基于单片机的温度控制系统设计毕业论文
职业学院毕业论 题目单片机温控制系统研制 系 院工程技术学院 学生姓名 学。
专 业机电体化 年 级 指导教师 完成日期X月X日 毕业设计（论）任 设计（论）题目 单片机温控制系统研制 学生姓名 专业 机电体化 指导教师姓名 下发日期 0XX 年 月 9 日 任起止日期 0XX年 月 9 日至 0XX 年 5 月 5 日 设计（论）主要容 进 安 排 序 设计（论）工作任 日 期。
指导教师指导毕业生选题 059—063。
指导教师指导论提纲 063—063 3 指导教师指导论稿 063—0633。
指导教师指导论二稿 06—0630 5 指导教师指导论定稿 065—065 6 论答辩 053—065 主要参考献 [] 张耀宗机械加工实用手册编写组机械工业出版社009 [] 李军数控机床参考设定制造技术与机床03 [3] 许镇宇机械零件北京高等教育出版社,0 [] 孔庆复计算机辅助设计与制造哈尔滨哈尔滨工业学出版社0 [5] 雷宏机械工程基础哈尔滨黑龙江出版社0 [6] 王发实用机械设计。
北京北京理工学出版社03 [7] 唐宗军机械制造基础。
连机械工业出版社00 系责人见 摘 要 温是表征物体冷热程物理量是工农业生产程很重要而普遍参数。
由温测量普遍性温传感器数量各种传感器居首位。
以温室研究对象以895单片机核心所实现温控制系统具有动完成数据采集、数据处理、数据换控制、键盘终端处理及显示功能。
实际温超上限或者低下限系统动报警。
对系统进行调试并R里仿真结表明该系统原理可行。
又空进行试验误差℃左右结合预期。
运行稳定、控制效、性价比高。
关键词单片机温控制8B0温室 目 录 摘 要 br 目 录 绪论 课题研究背景及义 国外研究现状 国外研究现状 国研究现状 3总发展阶段 3课题研究容 二 硬件系统总体方案设计 3 硬件系统总体设计方案 3 硬件系统总体设计方案二 3硬件系统方案选择 三 控制系统硬件设计 6 3单片机 6 3 数温计8B0 9 3 80数温计主要特性 9 33 X键盘 9 3数码管 0 35光电耦合器 36 双向晶闸管 3 37 加热器 38 反相器706 5 39双四输入与门7L 6 39蜂鸣器 6 四 控制系统软件设计 7 主程序模块设计 7 主程序流程图 7 温采集模块程序设计 8 8B0序 8 3 温子程序流程图 0 3温设定模块程序设计 3断子程序 3 键盘扫描子程序 温显示模块设计 3 设定值显示子程序 3 实际值显示子程序 5温控制模块设计 5 5双位控制算法设计 5 5温控制子程序流程图 5 6报警模块程序设计 6 五 结分析 7 5 R仿真 7 5 键盘设定温仿真 7 5 温采集仿真 8 53 整体仿真 8 5实际运行结 9 六 总结与展望 3 6总结 3 6展望 3 致 谢 3 附录程序 33 参考献 绪论 课题研究背景及义 温是表征物体冷热程物理量是工农业生产程很重要而普遍参数。
温测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能、生产安全、促进国民济发展起到非常重要作用。
由温测量普遍性温传感器数量各种传感器居首位。
而且随着科学技术和生产不断发展温传感器种类还是不断增加丰富满足生产生活要。
单片机温测量系统关键是测量温、控制温和保持温温测量是工业对象主要被控参数。
温控制发展引入单片机可以降低对某些硬件电路要但依然要重视测试电路身重要性尤其是直接获取被测信传感器部分仍应给以充分重视有提高整台仪器性能关键仍然测试电路尤其是传感器改进。
现传感器也正受着微电子技术影响不断发展变化。
传感器正朝着型、固态、多功能和集成化方向发展。
基单片机温控制系统可以实现对温精确控制使得某些场合下人们对温高低要得以实现。
对人们生产和生活影响巨比如我国北方冬天温极低但引入温室棚冬天候人们也能吃到新鲜蔬菜；钢铁厂里炼铁对温要更高这就使得温控制变得极有义而我们日常生活空调让冬天不冷夏天不热确实让我们感受到温控制对我们生活质量提高也有着极作用。
总现代工业设计工程建设及日常生活温控制都起着重要作用。
国外研究现状 国外研究现状 国外对温控制技术研究较早始0世纪70年代。
先是采用模拟式组合仪表采集现场信息并进行指示、记录和控制。
80年代末出现了分布式控制系统。
990年代期智能温控仪问世它是微电子技术、计算机技术和动测试技术结晶。
目前国际上已开发出多种智能温控器系列产品。
智能温控器部都包含温传感器、换器、信处理器和接口电路。
有产品还有多路选择器、央控制器（）、随机存储器（R）和只存储器（R）。
现世界各国温测控技术发展很快些国实现动化基础上正向着完全动化、无人化方向发展。
国研究现状 我国对温测控技术研究较晚始0世纪80年代。
我国工程技术人员吸收发达国 温测控技术基础上才掌握了温室微机控制技术该技术仅限对温单项环境因子控制。
我国温测控设施计算机应用总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段渡和发展。
技术上以单片机控制单参数单回路系统居多尚无真正义上多参数综合控制系统与发达国相比存较差距。
