基于单片机的温度控制系统设计

合集下载

基于单片机的水温控制系统设计

基于单片机的水温控制系统设计

基于单片机的水温控制系统设计水温控制系统在许多领域中都具有重要的应用价值,例如温室农业、水族馆、游泳池等。

在这些应用中,保持水温在一个合适的范围内对于生物的生存和健康至关重要。

基于单片机的水温控制系统设计是一种有效的方法,它可以实现对水温的精确控制和调节。

本文将详细介绍基于单片机的水温控制系统设计原理、硬件实现和软件编程等方面内容。

第一章研究背景与意义1.1研究背景随着科技的飞速发展,人们对生活品质的追求不断提高,对家电设备的智能化要求也越来越高。

其中,水温控制系统在热水器、空调等家电产品中具有广泛的应用。

精确控制水温对于提高用户体验、节约能源和保护环境具有重要意义。

然而,现有的水温控制系统存在控制精度不高、响应速度慢等问题,因此,研究一种新型的水温控制系统具有重要的实际意义。

1.2研究意义本研究旨在提出一种新型的水温控制系统,通过对水温进行精确控制,提高家电产品的性能和用户体验。

此外,本研究还将探讨系统性能的评估和改进方法,为水温控制领域的研究提供理论支持。

第二章水温控制系统设计原理2.1 水温测量原理本章将介绍水温的测量原理,包括热电偶、热敏电阻、红外传感器等常用温度传感器的原理及特点。

通过对各种传感器的比较,选出适合本研究的温度传感器。

2.2温度传感器选择与应用在本研究中,我们将选择一种具有高精度、快速响应和抗干扰能力的温度传感器。

此外,还将探讨如何将选定的温度传感器应用于水温控制系统,包括传感器的安装位置、信号处理方法等。

2.3控制算法选择与设计本章将分析现有的控制算法,如PID控制、模糊控制、神经网络控制等,并选择一种适合本研究的控制算法。

针对所选控制算法,设计相应的控制电路和程序。

第三章硬件实现3.1控制器选择与搭建本章将讨论控制器的选型,根据系统的需求,选择一款性能稳定、可编程性强、成本合理的控制器。

然后,介绍如何搭建控制器硬件系统,包括控制器与各种外设(如温度传感器、继电器等)的连接方式。

基于STM32单片机的温度控制系统设计

基于STM32单片机的温度控制系统设计

基于STM32单片机的温度控制系统设计一、本文概述本文旨在探讨基于STM32单片机的温度控制系统的设计。

我们将从系统需求分析、硬件设计、软件编程以及系统测试等多个方面进行全面而详细的介绍。

STM32单片机作为一款高性能、低功耗的微控制器,广泛应用于各类嵌入式系统中。

通过STM32单片机实现温度控制,不仅可以精确控制目标温度,而且能够实现系统的智能化和自动化。

本文将介绍如何通过STM32单片机,结合传感器、执行器等硬件设备,构建一套高效、稳定的温度控制系统,以满足不同应用场景的需求。

在本文中,我们将首先分析温度控制系统的基本需求,包括温度范围、精度、稳定性等关键指标。

随后,我们将详细介绍系统的硬件设计,包括STM32单片机的选型、传感器和执行器的选择、电路设计等。

在软件编程方面,我们将介绍如何使用STM32的开发环境进行程序编写,包括温度数据的采集、处理、显示以及控制策略的实现等。

我们将对系统进行测试,以验证其性能和稳定性。

通过本文的阐述,读者可以深入了解基于STM32单片机的温度控制系统的设计过程,掌握相关硬件和软件技术,为实际应用提供有力支持。

本文也为从事嵌入式系统设计和开发的工程师提供了一定的参考和借鉴。

二、系统总体设计基于STM32单片机的温度控制系统设计,主要围绕实现精确的温度监测与控制展开。

系统的总体设计目标是构建一个稳定、可靠且高效的环境温度控制平台,能够实时采集环境温度,并根据预设的温度阈值进行智能调节,以实现对环境温度的精确控制。

在系统总体设计中,我们采用了模块化设计的思想,将整个系统划分为多个功能模块,包括温度采集模块、控制算法模块、执行机构模块以及人机交互模块等。

这样的设计方式不仅提高了系统的可维护性和可扩展性,同时也便于后续的调试与优化。

温度采集模块是系统的感知层,负责实时采集环境温度数据。

我们选用高精度温度传感器作为采集元件,将其与STM32单片机相连,通过ADC(模数转换器)将模拟信号转换为数字信号,供后续处理使用。

基于单片机的室内温度控制系统设计与实现

基于单片机的室内温度控制系统设计与实现

基于单片机的室内温度控制系统设计与实现1. 本文概述随着科技的发展和人们生活水平的提高,室内环境的舒适度已成为现代生活中不可或缺的一部分。

作为室内环境的重要组成部分,室内温度的调控至关重要。

设计并实现一种高效、稳定且经济的室内温度控制系统成为了当前研究的热点。

本文旨在探讨基于单片机的室内温度控制系统的设计与实现,以满足现代家居和办公环境的温度控制需求。

本文将首先介绍室内温度控制系统的研究背景和意义,阐述其在实际应用中的重要性和必要性。

随后,将详细介绍基于单片机的室内温度控制系统的设计原理,包括硬件设计、软件编程和温度控制算法等方面。

硬件设计部分将重点介绍单片机的选型、传感器的选取、执行机构的搭配等关键环节软件编程部分将介绍系统的程序框架、主要功能模块以及温度数据的采集、处理和控制逻辑温度控制算法部分将探讨如何选择合适的控制算法以实现精准的温度调控。

在实现过程中,本文将注重理论与实践相结合,通过实际案例的分析和实验数据的验证,展示基于单片机的室内温度控制系统的实际应用效果。

同时,还将对系统的性能进行评估,包括稳定性、准确性、经济性等方面,以便为后续的改进和优化提供参考。

本文将对基于单片机的室内温度控制系统的设计与实现进行总结,分析其优缺点和适用范围,并对未来的研究方向进行展望。

本文旨在为读者提供一种简单、实用的室内温度控制系统设计方案,为相关领域的研究和实践提供有益的参考。

2. 单片机概述单片机,也被称为微控制器或微电脑,是一种集成电路芯片,它采用超大规模集成电路技术,将具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种IO口和中断系统、定时器计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、AD转换器等电路)集成到一块硅片上,构成一个小而完善的微型计算机系统。

单片机以其体积小、功能齐全、成本低廉、可靠性高、控制灵活、易于扩展等优点,广泛应用于各种控制系统和智能仪器中。

基于单片机的温度控制系统设计

基于单片机的温度控制系统设计

基于单片机的温度控制系统设计摘要随着国民经济的发展,人们需要对各中加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。

采用单片机来对他们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,从而能够大大的提高产品的质量和数量。

