó)在這方面總體技術(shù)處于20世紀(jì)80年代中后期水平。成熟產(chǎn)品主要以“點(diǎn)位”控制及常規(guī)的pid控制器為主，他只能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)控制，難于控制滯后復(fù)雜時(shí)變溫度系統(tǒng)控

17、制。隨著微控制器開(kāi)發(fā)技術(shù)的快速發(fā)展及其在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)電子產(chǎn)品的小型化和智能化要求越來(lái)越高，作為高新技術(shù)之一的單片機(jī)以其體積小，價(jià)格低，適用范圍大以及本身的指令系統(tǒng)等諸多優(yōu)勢(shì)，在各個(gè)領(lǐng)域，各個(gè)行業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，和人們對(duì)生活品質(zhì)要求的不斷提高，現(xiàn)代電子產(chǎn)品在大眾的生活中有著舉足輕重的作用，產(chǎn)品的功能、性能也隨著人們的要求不選完善、不斷提高。在此要求下，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于單片機(jī)的自能水溫控制系統(tǒng)，以單片機(jī)為核心，完成測(cè)量水溫、加熱溫度、恒溫控制、水溫現(xiàn)實(shí)和報(bào)警等功能。系統(tǒng)采用pwm脈寬調(diào)制控制加熱，試水溫加熱至操作者所需溫度，用ds18b20采集溫度，分析需要加

18、熱或者使之降溫到設(shè)定溫度，用鍵盤(pán)設(shè)定所需溫度，設(shè)定溫度與現(xiàn)實(shí)溫度都通過(guò)數(shù)碼顯示顯示出來(lái)，水溫加熱到設(shè)定溫度自動(dòng)報(bào)警。溫度通過(guò)基于單片機(jī)的水溫自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，表明以單片機(jī)為核心可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫度的控制，也可以根據(jù)用戶需求進(jìn)行設(shè)置。該系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，在該系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上再進(jìn)行改善便可達(dá)到綜合的更想用途。在工業(yè)生產(chǎn)中溫度、壓力、流量和液位是四種常用的物理量，其中溫度是一個(gè)非常重要的過(guò)程變量，因?yàn)樗苯佑绊懭紵?、化學(xué)反應(yīng)、發(fā)酵、烘烤、煅燒、蒸餾、濃度、擠壓成形，結(jié)晶以及空氣流動(dòng)等物理和化學(xué)過(guò)程。溫度控制在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，由于其具有影響因素多、參數(shù)多變、運(yùn)行慣性大、控制滯后等特點(diǎn),它對(duì)控制調(diào)節(jié)器

19、要求較高。溫度控制不好就可能引起生產(chǎn)安全，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量等一系列問(wèn)題。在日常生活中水溫也是經(jīng)常要用的參量，如飲水機(jī)、熱水器、浴池、游泳池等都需要對(duì)水溫進(jìn)行控制，使人們的生活更加便利。針對(duì)這個(gè)系統(tǒng)而言，是以stc89s51單片機(jī)為核心，配合溫度傳感器，信號(hào)處理電路，顯示電路，輸出控制電路等組成，軟件選用c語(yǔ)言編程。單片機(jī)可將溫度傳感器檢測(cè)到的水溫，顯示于led數(shù)碼管顯示器上，可根據(jù)用戶設(shè)定溫度對(duì)水進(jìn)行加熱以及當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定溫度時(shí)自動(dòng)保溫，擋在加熱結(jié)束時(shí)還可以聲音報(bào)警以作提示。系統(tǒng)靈活性強(qiáng)，易于操作，可靠性高，將會(huì)有更廣闊的開(kāi)發(fā)前景。1.2 題目要求設(shè)計(jì)并制作一個(gè)水溫自動(dòng)控制系統(tǒng)，控制對(duì)象為1l凈水，