我国温测量控制现状还远远没有达到工厂化程生产实际仍然有许多问题困扰着我们存着装备配套能力差产业化程低环境控制水平落软硬件不能共享和可靠性差等缺。
3总发展阶段 总说温控器被广泛应用工农业生产、科学研究和生活等领域数量日渐上升。
近年温控器发展致历了三阶段模拟温控制器；集成温控制器；3能温控制器目前国际上新型温控器正从模拟式向数式、由集成化向智能化、络化方向发展。
3课题研究容 所要研究课题是基单片机温控制系统设计控制对象温室主要目标是实现温设定值显示、实际值实测量及显示温超上限和低下限危险报警。
单片机连接温调节装置由软件与硬件电路配合实现温实控制显示可由软件控制并数码管显示。
比较采集到温与设定值及上下限然做出相应反应控制执行机构是否降温或升温判断警报与否。
二 硬件系统总体方案设计 次毕业设计以 5系列单片机核心对温进行控制使被控对象温稳定某指定数值上允许有℃误差（不包括元件身制造引起误差）键盘输入设定温值L数码管显示温值（实际或设定）。
基上述要提出以下两种方案下是对两种方案具体论述。
硬件系统总体设计方案 方案如图所示方案选用8B0芯片进行温采集及模拟量与数量换并直接输出数量无信放且只占用根口线然将其送数码管显示。
X矩阵式键盘首先要对其进行键盘扫描判断是否有键按下如有键按下要判断是那键按下确定键值然对其进行输入把设定温值送给数码管进行显示。
如对温值已设定完毕无再按任何键即有效如温值设定得不合理可对温进行重新设定温上下限可由软件编程设定这样就完成了对温总体设置。
对数码管显示模块采用了动态显示方法程序设计也相应采用动态显示方法对其进行编写。
首先把设定（或采集到）数据十进制数进行节拆分分别出要显示位数、十位数、位数（显示实际温还要出十分位）然将其送至数码管显示。
对温控制模块首先是把采集数据和设定温上下限进行比较如低下限值或高上限值蜂鸣器警报再把实际温和设定温比较定加热与否以及加热控制。
单片机软件编程灵活、由可用软件编程实现各种控制算法和逻辑控制不要向外扩展存储器可使系统整体结构更简单。
信传递路线短可以提高系统精。
8B0 单 片 机 键盘设定温 双向可控硅 光电耦合器 加热装置 报 警 数 码 管 显 示 图 方案框图 硬件系统总体设计方案二 方案二如图所示采用 895作控制核心,以使用普遍器件 0809作模数换,控制上使用电阻丝进行加热。
方案简易可行,器件价格便宜,且 0809是 8位模数换,测温围是 0800℃误差 05%,即分辨率 00而 0809分辨率 56故能满足题目精要。
系统要有温设定部分由 805接口不够问题所以对其进行接口扩展采用常用 855并行接口芯片对其扩展采用 ×矩阵式键盘接 855 口和 B口键盘有 0到 5十六数键对温显示采用三数码管对其进行显示分别是位、十位、位。
且系统设置报警装置使用户能够实知道温是否所设定所围。
590 放电路 单 片 机 模数换 键盘设定温 8555 双向可控硅 光电耦合器 数码管显示 加热装置 报 警 图 方案二框图 3硬件系统方案选择 两种方案区别温采集部分由上可知8B0相对590系统优势相当明显节约单片机口线数据传送路径短精确高节约成故选用方案。
温检测部分使用了8B0、895单片机及数码管硬件电路完成对室温实检测与显示通×键盘设定温室温比较温设定值与实测值然由单片机发出信控制光电耦合器和双向可控硅导通与否由控制加热器通断实现对温室温恒温控制。
因温室温波动比较故不必采用软件滤波对温进行平滑控制。
报警部分采用3V有蜂鸣器发出危险警报。
单片机温控制系统具有微型化、低功耗、高性能、易配微处理器等优可以进行多测温8B0可以直接将温化成串行数信供微机处理而且每片 8B0都有唯产品可以并存入其R以便构成型温测控系统单线上连接多8B0芯片当然口能挂接多少片8B0因单片机不而异。
从8B0出或写入8B0信息仅要根口线其写及温变换功率数据总线该总线身也可以向所连接8B0供电不要外部电8B0能提供9位温数出厂默认是位无任何外围硬件即可方便地构成温检测系统。
单片机具体实现功能如下 、连续测量温室温值控制数码管显示温室实际温； 、控制键盘设定温室温值并用数码管显示。
设定围室温至5℃；实现温室恒温控制比如设定值50℃则应使实际值与50℃相接近。
三 控制系统硬件设计 基上分析我选择了方案方案原理图如图3所示。
主要介绍介绍控制系统所使用到各种元器件。
图3 系统原理图 3单片机 将运算器、控制器、存储器和各种输入／输出接口等计算机主要部件集成块芯片上就能得到单芯片微型计算机。
它虽然只是芯片但组成和功能上已具有了计算机系统特因称单片微型计算机(glrr)简称单片机。
因其体积、功耗低、价格低廉、抗干扰能力强且可靠性高适合应用工业程控制、智能仪器仪表和测控系统前端装置。
次毕业设计所采用是895。
以下简述次毕业设计所用到与其相关知识。
、主要特性 （）与5兼容 （）K节可编程闪烁存储器寿命000次写擦循环数据可保留0年 （3）全静态工作0zz （）三级程序存储器锁定 （5）8X8位部R （6）口共3根可编程口线 （7）两6位定器计数器 （8）5断 （9）可编程串行通道 （0）低功耗闲置和电模式 （）片振荡器和钟电路 、管脚说明 895管脚布置如图3所示 V供电电压。