本设计采用无ROM的8031作为主控制芯片。

8031的接口电路有8155、2764。

8155用于键盘/LED显示器接口,2764可作为8031的外部ROM存储器。

其中温度控制电路是通过可控硅调功器实现的。

双向可控硅管和加热丝串联接在交流220V,50HZ交流试点回路,在给定周期内,8031只要改变可控硅管的接通时间便可改变加热丝功率,以达到调节温度的目的。

关键字:温度控制;接口电路;可控硅Design of Temperature Control System Based on SCMLibing(College of Zhangjiajie, Jishou University, Jishou,Hunan 416000)AbstractAlong with national economy development, the people need to each heating furnace、the heat-treatment furnace、in the reactor and the boiler the temperature carry on the monitor and the control. Not only uses the monolithic integrated circuit to come to them to control has the control to be convenient, simple and flexibility big and so on merits, moreover may enhance large scale is accused the temperature technical specification, thus can big enhance the product the quality and quantity.This design uses non-ROM8031to take the master control chip. 8031 connection electric circuits have8155、2764.8155uses in the keyboard /LED monitor connection, 2764 may take 8031 exterior ROM memories,one temperature-control circuit is adjusts the merit realization through the silicon-controlled rectifier. The bidirectional silicon-controlled rectifier tube and the heater series connection in exchange 220V,50HZ exchange city electricity return route, in assigns in the cycle, 8031 so long as the change silicon-controlled rectifier tube puts through the timethen to be possible to change the heater power, achieves the attemperation the goal. Key words:Temperature control;Connection electric circuit;Silicon-controlled rectifier目录绪论 (3)第一章单片机温度控制系统方案简介 (2)第二章单片机 (3)2.1 单片机内部模块 (3)2.1.1 MCS-51单片机内部结构 (4)2.1.2 MCS-51输入/输出端口的结构与功能 (4)2.1.3 MCS—51单片机的引脚及其功能 (5)2.1.4 8031系统扩展设计 (6)2.2 单片机外总线结构 (6)2.3 芯片的扩展设计 (6)2.4 单片机温控模块 (7)第三章系统硬件设计 (9)3.1 系统总体设计 (9)3.2 8155接口电路 (9)3.3 A/D转换电路 (11)3.4 可控硅控制电路 (11)第四章系统软件设计 (14)4.1 主程序流程图 (14)4.2 T0中断服务程序 (14)4.3 采样子程序 (18)4.4 数字滤波程序 (19)总结 (22)参考文献 (23)绪论温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛,但从国内生产的基于单片机的温度控制系统设计绪论温度控制器来讲,总体发展水平仍然不高,同日本、美国、德国等先进国家相比,仍然有着较大的差距。