20、容器為搪瓷器皿。水溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在環(huán)境溫度降低時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，以保持設(shè)定的溫度基本不變，也就是說(shuō)啟動(dòng)系統(tǒng)，然后設(shè)定好溫度還是工作，電阻絲就開(kāi)始給水加熱，至設(shè)定溫度，并且蜂鳴器報(bào)警，之后使水溫保持在此溫度。1.2.1 基本要求（1）溫度設(shè)定范圍為0100，最小區(qū)分度為1，標(biāo)定溫度1。（2）環(huán)境溫度降低時(shí)溫度控制的靜態(tài)誤差1。（3）用十進(jìn)制數(shù)碼管顯示水的實(shí)際溫度。（4）在水溫加熱到設(shè)定溫度后蜂鳴器報(bào)警。1.2.2 發(fā)揮部分（1）采用適當(dāng)?shù)目刂品椒?，?dāng)設(shè)定溫度突變（由40提高到60）時(shí)，減小系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量。（2）溫度控制的靜態(tài)誤差0.2。（3）在設(shè)定溫度發(fā)生突變（由40提

21、高到60）時(shí)，自動(dòng)打印水溫隨時(shí)間變化的曲線。1.2.3說(shuō)明（1）加熱器用電阻絲。（2）如果采用單片機(jī)控制，允許使用已有的單片機(jī)最小系統(tǒng)板。（3）數(shù)碼顯示部分可以使用數(shù)碼顯示模塊。（4）測(cè)量水溫時(shí)只要求在容器內(nèi)任意設(shè)置一個(gè)測(cè)量點(diǎn)。（5）聲音報(bào)警模塊使用喇叭實(shí)現(xiàn)其加熱結(jié)束后的報(bào)警功能。1.3系統(tǒng)基本方案根據(jù)題目要求系統(tǒng)模塊分可以劃分為：溫度測(cè)量模塊，顯示電路模塊，加熱模塊，控制模塊，系統(tǒng)的框圖如圖1-2所示。為實(shí)現(xiàn)各模塊的功能，分別做了幾種不同的設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行了論證。output顯示電路加熱裝置測(cè)溫部分鍵盤(pán)輸入控制部分input 圖1-2 系統(tǒng)基本模塊方框圖1.3.1各模塊電路的方案選擇及論證1）

22、控制器模塊根據(jù)題目要求，控制器主要用于對(duì)溫度測(cè)量信號(hào)的接受和處理、控制電熱絲和風(fēng)扇使控制對(duì)象滿足設(shè)計(jì)要求、控制顯示電路對(duì)溫度值實(shí)時(shí)顯示以及控制鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度值的設(shè)定等。對(duì)控制器的選擇有以下三種方案：方案一：采用fpga作為系統(tǒng)控制器。fpga功能強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能，規(guī)模大，密度高，它將所有器件集成在一塊芯片上，減少了體積，提高了穩(wěn)定性，并且可應(yīng)用eda軟件仿真、調(diào)試，易于進(jìn)行功能擴(kuò)展。fpga采用并行的i/o口方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)模實(shí)時(shí)系統(tǒng)控制核心。由溫度傳感器送來(lái)的溫度信號(hào)，經(jīng)fpga程序?qū)ζ溥M(jìn)行處理，控制加熱裝置動(dòng)作。但由于本設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)處理的速度要求不高，

23、fpga的高速處理的優(yōu)勢(shì)得不到充分體現(xiàn)，并且其成本偏高，引腳較多，硬件電路布線復(fù)雜。方案二：采用模擬運(yùn)算放大器組成pid控制系統(tǒng)。對(duì)于水溫控制是足夠的。但要附加顯示、溫度設(shè)定等功能，要附加許多電路，稍顯麻煩。方案三：采用stc89c52作為系統(tǒng)控制器。單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種算法和邏輯控制，并且其功耗低、體積小、技術(shù)成熟和成本低等優(yōu)點(diǎn)。單片機(jī)：?jiǎn)纹瑱C(jī)芯片上集成了各種功能部件：中央處理器（cpu）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（ram）、只讀存儲(chǔ)器（rom）、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、和各種輸入/輸出（i/o）接口等。它們之間相互連接，構(gòu)成一個(gè)完整的單片機(jī)。89c51單片機(jī)采用4

