單片機溫度測控裝置設計開題

Ⅰ MCS-51單片機的溫度測控設計(開題報告)

1 緒論
1.1 課題概述和意義
單片微型計算機是隨著超大規模集成電路技術的發展而誕生的，由於它具有體積小、功能強、性價比高等特點，所以廣泛應用於電子儀表、家用電器、節能裝置、軍事裝置、機器人、工業控制等諸多領域，使產品小型化、智能化，既提高了產品的功能和質量，又降低了成本，簡化了設計。本文主要介紹單片機在溫度控制中的應用。
在現代化的工業生產中，電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開關量都是常用的主要被控參數。例如：在冶金工業、化工生產、電力工程、造紙行業、機械製造和食品加工等諸多領域中，人們都需要對各類加熱爐、熱處理爐、反應爐和鍋爐中的溫度進行檢測和控制。採用MCS-51單片機來對溫度進行控制，不僅具有控制方便、組態簡單和靈活性大等優點，而且可以大幅度提高被控溫度的技術指標，從而能夠大大提高產品的質量和數量。因此，單片機對溫度的控制問題是一個工業生產中經常會遇到的問題。
在人類的生活環境中，溫度扮演著極其重要的角色。溫度是工業生產中常見的工藝參數之一，任何物理變化和化學反應過程都與溫度密切相關，因此溫度控制是生產自動化的重要任務。對於不同生產情況和工藝要求下的溫度控制，所採用的加熱方式，燃料，控制方案也有所不同。無論你生活在哪裡，從事什麼工作，無時無刻不在與溫度打著交道。自18世紀工業革命以來，工業發展對是否能掌握溫度有著絕對的聯系。在冶金、鋼鐵、石化、水泥、玻璃、醫葯等等行業，可以說幾乎80%的工業部門都不得不考慮著溫度的因素。
1.2 本文主要研究的工作
本文所要研究的課題是基於單片機控制的溫度閉環控制系統的設計，介紹了對水箱溫度的顯示、控制及報警，實現了溫度的實時顯示及控制。水箱水溫控制部分，提出了用DS18S20、89C51單片機及LED的硬體電路完成對水溫的實時檢測及顯示，利用DS18S20與單片機連接由軟體與硬體電路配合來實現對加熱電阻絲的實時控制及超出設定的上下限溫度的報警系統......
本文介紹了對鍋爐水位及室內溫度的顯示、控制及報警，實現了鍋爐溫度的實時顯示及控制。鍋爐水溫控制部分，提出了用DS18S20、89C51單片機及LED的硬體電路完成對鍋爐水溫的實時檢測及顯示，利用DS18S20與單片機連接由軟體與硬體電路配合來實現對加熱電阻絲的實時控制及超出設定的上下溫度的報警系統。
爐內溫度控制部分，採用一套PID閉環負反饋控制系統，由DS18S20檢測爐內溫度，用中值濾波的方法取一個值存入程序存取器內部一個單元作為最後檢測信號，並在LED中顯示。控制器是用89C51單片機，用PID演算法對檢測信號和設定值的差值進行調節後輸出控制信號給執行機構，去調節電阻爐的加熱功率，從而控制爐內溫度。
它具有微型化、低功耗、高性能、抗干攏能力強、易配微處理器等優點，特別適合於構成多點溫度測控系統，可直接將溫度轉化成串列數字信號供微機處理，而且每片DS18S20都有唯一的產品號並可存入其ROM中，以便在構成大型溫度測控系統時在單線上掛接任意多個DS18S20晶元。從DS18S20讀出或寫入DS18S20信息僅需要一根口線，其讀寫及溫度變換功率來源於數據匯流排，該匯流排本身也可以向所掛接的DS18S20供電，而無需額處電源。DS18S20能提供九位溫度讀數，它無需任何外圍硬體即可方便地構成溫度檢測系統。