基于单片机的pid温度控制系统设计

基于单片机的pid温度控制系统设计

一、概述单片机PID温度控制系统是一种利用单片机对温度进行控制的智能系统。

在工业和日常生活中,温度控制是非常重要的,可以用来控制加热、冷却等过程。

PID控制器是一种利用比例、积分、微分三个调节参数来控制系统的控制器,它具有稳定性好、调节快等优点。

本文将介绍基于单片机的PID温度控制系统设计的相关原理、硬件设计、软件设计等内容。

二、基本原理1. PID控制器原理PID控制器是一种以比例、积分、微分三个控制参数为基础的控制系统。

比例项负责根据误差大小来控制输出;积分项用来修正系统长期稳态误差;微分项主要用来抑制系统的瞬时波动。

PID控制器将这三个项进行线性组合,通过调节比例、积分、微分这三个参数来实现对系统的控制。

2. 温度传感器原理温度传感器是将温度变化转化为电信号输出的器件。

常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻、半导体温度传感器等。

在温度控制系统中,温度传感器负责将环境温度转化为电信号,以便控制系统进行监测和调节。

三、硬件设计1. 单片机选择单片机是整个温度控制系统的核心部件。

在设计单片机PID温度控制系统时,需要选择合适的单片机。

常见的单片机有STC89C52、AT89S52等,选型时需要考虑单片机的性能、价格、外设接口等因素。

2. 温度传感器接口设计温度传感器与单片机之间需要进行接口设计。

常见的温度传感器接口有模拟接口和数字接口两种。

模拟接口需要通过模数转换器将模拟信号转化为数字信号,而数字接口则可以直接将数字信号输入到单片机中。

3. 输出控制接口设计温度控制系统通常需要通过继电器、半导体元件等控制输出。

在硬件设计中,需要考虑输出接口的类型、电流、电压等参数,以及单片机与输出接口的连接方式。

四、软件设计1. PID算法实现在单片机中,需要通过程序实现PID控制算法。

常见的PID算法包括位置式PID和增量式PID。

在设计时需要考虑控制周期、控制精度等因素。

2. 温度采集和显示单片机需要通过程序对温度传感器进行数据采集,然后进行数据处理和显示。

基于单片机的温度控制系统设计原理

基于单片机的温度控制系统设计原理

基于单片机的温度控制系统设计原理基于单片机的温度控制系统设计概述•温度控制系统是在现代生活中广泛应用的一种自动控制系统。

它通过测量环境温度并对温度进行调节,以维持设定的温度范围内的稳定状态。

本文将介绍基于单片机的温度控制系统的设计原理。

单片机简介•单片机是一种集成电路芯片,具有强大的计算能力和丰富的输入输出接口。

它可以作为温度控制系统的核心控制器,通过编程实现温度的测量和调节功能。

温度传感器•温度传感器是温度控制系统中重要的部件,用于测量环境温度。

常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶和数字温度传感器等。

在设计中,需要选择适合的温度传感器,并通过单片机的模拟输入接口对其进行连接。

温度测量与显示•单片机可以通过模拟输入接口读取温度传感器的信号,并进行数字化处理。

通过数值转换算法,可以将传感器输出的模拟信号转换为温度数值,并在显示器上进行显示。

常见的温度显示方式有数码管和LCD等。

温度控制算法•温度控制系统通常采用PID(比例-积分-微分)控制算法。

这种算法通过比较实际温度和设定温度,计算出调节量,并通过输出接口控制执行机构,实现温度的调节。

在单片机程序中,需要编写PID控制算法,并根据具体系统进行参数调优。

执行机构•执行机构是温度控制系统中的关键部件,用于实际调节环境温度。

常见的执行机构有加热器和制冷器。

通过单片机的输出接口,可以控制执行机构的开关状态,从而实现温度的调节。

界面与交互•温度控制系统还可以配备界面与交互功能,用于设定目标温度、显示当前温度和执行机构状态等信息。

在单片机程序中,可以通过按键、液晶显示屏和蜂鸣器等外设实现界面与交互功能的设计。

总结•基于单片机的温度控制系统设计涉及到温度传感器、温度测量与显示、温度控制算法、执行机构以及界面与交互等多个方面。

通过合理的设计和编程实现,可以实现对环境温度的自动调节,提高生活和工作的舒适性和效率。

以上是对基于单片机的温度控制系统设计原理的简要介绍。

基于单片机的温度控制系统设计及仿真

基于单片机的温度控制系统设计及仿真

三、结论
本次演示设计并仿真了一个基于单片机的温度控制系统。该系统通过AT89C51 单片机实现温度的精确控制,并采用PID算法对加热和散热装置进行实时调节。 仿真结果表明,该系统具有良好的控制性能和稳定性。在实际应用中,
可以根据具体场景选择合适的硬件设备和参数调整策略,以满足不同的温度控 制需求。
本次演示将探讨如何设计一个基于单片机的温度控制系统,并对其进行仿真。
一、系统设计
1、1系统架构
基于单片机的温度控制系统主要由温度传感器、单片机控制器、加热装置和散 热装置四部分组成。温度传感器负责实时监测环境温度,并将模拟信号转换为 数字信号传递给单片机。单片机接收到这个数字信号后,根据预设的控制算法,
时及时停机并报警,保证系统的安全运行。未来研究方向可以包括进一步优化 控制算法、加入更多的智能化功能以及拓展应用领域等。
谢谢观看
通过深入研究以上方面,有望进一步提高基于单片机的温度控制系统的性能和 可靠性。
参考内容
摘要本次演示旨在设计一种基于单片机的温度控制系统,以提高温度控制的精 度和稳定性。首先,本次演示将介绍温度控制系统的重要性及其在工业生产和 日常生活中的应用。接着,通过对现有技术的分析,指出其存在的不足和缺陷。
二、系统仿真
为了验证系统的有效性,我们使用MATLAB对系统进行仿真。通过设定不同的 温度控制目标,我们可以观察系统的响应时间、稳定性和控制精度。在 MATLAB中,我们可以用S函数来描述控制系统的动态行为。通过调整PID参数, 我们可以观察系统在不同控制策略下的表现。
仿真结果表明,该基于单片机的温度控制系统在PID算法的控制下,能够快速、 准确地达到设定温度,并保持良好的稳定性。
软件设计软件部分采用C语言编写,主要包括数据采集、数据处理和控制输出 三个模块。数据采集模块负责读取温度传感器的数据,并进行初步处理;数据 处理模块根据预设的控制算法对采集到的温度数据进行计算,得到控制输出信 号;

