單片機(jī)課設(shè)溫控器

1、電氣工程學(xué)院微機(jī)接口與原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目： 溫度控制器 學(xué)號： 姓 名： 同 組 人： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2015.1.232015.1.29 設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 電氣學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心 摘 要電子技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生，給人們的生活帶來了根本性的變化。在現(xiàn)代社會中，溫度控制不僅應(yīng)用在工廠生產(chǎn)方面，其作用也體現(xiàn)到了各個(gè)方面。近年來隨著計(jì)算機(jī)在社會領(lǐng)域的滲透和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，由于它具有功能強(qiáng)，體積小，功耗低，價(jià)格便宜，工作可靠，使用方便等特點(diǎn)，因此特別適合于與控制有關(guān)的系統(tǒng)，越來越廣泛地應(yīng)用于自動控制，智能化儀器，儀表，數(shù)據(jù)采集，軍工產(chǎn)品以及家

2、用電器等各個(gè)領(lǐng)域，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用，在根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，以作完善。而51系列單片機(jī)是各單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種，通過本次課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步對單片機(jī)學(xué)習(xí)和應(yīng)用，從而更熟悉單片機(jī)的原理和相關(guān)設(shè)計(jì)并提高了開發(fā)軟、硬件的能力。本次設(shè)計(jì)就是要通過以MCS-51系列單片機(jī)為控制核心，實(shí)現(xiàn)溫度控制器的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：單片機(jī)、集成電路、控制、溫度第一章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)一、流程圖的基本設(shè)計(jì)：通過調(diào)整繼電器，則可將需要設(shè)定的溫度隨所對應(yīng)的電壓值傳輸給單片機(jī)，再由單片機(jī)控制顯示器，顯示出設(shè)定的電壓值（即對應(yīng)的溫度值），再通過溫度傳感器和AD轉(zhuǎn)換將采集的溫度與設(shè)

3、定的溫度進(jìn)行比較，若一致，則不動作，若不一致，則驅(qū)動加熱或降溫設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)對被控對象的溫度控制。其大致可以分為以下幾個(gè)部分：1、主程序部分：在單片機(jī)內(nèi)部輸入溫度比較程序，當(dāng)溫度低于50度，開始加熱；當(dāng)溫度高于55度時(shí)，關(guān)加熱器；當(dāng)溫度高于70度時(shí)，開風(fēng)機(jī)；當(dāng)溫度低于65度時(shí)，關(guān)風(fēng)機(jī)。2、AD轉(zhuǎn)化部分： 將被控對象的溫度通過溫度傳感器轉(zhuǎn)化為模擬電壓信號（已用可變電壓代替溫度變化），再將模擬電壓信號通過ADC0832芯片轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，從而完成模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。3、溫度轉(zhuǎn)化部分： 將ADC0832輸入的數(shù)字信號輸入到單片機(jī)，其對應(yīng)的05伏就是對應(yīng)的099.9攝氏度，轉(zhuǎn)化后的溫度和主程序的

4、溫度設(shè)定進(jìn)行比較，從而達(dá)到控制效果。4、滯環(huán)部分： 用單片機(jī)控制繼電器1和繼電器2，產(chǎn)生動作，加熱器和風(fēng)機(jī)分別用發(fā)光二極管代替，正常情況下，加熱器和風(fēng)機(jī)作用被控對象，從而使被控對象達(dá)到一個(gè)合理的溫度范圍。數(shù)字電壓值用單片機(jī)程序轉(zhuǎn)化為溫度值將溫度轉(zhuǎn)化為電壓，放大后傳到ADC0832芯片溫度傳感器 被控對象控制繼電器1從而控制加熱器將溫度在數(shù)碼管上顯示低于50高于55開關(guān)繼電器2從而控制風(fēng)機(jī)高于70或小于60單片機(jī)實(shí)際值和設(shè)定值進(jìn)行比較輸入溫度比較及動作程序注1：圖中風(fēng)機(jī)和加熱器分別用發(fā)光二極管1和發(fā)光二極管2代替。注2：圖中被控對象和溫度傳感器部分用05伏可變電壓代替。圖一5、顯示部分 通過單片