24、0引腳的雙列直插封裝（dip方式），在單片機(jī)的40條引腳中有2條專用于主電源的引腳，2條外接晶體振蕩的引腳，4條控制與其它電源復(fù)用的引腳，32條輸入/輸出（i/o）引腳。at89c51單片機(jī)是一種低功耗高性能的coms8位微控制器，內(nèi)置4kb的可反復(fù)擦寫(xiě)的程序存儲(chǔ)器（peprom）。和128字節(jié)的存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram），該器件采用atmel公司的高密度非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，其指令與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集兼容。片內(nèi)含有8位中央處理器和閃爍存儲(chǔ)單元，有較強(qiáng)的功能的at89c51單片機(jī)能夠被應(yīng)用到控制領(lǐng)域中。at89c51提供以下的功能標(biāo)準(zhǔn)：4k字節(jié)閃爍存儲(chǔ)器，128字節(jié)隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，

25、32個(gè)i/o口，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，1個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，1個(gè)串行通信口，片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。另外，at89c51還可以進(jìn)行ohz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件的節(jié)電模式。閑散方式停止中央處理器的工作，能夠允許隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件的工作直到下一個(gè)復(fù)位。rst: 復(fù)位輸入信號(hào)端，高電平有效。當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此引腳輸入最少兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，將使單片機(jī)復(fù)位，復(fù)位后單片機(jī)將從程序計(jì)數(shù)器pc=0000h地址開(kāi)始執(zhí)行程序。對(duì)hmos工藝的單片機(jī)此引腳還有備用電源vpd功能

26、。該引腳接上備用電源，在vcc掉電期間?？梢员３制瑑?nèi)ram的數(shù)據(jù)不丟失的。ale：地址鎖存控制信號(hào)（ale）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。在一般情況下，ale 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ale脈沖將會(huì)跳過(guò)。 : 外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng) at89s52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)， 在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， 將不被激活。/vpp: 訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從0000h 到ffffh的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令， 必須接gnd

27、。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， 應(yīng)該接vcc。p0口：p0口為一個(gè)8位漏極開(kāi)路雙向i/o口，每個(gè)腳可吸收8ttl門(mén)電流。當(dāng)p0口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在fiash編程時(shí)，p0 口作為原碼輸入口，當(dāng)fiash進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，p0輸出原碼，此時(shí)p0外部必須被拉高。p1口：p1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門(mén)電流。p1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，p1口作為第八位地址接收。p2口：p

28、2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)ttl門(mén)電流，當(dāng)p2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p3口：p3口管腳是8個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個(gè)ttl門(mén)電流。當(dāng)p3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流這是由于上拉的緣故。在單片機(jī)中，這8個(gè)引腳還用于專門(mén)功能，是復(fù)用雙功能口，作為第一功能使用時(shí)，就是普通的i/o端口，值得強(qiáng)調(diào)的是，每一條引腳都可以獨(dú)立定義第一功能的輸入輸出或第二個(gè)功能。其第

29、二功能如表11所示：表11 p3口的第二功能說(shuō)明口線引腳第二功能p3.010rxd（串行輸入口）p3.111txd（串行輸出口）p3.212int0（外部中斷0）p3.313int1（外部中斷1）p3.414t0（定時(shí)器0外部輸入）p3.515t1（定時(shí)器1外部輸入）p3.616wr（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)脈沖）p3.717rd（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀脈沖）單片機(jī)芯片封裝引腳圖如圖1-1。圖1-1單片機(jī)芯片封裝引腳基于以上分析擬訂方案三，由stc89c52作為控制核心，對(duì)溫度采集和實(shí)時(shí)顯示以及加熱裝置進(jìn)行控制。2）加熱裝置有效功率控制模塊對(duì)加熱裝置控制模塊有以下兩種方案：方案一：采用可控硅來(lái)控制加熱器有效

30、功率。可控硅是一種半控器件，應(yīng)用于交流電的功率控制有兩種形式：控制導(dǎo)通的交流周期數(shù)達(dá)到控制功率的目的；控制導(dǎo)通角的方式控制交流功率。由交流過(guò)零檢測(cè)電路輸出方波經(jīng)適當(dāng)延時(shí)控制雙向可控硅的導(dǎo)通角，延時(shí)時(shí)間即移相偏移量由溫度誤差計(jì)算得到?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)交流電單個(gè)周期有效值周期性控制，保證系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。該方案電路稍復(fù)雜，需使用光耦合驅(qū)動(dòng)芯片以及變壓器等器件。但該方案可以實(shí)現(xiàn)功率的連續(xù)調(diào)節(jié)，因此響應(yīng)速度快，控制精度也高?？煽毓韬?jiǎn)介：可控硅，是可控硅整流元件的簡(jiǎn)稱，是一種具有三個(gè)pn 結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件，亦稱為晶閘管。具有體積小、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)等特點(diǎn)，是比較常用的半導(dǎo)體器件之一。在此設(shè)