《2024年基于51单片机的温度控制系统设计与实现》范文

《2024年基于51单片机的温度控制系统设计与实现》范文

《基于51单片机的温度控制系统设计与实现》篇一一、引言在现代工业控制领域,温度控制系统的设计与实现至关重要。

为了满足不同场景下对温度精确控制的需求,本文提出了一种基于51单片机的温度控制系统设计与实现方案。

该系统通过51单片机作为核心控制器,结合温度传感器与执行机构,实现了对环境温度的实时监测与精确控制。

二、系统设计1. 硬件设计本系统以51单片机为核心控制器,其具备成本低、开发简单、性能稳定等优点。

硬件部分主要包括51单片机、温度传感器、执行机构(如加热器、制冷器等)、电源模块等。

其中,温度传感器负责实时监测环境温度,将温度信号转换为电信号;执行机构根据控制器的指令进行工作,以实现对环境温度的调节;电源模块为整个系统提供稳定的供电。

2. 软件设计软件部分主要包括单片机程序与上位机监控软件。

单片机程序负责实时采集温度传感器的数据,根据设定的温度阈值,输出控制信号给执行机构,以实现对环境温度的精确控制。

上位机监控软件则负责与单片机进行通信,实时显示环境温度及控制状态,方便用户进行监控与操作。

三、系统实现1. 硬件连接将温度传感器、执行机构等硬件设备与51单片机进行连接。

具体连接方式根据硬件设备的接口类型而定,一般采用串口、并口或GPIO口进行连接。

连接完成后,需进行硬件设备的调试与测试,确保各部分正常工作。

2. 软件编程编写51单片机的程序,实现温度的实时采集、数据处理、控制输出等功能。

程序采用C语言编写,易于阅读与维护。

同时,需编写上位机监控软件,实现与单片机的通信、数据展示、控制指令发送等功能。

3. 系统调试在完成硬件连接与软件编程后,需对整个系统进行调试。

首先,对单片机程序进行调试,确保其能够正确采集温度数据、输出控制信号。

其次,对上位机监控软件进行调试,确保其能够与单片机正常通信、实时显示环境温度及控制状态。

最后,对整个系统进行联调,测试其在实际应用中的性能表现。

四、实验结果与分析通过实验测试,本系统能够实现对环境温度的实时监测与精确控制。

基于单片机的水温控制器设计

基于单片机的水温控制器设计

基于单片机的水温控制器设计引言水温控制在很多领域中都具有重要的应用价值,例如温室、鱼缸、热水器等。

基于单片机的水温控制器能够自动调控水温,提高水温的稳定性和准确性。

本文将介绍如何设计一个基于单片机的水温控制器,以实现对水温的精确控制。

一、硬件设计1.单片机选择选择一个合适的单片机对于设计一个稳定可靠的水温控制器至关重要。

常用的单片机有STC89C52、AT89C52等。

在选择时应考虑单片机的性能、功耗、接口等因素。

2.温度传感器温度传感器用于检测水温,常用的有NTC热敏电阻和DS18B20数字温度传感器。

NTC热敏电阻价格便宜,但精度较低,DS18B20精度高,但价格相对较贵。

3.加热装置加热装置用于根据温度控制器的输出信号进行加热或制冷。

可以选择加热丝、加热管或半导体制冷片等。

4.驱动电路驱动电路用于将单片机的输出信号转换为合适的电流或电压,驱动加热装置。

可以选择晶体管或继电器等。

5.显示模块可以选择液晶显示屏或LED数码管等显示水温的数值。

二、软件设计1.初始化设置首先,对单片机进行初始化设置,包括引脚配置、定时器设置等。

然后,设置温度传感器和加热装置的引脚。

最后,设置温度范围,以便根据实际需求进行调整。

2.温度检测使用温度传感器检测水温,并将读取到的温度值转换为数字形式,以便进行比较和控制。

可以使用ADC(模拟-数字转换)模块转换模拟信号为数字信号。

3.控制算法本设计中可以采用PID控制算法进行水温控制。

PID(Proportional-Integral-Derivative)控制算法根据设定值和反馈值之间的差异来计算控制信号。

可以根据需求进行参数调整,以获得更好的控制效果。

4.显示和报警使用显示模块显示当前水温的数值,并在温度超出设定值时触发报警功能。

报警可以采用声音、灯光等形式。

5.控制输出根据PID算法计算出的控制信号,控制驱动电路,驱动加热装置或制冷装置,以实现水温的调节。

总结基于单片机的水温控制器能够实现对水温的精确控制。

单片机温度控制系统设计及实现

单片机温度控制系统设计及实现

单片机温度控制系统设计及实现温度控制是很多自动化系统中的重要部分,可以应用于许多场景,如家用空调系统、工业加热系统等。

本文将介绍如何利用单片机设计和实现一个简单的温度控制系统。

一、系统设计1. 硬件设计首先,我们需要选择合适的硬件来搭建我们的温度控制系统。

一个基本的温度控制系统由以下几个组件组成:- 传感器:用于检测环境的温度。

常见的温度传感器有热敏电阻和温度传感器。

- 控制器:我们选择的是单片机,可以根据传感器的读数进行逻辑判断,并控制输出的信号。

- 执行器:用于根据控制器的指令执行具体的动作,例如开启或关闭空调。

2. 软件设计温度控制系统的软件部分主要包括,传感器读取、温度控制逻辑和执行器控制。

我们可以使用C语言来编写单片机的软件。

- 传感器读取:通过串口或者模拟输入端口来读取传感器的数据,可以利用类似的库函数或者自己编写读取传感器数据的函数。

- 温度控制逻辑:根据读取到的温度值,判断当前环境是否需要进行温度调节,并生成相应的控制信号。

- 执行器控制:将控制信号发送到执行器上,实现对温度的调节。

二、系统实施1. 硬件连接首先,将传感器连接到单片机的输入端口,这样单片机就可以读取传感器的数据。

然后,将执行器连接到单片机的输出端口,单片机可以通过控制输出端口的电平来控制执行器的开关。

2. 软件实现编写单片机的软件程序,根据前面设计的软件逻辑,实现温度的读取和控制。

首先,读取传感器的数据,可以定义一个函数来读取传感器的数据并返回温度值。

其次,根据读取到的温度值,编写逻辑判断代码,判断当前环境是否需要进行温度调节。

如果需要进行温度调节,可以根据温度的高低来控制执行器的开关。

最后,循环执行上述代码,实现实时的温度检测和控制。

三、系统测试和优化完成软硬件的实施之后,需要对温度控制系统进行测试和优化。

1. 测试通过模拟不同的温度情况,并观察控制器的输出是否能够正确地控制执行器的开关。

可以使用温度模拟器或者改变环境温度来进行测试。

基于单片机的温控系统设计与实现

基于单片机的温控系统设计与实现

基于单片机的温控系统设计与实现温控系统是一种可以根据环境温度自动调节设备工作状态的系统。

基于单片机的温控系统是一种利用单片机计算能力、输入输出功能及控制能力,通过传感器获取环境温度信息并实现温度控制的系统。

下面将对基于单片机的温控系统的设计与实现进行详细介绍。

一、系统设计和功能需求:基于单片机的温控系统主要由以下组成部分构成:1.温度传感器:用于获取当前环境温度值。

2.控制器:使用单片机作为中央控制单元,负责接收温度传感器的数据并进行温度控制算法的计算。

3.执行器:负责根据控制器的指令控制设备工作状态,如电风扇、加热器等。

4.显示器:用于显示当前环境温度和控制状态等信息。

系统的功能需求主要包括:1.温度监测:通过温度传感器实时获取环境温度数据。

2.温度控制算法:根据温度数据进行算法计算,判断是否需要调节设备工作状态。

3.设备控制:根据控制算法的结果控制设备的工作状态,如打开或关闭电风扇、加热器等。

4.信息显示:将当前环境温度及控制状态等信息显示在显示器上。

二、系统实现的具体步骤:1.硬件设计:(1)选择适合的单片机:根据系统功能需求选择合适的单片机,通常选择具有较多输入输出引脚、计算能力较强的单片机。

(2)温度传感器的选择:选择合适的温度传感器,常见的有热敏电阻、热电偶、数字温度传感器等。