5、機(jī)鏈接共陰極LED燈，在LED等上顯示被控對象的實(shí)時(shí)溫度。以上就是其整個(gè)工作的幾個(gè)部分，根據(jù)這些做出主程序流程圖。（如圖一所示）二、課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)時(shí)主要復(fù)習(xí)了各個(gè)芯片及其管腳圖，并編寫了程序。我著重對ADC0832芯片做了學(xué)習(xí)，并對單片機(jī)對ADC0832芯片控制程序加以分析。1、單片機(jī)對ADC0832 的控制原理：正常情況下ADC0832 與單片機(jī)的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端與DI端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將DO和DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng) ADC0832未工作時(shí)其CS輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片禁用，CLK

6、和DO/DI 的電平可任意。當(dāng)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。此時(shí)芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘輸入端CLK 輸入時(shí)鐘脈沖，DO/DI端則使用DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號。在第1 個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示啟始信號。在第2、3個(gè)脈沖下沉之前DI端應(yīng)輸入2 位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能。2、其時(shí)序說明圖如下所示：作為單通道模擬信號輸入時(shí)ADC0832的輸入電壓是05V且8位分辨率時(shí)的電壓精度為19.53mV。如果作為由IN+與IN-輸入的輸入時(shí)，可是將電壓值設(shè)定在某一個(gè)較大范圍之內(nèi)，從而提高轉(zhuǎn)換的寬度。但值得注意的是，在進(jìn)行

7、IN+與IN-的輸入時(shí)，如果IN-的電壓大于IN+的電壓則轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)結(jié)果始終為00H。第二章 仿真根據(jù)電路圖連接仿真 仿真控制效果如下：（1）調(diào)節(jié)電位器，調(diào)節(jié)電壓，當(dāng)溫度低于50度時(shí)，繼電器1的開關(guān)“閉合”，開始加熱，指示燈1“亮”；同時(shí)，繼電器2的開關(guān)處于“斷開”狀態(tài)，指示燈2處于“熄滅”狀態(tài)。 （2）、調(diào)節(jié)電位器，增大電壓，當(dāng)溫度高于55度時(shí)，繼電器1的開關(guān)“斷開”，停止加熱，指示燈1“熄滅同時(shí)，繼電器2的開關(guān)保持“斷開”，指示燈2保持“熄滅”。（3）調(diào)節(jié)電位器，增大電壓，當(dāng)溫度高于70度時(shí)，繼電器2的開關(guān)“閉合”，啟動降溫設(shè)備，指示燈2“亮”；繼電器1的開關(guān)保持“斷開”，指示燈1保持“

8、熄滅”。（4）調(diào)節(jié)電位器，減小電壓，當(dāng)溫度低于70度但高于65度時(shí)，繼電器2的開關(guān)保持“閉合”狀態(tài)，繼續(xù)降溫，指示燈2“亮”；繼電器1的開關(guān)保持“斷開狀態(tài)”，指示燈1保持“熄滅”。（5）調(diào)節(jié)電位器，減小電壓，當(dāng)溫度低于65度時(shí)，繼電器1和繼電器2的開關(guān)均處于“斷開”狀態(tài)，不加熱也不降溫，指示燈1和指示燈2均處于“熄滅”狀態(tài)。第三章 調(diào)試一、調(diào)試過程中我們遇到的問題1、能仿真出結(jié)果，但是電路連接到電源后LED數(shù)碼管上只顯示99.9攝氏度，調(diào)節(jié)電位器，數(shù)碼管并沒有發(fā)生變化。對此，我們分析了其中的原因，首先我們懷疑是不是電位器或是二極管出了問題，通過測定電壓后發(fā)現(xiàn)并沒有發(fā)生問題。我們仔細(xì)檢查仿真電路