31、計(jì)中用的是雙向晶閘管，雙向晶閘管與單向晶閘管一樣，也具有觸發(fā)控制特性。不過(guò)，它的觸發(fā)控制特性與單向晶閘管有很大的不同，這就是無(wú)論在陽(yáng)極和陰極間接入何種極性的電壓，只要在它的控制極上加上一個(gè)觸發(fā)脈沖，也不管這個(gè)脈沖是什么極性的,都可以使雙向晶閘管導(dǎo)通。由于雙向晶閘管在陽(yáng)、陰極間接任何極性的工作電壓都可以實(shí)現(xiàn)觸發(fā)控制，因此雙向晶閘管的主電極也就沒(méi)有陽(yáng)極、陰極之分，通常把這兩個(gè)主電極稱為t1電極和t2電極，將接在p型半導(dǎo)體材料上的主電極稱為t1電極，將接在n型半導(dǎo)體材料上的電極稱為t2電極。由于雙向晶閘管的兩個(gè)主電極沒(méi)有正負(fù)之分，所以它的參數(shù)中也就沒(méi)有正向峰值電壓與反同峰值電壓之分，而只用一個(gè)最大峰

32、值電壓，雙向晶閘管的其他參數(shù)則和單向晶閘管相同。方案二：采用繼電器控制。使用繼電器可以很容易實(shí)現(xiàn)地通過(guò)較高的電壓和電流，在正常條件下，工作十分可靠。繼電器無(wú)需外加光耦，自身即可實(shí)現(xiàn)電氣隔離。這種電路無(wú)法精確實(shí)現(xiàn)電熱絲功率控制，電熱絲只能工作在最大功率或零功率，對(duì)控制精度將造成影響。但可以由多路加熱絲組成功率控制，由單片機(jī)對(duì)溫差的處理實(shí)現(xiàn)分級(jí)功率控制提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能?；谝陨戏治鲆约艾F(xiàn)有器件限制選擇方案二，采用可控硅，可以實(shí)現(xiàn)功率連續(xù)調(diào)節(jié)，響應(yīng)速度快，控制精度高。方案一價(jià)格便宜，方便使用，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，所以我們使用方案一，用moc3041與雙向晶閘管連接來(lái)完成設(shè)計(jì)。3）溫度采集模塊題目要求，溫度信號(hào)

33、為模擬信號(hào)，本設(shè)計(jì)要對(duì)溫度進(jìn)行控制和顯示，所以要把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。該溫度采集模塊有以下三種方案：方案一：利用熱電阻傳感器作為感溫元件，熱電阻隨溫度變化而變化，用儀表測(cè)量出熱電阻的阻值變化，從而得到與電阻值相應(yīng)的溫度值。最常用的的是鉑電阻傳感器，鉑電阻在氧化介質(zhì)中，甚至在高溫的條件下其物理，化學(xué)性質(zhì)不變。由鉑電阻阻值的變化經(jīng)小信號(hào)變送器xtr101將鉑電阻隨溫度變化的轉(zhuǎn)換為420ma線形變化電路，再將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，送到a/d轉(zhuǎn)換器adc0809.即將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。該方案線性度優(yōu)于0.01。方案二：采用溫度傳感器ad590k。ad590k具有較高精度和重復(fù)性，良好的非線性保

34、證0.1的測(cè)量精度。加上軟件非線性補(bǔ)償可以實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。ad590將溫度轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)，因此要加相應(yīng)的調(diào)理電路，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。送入8為a/d轉(zhuǎn)換器，可以獲得255級(jí)的精度，基本滿足題目要求。 方案三：采用數(shù)字溫度傳感器ds18b20。ds18b20為數(shù)字式溫度傳感器，無(wú)需其他外加電路，直接輸出數(shù)字量?？芍苯优c單片機(jī)通信，讀取測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，電路簡(jiǎn)單。如圖1-3 所示 。圖1-3 ds18b20測(cè)溫電路基于以上分析和現(xiàn)有器件所限，溫度采集模塊選用方案三。ds18b20與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測(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)912位的數(shù)字值讀數(shù)方式。并且從ds18b