(3)执行器的选择:根据实际需求选择合适的执行器,如电风扇、加热器等。

(4)显示器的选择:选择适合的显示器以显示当前温度和控制状态等信息,如液晶显示屏等。

2.软件设计:(1)编写驱动程序:编写单片机与传感器、执行器、显示器等硬件的驱动程序,完成数据的读取和输出功能。

(2)设计温度控制算法:根据监测到的温度数据编写温度控制算法,根据不同的温度范围判断是否需要调节设备工作状态。

(3)控制设备的逻辑设计:根据温度控制算法的结果设计控制设备的逻辑,确定何时打开或关闭设备。

(4)设计用户界面:设计用户界面以显示当前温度和控制状态等信息,提示用户工作状态。

基于单片机的温度控制系统设计及实现

基于单片机的温度控制系统设计及实现

基于单片机的温度控制系统设计及实现温度控制系统是一种常见的自动化控制系统,在很多领域都有广泛的应用。

本文将以基于单片机的温度控制系统设计与实现为主题,依次介绍系统设计和功能实现的相关内容。

一、系统设计1. 概述:本文所设计的基于单片机的温度控制系统旨在实现对温度的监测和控制,具有高精度、稳定性和可靠性。

2. 系统结构:温度控制系统包括温度传感器、单片机、执行机构和显示部分。

温度传感器负责采集环境温度数据,单片机进行数据处理和控制算法的实现,执行机构根据控制命令实时调整环境温度,显示部分将实时温度显示给用户。

3. 硬件设计:- 选型:根据系统需求和经济因素选择适合的单片机和温度传感器。

- 电路连接:将温度传感器连接到单片机的模拟输入引脚,执行机构连接到单片机的输出引脚,液晶显示器连接到单片机的数字输出引脚。

- 电源设计:为系统提供稳定的电源供电,保证系统的正常运行。

4. 软件设计:- 入口函数设计:设置系统初始化参数和变量,配置单片机的引脚输入输出。

- 温度采集:根据采样频率,读取温度传感器的模拟数值,并转换为真实温度值。

- 温度控制算法设计:根据温度数据和设定的控制策略,计算得到控制命令。

- 控制命令输出:将控制命令经过电平转换后输出到执行机构,实现对环境温度的调控。

- 显示设计:将实时温度值显示在液晶显示器上,方便用户观察和调试。

二、功能实现1. 温度采集功能:系统能够实时采购环境温度,通过温度传感器将模拟数值转化为数字信号,以便后续处理。

2. 控制算法实现:根据采集到的温度数据和设定的控制策略,系统能够计算得到相应的控制命令,并及时将命令传输到执行机构。

3. 温度控制功能:执行机构能够根据系统传输的控制命令实时调整温度,保持环境温度在设定范围内。

4. 温度显示功能:系统能够将实时温度值显示在液晶显示屏上,方便用户查看和监控。

5. 报警功能:当温度超出设定范围时,系统能够发出报警信号,以提醒用户注意环境温度的异常情况。

基于单片机的温度测控系统的设计

基于单片机的温度测控系统的设计

基于单片机的温度测控系统的设计在现代的工业领域和生活中,温度测控系统被广泛应用,以监测和控制温度。

本文将介绍一个基于单片机的温度测控系统设计。

1.系统概述该系统的设计目标是能够测量和监控环境中的温度,并能自动调节温度以保持设定的温度。

该系统由传感器模块、数据处理模块和执行器模块组成。

2.传感器模块传感器模块用于测量环境中的温度。

在该系统中,我们可以使用温度传感器来实现温度测量。

常见的温度传感器有热电偶、热电阻等。

传感器模块将温度数据传输给数据处理模块。

3.数据处理模块数据处理模块基于单片机来实现。

单片机通过接收传感器模块传输的温度数据,进行数据处理和判断,并决定是否需要调节温度。

数据处理模块还可以设置一个温度阈值,当环境温度超过或低于该阈值时,触发执行器模块进行温度调节。

4.执行器模块执行器模块是用来调节环境温度的关键。

在该系统中,我们可以使用电热器或制冷器来调节温度。

执行器模块会根据数据处理模块的控制信号来决定是否打开或关闭电热器或制冷器,以达到设定的温度。

5.界面设计为了方便用户的操作和监控,我们可以设计一个用户界面模块。

用户界面模块可以通过LCD显示屏展示当前环境温度和设定的温度,并提供一些按键用于设置温度阈值。

用户可以通过按键来设置温度阈值,同时可以看到当前温度和设定的温度。

6.系统工作流程系统的工作流程如下:-传感器模块测量环境温度,并将温度数据传输给数据处理模块。

-数据处理模块接收温度数据,并进行处理和判断。

-如果环境温度超过或低于设定的温度阈值,数据处理模块触发执行器模块进行温度调节。

-执行器模块根据数据处理模块的控制信号,打开或关闭电热器或制冷器,以调节环境温度。

-用户可以通过用户界面模块设置温度阈值,同时可以实时监控当前温度和设定的温度。

7.系统优化为了进一步优化系统的性能,我们可以考虑以下几个方面:-引入PID控制算法,以提高温度的稳定性和控制精确度。

-添加温度报警功能,当环境温度超过一定范围时,触发警报。

基于 51 单片机的温度控制系统设计

基于 51 单片机的温度控制系统设计

基于 51 单片机的温度控制系统设计一、概述随着科技的不断进步,单片机技术在各个领域得到了广泛的应用,其中温度控制系统是其重要的应用之一。

温度控制系统的设计可以帮助我们在工业、农业、生活等领域实现精确的温度控制,提高生产效率和产品质量,降低能源消耗,提升人们的生活舒适度。

本文将讨论基于 51 单片机的温度控制系统设计。

二、系统设计原理1. 温度传感器原理温度传感器是温度控制系统中的关键元件,用于感知环境温度并将其转换为电信号。

常见的温度传感器包括热电偶、热敏电阻、半导体温度传感器等。

本系统选择半导体温度传感器,其工作原理是利用半导体材料的温度特性,通过材料的电阻、电压、电流等参数的变化来测量温度。

2. 控制系统原理温度控制系统的核心是控制器,它根据温度传感器采集到的温度信号进行逻辑判断,然后控制执行元件(如风扇、加热器等)来调节环境温度。

基于 51 单片机的控制系统,通过采集温度传感器信号,使用自身的算法进行温度控制,并输出控制信号给执行元件,从而实现温度的精确控制。

三、系统硬件设计1. 单片机选型本系统选择 51 单片机作为控制器,考虑到其成本低、易于编程和广泛的开发工具支持等优点。

常用的型号包括 STC89C51、AT89S51 等。

2. 温度传感器选型温度传感器的选型最终决定了系统测量的精度和稳定性。

选择适合的半导体温度传感器,如 LM35、DS18B20 等,其精度、响应时间、成本等因素需综合考虑。

3. 控制元件选型根据实际需要选择对应的执行元件,比如风扇、加热器、制冷器等,用于实现温度控制目标。

四、系统软件设计1. 控制算法设计控制系统应当具备良好的控制算法,通过对温度传感器信号的采集和处理,根据设定的温度范围和控制策略来输出对应的控制信号。

经典的控制算法包括比例积分微分(PID)控制算法、模糊控制算法等。

2. 硬件与软件接口设计单片机与传感器、执行元件之间的接口设计尤为重要,应当保证稳定可靠的通信。

基于单片机的温度控制系统设计

基于单片机的温度控制系统设计

基于单片机的温度控制系统设计温度控制系统是指通过对温度进行监控和控制,使温度维持在设定的范围内的一种系统。

单片机作为电子技术中的一种集成电路,具有控制灵活、精度高、反应迅速等优点,被广泛应用于温度控制系统。

一、系统硬件设计1.温度传感器:温度传感器是温度控制系统中的核心设备之一。

通过对环境温度的监测,将实时采集到的温度值传到单片机进行处理。

目前主要的温度传感器有热敏电阻、热电偶、晶体温度计等。

其中热敏电阻价格低廉、精度高,使用较为广泛。

2.单片机:单片机作为温度控制系统的基本控制模块,要求其具有高速、大容量、低功耗、稳定性强的特点。

常用单片机有STM32、AVR、PIC等,其中STM32具有性能优良、易于上手、接口丰富的优点。