Ⅱ 有關溫度報警器的程序，有關DS18B20的程序已寫好，求助有關蜂鳴器報警和溫度上下限設置的程序

本設計的溫度測量及加熱控制系統以 AT89S52 單片機為核心部件，外加溫度採集電
路、鍵盤及顯示電路、加熱控制電路和越限報警等電路。採用單匯流排型數字式的溫度傳
感器 DS18B20，及行列式鍵盤和動態顯示的方式，以容易控制的固態繼電器作加熱控制
的開關器件。本作品既可以對當前溫度進行實時顯示又可以對溫度進行控制，以使達到
用戶需要的溫度，並使其恆定在這一溫度。人性化的行列式鍵盤設計使設置溫度簡單快
速，兩位整數一位小數的顯示方式具有更高的顯示精度。建立在模糊控制理論上的控制
演算法，使控制精度完全能滿足一般社會生產的要求。通過對系統軟體和硬體設計的合理
規劃，發揮單片機自身集成眾多系統級功能單元的優勢，在不減少功能的前提下有效降
低了硬體成本，系統操控簡便。
實驗證明該溫控系統能達到 0.2℃的靜態誤差,0.45℃的控制精度,以及只有 0.83%
的超調量,因而本設計具有很高的可靠性和穩定性。
關鍵 詞： 單片機 恆溫控制 模糊控制

1

引 言
溫度是工業生產中主要的被控參數之一，與之相關的各種溫度控制系統廣泛應用於
冶金、化工、機械、食品等領域。溫度控制是工業生產過程中經常遇到的過程式控制制,有
些工藝過程對其溫度的控制效果直接影響著產品的質量,因而設計一種較為理想的溫度
控制系統是非常有價值的。

硬體 系統的設計
1、電路總體原理框圖
溫度測量及加熱系統控制的總體結構如圖 1 所示。系統主要包括現場溫度採集、實
時溫度顯示、加熱控制參數設置、加熱電路控制輸出、與報警裝置和系統核心 AT89S52
單片機作為微處理器。

圖 1：系統總體原理框圖
溫度採集電路以數字量形式將現場溫度傳至單片機。單片機結合現場溫度與用戶設
定的目標溫度，按照已經編程固化的模糊控制演算法計算出實時控制量。以此控制量控制
固態繼電器開通和關斷，決定加熱電路的工作狀態，使水溫逐步穩定於用戶設定的目標
值。在水溫到達設定的目標溫度後，由於自然冷卻而使其溫度下降時，單片機通過采樣
回的溫度與設置的目標溫度比較，作出相應的控制，開啟加熱器。當用戶需要比實時溫
度低的溫度時，此電路可以利用風扇降溫。系統運行過程中的各種狀態參量均可由數碼
管實時顯示。
2、溫度採集電路的設計
溫度採集電路模塊如圖 2 示。DS18B20 內部結構主要由四部分組成：64 位光刻 ROM、
溫度感測器、非揮發的溫度報警觸發器 TH 和 TL、配置寄存器。其中 DQ 為數字信號輸
入/輸出端；GND 為電源地；VDD 為外接供電電源輸入端。

2

圖 2：溫度採集電路
DS18B20 中的溫度感測器可完成對溫度的測量，以 12 位轉化為例:用 16 位符號擴展
的二進制補碼讀數形式提供，以 0.0625℃/LSB 形式表達，其中 S 為符號位。

這是 12 位轉化後得到的 12 位數據，存儲在 18B20 的兩個 8 比特的 RAM 中，二進
制中的前面 5 位是符號位，如果測得的溫度大於 0，這 5 位為 0，只要將測到的數值乘
於 0.0625 即可得到實際溫度；如果溫度小於 0，這 5 位為 1，測到的數值需要取反加 1
再乘於 0.0625 即可得到實際溫度。
3、鍵盤和顯示的設計
鍵盤採用行列式和外部中斷相結合的方法，圖 3 中各按鍵的功能定義如下表 1。其
中設置鍵與單片機的 INT 0 腳相連，S 0 −−S 9 、YES、NO 用四行三列接單片機 P0 口，REST
鍵為硬體復位鍵，與 R、C 構成復位電路。模塊電路如下圖 3：
表 1：按鍵功能

按鍵 鍵名 功能
REST 復位鍵 使系統復位
RET 設置鍵 使系統產生中斷，進入設置狀態
S 0 −−S 9 數字鍵 設置用戶需要的溫度
YES 確認鍵 用戶設定目標溫度後進行確認
NO 清除鍵 用戶設定溫度錯誤或誤按了 YES 鍵後使用

3

圖 3 鍵盤介面電路
顯示採用 3 位共陽 LED 動態顯示方式,顯示內容有溫度值的十位、個位及小數點後
一位。用 P2 口作為段控碼輸出，並用 74HC244 作驅動。P1.0—P1.2 作為位控碼輸出，
用 PNP 型三極體做驅動。模塊電路如下圖 4：