35、20讀出的信息或?qū)懭雂s18b20的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫(xiě),因而使用ds18b20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可靠性更高。他在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面帶來(lái)了令人滿意的效果。ds18b20簡(jiǎn)介：獨(dú)特的單線接口方式，ds18b20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與ds18b20的雙向通訊；測(cè)溫范圍 55+125，固有測(cè)溫分辨率0.5；支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)ds18b20可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個(gè)，如果數(shù)量過(guò)多，會(huì)使供電電源電壓過(guò)低，從而造成信號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫；工作電源: 35v/dc；在使用中不需要任何外圍元件；測(cè)量結(jié)果以912位數(shù)

36、字量方式串行傳送。內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻rom、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器th和tl、配置寄存器。該裝置信號(hào)線高的時(shí)候，內(nèi)部電容器 儲(chǔ)存能量通由1線通信線路給片子供電，而且在低電平期間為片子供電直至下一個(gè)高電平的到來(lái)重新充電。ds18b20采用一線通信接口。因?yàn)橐痪€通信接口，必須在先完成rom設(shè)定，否則記憶和控制功能將無(wú)法使用。主要首先提供以下功能命令之一： 1 ）讀rom， 2 ）rom匹配， 3 ）搜索rom， 4 ）跳過(guò)rom， 5 ）報(bào)警檢查。這些指令操作作用在沒(méi)有一個(gè)器件的64位光刻rom序列號(hào)，可以在掛在一線上多個(gè)器件選定某一個(gè)器件，同時(shí)，總線也可以知道總線上

37、掛有有多少，什么樣的設(shè)備。ds18b20內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1-4。圖1-4 ds18b20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)4）鍵盤(pán)與顯示模塊根據(jù)題目要求，水溫要由人工設(shè)定，并能實(shí)時(shí)顯示溫度值。對(duì)鍵盤(pán)和顯示模塊有下面兩種方案： 方案一：采用液晶顯示屏和通用矩陣鍵盤(pán)。液晶顯示屏（lcd）具有功耗小、輕薄短小無(wú)輻射危險(xiǎn)，平面直角顯示以及影象穩(wěn)定不閃爍，可視面積大，畫(huà)面效果好，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。但由于只需顯示三位溫度值，信息量比較少，且由于液晶是以點(diǎn)陣的模式顯示各種符號(hào)，需要利用控制芯片創(chuàng)建字符庫(kù)，編程工作量大，控制器資源占用較多，其成本也偏高。方案二：采用三位led七段數(shù)碼管分別顯示溫度的十位、個(gè)位和小數(shù)位。按鍵采用單列3按

38、鍵進(jìn)行溫度設(shè)定。數(shù)碼管具有：低能耗、低損耗、低壓、壽命長(zhǎng)、耐老化，對(duì)外界環(huán)境要求較低。同時(shí)數(shù)碼管采用bcd編碼顯示數(shù)字，程序編譯容易，資源占用較少。數(shù)碼管：數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極(com)的數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極com接到+5v，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管

39、是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(com)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極com接到地線gnd上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)，靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的i/o端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如bcd碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用i/o端口多，如驅(qū)動(dòng)5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需

40、要58=40根i/o端口來(lái)驅(qū)動(dòng)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)，數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極com增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的i/o線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通com端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的com端，就使各個(gè)

41、數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為12ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的i/o端口，而且功耗更低。根據(jù)以上論述，采用方案二。本系統(tǒng)中，采用了數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示，節(jié)省單片機(jī)的內(nèi)部資源。5）報(bào)警模塊按照我們?cè)O(shè)計(jì)的要求，當(dāng)水溫加熱到設(shè)定溫度后就要報(bào)警，報(bào)警設(shè)施使用喇叭來(lái)實(shí)現(xiàn)，之所以選用喇叭，是因?yàn)槁曇魣?bào)警的方式比較直觀，便于提醒操作者，喇叭價(jià)格低廉，硬件電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，并且只需要簡(jiǎn)單的編程就可以