3.继电器:温度控制系统中的继电器用于控制电源开关,当温度超出设定范围时,继电器将给单片机发送一个信号,单片机再通过控制继电器使得温度回到正常范围内。

4.数码管:数码管用于显示实时采集到的温度值。

在实际开发中,可以采用多位数码管来显示多个温度值,提高温度控制的精度性和准确性。

二、程序设计1.程序框架:程序框架最关键是实时采集环境温度,然后判断当前温度是否超出正常范围,若超出则控制继电器将电源关断,实现温度控制。

程序框架可参考以下流程:2.温度采集:采用热敏电阻作为温度传感器,利用AD转换实现数字化。

然后通过查表法或算法将AD值转化为环境温度值。

3.温度控制:将温度设定值与实时采集到的温度进行比较,若温度超出设定值范围,则控制继电器实现自动关断。

4.数码管控制:实时显示温度传感器采集到的温度值。

三、系统调试和性能测试1.系统调试:对系统进行硬件电路的检测和单片机程序的调试,确保系统各部分正常工作。

2.性能测试:利用实验室常温环境,将温度传感器置于不同的温度环境,测试系统的温度控制精度、反应速度和稳定性等性能指标。

在此基础上对系统进行优化,提高控制精度和稳定性。

四、总结基于单片机的温度控制系统通过对环境温度的实时监测和控制,实现自动化温度调节。

基于单片机的智能温度控制系统设计

基于单片机的智能温度控制系统设计

基于单片机的智能温度控制系统设计智能温度控制系统设计是一种基于单片机的物联网应用,旨在实现对温度的自动感知和调控。

本文将对这一任务进行详细的内容描述和设计实现思路。

一、任务概述智能温度控制系统是一种自动化控制系统,通过感知环境温度并与用户设定的温度阈值进行比较,实现对温度的自动调节。

它经常应用于室内温度调控、温室环境控制、电子设备散热等场景。

本系统基于单片机进行设计,具有实时监测、精确定时和高效控制的特点。

二、设计方案1. 单片机选择为了实现智能温度控制系统,我们选择一款适合高性能、低功耗的单片机作为核心控制器。

例如,我们可以选择常见的STM32系列或者Arduino等开源硬件平台。

2. 温度感知系统需要具备温度感知的能力,以实时获取环境温度数据。

可选用温度传感器(如DS18B20)通过单片机的GPIO接口进行连线,并通过相应的驱动程序获取温度数据。

3. 温度控制算法智能温度控制系统的关键在于控制算法的设计。

可以采用PID(Proportional-Integral-Derivative)控制算法,根据温度的实际情况和设定值进行比较,通过调整控制器输出控制执行器(如加热器或制冷器)的工作状态。

4. 控制执行器根据温度控制算法的输出,系统需要实现对执行器(如加热器或制冷器)的控制。

通过合适的驱动电路和接口实现对执行器的实时控制,以实现温度的精确调节。

5. 用户界面为了用户方便地设定温度阈值和实时查看环境温度,系统需要设计一个用户界面。

可以通过液晶显示屏或者OLED屏幕来展示温度信息,并提供物理按键或者触摸界面进行温度设定。

6. 数据存储与远程访问系统还可以考虑将温度数据通过网络传输至云端服务器进行存储和分析,以实现温度数据的长期保存和远程监控。

可以选择WiFi或者蓝牙等无线通信方式来实现数据传输。

7. 辅助功能除了基本的温度控制外,系统还可以增加一些辅助功能,如温度数据的图表绘制、报警功能、定时开关机功能等。

基于单片机的温度控制系统设计

基于单片机的温度控制系统设计

基于单片机的温度控制系统设计引言:随着技术的不断发展,人们对于生活质量的要求也越来越高。

在许多领域中,温度控制是一项非常重要的任务。

例如,室内温度控制、工业过程中的温度控制等等。

基于单片机的温度控制系统能够实现智能控制,提高控制精度,降低能耗,提高生产效率。

一、系统设计原理系统设计的原理是通过传感器检测环境温度,并将温度值传递给单片机。

单片机根据设定的温度值和当前的温度值进行比较,然后根据比较结果控制执行器实现温度控制。

二、硬件设计1.传感器:常见的温度传感器有NTC热敏电阻和DS18B20数字温度传感器。

可以根据具体需求选择适合的传感器。

2. 单片机:常见的单片机有ATmega、PIC等。

选择单片机时需要考虑性能和接口的需求。

3.执行器:执行器可以是继电器、电机、气动元件等。

根据具体需求选择合适的执行器。

三、软件设计1.初始化:设置单片机的工作频率、引脚输入输出等。

2.温度读取:通过传感器读取环境温度,并将温度值存储到变量中。

3.设定温度:在系统中设置一个目标温度值,可以通过按键输入或者通过串口通信等方式进行设置。

4.温度控制:将设定温度和实际温度进行比较,根据比较结果控制执行器的开关状态。

如果实际温度高于设定温度,执行器关闭,反之打开。

5.显示:将实时温度和设定温度通过LCD或者LED等显示出来,方便用户直观判断当前状态。

四、系统优化1.控制算法优化:可以采用PID控制算法对温度进行控制,通过调节KP、KI、KD等参数来提高控制精度和稳定性。

2.能耗优化:根据实际需求,通过设置合理的控制策略来降低能耗。

例如,在温度达到目标设定值之后,可以将执行器关闭,避免过多能量的消耗。

3.系统可靠性:在系统设计中可以考虑加入故障检测和自动切换等功能,以提高系统的可靠性。

总结:基于单片机的温度控制系统设计可以实现智能温度控制,提高生活质量和工作效率。

设计过程中需要考虑硬件和软件的设计,通过合理的算法和控制策略来优化系统性能,提高控制精度和稳定性。

基于51单片机的温度控制系统设计与实现

基于51单片机的温度控制系统设计与实现

基于51单片机的温度控制系统设计与实现1. 系统设计概述温度控制系统是智能控制领域中的一个重要领域,主要应用于各种工业生产、制冷空调、农业温室等领域。

本文主要介绍基于51单片机的温度控制系统。

2. 系统硬件设计系统硬件设计主要分为两部分:传感器采集部分和控制执行部分。

其中传感器采集部分主要采用DS18B20数字温度传感器,控制执行部分则主要采用继电器进行控制。

3. 系统软件设计系统软件设计主要采用C语言进行编程实现。

具体包括温度采集、PID算法控制以及控制执行等功能。

4. 温度采集部分设计温度采集部分采用DS18B20数字温度传感器进行温度采集。

该传感器具有传输速度快、采集精度高等特点。

系统采用单总线模式进行控制,通过读取传感器中的温度数据并进行运算,得到当前温度值。

5. 基于PID算法的控制设计本系统采用PID算法进行控制,具体包括比例控制、积分控制和微分控制。

其中比例控制主要控制温度的偏差,积分控制主要控制温度的稳定性,微分控制主要控制温度的变化率。

6. 控制执行部分设计控制执行部分主要采用继电器进行控制。

当温度值达到设定值时,单片机通过控制继电器的开关状态来控制制冷或制热设备的开关。

7. 系统测试与优化在设计完整的软硬件系统后,需进行系统测试以得到有效的控制效果。

在测试过程中,发现系统存在延迟现象,需要对算法进行优化,以提高系统响应速度和稳定性。

8. 总结基于51单片机的温度控制系统具备采集精度高、响应速度快、控制稳定等特点,能够广泛应用于各种不同的领域。

但是在实践中,还需针对不同领域实际情况进行优化和调整,以提高系统效率和稳定性。

基于51单片机的温度控制系统设计与实现

基于51单片机的温度控制系统设计与实现

基于51单片机的温度控制系统设计与实现一、本文概述本文旨在探讨基于51单片机的温度控制系统的设计与实现。

随着科技的快速发展,温度控制在各个领域都扮演着至关重要的角色,如工业生产、家庭生活、医疗设施等。

传统的温度控制系统大多依赖于复杂的硬件设备和昂贵的软件平台,而基于51单片机的温度控制系统则以其低成本、高性能和易于实现等优点,逐渐受到广大工程师和研究者的青睐。