G接地。
0口 0口8位漏级开路双向口每脚可吸收8L门电流。
当口管脚次写被定义高阻输入。
0能够用外部程序数据存储器它可以被定义数据地低八位。
编程0 口作原码输入口当进行校验0输出原码0外部必须被拉高。
口 口是部提供上拉电阻8位双向口口缓冲器能接收输出L门电流。
口管脚写入被部上拉高可用作输入口被外部下拉低电平将输出电流这是由部上拉缘故。
L编程和校验口作低八位地接收。
口 口部上拉电阻8位双向口口缓冲器可接收输出L门电流当口被写“”其管脚被部上拉电阻拉高且作输入。
并因作输入口管脚被外部拉低将输出电流。
这是由部上拉缘故。
口当用外部程序存储器或6位地外部数据存储器进行存取口输出地高八位。
给出地“”它利用部上拉优势当对外部八位地数据存储器进行写口输出其特殊功能寄存器容。
口L编程和校验接收高八位地信和控制信。
3口 3口管脚是8带部上拉电阻双向口可接收输出L门电流。
当3口写入“”它们被部上拉高电平并用作输入。
作输入由外部下拉低电平3口将输出电流（LL）这是由上拉缘故。
3口也可作895些特殊功能口如下所示3口管脚备选功能 30 RX（串行输入口） 3 X（串行输出口） 3 0（外部断0） 33 （外部断） 3 0（记器0外部输入） 35 （记器外部输入） 36 R（外部数据存储器写选通） 37 R（外部数据存储器选通） 3口闪烁编程和编程校验接收些控制信。
R复位输入。
当振荡器复位器件要保持R脚两机器周期高电平。
LRG当访问外部存储器地锁存允许输出电平用锁存地低8位节。
L编程期引脚用输入编程脉冲。
平L端以不变频率周期输出正脉冲信频率振荡器频率6。
因它可用作对外部输出脉冲或用定目。
然而要是每当用作外部数据存储器将跳L脉冲。
如想禁止L输出可R8地上置0。
L只有执行VXV指令是L才起作用。
另外该引脚被略微拉高。
微处理器外部执行状态L禁止置位无效。
外部程序存储器选通信。
由外部程序存储器取指令期每机器周期两次有效。
但访问外部数据存储器这两次有效信将不出现 V当保持低电平则期外部程序存储器（0000）不管是否有部程序存储器。
加密方式将部锁定R；当端保持高电平部程序存储器。
L编程期引脚也用施加V编程电（V）。
图3 895管脚 3 数温计8B0 传统模拟信远距离传送测量系统要很引线误差补偿问题、多切换误差问题和放电路零误差问题等技术。
另外考虑到般测量现场电磁环境非常恶劣各种干扰信较强模拟信很容易受到干扰而产生测量误差影响测量精。
因温测量系统采用抗干扰能力较强新型数温传感器是这些问题有效方案。
实际温测量程被广泛应用也取得了良测量效。
3 80数温计主要特性 、80适应电压围更宽其围3055V而且它能够直接由数据线获取电(寄生电)无外部工作电。
、80提供了9位摄氏温测量具有非易失性、上下触发门限用户可编程报警功能。
3、80通r总线与央微处理器通信仅要单根数据线(或地线)。
使用程它不要任何外围元件全部传感元件和换电路集成形状如只三极管集成电路。
、80具有55°至+5°工作温围0°至+85°温围精±05°。
5、每片8B0具有唯6位序列码这些序列码允许多片8B0条r总线上工作因而可方便地使用单微处理器控制分布围多片80器件。
6、80测量结直接输出数温信以“线总线”串行传送给还可以传送给R校验码它具有极强抗干扰纠错能力。
7、80具有特性当电极性接反芯片不会因发热而烧毁但是不能正常工作。
33 ×键盘 用计算机系统键盘通常有两类类是编码键盘即键盘上闭合键识别由专用硬件实现另类是非编码键盘即键盘上闭合键识别由软件完成。
次毕业设计采用是×矩阵键盘矩阵键盘由行线与列线组成按键位行列线交叉上。
如图33所示×行列结构可以构成含有6按键键盘显然按键数量较多矩阵键盘较独立式键盘要节省很多口线。
次毕业设计键盘设计思路如下 对赋值使0x然令行即0等零如行有按键按下则至7值会发生变化如按键按下则等0；如二按键按下则5等0；如三按键按下则6等0；如四按键按下则7等0。
按规律直至四行扫描完成。
对键盘响应取键盘工作方式键盘工作方式应根据实际运用系统工作状况而定其选择原则是既要保证能及响应按键操作又不要多占用工作。
通常键盘工作方式有3种即编程扫描、定扫描和断扫描次毕业设计采用断扫描。
采用编程扫描或定扫描无论是否有键按下都要定扫描而按键按下不是常发生事件这样对键盘会常进行空扫描。
进步提高工作效率故选用断扫描其工作程如下当无键按下处理己工作当键盘上有键按下才产生外部断请响应键盘断请断子程序扫描并判别键盘上闭合键出输入数值。
对键盘上闭合键键进行确定可以根据行线和列线状态确定；也可以预先程序存储器放入键盘键值表次毕业设计采用前者。
3数码管 单片机应用系统通常使用是七段L这种显示器结构如图所示共有8发光二极管其7发光二极管七段形“8”发光二极管构成数。
次毕业设计用是四位共阴极数码管数码管发光二极管阴极接地当某发光二极管阳极高电平即逻辑“”发光二极管亮。
如图3所示0口接5V上拉电阻0007依次与数码管相接构成数码管段选03依次与相接构成数码管位选。
图3 数码管显示原理图 L显示器工作原理亮显示器有静态和动态两种方法。