4、加熱控制電路的設計

圖 4 顯示介面電路

用於在閉環控制系統中對被控對象實施控制，被控對象為電熱杯，採用對加在電熱
杯兩端的電壓進行通斷的方法進行控制，以實現對水加熱功率的調整，從而達到對水溫
控制的目的。對電爐絲通斷的控制採用 SSR-40DA 固態繼電器。它的使用非常簡單，只
要在控制端 TTL 電平，即可實現對繼電器的開關，使用時完全可以用 NPN 型三極體接
成電壓跟隨器的形式驅動。當單片機的 P1.3 為高點平時，三極體驅動固態繼電器工作
接通加熱器工作，當單片機的 P1.3 為低電平時固態繼電器關斷，加熱器不工作。控制
電路圖如下圖 5：

4

圖 5 加熱控制電路
5、報警及指示燈電路的設計
當用戶設定的目標溫度達到時需用聲音的形式提醒用戶，此時蜂鳴器為三聲斷續的
滴答滴答的叫聲。在本系統中我們為用戶設計了越限報警，當溫度低於用戶設置的目標
溫度 10 度或高於 10 度時蜂鳴器為連續不斷的滴答滴答叫聲。當單片機 P1.7 輸出高電
平時，三極體導通，蜂鳴器工作發出報警聲。P1.7 為低電平時三極體關斷，蜂鳴器不
工作。
D1 為電熱杯加熱指示燈，P1.5 低電平有效；D0 為檢測到 DS18B20 的指示，高電平
有效；D10 為降溫指示燈，低電平有效。報警及指示燈電路如下圖 6 示：

圖 6 報警及指示燈電路

5

軟 件系統的設計
系統的軟體由三大模塊組成：主程序模塊、功能實現模塊和運算控制模塊。
1、主程序模塊
主程序主要完成加熱控制系統各部件的初始化和實現各功能子程序的調用，以及實
際測量中各個功能模塊的協調在無外部中斷申請時，單片機通過循環對外部溫度進行實
時顯示。把設置鍵作為外部中斷 0，以便能對數字按鍵進行相應處理。主程序流程圖如
下圖 7：

6

圖 7 主程序流程圖

7

2、功能實現模塊
以用來執行對固態繼電器及電熱杯的控制。功能實現模塊主要由中斷處理子程序、
溫度比較處理子程序、鍵盤處理子程序、顯示子程序、報警子程序等部分組成。鍵盤顯
示及中斷程序流程圖如下圖 8：

3、運算控制模塊

圖 8 鍵盤、顯示、中斷 子程序流程圖

該模塊由標度轉換、模糊控制演算法，及其中用到的乘法子程序。
3.1 標度轉換
16
式中 A 為二進制的溫度值， A0 為 DS18B20 的數字信號線送回來的溫度數據。

8

單片機在處理標度轉換時是通過把 DS18B20 的信號線送回的 16 位數據右移 4 位得
到二進制的溫度值。其小數部分通過查小數表的形式獲取。程序流程圖如下圖 9：

開始

將28H低4位與29H高4位組合成
一個位元組

將合成的位元組(整數部分)送29H
單元
將29H單元低4位送A

給DPTR賦常數表格2首地址

將查到的數值(即小數部分)送
30H單元

結束

3.2 模糊控制演算法子程序

圖 9 標度轉換子程序流程圖

該系統為一溫度控制系統，由於無法確切確定電爐的物理模型，因而無法建立其數
學模型和傳遞函數。加熱器為一慣性系統，我們採用模糊控制的方法，通過多次溫度測
量模糊計算當用戶設定目標溫度時需提前關斷加熱器的溫度，利用加熱器自身的熱慣性
使溫度上升到其設定溫度。每隔 5 攝氏度我們進行一次溫度測量，並當達到其溫度時關
斷加熱器記錄下因加熱器的熱慣性而上升的溫度值。從而可以建立熱慣性的溫度差值
表，在程序中利用查表法，查出相應設定溫度對應的關斷溫度。通過實驗數據我們可以
看出，當水溫從 0℃加熱到 50℃這段溫度區域，其溫度慣性曲線可近似成線性的直線，
水溫從 50℃加熱到 100℃這段溫度慣性曲線可近似成另一條線性的直線段。通過對設置
的目標溫度與溫控系統監測溫度進行差值處理就可近似的求出單片機的提前關斷溫度。
程序流程圖如圖 10：