42、實(shí)現(xiàn)其報(bào)警功能。蜂鳴器：蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車(chē)電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。 ；蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。蜂鳴器在電路中用字母“h”或“ha”（舊標(biāo)準(zhǔn)用“fm”、“l(fā)b”、“jd”等）表示。壓電式蜂鳴器，壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（1.515v直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,輸出1.52.5khz的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)

43、聲。壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。電磁式蜂鳴器，電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。1.3.2系統(tǒng)各模塊的最終方案根據(jù)以上分析，結(jié)合器件和設(shè)備等因素，確定如下方案： 1） 采用stc89c52單片機(jī)作為控制器，分別對(duì)溫度采集、led顯示、溫度設(shè)定、加熱裝置功率控制。2） 溫度測(cè)量模塊采用數(shù)字溫度傳感器ds18b20。此器件經(jīng)軟件設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)高分辨率測(cè)量。

44、 3）電熱絲有效功率控制采用可控硅控制，可以實(shí)現(xiàn)功率連續(xù)調(diào)節(jié)，同時(shí)起到良好的保溫效果。4） 顯示用led數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)溫度值，用function、up、down三個(gè)單鍵實(shí)現(xiàn)溫度值的設(shè)定。 5） 使用喇叭，通過(guò)編程利用軟件實(shí)現(xiàn)加熱完畢后的聲音報(bào)警功能系統(tǒng)的基本框圖如圖1-5 所示。cpu（stc89c52）首先寫(xiě)入命令給ds18b20，然后ds18b20開(kāi)始轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換后通過(guò)89s52來(lái)處理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理后的結(jié)果就顯示到數(shù)碼管上。另外由鍵盤(pán)設(shè)定溫度值送到單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)處理發(fā)出溫度控制信息到光電隔離器件。ds18b20可以被編程，所以箭頭是雙向的。outputled數(shù)碼管可控硅ds18b

45、20鍵盤(pán)輸入stc89c52input 圖1-5系統(tǒng)基本框圖1.3.3總體設(shè)計(jì)概述根據(jù)題目要求及對(duì)相關(guān)信息的理解，本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)需要由溫度傳感器采集所控制的水的實(shí)時(shí)溫度，并將水溫傳回到單片機(jī)，同時(shí)由數(shù)碼管顯示出來(lái)，通過(guò)按鍵設(shè)置預(yù)設(shè)溫度，也由數(shù)碼管顯示，由單片機(jī)將實(shí)時(shí)溫度與預(yù)設(shè)溫度進(jìn)行比較，處理數(shù)據(jù)后控制加熱電路，從而實(shí)現(xiàn)水溫自動(dòng)控制。根據(jù)題目要求系統(tǒng)模塊分可以劃分為：溫度測(cè)量模塊，顯示電路模塊，加熱模塊，輸入控制模塊。1）溫度測(cè)量模塊采用數(shù)字溫度傳感器ds18b20實(shí)現(xiàn)。ds18b20為數(shù)字式溫度傳感器，無(wú)需其他外加電路，直接輸出數(shù)字量?？芍苯优c單片機(jī)通信，讀取測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，電路簡(jiǎn)單。ds18b20

46、與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測(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)912位的數(shù)字值讀數(shù)方式。并且從ds18b20讀出的信息或?qū)懭雂s18b20的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫(xiě),因而使用ds18b20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可靠性更高。他在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面帶來(lái)了令人滿意的效果。 dsi8b20的測(cè)溫功能的實(shí)現(xiàn)：其測(cè)溫電路的實(shí)現(xiàn)是依靠單片機(jī)軟件的編程上。 當(dāng)dsi8b20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開(kāi)始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的0，1字節(jié)。單片機(jī)可通過(guò)單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格

47、式以0062 5lsb形式表示。dsi8b20完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)得的溫度值與 th做比較，若tth或tth或t rom操作命令 - 存儲(chǔ)器操作命令- 處理數(shù)據(jù) 初始化 單總線上的所有處理均從初始化開(kāi)始 rom操作命令 總線主機(jī)檢測(cè)到dsl820的存在便可以發(fā)出rom操作命令之一這些命令如表2-2所示。表2-2 rom操作命令表指令代碼read rom(讀rom)33hmatch rom(匹配rom)55hskip rom(跳過(guò)romcchsearch rom(搜索rom)f0halarm search(告警搜索)ech 存儲(chǔ)器操作命令如表2-3所示表2-3 存儲(chǔ)器操作命令表指令代碼writ