所谓静态显示就是当显示某相应发光二极管恒定导通或截止如上图七段显示器、b、、、、导通g截止则显示“0”。
这种显示方式每位显示器都要有8位输出口控制其优是显示稳定无闪烁缺是占用口线多适用显示位数较少场合。
所谓动态显示就是位位轮流亮各位显示器对每位显示器说每隔段亮次。
由循环显示频率高较高利用人眼暂留特性看不出闪烁现象显示器亮既跟亮导通电流有关也跟亮和隔有关调整电流和参数可实现亮较高较稳定显示。
若显示位数不8位则控制显示器公共电极只口控制各位显示器所显示形也只口。
L数码管分共阳极和共阴极不共极方式显示样数码管段选是不如下表七段共阴极L型码。
表 七段共阴极L段型码 显示。
G。
b。
共阴极 0 0 0。
3。
0 0 0 0 0。
0 06。
0。
0。
0。
5B 3 0。
0 0。
0。
0 0。
0 66 5 0。
0。
0。
6 6 0。
0。
7 7 0 0 0 0 0。
07 8 0。
7 9 0。
0。
6 35光电耦合器 光电隔离器件从方面看可粗略分光耦合器及应用光耦合器或其他电子器件制成或应用光耦合器制成器件。
光耦合器因可实现输入与输出电位上严格隔离所以电力电子设备晶闸管门极控制与全控型器件驱动及信传输实现输入输出隔离等方面都得到了广泛应用,光电耦合器虽种类较多部结构有所不其速也有差别但其基特性和参数定义却有共。
光电耦合器部由发光二极管和光敏管耦合电容很所以共模输入电压通极耦合电容对电流影响很因而共模抑制比很高。
光电耦合器光敏管集电极电流与发光二极管入电流比称电流传输比。
对微变量输出电流与入电流比叫微变电流传输。
对线性比较光耦合器以上两者近似相等。
光耦合器发光二极管和光敏晶体管额隔离电阻（绝缘电阻）较 ,隔离电压500～000V有可达0KV隔离电容。
光耦合器与晶体管样可以线性工作也可开关状态工作。
电驱动电路光耦合器般用传送脉冲信所以光耦合器工作开关状态。
高频工作应考虑光耦合器响应。
发光二极管电阻R影响光耦合器响应R越光耦合器响应越短所以实际应用光耦合器允许集电极电流围尽量减电阻以提高光耦合器响应速。
30是直流输入双向晶闸管输出光耦合器。
该器件有输入、输出两部分组成它输入端有两引脚输入极是砷化镓红外发光二极管工作该二极管发出足够红外光触发输出部分它输出端也有两引脚组成输出极具有零触发光控双向晶闸管当红外发光二极管通5～5正向电流发出红外光输出极双向晶闸管光敏基极受到红外光照射而触发双向晶闸管使输出端电压接近0导通即输入与输出端有光耦合器件导通其输出端电压降至很低当电流双向晶闸管维持电流 00μ双向晶闸管关断。
如图35所示单片机30通706反相器接30阴极（管脚）当30口置30管脚被置零又5330005,即触发电流但约等530红外发光二级管发出足够红光触发输出部分。
当30置030管脚被置处高电平30红外发光二极管处截至状态输出部分不被触发。
30相关参数如下 （）、隔离电压7500V （）、输出类型零检测 （3）、输入电流60 （）、输出电压00V （5）、针脚数6 （7）、光电耦合器类型三端双向可控驱动器 （8）、关态电压00V （9）、功耗50 （0）、工作温围0°至+85° （）、正向电压V5V （）、电压, V型值5V （3）、触发电流, 5 36 双向晶闸管 温控制系统主电路般使用晶闸管组成开关电路通控制晶闸管导通控制加热因系统主电路采用了双向晶闸管交流电压正半周期使其沿某方向导通半周期则逆向导通。
主要参数选取 0V,0加热器 电流有效值 电流峰值× 因当双向晶闸管全开单方向电流交流半周期电流所以 而流双向晶闸管电流平值 晶闸管额定电压选择晶闸管额定电压应正常工作峰值电压3倍。
××所以取600V。
晶闸管额定电流选择晶闸管通态平电流实际正常平值50倍。
0×0×09098 所以晶闸管额定电流可取8。
根据计算数据选择双向晶闸管型B08600。
主要参数 通态电流(R)8 浪涌电流80 正向耐压VR＞600V 反向耐压VRR＞600V 触发电流G5 通态压降V＜55V 晶闸管流压保护采用了般阻容保护电路其参数 50×0×（×0）×008 图35 光电耦合器控制可控硅原理图 37 加热器 加热装置是对温室进行加热使温稳定设定温值。
系统采用加热器进行加热。
是v rr 缩写思是正温系数泛指正温系数很半导体材或元器件。
通常我们提到是指正温系数热敏电阻简称热敏电阻。
图36是其电阻随温变化曲线热敏电阻是种型具有温敏感性半导体电阻,超定温(居里温)它电阻值随着温升高呈阶跃性增高。
陶瓷材通常用作高电阻优良绝缘体而陶瓷热敏电阻是以钛酸钡基掺杂其它多晶陶瓷材制造具有较低电阻及半导特性。
通有目掺杂种化学价较高材作晶体阵元达到晶格钡离子或钛酸盐离子部分被较高价离子所替代因而得到了定数量产生导电性由电子。
对热敏电阻效应也就是电阻值阶跃增高原因材组织是由许多微晶构成晶粒界面上即所谓晶粒边界(晶界)上形成势垒阻碍电子越界进入到相邻区域因而产生高电阻这种效应温低被抵消晶界上高介电常数和发极化强低温阻碍了势垒形成并使电子可以由地流动。
而这种效应高温介电常数和极化强幅地降低导致势垒及电阻幅地增高呈现出强烈效应。
图36 电阻温曲线 型陶瓷加热器采用陶瓷发热组件与波纹铝条高温胶粘组成。