9

4．源程序見附錄[2]

圖 10 模糊控制演算法子程序流程圖

設計 總結
我們的溫度控制系統是基於 AT89S52 單片機的設計方案，她能實時顯示當前溫度，
並能根據用戶的要求作出相應的控制。此系統為閉環系統，工作穩定穩定性高,控制精
度高,利用模糊控制演算法使超調量大大降低。軟體採用模塊化結構,提高了通用性。本設
計的目的不僅僅是溫度控制本身,主要提供了單片機外圍電路及軟體包括控制演算法設計
的思想,應該說,這種思想比控制系統本身更為重要。
1、設計所達到的性能指標
1.1 溫控系統的標度誤差
我們將標准溫度計和溫控系統探頭放人同一容器中，選定若干不同的溫度點，記
錄下標准溫度計顯示的溫度和溫控系統顯示的溫度進行比較。測量數據如下表 2 所示：
表 2 標准溫度計測量的溫度和溫控系統顯示的溫度

標准溫度計和溫控系統顯示的溫度（℃）
標准溫度計 16.9 47.7 57.8 63.0 72.8 85.1 90.9
溫控系統 16.5 48.0 58.3 62.9 73.0 85.5 90.5
差值比較 -0.4 0.3 0.5 0.1 0.2 0.4 -0.4
標度誤差 1.5%

10

1.2 溫控系統的靜態誤差
通過測量在不同的溫度點同標准溫度的溫度差來確定溫控系統的靜態誤差。其測量
數據如下表 3：
表 3 標准溫度和溫控系統顯示的溫度

標准溫度和溫控系統顯示的溫度（℃）
標准溫度 26.0 37.0 46.0 60.0 70.0 83.0
系統顯示值 25.7 36.4 46.1 59.6 70.0 83.3
差值 -0.3 -0.6 -0.1 -0.4 0 0.3
靜態誤差 0.18℃

1.3 溫控系統的控制精度
通過設定不同的溫度值，使加熱器加熱，待溫度穩定時記錄各溫度點的溫度計數據
和溫控系統的顯示值。其記錄數據如下表 4：

溫度計讀數和溫控系統顯示的溫度（℃）
設定溫度
值 20.0 28.0 35.0 45.0 55.0 75.0 87.0 91.0
系統顯示
值 20.5 27.7 34.4 45.1 54.1 74.9 86.1 91.2
差值 0.5 -0.3 -0.6 0.1 -0.9 -0.1 -0.9 0.2
控制精度 0.45℃
超調量 0.83%

2、結果分析論述
我們的系統完全滿足設計要求，靜態誤差方面可以達到 0.18℃的誤差，在讀數正確
方面與標准溫度計的讀數誤差為 1.5％，對一般的工業生產完全可以採用我們的設計。
該系統具有較小的超調值，超調值大約為 0.83%左右。雖然超調為不利結果，但另
一方面卻減小了系統的調節時間。從其數據表可以看出該系統為穩定系統。
3、設計方案評價
3.1 優點
在硬體方面：本設計方案採用了單匯流排型數字式的溫度感測器，提高了溫度的採集
精度，節約了單片機的口線資源。方案還使用僅一跟口線就可控制的美國生產的固態繼
電器 SSR—40DA 作加熱控制器件，使設計簡單化，且可靠性強。在控制精度方面，本設
計在不能確定執行機構的數學模型的情況下，大膽的假設小心的求證，利用模糊控制的
演算法來提高控制精度。
在軟體方面：我們採用模塊化編程，思路清晰，使程序簡潔、可移植性強。
3.2 缺點
本設計方案雖然採用了當前市場最先進的電子器件，使電路設計簡單，但設計方案
造價高。本系統雖然具有較小的超調量，但加大了調節時間。如果需要更高的控制精度，
則我們的模糊控制將不適應，需修改程序。
11