本文将首先介绍51单片机的基本原理和特点,为后续的设计和实现奠定理论基础。

接着,我们将详细阐述温度控制系统的总体设计方案,包括硬件选择和软件设计思路。

在此基础上,我们将重点讨论如何实现温度采集、处理和控制的功能,包括传感器的选择、信号调理、A/D 转换、控制算法的实现等。

本文还将探讨温度控制系统的稳定性、可靠性和实时性等问题,并提出相应的优化措施。

通过实际应用的案例,我们将展示基于51单片机的温度控制系统在实际工作中的表现,并评估其性能。

本文将对基于51单片机的温度控制系统的设计和实现进行总结,并提出未来改进和发展的方向。

我们希望通过本文的探讨,能够为相关领域的研究者和工程师提供一些有益的参考和启示。

二、51单片机基础知识51单片机,又称8051微控制器,是由Intel公司在1980年代初推出的一款8位单片机。

由于其结构简单、功能完善、可靠性高且价格适中,51单片机在嵌入式系统领域一直占据重要地位。

尽管现在市面上已经出现了许多性能更强、功能更丰富的单片机,但51单片机由于其广泛的应用基础和良好的教学价值,仍然是许多初学者和工程师的首选。

51单片机的核心结构包括中央处理器(CPU)、4KB的ROM(只读存储器)、128B的RAM(随机存取存储器)、两个16位的定时器/计数器、四个8位的并行I/O口、一个全双工串行通信口以及一个中断控制系统。

它还具有一个5向量的两级中断结构,能够实现简单的中断处理。

51单片机采用冯·诺依曼结构,即指令和数据都存储在同一个存储器中,通过指令操作码的不同来实现不同的功能。

基于单片机的温度控制系统设计

基于单片机的温度控制系统设计

基于单片机的温度控制系统设计温度控制系统是现代生活中不可或缺的一部分,常见于家庭的的空调、电饭煲、烤箱等家用电器,以及工业生产中的各种自动化设备。

本文基于单片机设计针对室内温度控制系统的实现方法进行说明,包括温度采集、温度控制器的实现和人机交互等方面。

一、温度采集温度采集是温度控制系统的核心部分。

目前比较常见的温度采集器主要有热电偶、热敏电阻和半导体温度传感器。

在本文中我们以半导体温度传感器为例进行说明。

常见的半导体温度传感器有DS18B20、LM35等,本次实验中采用DS18B20进行温度采集。

DS18B20是一种数字温度传感器,可以直接与单片机通信,通常使用仅三根导线连接。

其中VCC为控制器的电源正极,GND为电源负极,DATA为数据传输引脚。

DS18B20通过快速菲涅耳射线(FSR)读取芯片内部的温度数据并将其转换为数字信号。

传感器能够感知的温度范围通常为-55℃至125℃,精度通常为±0.5℃。

为了方便使用,DS18B20可以通过单片机内部的1-Wire总线进行控制和数据传输。

具体实现方法如下:1.首先需要引入相关库文件,如:#include <OneWire.h> //引用1-Wire库#include <DallasTemperature.h> //引用温度传感器库2.创建实例对象,其中参数10代表连接传感器的数字I/O引脚:OneWire oneWire(10); //实例化一个1-Wire示例DallasTemperature sensors(&oneWire); //实例化一个显示温度传感器示例3.在setup中初始化模块:sensors.begin(); // 初始化DS18B204.在主循环中,读取传感器数据并将温度值输出到串口监视器:sensors.requestTemperatures(); //请求温度值float tempC = sensors.getTempCByIndex(0); // 读取温度值Serial.println(tempC); //输出温度值二、温度控制器的实现温度控制器是本次实验的关键部件,主要实现对温度的控制和调节,其基本原理是根据温度变化情况来控制输出电压或模拟脚电平,驱动继电器控制电器设备工作。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

基于51单片机的水温自动控制系统沈统摘要:在现代化的工业生产中,温度是常用的测量机被控参数。

本水温控制系统采用AT89C51为核心控制器件,实现对水温在30℃到96℃的自动控制。

由精密摄氏温度传感器LM35D构成前置信号采集和调理电路,过零检测双向可控硅输出光电耦合器MOC3041构成后向控制电路,由74LS164和LED数码管构成两位静态显示用于显示实时温度值。

关键词:89C51单片机;LM35D温度传感器;ADC0809;MOC3041光电藕耦合器;水温自动控制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、要求和技术指标1.1任务设计并制作一水温自动控制系统,可以在一定范围(30℃到96℃)内自动调节温度,使水温保持在一定的范围(30℃到96℃)内。

1.2要求(1)利用模拟温度传感器检测温度,要求检测电路尽可能简单。

(2)当液位低于某一值时,停止加热。

(3)用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。

(4)无竞争-冒险,无抖动。

1.3技术指标(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2.1主控系统分析与论证根据设计要求和所学的专业知识,采用AT89C51为本系统的核心控制器件。

AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS 8位微处理器。

其引脚图如图1所示。

2.2显示系统分析与论证显示模块主要用于显示时间,由于显示范围为0~99℃,因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。

在显示驱动电路中拟订了两种设计方案:方案一:采用静态显示的方案采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路,其优点在于占用主控系统的I/O口少,编程简单且静态显示的内容无闪烁,但电路消耗的电流较大。

方案二:采用动态显示的方案由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示,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。

由于对电路的功耗要求不大,因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。

图1 AT89C51引脚图2.3 检测系统分析与论证1 温度检测:有选用AD590和LM35D两种温度传感器的方案,但考虑到两者价格差距较大,而本系统中对温度要求的精度不很高,因而选用比较廉价LM35D。

温度传感器采用的是NS公司生产的LM35D,他具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围,他的输出电压与摄氏温度线性成比例,且无需外部校准或微调,可以提供±1/ 4 ℃的常用的室温精度。

L M35的输出电压与摄氏温度的线形关系可用下面公式表示 ,0 ℃时输出为 0 V , 每升高 1 ℃ , 输出电压增加10 mV。

其电源供应模式有单电源与正负双电源两种,其接法如图2与图3所示。

正负双电源的供电模式可提供负温度的测量,单电源模式在25 ℃下电流约为50 mA ,非常省电。

本系统采用的是单电源模式。

Vout=10mV/℃×T(℃)2 液位检测:同样考虑到成本问题,选用自己做一个液位传感装置。

图2 单电源模式图3 双电源模式2.4控制系统分析与论证由于需要用大功率加热装置对水温进行调节,故采用带过零检测双向可控硅输出光电耦合器MOC3041构成后向控制电路。

3 系统原理框图硬件组成框图如图4所示:主要由AT89C51单片机、温度信号采集和调理、AD转换、数码显示电路、温度控制等部分组成。

图4 ?硬件框图电源开启后,可以显示出实时的温度,并且可以判断出此时的温度是否需要对水进行加热操作4 硬件电路4.1温度信号检测和调理电路LM35D采用单电源供电模式如图2将采集到的电压信号送入运放uA741进行放大处理,如图5。