该类型加热器有热电阻、换热效率高优是种动恒温、省电电加热器。
它显著特有加热器体设计加热温00摄氏以下多档次任何情况下体不发红且有保护隔离层任何应用场合不要石棉等隔热材进行降温处理可放心使用不存对人体烫伤和引发火灾问题。
比较电热管和电阻丝加热产品产品是靠材身特性根据环境温改变调节身热功率输出所以它能将加热器电能消耗优化控制高发热效率材也幅提升了电能利用效率。
次毕业设计我所选用加热器主要参数有电压0V功率0长0宽0厚7。
属功率类型用其加热恒温发热、无明火、热换率高、受电电压影响。
38 反相器706 系统两次运用了706反向器次是单片机30口与30管脚作用是使30被置30管脚被置0且与真实0更接近30光敏二级 管导通；当30被置030管脚被置且更接近5V使30光敏二级管真正能够处截至状态。
另处是与蜂鸣器阴极相接作用和上述类似。
我所采用型是706管脚6路独立反向驱动V围7555V。
图37 反相器706管脚 39双四输入与门7L 7L是双输入四与门B我所使用型是7L管脚V围7555V推荐使用5V。
系统按键按下3始终高电平当有键按下通7L作用输出低电平使3高电平变低电平触发外部断0断程序里扫描键盘并计算输入温设定值。
使用断处是使有键按下才扫描键提高了效率。
图38 四输入与门7L管脚 39蜂鸣器 次毕业设计警报部分是通有3V蜂鸣器实现当实际温超上限或低下限进行危险报警其长脚正极短脚极正极与5V电压相接极通706与3相接。
四 控制系统软件设计 了实现系统温检测和控制并能够实显示整系统由如下几主要模块组成主程序模块、温采集模块、温设定模块、温显示模块报警模块温控制模块等几模块组成。
将对如上所叙述几模块分别进行介绍并阐述程序编写思路和所实现功能。
主程序模块设计 主程序主要设计思想是围绕题目基要而展开系统按键设定温产生外部断0入断程序断程序获取设定温值主程序进行数据存储、调用数码管显示、报警控制、温控制等子程序模块。
所以主程序主要是对系统初始化和调用各子程序模块。
主程序流程图 图主程序流程图 图 主程序流程图 温采集模块程序设计 温采集是数温计8B0通单片机进行严格序控制完成空不是很围采用片8B0进行单测温即可实现对温较精确控制。
8B0序 8B0序可分三部分初始化序、写序和序。
只有遵守严格序8B0才能进行温采集。
初始化序 8B0所有通信都是由复位脉冲组成初始化序列开始。
该初始化序列由主机发出跟由8B0发出存脉冲（r l）。
图阐述了这当发出应答复位脉冲存脉冲8B0通知主机它总线上并且准备操作了。
当8B0检测到上升沿等待5到60μ然以拉低总线600μ方式发出存脉冲主机将总线拉低短80μ释放总线。
由5kΩ上拉电阻作用总线恢复到高电平。
至初始化和存序完毕。
写序 如图3所示所有写隙必须至少有60μ持续。
相邻两写隙必须要有少μ恢复。
所有写隙（写0和写）都由拉低总线产生。
产生写隙拉低总线主机必须5μ释放总线（拉低电平要持续至少）。
由上拉电阻作用总线电平恢复高电平直到完成写隙。
产生写0隙拉低总线主机持续拉低总线即可直到写隙完成释放总线（持续600μ）。
写隙产生8B0会产生5到60μ采样总线以确定写0还是写。
3序 如图所示8B0只有主机发出隙才能发送数据到主机。
因主机必须B（存储器） 命令B（电）命令立即产生隙以使8B0提供相应数据。
另外（温换）命令B8（rll）命令也要产生隙。
所有隙必须至少有60μ持续。
相邻两隙必须要有少μ恢复。
所有隙都由拉低总线持续至少μ再释放总线（由上拉电阻作用总线恢复高电平）产生。
8B0输出数据下降沿产生5μ有效。
图 8B0复位序图 图3 8B0写序图 图 8B0序图 3 温子程序流程图 温子程序是单片机控制下形成严格序完成温换并作数据相应处理。
温换命令子程序主要是发温换开始命令次毕业设计采用位分辨率换所约750。
因是单测温不要R校验。
图5温子程序流程图 图5 温子程序流程图 3温设定模块程序设计 温设定模块是用设定温通X键盘输入想要控制温值。
次毕业设计通断进行扫描。
3断子程序 系统断采用是外部断0外部断0初始化子程序主程序开始即被调用当键盘上有键按下即产生外部断0执行断子程序获取输入设定值断回。
图6断子程序流程图 图6 断子程序流程图 3 键盘扫描子程序 键盘扫描是断扫描若有键按下则从行开始扫描直到确定按键行与列确定键值并返回键值。
图7键盘扫描子程序流程图 图7 键盘扫描子程序流程图 温显示模块设计 温显示模块要显示温有设定值与实际值通35电平高低控制而35电平高低由与其相连开关通断控制。
设定值显示子程序 设定数值围然状态下室温5℃且整数所以四位七段数码管左数位位选信始终被置零0口进行段选口低四位依次进行千、、十、位数码管位选。
图8设定值显示子程序流程图 图8 设定值显示子程序 实际值显示子程序 实际值是温室然状态下室温5℃数其带有位数四位八段数码管从左至右依次是位、十位、位、十分位。
数码管段选口还是0口口低四位依次是位、十位、各位、十分位数码管位选口线。
图9 实际值显示子程序流程图 5温控制模块设计 温控制模块简单说就是要实现温控制实际温高设定值降温；实际温低设定值加热。