3.3 方案的改進
在不改變加熱器容量的情況下，為減小調節時間，可以實行在加熱快達到設定溫度
時開啟風扇來減小熱慣性對溫度的影響的措施。在控制精度上可採用先進的數字 PID
控制演算法，對加熱時間進行控制，提高控制精度。
可以改進控制系統使能同 PC 聯機通信，以利用 PC 的圖形處理功能列印顯示溫度曲
線。AT89S52 串列口為 TTL 電平，PC 串列口為 RS232 電平，使用一片 MAX232 作為電
平轉換驅動。

參考 文獻
[1] 李廣弟 單片機基礎 北京：北京航空航天大學出版社，2001
[2] 王福瑞 單片微機測控系統設計大全 北京：北京航空航天大學出版社，1997
[3] 趙茂泰 智能儀器原理及應用（第 2 版） 北京：電子工業出版社，2004
[4] 賴壽濤 微型計算機控制技術 北京：機械工業出版社，2000
[5] 沙占友 模擬與數字萬用表檢測及應用技術 北京：電子工業出版社 1999

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附 錄
附錄[1]使用說明書

按 鍵功能說明
數字鍵：按 SET 鍵後，按相應的數字鍵（0~9）可對溫度進行設置，所設置的溫
度將實時顯示在 LED 顯示器上；
SET 鍵：按 SET 鍵可對溫度的十位、個位以及小數部分進行設置；
YES 鍵：設置好溫度後按 YES 鍵，系統將據你所設置的溫度（須大於當前實際
溫度）對水進行加熱；
NO 鍵：若誤按了 SET 鍵，或對輸入有誤，可按 NO 鍵進行取消；
RST 鍵：對系統進行復位。
指示 燈及報警器說明
紅 燈：加熱狀態標志；
綠 燈：溫度感測器正常工作標志；
藍 燈：保溫狀態標志；
報警器：功能①當水溫達到預設值時報警提醒；
功能②當水溫達到或超越上、下限時報警提示。

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附錄[2]設計總電路

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附錄[3]程序清單
TEMPER_L EQU 29H ;用於 保存讀出溫度的低 8 位
TEMPER_H EQU 28H ;用於 保存讀出溫度的高 8 位
FLAG EQU 38H ;是否 檢測到 DS 18B20 標志位
DAYU EQU 44H ;設溫 >實溫
XIYU EQU 45H ;設溫 <實溫
DEYU EQU 46H ;設溫 =實溫
GAOLE EQU 47H ;水溫 高於最高溫度
DILE EQU 48H ;水溫 低於最低溫度
A_bit EQU 79h ;數碼 管個位數存放內存位置
B_bit EQU 7Ah ;數碼 管十位數存放內存位置
C_BIT EQU 78H ;數碼 管小數存放內存位置

ORG 0000H
AJMP START
ORG 0003H
AJMP PITO
ORG 0030H
START: CLR P1.7
CLR P1.3
CLR P1.5
SETB P1.6
MOV R4, #00H
MOV SP, #60H ;確立堆棧區
MOV PSW, #00H ;
MOV R0, #20H ;RAM 區首地址
MOV R7, #60H ;RAM 區單元個數
ML: MOV @R0, #00H
INC R0
DJNZ R7, ML
CLR IT0
MAIN:LCALL GET_TEMPER ;調用讀溫度子程序 進行溫度顯示,這里我們考
;慮用網站提供的兩位數碼管來顯示溫度
;顯示範圍 00 到 99 度,顯示精度為 1 度
;因為 12 位轉化時每一位的精度為 0.0625 度,
;我們不要求顯示小數所以可以拋棄 29H 的低 4
;位將 28H 中的低 4 位移入 29H 中的高 4 位,這
;樣獲得一個新位元組,這個位元組就是實際測量獲
;得的溫度

LCALL DISPLAY ;調用數碼管顯示 子程序
JNB 00H, MAIN
CLR 00H

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MOV A, 38H
CJNE A, #00H, SS
AJMP MAIN
SS: LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY;調用 數碼管顯示子程序
LCALL BIJIAO
LCALL XIAOYU
LCALL JIXIAN
JNB DEYU ,LOOP
CLR P1.3 ;關加熱器
SETB P1.6 ;關 藍燈
SETB P0.7 ;關風扇
CLR DEYU
LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY
AJMP TT2
LOOP:JNB DAYU ,TT
CLR DAYU
SETB P1.3
SETB P1.6
SETB P0.7
CLR P1.7
LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY
AJMP TT2
TT:JNB XIYU, TT2
CLR XIYU
CLR P0.7
CLR P1.6
CLR P1.3
CLR P1.7
LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY
TT2:MOV A, 29H
CLR C
CJNE A, 50H, JX
MOV A , 30H
CLR C
CJNE A, 51H, JIA1
AJMP YS2
JIA1:JC JX
MOV A, 51H
MOV 52H, A
ADD A, #2