图5 信号采集调理电路4.2 显示电路显示电路由两片74LS164和两个数码管构成,为了PCB中作图的方便,故采用如图6的连接方式。

图6 温度显示电路时钟由单片机的P1.1提供,第一个数码管的数据由单片机的P1.0提供,第二个数码管的数据由第一个164的Q7提供。

164的时序图如图7所示。

图7 74LS164的时序图4.3 温度控制电路温度控制电路由光电耦合器MOC3041和双向晶闸管BT137构成,硬件连接如图8。

图8 温度控制电路4.4 AD转换电路本部分电路由ADC0809和一些74系列芯片构成,其中74LS74用于对单片机的ALE信号进行分频作为0809的时钟,74LS373用做地址锁存实现单片机P0口的分时复用。

该部分硬件电路如图9所示。

图9 AD转换电路4.5主控系统电路该系统由AT89C51构成,由5V电源供电,采用6Mhz的晶振。

主控系统电路主要承担显示及对温度的PID控制的核心引用,各功能通过软件软件实现。

图10为单片机的主控电路。

图10 单片机主控电路4.6整体PCB图见附件A5 软件部分5.1主程序流程说明主程序的任务主要是循环检测采集到的温度值,不断比较实现PID控制。

流程图如下:图11 主程序流程图5.2各子程序模块流程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整体程序见附件才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。

6.2.3 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。

6.2.4 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。

7 结束语通过本次专业课程设计,我学会PID算法的软件实现方法,也了解了一些常识性的东西如上拉电阻的选取等。

另外也认识到了单片机控制的优势——识别控制简单、方便、快捷。

这样一来,单片机就可以充分发挥其速度快、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点,可用附加电路实现电路的扩展。

最后感谢指导教师李建法老师给予我大力支持与帮助,并提供了有利的实验条件,在此表示由衷的感谢。

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 P1.0CLK BIT P1.1JR BIT P1.2F1 BIT 21HORG 0000HSJMP MAINORG 0003HLJMP INT00ORG 000BHLJMP INTDISPORG 0030HMAIN: SETB EASETB EX0SETB ET0MOV TMOD,#01HMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0Hmov 20h,#10SETB TR0 ;中断初始化CLR F1CJ1: MOV R0,#30HLCALL D1SLCALL AD0809MOV B,ACJ2: MOV R0,#31HLCALL D1SLCALL AD0809CJNE A,B,COMPLJMP CJ2 COMP: CJNE A,#30H,N30SETB CTROLJMP CJ1N30: JNC COM96 SETB JRLJMP CJ1COM96:CJNE A,#96H,N96CLR JRLJMP CJ1N96: JC COMABCLR JRLJMP CJ1COMAB:CJNE A,B,DRLJMP CJ2DR: JC DOWNRISE: SETB JRLJMP CJ1DOWN: CLR JRLJMP CJ1AD0809: ;数据采集转换MOV DPTR,#0FFF8HLOOP:MOVX @DPTR,AMOV R7,#0AHDELAY:NOPNOPNOPDJNZ R7,DELAYMOVX A,@DPTRMOV DPTR,#TBCDMOVC A,@A+DPTRMOV @R0,ARETDISP0: ;拆分 MOV R1,#40HMOV A,@R0MOV B,AANL A,#0F0HSWAP AMOV @R1,Ainc R1MOV A,BANL A,#0FHMOV @R1,ARETDISP1: ;查表 MOV R0,#40HMOV R1,#50HMOV R7,#2L1:MOV DPTR,#SEGTABMOV A,@R0MOVC A,@A+DPTRMOV @R1,AINC R0INC R1DJNZ R7,L1RETDISP2: ;显示 MOV R0,#50HMOV R1,#2L2:MOV A,@R0MOV R7,#8L3:RLC AMOV DIN,CCLR CLKSETB CLKDJNZ R7,L3INC R0DJNZ R1,L2RETDISP:PUSH ACCPUSH Bmov 33h,r0LCALL DISP0LCALL DISP1LCALL DISP2mov r0,33hPOP BPOP ACCRETD100MS:MOV R3,#200DEL0: MOV R4,#125DEL1: DJNZ R4,DEL1DJNZ R3,DEL0RETD1S: MOV R5,#10DEL2: CALL D100MSDJNZ R5,DEL2RETINT00:JNB F1,LINTCLR JRSJMP RETURNLINT:SETB F1LCALL D1SRETURN:RETIINTDISP:PUSH ACCPUSH BMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0Hdjnz 20h,backmov 20h,#10LCALL DISPback:POP BPOP ACCRETITBCD:DB 00H,00H,01H,01H,02H,02H,02H,03H DB 03H,04H,04H,04H,05H,05H,05H,06H DB 06H,07H,07H,07H,08H,08H,09H,09H DB 09H,10H,10H,11H,11H,11H,12H,12H DB 12H,13H,13H,14H,14H,14H,15H,15H DB 16H,16H,16H,17H,17H,18H,18H,18H DB 19H,19H,20H,20H,20H,21H,21H,21H DB 22H,22H,23H,23H,23H,24H,24H,25H DB 25H,25H,26H,26H,27H,27H,27H,28H DB 28H,28H,29H,29H,30H,30H,30H,31H DB 31H,32H,32H,32H,33H,33H,34H,34H DB 34H,35H,35H,35H,36H,36H,37H,37HDB 37H,38H,38H,39H,39H,39H,40H,40H DB 41H,41H,41H,42H,42H,43H,43H,43H DB 44H,44H,44H,45H,45H,46H,46H,46H DB 47H,47H,48H,48H,49H,49H,49H,50H DB 50H,50H,51H,51H,51H,52H,52H,53H DB 53H,53H,54H,54H,55H,55H,55H,56H DB 56H,57H,57H,57H,58H,58H,59H,59H DB 59H,60H,60H,60H,61H,61H,62H,62H DB 62H,63H,63H,64H,64H,64H,65H,65H DB 66H,66H,66H,67H,67H,67H,68H,68H DB 69H,69H,69H,70H,70H,71H,71H,71H DB 72H,72H,73H,73H,73H,74H,74H,74H DB 75H,75H,76H,76H,76H,77H,77H,78H DB 78H,78H,79H,79H,80H,80H,80H,81H DB 81H,82H,82H,82H,83H,83H,83H,84H DB 84H,85H,85H,85H,86H,86H,87H,87H DB 87H,88H,88H,89H,89H,89H,90H,90H DB 90H,91H,91H,92H,92H,92H,93H,93H DB 94H,94H,94H,95H,95H,96H,96H,96H DB 97H,97H,98H,98H,98H,99H,99H,99H SEGTAB: DB 77H,14H,0B3H,0B6H,0D4HDB 0E6H,0E7H,34H,0F7H,0F6H END。

相关文档
最新文档