系统加热装置加热器。
5双位控制算法设计 温室环境是复杂分布式参数系统由其身复杂性和外界气候较强影响要使控系统将其控制到定指标上存定难但由温室作物对各种参数变化不是很敏感因没有必要将各种参数进行精确控制只要控制段适宜围即可又考虑到智能终端通用性次毕业设计采用实现起比较简单双位控制算法。
双位控制又称继电器接触控制理想双位控制规律数学表达式 双位控制规律是测量值(或)给定值控制器输出(或)值即系统只有两输出值系统30就相当双位控制器。
其只有“”和“0”这两种状态。
执行机构也只有“开"和“关"两极限工作位置。
给定温设定值当被控温室温低设定值30置加热器工作而当温室温高设定值30置0关闭加热器从而实现温控制。
双位控制对象特性、荷变化较、程滞、允许被控制参数定围波动可以适用温室系统控制。
5温控制子程序流程图 图0温控制子程序流程图 图0 温控制子程序流程图 6报警模块程序设计 报警模块工作很简单就是判断实际温超上限或低下限报警。
图报警控制子程序流程图 图报警控制子程序流程图 五 结分析 5 R仿真 总体电路原理图设计KL3里用语言编出相应程序程序调试没有问题接着就对程序进行仿真总体思路是由局部到整体。
首先进行键盘设定温值并用数码管显示仿真再进行8B0采集温并用数码管显示仿真这两关键部分完成就进行总体程序仿真。
5 键盘设定温仿真 将×键盘扫描程序编R里进行仿真发现当我按下某按键数码管位十位各位显示都是那键值比如我按下3候这三位数码管都是3思考了许久我初步判断原因可能是是按键按下因键盘直处按下状态而按键扫描程序扫描按键速非常快以至我按下次键盘扫描了些次如想我就设定标志位按键按下置键抬起置0但效依旧不佳；我扫描每行键都加上判断按键是否释放程序如释放再取键值如就能正确输入按键值比如我要输入3就只要依次按下、、3。
如图5所示键盘设定初值3℃并用数码管显示 图5 键盘设定温3℃仿真 5 温采集仿真 根据8B0序图编程序并KL3里检语法没有错误链接到R里进行仿真。
开始R里设定改变温步长℃软件里也就相应将采集到温设置整数上下限与这整数相差。
这样会使误差加将仿真步长改0℃程序也做出相应修改使实际温保留位数。
如图5所示R仿真温采集获取当前环境温87℃。
图5 温采集仿真 53 整体仿真 因实际温保留位数仿真候就出现了错误比如我设定温8摄氏正确情况下蜂鸣器会实际温7℃和9℃报警但是仿真出结是7℃蜂鸣器报警但是当温9℃蜂鸣器并报警直至实际30℃蜂鸣器才会报警。
仔细检程序我发现温子程序模块我取是实际温0倍并取整然我将其与实际值比较前又让其除以0所得值赋给整形数这样就出现了这样种情况比如我初测得实际值是78℃0倍变78℃这是了方便显示了判断是否报警我要将其与设定值比较又设定值是整形数因将数缩0倍赋给整形数实际温就变7℃。
实际温比设定℃能报警又是因只有实际值比设定值℃才会报警实际温等设定下限并不会报警因（7079）℃赋值给整形数始终是7℃只有当实际温 7℃实际值才会下限（设定值8）蜂鸣器才会警报。
出问题所我将设定值扩0倍再与实际值0倍比较这样就很了这问题。
仿真总体完毕。
由上可知仿真调试程我遇到了很麻烦。
仿真程有会感觉程序和硬件都没有问题但是就是不能实现系统所要实现功能因它不允许软件和硬件有问题哪怕是细问题都不允许。
举简单例子就拿数码管显示程序调试仿真说R 里单片机口可以直接驱动动态显示数码管但实际却是不可以。
因R加热装置和实际出入所以R里进行加热仿真就是成功也没有太实际义所以我只进行了系统两重要部分软件仿真以及这两部分合起总体仿真。
5实际运行结 仿真结合预期我就着手实物制作将所用到元件焊接电路板就开始测试系统性能。
次因焊接技术不关数码管显示坏了得良结我又重新将元件焊接另块板子上积累了上次焊接验二次焊接效比前了很多数码管显示正常。
加热装置我选择是加热器其功率0,很只能比较空才能进行温控制。
实际试验8B0以加热器圆心以半径0圆高不超5圆柱围控制效良误差较。
以下简述实际试验些情况。
首先给单片机上电设定温9℃这值就是我期望值了与软件相应把系统能容忍温上下限分别定30℃和8℃按下温切换键显示当前温76℃低温控系统要下限产生报警。
因实际温设定温加热段警报除说明温已进入温控制系统上下限又了段（长短由8B0离加热器距离而变但当系统稳定差异性变）实际温达到9℃关断其余温使温继续上升但没有触发警报段温又降到9比9℃稍低就会加热因加热很快冷却较慢实际温关断下降超设定值幅很即使再也会进行加热如循环多次长试验实际温88℃98℃误差℃左右又由8B0误差±05℃累计误差℃这误差系统是可以容忍。
故次毕业设计总体说是成功。
图53次毕业设计实物显示设定温 图5次毕业设计实物显示实际温 图53 系统运行显示设定温 图5 系统运行显示实际温 六 总结与展望 6总结 无论仿真还是实际试验系统都达到了预期要。
次毕业设计主要完成工作有硬件电路图设计、软件编程与仿真调试、硬件制作等。
以下是具体总结 ()以895单片机核心进行系统设计输入通道采用8B0芯片完成温采集以及输出数量；输出通道采用光电耦合器控制双向可控硅作开关管理加热器通断。
由输入端与输出端有光电隔离能够有效地抑制干扰； ()温控制系统采用双位控制算法将单片机某口线作双位控制器通置“0”或置“”控制输出通道通断。