16

MOV 52H, A
CLR C
MOV A, 30H
CJNE A, 52H, JIA2
JIA2:JNC JX
YS2:SETB P1.7
CLR P1.6
MOV R5, #20H
YS:LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY
DJNZ R5, YS
CLR P1.7
SETB P1.6
MOV R5, #20H
YS1:LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY
DJNZ R5, YS1
YS3:SETB P1.7
CLR P1.6
MOV R5, #20H
YS0:LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY
DJNZ R5, YS0
CLR P1.7
SETB P1.6
MOV R5, #20H
YS01:LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY
DJNZ R5, YS01
YS4:SETB P1.7
CLR P1.6
MOV R5, #20H
YS02:LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY
DJNZ R5, YS02
CLR P1.7
SETB P1.6
MOV R5, #20H
YS03:LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY
DJNZ R5, YS03
JX: MOV A, 29H
CJNE A, 31H, JX00
JX01:SETB P1.7

17

CLR C
AJMP LAST
JX00:JC JX01
CLR P1.7
CJNE A,
JX02:SETB P1.7
CLR C
AJMP LAST
JX03:JNC JX02

32H,

JX03

CLR P1.7
LAST:LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY
AJMP SS
;***************************常數表格區**** ******************************************
TAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8 H,80H ;0-8
DB 90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH,0FFH ,0CH ;9,A,B,C,D,E,F,滅,p.
TAB1:DB40H,79H,24H,30H,19H,12H,02H,78H,00H ,10H, ;0.--9.
TAB2:DB 0, 0, 1, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5, 6, 7, 8, 8, 9, 9, ;小數點
;*************************1ms 延時程序*************** *********************
;************************* ****中斷服務程序* *********************************
; 完成按鍵識別,鍵值求取,按鍵實時顯示 等功能;
;************************* **************** **********************************
PITO: PUSH ACC
PUSH PSW
SETB RS0
CLR RS1
SET B 00H
MAIN1: MOV R7 , #03H ;顯示位數為 2 位
MOV R0, #7AH
MOV 78H, #00H
MOV 79H, #00H
MOV 7AH, #00H
KK: LCALL DIR
LCALL KEY1
LOOP1:CJNE A, #11, LOOP2
AJMP LAST0
LOOP2:CJNE A, #12, LOOP3
LJMP LAST3
LOOP3: CJNE A, #10, L4
MOV A, #00H
L4: MOV @R0, A
LCALL DIR
DEC R0
DJNZ R7, KK

18

SETB 01H
LAST0:JNB 01H, KK
LOOP4:LCALL KEY1
CJNE A, #12, LOOP5
AJMP LAST3
LOOP5:CJNE A, #11, LOOP4
LAST1:LCALL DIR
LCALL MUN
LCALL JD
LCALL BIJIAO
LAST3:POP PSW
POP ACC
RETI
;******************精度控制 子程序********** ******
JD: PUSH ACC
PUSH PSW
CLR C
MOV A, 38H
MOV 50H, A
MOV A, 39H
MOV 51H, A
CJNE A, 29H, L001
L001:JC LAST02 ;設溫<實溫,則跳出
MOV A, 29H
MOV 41H, A
MOV A, 38H
CJNE A, #25, L002
L003:CLR C ;0 <T<25
SUBB A, 41H
CJNE A, #3, L004
L005:MOV A, 30H
ADD A, #5 ;0<T<25, 差值小於 3 度
DA A
JNB ACC.4, L0051
ANL A, #0FH
SETB C
L0051:MOV 39H, A
MOV A, 29H
ADDC A, #1
MOV 38H, A
AJMP LAST2
LAST02: AJMP LAST2
L004:JC L005
MOV A, 39H

