温度控制器的设计与制作

温度控制器的设计与制作

一、功能要求

设计并制作一个温度控制器，用于自动接通或断开室内的电加热设备，从而使室内温度达到设定温度要求，并能实时显示室内温度。当室内温度大于等于设定温度时，控制器断开电加热设备；当室内温度比设定温度小2时，控制器接通电加热设备。

控温范围：0~51

控温精度：≤1

二、硬件系统设计

1．硬件系统由七部分组成，即单片机及看门狗电路、温度检测电路、控制输出电路、键盘电路、显示电路、设置温度储存电路及电源电路。

（1）单片机及看门狗电路

根据设计所需的单片机的内部资源（程序存储器的容量、数据存储器的容量及I/O口数量），选择AT89C51-24PC较合适。为了防止程序跑飞，导致温度失控，进而引起可怕的后果，本设计加入了硬件看门狗电路IMP813L，如果它的WDI脚不处于浮空状态，在1.6秒内WDI不被触发（即没有检测到上什沿或下降沿），就说明程序已经跑飞，看门狗输出端WDO将输出低电平到手动复位端，使复位输出端RST发出复位信号，使单片机可靠复位，即程序重新开始执行。（注：如果选用AT89S51，由于其内部已具有看门狗电路，就不需外加IMP813L）

（2）温度检测电路

温度传感器采用AD590，它实际上是一个与绝对温度成正比的电流源，它的工作电压为4~30V，感测的温度范围为-550C~+1500C，具有良好的线性输出，其输出电流与温度成正比，即1μA/K。因此在00C时的输出电流为273.2μA，在1000C时输出电流为373.2μA。温度传感器将温度的变化转变为电流信号，通过电阻后转变电压信号，经过运算放大器JRC4558运算处理，处理后得到的模拟电压信号传输给A/D转换部分。A/D转换器选用ADC0804，它是用CMOS集成工艺制成的逐次逼近型模数转换芯片，分辨率8位，转换时间100μs，基准电压0~5V，输入模拟电压0～5V。

（3）控制输出电路

控制信号由单片机的P1.4引脚输出，经过光耦TLP521-1隔离后，经三极管C8550直接驱动继电器WJ108-1C-05VDC，如果所接的电加热设备的功率≤2KW，则可利用继电器的常开触点直接控制加热设备，如果加热设备的功率>2KW，可以继电器控制接触器，由接触器直接控制加热设备。

（4）键盘电路

键盘共有四个按键，分别是S1（设置）、S2（+）、S3（-）、S4（储存）。通过键盘来设置室内应达到的温度，键盘采用中断方式控制。

（5）显示电路

显示电路由两位E10501_AR数码管组成，由两片74LS164驱动，实现静态显示，74LS164所需的串行数据和时钟由单片机的P3.0和P3.1提供。对于学过“串行口”知识的班级，实习时，可以采用串行口工作于方式0，即同步移位寄存器的输出方式，通过串行口输出显示数据（实时温度值或设置温度值）；对于没学过“串行口”知识的班级，实习时，可以采用模拟串行口的输出方式，实现显示数据的串行输出。

（6）设置温度存储电路

为了防止设定温度在电源断电后丢失，此设计加入了储存电路，储存器选用具有I2C总线功能的AT24C01或FM24C01均可。每次通过键盘设置的室内设定温度都通过储存器储存起来，即使是电源断电，储存器存储的设定温度也不丢失，在电源来电后，单片机自动将设

定温度从储存器中读出，一方面避免了断电后的更新设置工作；另一方面也保护了控制器控制的安全性，可靠性。

（7）电源电路

电源采用了串联型集成稳压器电路，电源有两路输出，一路由L7805CV稳压输出+5V，除JRC4558、AD590外，电路的其它部分均由+5V供电；一路由MC78L12和LM79L12稳压输出±12V，给JRC4558、AD590供电。当然这里还可以选择现成的开关型稳压电源，但

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;温度控制器源程序

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s1 bit p1.0 ;s1按键控制口位

s2 bit p1.1 ;s2按键控制口位

s3 bit p1.2 ;s3按键控制口位

s4 bit p1.3 ;s4按键控制口位

wdkz bit p1.4 ;温度控制口位

wdi bit p1.5 ;看门狗触发端

sda bit p1.7 ;AT24C01的数据线

scl bit p1.6 ;AT24C01的时钟线

drxd bit p3.0 ;74LS164数据

dtxd bit p3.1 ;74ls164时钟

intr bit p3.2 ;A/D转换结束信号控制口位

szled bit p3.5 ;设置LED

sbz bit 00h ;秒标志位

swwd equ 30h ;十位温度的BCD码存储单元

gwwd equ 31h ;个位温度的BCD码存储单元

adpj equ 32h ;A/D转换后的平滑滤波值存储单元szwd equ 33h ;设置温度值存储单元

adwz equ 34h ;5次A/D值的初始位置,即34h~38h mjsz equ 39h ;1秒记数值(50ms次数)

smjsz equ 3ah ;3秒记数值（200ms次数）

shmjsz equ 3bh ;10秒记数值（200ms次数）

org 0000h

ljmp start

org 000bh

ljmp timezd ;T0中断

org 0013h

ljmp temszzd ;INT1中断

org 0030h

start: clr sbz

mov mjsz,#20

mov smjsz,#15

mov shmjsz,#50

mov sp,#60h

;--------------赋初值

;lcall durom

mov szwd,a

;--------------读设置温度

mov tmod,#01h

mov th0,#3ch

mov tl0,#0b0h

setb tr0