(3)采用5进行编程通用性强。
原理图设计程使用了R仿真这些都节约了设计而且便编写、调试、修改和增删系统软件编制采用了模块化设计方法。
（）制作硬件候采用双面焊接板辅焊锡膏焊接可靠完成用万用表对焊接件进行“虚焊”与短路测试。
减少硬件调试不成功寻因素麻烦。
（5）根据温控空选择加热装置功率。
（6）使用温计对8B0所测得温进行校正可使结更接近真实情况。
6展望 系统使用895属与5系列兼容8位单片机这种单片机共口3根口线较少运用较复杂系统要扩展而且扩展空也极有限。
随着工业发展对象复杂程不断加深双位控制缺陷也逐渐暴露出而另方面随着智能控制如模糊控制、神络控制等先进控制技术迅速发展它们与常规控制相结合扬长避短发挥各优势形成所谓智能控制。
结合上面论述今还要做进步研究和问题有 ()硬件方面采用性能更优良单片机对系统硬件进行重新设计； ()控制算法方面如要用精确控制双位控制不是选择尝试采用现得到快速发展智能控制方法如模糊控制、神络控制和模糊控制等等； （3）按键方面采用×键盘占用了口十二根口线对身就少895单片机说不是很济复杂系统按键应尽可能少占用口。
致 谢 次毕业设计是导师XX老师细心指导下完成。
论总体方案设计、元件选择、程序编写和论撰写程X老师都给予了力支持和细心指导。
X老师治学严谨知识渊博、人谦虚每次毕业设计遇到难题他答疑候他都会耐心地给我答提出了很多建设性见。
更重要是X老师助我候都是给我概方向然让我己探培养了我独立完成任能力。
朴实无华人格魅力扎实学术和理论水平使我受益匪浅。
借际祝荣老师身体健康工作顺利。
也特别感谢我班主任期答辩期给我指出了许多不足才促使我很快到设计方向。
除了老师助我们班学也给了我很多助。
XX学温传感器上选择给了我些启示并程序编写给了我很多指导；XX学我画原理图程教我如何使用R仿真软件；XX学我焊接电路板告诉了我些重要焊接技巧才使我实物制作上顺利完成。
并向这三位学表示真诚感谢。
附录程序 #lrg5 #l r。
g r r ;。
g。
; # g # r g r b 3^7; 8B0接入口 b 0^0; b ^; b ^; b 3^3; b 303^0; b b3^; b 353^5; r,lr,0,0; r b,,g,; r bl[]{0x3,0x06,0x5b,0x,0x66,0x6,0x7,0x07,0x7,0x6}; 延子函数子程序μ级 v l( ) { l() ; } 8b0温传感器函数 _8B0(v) 初始化8B0 { r x0; ; 但总线复位 l(0); 延60μ左右 0; 拉低总线 l(80); 延80μ ; 拉高总线 l(0); x; 稍延若x0则初始化成功 若x则初始化失败 l(30); } 节 Rr(v) { r 0; r 0; r (8;0;) { 0; 发脉冲信 ; ; 发脉冲信 () |0x80; l(8); } rr(); } 写节 rr(r ) { r 0; r (8; 0; ) { 0; 0x0; l(0); ; ; } l(8); } 取温0倍 Rrr(v) { r 0; r b0; 0; 0; _8B0(); rr(0x); 跳序列操作 rr(0x); 启动温换 _8B0(); rr(0x); 跳序列操作 rr(0xB); 取温寄存器等（共可9寄存器）前两就是温 Rr();取温低位 bRr();取温高位 b; (56+)065;数结扩十倍 rr(); } v lrl( ) 显示实际温 { 00x00; 0xb; 显示数 00X80; l(50); 00x00; 0x; b000;显示位 0bl[b]; l(50); 00x00; 0x; 00%0;显示十位 0bl[]; l(50); 00x00; 0xb; g0%0;显示位 0bl[g]; l(50); 00x00; 0x7; %0;显示十分位 0bl[]; l(50); } 延子程序级 v l( ) { ; r(;0;) r(0;5;++); } 蜂鸣器警报程序 v bzzr( , bb, ) { (bb||) 实际温超上限或低下限报警 { b; l(0); } l b0; } 温控制子程序 v rl( kk,) { (kk) 实际值设定值 300; 停止加热 l 实际值设定值 30; 加热 } 矩阵键盘扫描子程序 k() { r ,k; 0x; 口输出高电平 00;扫描行 ; 取口状态 0x0; 取有或无键按下状态 (!0x0) 判断是否有键按下 { l(0); 有键按下抖 ; 取口状态 0x0; 取有无键按下状态 (!0x0) 再次确认是否有键按下 { ; 有键按下口状态 0x0; 取按键按下数据 () 确定键值 { 0x0k0;brk; 0x0k;brk; 0xb0k;brk; 0x70k3;brk; } l(!0x0) 等待按键释放 { ; 按键释放取口状态 0x0; l判断提供判断数据 } } } 0x; 0;扫描二行 ; 0x0; (!0x0) { l(0); ; 0x0; (!0x0) { ; 0x0; () { 0x0k;brk; 0x0k5;brk; 0xb0k6;brk; 