19

SUBB A, #0
DA A
MOV 39H, A
JNC L0041
DEC 38H
L0041:MOV A, 38H
SUBB A, #2 ;0<T<25, 差值大 於 3 度
MOV 38H, A
AJMP LAST2
L002:JC L003
CJNE A, #50, L006
L007:CLR C ;25<T<5 0
SUBB A, 41H
CJNE A, #3, L008
L009:MOV A, 30H
ADD A, #1
DA A
JNB ACC.4, L0091
ANL A, #0FH
SETB C
L0091:MOV 39H, A
MOV A, 29H
ADDC A, #1
MOV 38H, A
AJMP LAST2
L008:JC L009
MOV A, 39H
SUBB A, #0
MOV 39H, A
MOV A, 38H
SUBB A, #2
MOV 38H, A
AJMP LAST2
L006:JC L007
CJNE A, #65, L010
L011:CLR C
SUBB A, 41H
CJNE A, #3, L012
L013:MOV A, 30H
ADD A, #2
JNB ACC.4, L00131
ANL A, #0FH
SETB C
L00131:MOV 39H, A

20

MOV A, 29H
ADDC A, #1
MOV 38H, A
AJMP LAST2
L012:JC L013
MOV A, 39H
SUBB A, #0
MOV 39H, A
MOV A, 38H
SUBB A, #2
MOV 38H, A
AJMP LAST2
L010:JC L011
CJNE A, #90, L016
L017:CLR C
SUBB A, 41H
CJNE A, #2, L014
L015:MOV A, 30H
ADD A, #0
JNB ACC.4, L00151
ANL A, #0FH
SETB C
L00151:MOV 39H, A
MOV A, 29H
ADDC A, #1
MOV 38H, A
AJMP LAST2
L014:JC L015
CLR C
MOV A, 38H
SUBB A, #1
MOV 38H, A
AJMP LAST2
L016:JC L017
LAST2:POP PSW
POP ACC
RET
;*******************************鍵掃描** ************************************
KEY1:LCALL KS1 ;鍵 掃描
JNZ LK1
LCALL DIR
AJMP KEY1
LK1:LCALL DIR
LCALL DIR

21

LCALL KS1
JNZ LK2
LCALL DIR
AJMP KEY1
LK2:MOV R2, #0FEH ;確定鍵值
MOV R4, #01H
MOV A, R2
LK4:MOV P0, A
NOP
MOV A, P0
JB ACC.3, LONE
MOV A, #00H
AJMP LKP
LONE:JB ACC.4 , LTWO
MOV A, #03H
AJMP LKP
LTWO:JB ACC.5, LTHR
MOV A, #06H
AJMP LKP
LTHR:JB ACC.6, NEXT5
MOV A, #09H
AJMP LKP
NEXT5:INC R4
MOV A, R2
JNB ACC.2 ,KND
RL A
MOV R2, A
AJMP LK4
KND:AJMP KEY1
LKP: ADD A, R4
PUSH ACC
LK3:LCALL DIR
LCALL KS1
JNZ LK3
POP ACC
RET

KS1: PUSH PSW
MOV P0, #78H
NOP
MOV A, P0 ;判斷有無鍵按下
CPL A
ANL A, #78H
POP PSW

22

RET
;*************求設置溫度的二 進制代碼，值保存在 38H 單元**************
MUN: PUSH PSW
MOV R0, #7AH ;求鍵值
MOV A, @R0
SWAP A
DEC R0
ADD A, @R0
MOV R1, A
ANL A, #0F0 H
SWAP A
MOV B, #10
MUL AB
MOV R2, A
MOV A, R1
ANL A, #0FH
ADD A, R2
MOV 38H, A
MOV R0, #78H
MOV 39H, @R0
POP PSW
RET
;*************比較實際溫度和設置溫度的大小 並設置相應的標志位***********
BIJIAO:MOV A, 29 H ;實際溫度

