智能温度控制系统

摘要

智能温度控制系统

近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。本系统是以单片机的基本语言汇编语言来进行软件设计编程的，其指令的执行速度快，节省存储空间。为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了。使硬件在软件的控制下协调运作。

根据本温度系统的设计要求，该系统是由单片机和温度传感器与一体的综合设计，由于是用单片机采集温度信号，所以在之前必须对温度信号进行放大和转换，就应该选择放大器和A/D转换器，本系统要实现人工智能化，就必须有对温度进行设定，所以还需要设计键盘与单片机系统进行沟通。

关键字：单片机温度传感器键盘 A/D转换器放大器

目录

摘要 ........................................................................................................................... I 第一章绪论.. (1)

第二章设计要求 (2)

2.1 设计课题工艺过程简介 (2)

2.2 控制任务指标及要求： (2)

第三章系统设计思想 (3)

第四章硬件的选择 (4)

4.1 单片机的选择 (4)

4.2 温度传感器的选择 (4)

4.3 显示器的选择 (4)

4.4 键盘的选择 (4)

4.5 温度控制部分 (5)

4.6 自动推舟控制部分 (5)

4.7 实现方案 (5)

第五章硬件设计 (6)

5.1单片机基本系统： (6)

5.1.1 单片机8051 (6)

5.1.2 8155简介 (9)

5.2前向通道 (13)

5.2.3 温度传感器： (13)

5.2.4 运算放大器 (15)

5.2.5 A/D转换器： (18)

5.3 后向通道.................................................................................... 错误！未定义书签。

5.4 人机对话通道 (20)

5.4.1 显示器： (20)

5.4.2 键盘 (23)

5.4.374922引脚说明及功能 (26)

5.5 其他外围器件 (26)

第六章软件设计 (29)

6.1 软件设计思路： (29)

6.2 程序设计流程说明： (29)

6.3 主程序流程图如下： (30)

6.4 键盘输入中断服务程序 (31)

6.5 温度检测子程序流程图 (31)

6.6 程序清单 (32)

结论 (37)

谢辞 (38)

参考文献 (39)

第一章绪论

计算机是人类有史以来最伟大的发明之一，人类经过几个世纪的努力，把计算机从中国古老的算盘发展到当代的计算机。当代计算机并非仅用于计算，它更广泛地应用到社会生活中的各个领域，从宇宙飞船到人造卫星，从天气预报到地震预报，从办公自动化到生产过程自动化，都离不开计算机的应用，计算机已成为促进现代文明的进步，推动人类社会发展的“智能工具”。

单片微型计算机（single chip microcomputer）被称为单片机，它是各类专用控制器而设计的通用或专用微型计算机系统，高密度集成了普通微机的微处理器、一定容量的RAM和ROM以及输入/输出接口，定时器等电路于一块芯片上构成的。

单片机的应用十分广泛，其具体有以下几个特点：

（1）小巧灵活、成本低，易于产品化。它能方便地组装成各种智能化的控制设备及各种智能仪器仪表。

（2）面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性能价格比。

（3）抗干扰能力强，适应温度范围宽，在各种恶劣的环境条件下都能可靠地工作，这是其它机种无法比拟的。

可以很方便地实现多机和分布控制。使整个系统的效率和可靠性他大为提高。

（4）单片机具有体积小、功耗低、价格便宜等优点，今年来还开发了一些以单片机母片（如8051），在片中嵌入更多的专用型单片机，因此单片机在计算机控制领域中应用越来越广泛。

单片机的应用意义不仅带来的巨大经济效益。更重要的意义还在于单片机的应用正从根本上改变着传统的抗争系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件的方法实现。这种以软件取代硬件并提高系统性能的控制技术，称之为微控制技术。微控制技术标志着一种全新概念的出现，是对传统控制技术的一次革命。随着单片机应用的推广和普及，微控制技术必将不断发展，日益完善。

温度是工业控制对象中主要的被控参数之一,特别是在冶金,化工, 建材,食品加工,机械制造等各类工业中广泛使用加热炉,热处理炉,反应炉等。这些技术高精度高的自动控制可以使用计算机来完成。但由于在工业生产中，生产的对象往往是复杂多变的，都用计算机控制可能增加生产成本，因此为了能够满足人们的生产需要，在很多生产控制中就运用到了单片机控制下面就是运用单片机控制元件生成的推舟设计系统。

第二章设计要求

设计一个温度控制系统，实现计算机控制自动推舟系统具体要求如下:

2.1 设计课题工艺过程简介

随着现代社会的高速发展，在工业生产现场和电力电子技术领域中，半导体元器件得到广泛的利用。在半导体产品的研制和生产过程中，有一道关系到半导体器件性能的关键工序——在外延片上均匀地生长若干不同厚度的掺杂层，生长的方法是：首先，将待加工的外延片放在液相外延炉中预热，在推杆的前端并列放着几个小方框，小方框中装有不同的惨杂物。当炉温达到一定温度值后，预热结束后炉温开始下降，根据半导体器件的要求，当炉温降到某个设定值时，便要将推杆推进一个舟的距离，使舟中的掺杂物对准外延片，并在外延片生长一片薄层。当炉温再降到另一个规定值时，直到掺杂完所有层，生成半导体器件。根据该半导体器件的掺杂层数的不同推舟的距离在20mm-170mm之间。同样，推舟的速度也各有不同的要求，大约介于7mm/s-25mm/s 之间。

2.2 控制任务指标及要求：

掺杂推舟工作温度范围：700- 400℃

推舟总距离：小于170mm

一次推舟距离：20mm-170mm

推舟的速度（可转化为时间）：7mm/s-25mm/s

一次工序推舟次数：1-6个舟