48、e scratchpad(寫(xiě)暫存存儲(chǔ)器)4ehread scratchpad(讀暫存存儲(chǔ)器)behcopy scratchpad(復(fù)制暫存存儲(chǔ)器)48hconvert temperature(溫度變換)44hrecall eprom(重新調(diào)出)b8hread power supply(讀電源)b4h3）溫度轉(zhuǎn)換算法及分析由于ds18b20轉(zhuǎn)換后的代碼并不是實(shí)際的溫度值，所以要進(jìn)行計(jì)算轉(zhuǎn)換。溫度高字節(jié)（ms byte）高5位是用來(lái)保存溫度的正負(fù)（標(biāo)志為s的bit11bit15），高字節(jié)（ms byte）低3位和低字節(jié)來(lái)保存溫度值（bit0 bit10）。其中低字節(jié)（ls byte）的低4位來(lái)保存

49、溫度的小數(shù)位（bit0 bit 3）。由于本程序采用的是0.0625的精度，小數(shù)部分的值，可以用后四位代表的實(shí)際數(shù)值乘以0.0625，得到真正的數(shù)值，數(shù)值可能帶幾個(gè)小數(shù)位，所以采取小數(shù)舍入，保留一位小數(shù)即可。也就說(shuō)，本系統(tǒng)的溫度精確到了0.1度。算法核心：首先程序判斷溫度是否是零下，如果是，則ds18b20保存的是溫度的補(bǔ)碼值，需要對(duì)其低8位（ls byte）取反加一變成原碼。處理過(guò)后把ds18b20的溫度copy到單片機(jī)的ram中，里面已經(jīng)是溫度值的hex碼了，然后轉(zhuǎn)換hex碼到bcd碼，分別把小數(shù)位，個(gè)位，十位的bcd碼存入ram中。2.2.2加熱控制部分由于本系統(tǒng)要控制電熱絲加熱，功率較

50、大，因此要借助功率電路。在器件選擇上留足余量，增加安全性。加熱部分采用可控硅控制，電路控制精度高。電路如圖2-3所示。當(dāng)實(shí)測(cè)溫度低于設(shè)定值時(shí)，由單片機(jī)輸出高電平信號(hào)。三極管9014導(dǎo)通，繼電器開(kāi)始工作對(duì)水加溫。為了防止繼電器頻繁動(dòng)作。在軟件中對(duì)水溫測(cè)量精確到0.1，而在溫度設(shè)定時(shí)只取整數(shù)。可以有1的余量。當(dāng)設(shè)定溫度低于實(shí)測(cè)溫度時(shí)為了加快系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，設(shè)置一個(gè)小功率電扇，加速水溫的降低。使系統(tǒng)整體性能得以提高。原理圖如圖2-3所示。2.2.3鍵盤(pán)、顯示、報(bào)警、控制器部分本設(shè)計(jì)中采用動(dòng)態(tài)顯示方式驅(qū)動(dòng)3個(gè)七段數(shù)碼管，分別顯示溫度的十位、個(gè)位和小數(shù)位。數(shù)碼管采用共陰極，由于at89c52單片機(jī)每個(gè)i/o的拉電流只有12ma。所以在位碼和段碼都加上了同相驅(qū)動(dòng)器。7段led數(shù)碼管是利用7個(gè)led（發(fā)光二極管）外加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的led組合而成的顯示設(shè)備，可以顯示09等10個(gè)數(shù)字和小數(shù)點(diǎn)，這類數(shù)碼管可以分為公陰極與共陽(yáng)極兩種，共陽(yáng)極就是把所有l(wèi)ed的陽(yáng)極連接到共同的結(jié)點(diǎn)，而每個(gè) led的陰極分別為a,b,c,d,e,f,g及dp（小數(shù)點(diǎn)）；共陰極就是把所有l(wèi)ed的陽(yáng)極連接到共同的結(jié)點(diǎn)，而每個(gè) led的陽(yáng)極分別為a,b,c,d,e,f,g及dp（小數(shù)點(diǎn)），如