0x70k7;brk; } l(!0x0) { ; 0x0; } } } 0x; 0;扫描三行 ; 0x0; (!0x0) { l(0); ; 0x0; (!0x0) { ; 0x0; () { 0x0k8;brk; 0x0k9;brk; 0xb0k0;brk; 0x70k;brk; } l(!0x0) { ; 0x0; } } } 0x; 30;扫描四行 ; 0x0; (!0x0) { l(0); ; 0x0; (!0x0) { ; 0x0; () { 0x0k;brk; 0x0k3;brk; 0xb0k;brk; 0x70k5;brk; } l(!0x0) { ; 0x0; } } } rr k; 返回键值 } 显示设定值子程序 v l( ) { g,,b; 0x; 显示位 b%00000; 0bl[b]; 0x; l(5); 0x; 显示十位 %000; 0bl[]; 0xb; l(5); 0x; 显示位 g%0; 0bl[g]; 0x7; l(5); 0x; } v (v) { ;开总断 X0;开外部断0 00;设置断低电平触发方式 } 主程序 v (v) { g,; (); l() { gRrr();实际温0倍 0; 得设定温0倍 r+0;设定温上限设定值+ lr0;设定温下限设定值 (35) 判断显示设定值还是实际值 { k(); 调用扫描键盘子程序 l(); 显示设定值 } l lrl(g);显示实际值 rl(g,); 调用温控制子程序 bzzr(g,r,lr);调用报警控制子程序 } }。
断子程序 v 0() rr 0 { k(); 调用扫描键盘子程序 0+; 得设定温值 (5) 判断温设置是否合理 %0; 不合理取其除以0余数 } 参考献 []汪贵平新编单片机原理及应用[]北京机械工业出版社009 []俞欣滢曾志强孙仪彬 基单片机温控制系统设计[]电气应用0098（0） [3]丁敏 基单片机温控制系统设计[]科技信息0（0） []王哲李莹 基单片机温控制系统设计[]机械研究与应用003（0） [5]张玉峰 基单片机蔬菜棚温控制系统设计[]农机化研究003（03） [6]林祝亮张长江朱更军 基算法用热水器恒温控制系统设计[]仪器仪表学报0067（03） [7]周黎英赵国树孙仪彬 模糊控制算法恒速升温系统应用[]仪器仪表学报0089（0） [8]夏志华 基单片机温控制研究与实现[]煤炭技术033（0） [9]陈慧 基单片机温控制系统软件设计[]宁夏机械009（0） [0]胡景华童淑敏毕玉革武佩 基R温室温动控制系统设计与仿真[]国农机化0（0） []王海宁 基单片机温控制系统研究 [] 合肥合肥工业学008 []路桂明 基模糊控制电锅炉温控制系统研究[] 哈尔滨哈尔滨理工学007 [3]陈忠华基单片机温控制系统设计与实现 [] 连连理工学006 []李海霞基895单片机温控制系统设计 [] 蒙古蒙古学998 [5]韩毓基单片机蔬菜棚温控制系统 [] 青岛国海洋学009 [6]万丹梅 基单片机温控制电路设计[]国高新技术企业00（） [7]杨丙聪许忠仁刘晓峰 基895单片机智能温控制器设计[]测控技术0076（0） [8]张艳艳 基算法和895单片机温控系统[]现代电子技术009（） [9]张普光 基单片机温控制器设计与研究 [] 西安西安电子科技学008 [0]李晓伟郑兵周磊李建军 基单片机精密温控系统设计[]微计算机信息0073（3） []姜荣 基单片机温控制系统设计与开发[]甘肃合学学报然科学版009(0) []张菁 单片机控制系统方案研究[]上海交通学学报007（0） [3]赵晓光 单片机温控制系统方案研究[]科技传播03（03） []孙凯 基单片机智能温室控制系统设计[] 动化技术与应用 008(08) [5]罗云松,李丹 基单片机895温控制系统设计[] 国科技信息 009() [6]王超基单片机温控制系统设计[]装备制造技术009() [7]季宝杰,邹彩虹,王永田 基单片机温室动控制系统设计[]计算机测量与控制 007（0） [8]方赟虎恩薛永风 基模糊和单片机温控制系统设计[]机械制造与动化0,0(0) [9]谭杰,胡真瑞 浅谈单片机温控制系统[]科技致富向导0() [30]gx,gl,X,Zgg g rl r rkB Gr vr rg rl []rl rk0(05) [3]龙辉 可控硅特性、检测和型应用[] 益阳职业技术学院学报 006(03) [3]徐长军王峰苏艳岩张西华 双向可控硅设计及应用[] 电子产品世界 008() [33]新潮 双向可控硅零触发电路设计[] 包头职业技术学院学报 009(0) [3]何安琴陈世明 可控硅控制器电加热系统应用[] 动化与仪器仪表 009(03) [35]傅永涛 可控硅控制电路设计保护[] 国高新技术企业 008(09) [36]郭津葛良安毛昭祺马皓用传统双向可控硅调光器L驱动方案比较[]照明工程学报 0(0) [37]王永利 光电耦合器工作原理及检测[] 电维修技术 00(08) [38]易月张斌李启 光电耦合器件研究[] 才智 009(9) [39]何晖 电加热空调器上应用[] 河南机电高等专科学校学报 00(0)