9、發(fā)現(xiàn)ADC0832的DO口和DI口和單片機(jī)接口接反了，程序也出了問題，最后修改完端口程序，這個(gè)問題得到解決。2、在做仿真時(shí)我們用的是AT89S51芯片，但是真正做的時(shí)候是用STC89C52芯片，兩個(gè)芯片在管腳上有一些變化，所以在拿到芯片后，對程序進(jìn)行了修改，最終達(dá)到自己的目的。二、程序分析：下面我對動作程序作簡要分析：CLR C MOV A,40H CJNE A,#128,NEXT ;判斷溫度是否大于50度 NEXT: JNC NEXT1 ;高于等于50，跳轉(zhuǎn) SETB P3.6 ;低于50，開熱機(jī) CLR P3.7 ;關(guān)風(fēng)機(jī) CLR P3.5 ;開燈1 SETB P3.4 ;關(guān)燈2 SJMP

10、 COM NEXT1: CJNE A,#141,NEXT10 ;判斷溫度是否大于55度 NEXT10: JNC NEXT2 ;高于55，跳轉(zhuǎn) CLR P3.7 ;位于5055度之間，關(guān)風(fēng)機(jī)，熱機(jī)保持 SETB P3.4 ;關(guān)燈2 SJMP COM NEXT2: CJNE A,#166,NEXT20 ;判斷溫度是否大于65度 NEXT20: JNC NEXT3 ;高于65，跳轉(zhuǎn) CLR P3.6 ;位于5565之間，兩機(jī)都關(guān) CLR P3.7 SETB P3.5 ;關(guān)燈1 SETB P3.4 ;關(guān)燈2 SJMP COM NEXT3: CJNE A,#179,NEXT30 ;判斷溫度是否大于70度

11、 NEXT30: JNC NEXT4 ;高于70，跳轉(zhuǎn) CLR P3.6 ;位于6570之間, 關(guān)熱機(jī)，風(fēng)機(jī)保持 SETB P3.5 ;關(guān)燈1 SJMP COM NEXT4: CLR P3.6 ;關(guān)熱機(jī) SETB P3.5 ;關(guān)燈1 SETB P3.7 ;開風(fēng)機(jī) CLR P3.4 ;開燈2 COM: RET END 以上是對動作程序的簡要分析，通過比較程序，控制繼電器和發(fā)光二極管從而達(dá)到控制溫度的效果。第四章 結(jié)論經(jīng)過此前認(rèn)真的預(yù)習(xí)，查找資料、分析原理、檢查PCB板、畫仿真圖、編寫程序和調(diào)試、計(jì)算機(jī)仿真等環(huán)節(jié)的實(shí)行和準(zhǔn)備，我們在驗(yàn)收的時(shí)候成功調(diào)試出了結(jié)果，良好地完成了本次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的任務(wù)。

12、實(shí)驗(yàn)室調(diào)試的效果圖如下：第五章 心得體會與建議本次課程設(shè)計(jì)，我做的是溫度控制器。起初以為是要通過自己查找資料、設(shè)計(jì)程序和電路、查找元件、連接電路等環(huán)節(jié)做出一個(gè)溫度控制器。想著可能會用到傳感器等設(shè)備。但是，當(dāng)進(jìn)行設(shè)計(jì)講解和發(fā)放PCB電路板之后，我才了解到，我們只需要對發(fā)放的PCB電路板進(jìn)行檢測，對設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析，對程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對PCB板的控制，模擬出一個(gè)溫度控制器即可，不需要設(shè)定溫度，也不需要用到傳感器、加熱設(shè)備、降溫設(shè)備等。隨后，我通過自己動手查閱資料、分析原理、繪制原理圖、編寫程序、進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真以及實(shí)驗(yàn)室調(diào)試等環(huán)節(jié)，不僅良好的完成了本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)，也通過這些過程學(xué)到了許多與專業(yè)課有關(guān)的知識，加強(qiáng)了我對專業(yè)課，尤其是對微機(jī)原理與接口技術(shù)這門課程的理解，掌握到了匯編語言的編程的一些節(jié)本方法。更重要的是，我通過本次課程設(shè)計(jì)鍛煉了自己的分析問題和解決問題的能力，獲益匪淺。參考文獻(xiàn)1李廣弟等.單片機(jī)基礎(chǔ)M.北京航空航天出版社，2001.2王東峰等.單片機(jī)C語言應(yīng)用100例M.電子工業(yè)出版社，2009.3陳海宴.51單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京航空航天大學(xué)出版社，2010.4劉守義等.單片機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)