摘自網路知道

Ⅲ 跪求單片機課程設計 要完全呦

題 目：單片機課程設計報告
目 錄
一、設計目的
二、程設計具體要求
三、單片機發展簡史
四、8051單片機系統簡介
五、8051單片機內部定時器/計數器簡介
六、程序電路
七、程序流程
八、程序代碼
九實驗總結-要求寫出完整的論文以及心得體會
十參考資料及小結
原 文 : 一．目的
1． 進一步熟悉和掌握8051單片機的結構及工作原理。
2． 掌握單片機的介面技術及相關外圍晶元的外特性，控制方法。
3． 通過課程設計，掌握以單片機核心的電路設計的基本方法和技術，了解表關電路參數的計算方法。
4． 通過實際程序設計和調試，逐步掌握模塊化程序設計方法和調試技術。
5． 通過完成一個包括電路設計和程序開發的完整過程，使學生了解開發一單片機應用系統的全過程，為今後從事相應打下基礎。
二．課程設計的體要求
a) 原理圖設計。
1． 原理圖設計要符合項目的工作原理，連線要正確，端了要不得有標號。
2． 圖中所使用的元器件要合理選用，電阻，電容等器件的參數要正確標明。
3． 原理圖要完整，CPU，外圍器件，擴器介面，輸入/輸出裝置要一應俱全。
b) 程序調計
1． 根據要求，將總體項能分解成若干個子功能模塊，每個功能模塊完成一個特定的功能。
2． 根據總體要求及分解的功能模塊，確定各功能模塊之間的關系，設直出完整的程序流程圖。
c) 程序調試將設計完的程序輸入，匯編，排除語法錯誤，生成*OBJ文件。
1． 按所設計的原理圖，在實驗平台上連線，檢查無誤。
2． 將匯編後生成的*OBJ文件傳送到實驗裝置的，執行該程序，檢查該程序、是否達到設計要求，若未達到，修改程序，直到達到要求為止，
d) 說明書
1． 原理圖設計說明
簡要說明設計目的，原理圖中所使用的元器件功能及在圖中的作用，各器件的工作過程及順序。
2． 程序設計說明
對程序設計總體功能及結構進行說明，對各子模塊的功能以及各子模塊之間的關系作較詳細的描述。
3． 畫出工作原理圖，程序流程圖並給出程序清單。
目前，單片機已廣泛應用到圖民經濟建設和日常生活的許多領域，成為測控技術現代化必不可少的重要工具。下面介紹一本單片機課程設計的好書，介紹了很多實例有興趣者可以去買哦，價格不貴【圖書目錄】 - 8051單片機課程設計實訓教材
第1章 緒論
1.1 課程設計所需硬體工具
1.2 專題製作所需軟體使用工具
1.3 8051程序開發測試平台
1.4 使用免費匯編編譯器
1.5 89CXX燒錄模擬器操作實例
1.6 自製8051微電腦單板IO51
1.7 IO51操作實例
1.8 以Windows98 工作模式結合DOS模式來執行
第2章 8051單片機課程設計中的基本軟硬體設計
2.1 8051各種基本的硬體設計
2.2 工作指示燈LED
2.3 8051延遲時間計算
2.4 基本按鍵設計
2.5 建立8051通信介面
2.6 簡易8051調試界面
2.7 壓電喇叭測試
2.8 鍵盤掃描
2.9 掃描控制七段顯示器
2.10 LCD介面控制
2.11 8051定時器模式的工作
2.12 定時器模式0測試
2.13 定時器模式1測試
2.14 定時器模式2測試
2.15 以定時器產生各種頻率的聲音
2.16 以定時器演奏—段旋律
第3章 帶單片機的LCD時鍾
第4章 定時鬧鈴
第5章 定時鬧鈴LCD
第6章 音樂倒數定時器
第7章 密碼鎖控制
第8章 可存儲式電子琴
第9章 8051八音盒
第10章 紅外線遙控器研究
10.1 紅外線遙控器動作原理
10.2 如何觀察紅外線遙控器信號
10.3 紅外線遙控器解碼功能說明
第11章 紅外線家電遙控
第12章 8051伺服機控制
12.1 伺服機工作原理及改裝
第1.3章 8051伺服車控制
13.1 功能說明
13.2 伺服車組裝及實驗
第14章 紅外線遙控伺服車
14.1 功能說明
14.2 遙控伺服車組裝及實驗
14.3 控制電路
14.4 控製程序
第15章 無線電家電遙控
15.1 功能說明
15.2 遙控編碼解碼控制
第16章 8051聲控設計
16.1 聲控基本知識介紹
16.2 系統組成
16.3 聲控模塊介紹
16.4 基本控制電路
16.5 基本控製程序
16.6 聲控課題設計

附錄H 如何使用KEIL 8051開發系統匯編和編譯程序及調試
附錄I EPM89 890XX燒錄模擬器特性
附錄J 1051 8051 10控制板特性
附錄K VCMM聲控模塊特性
附錄L IO51控制板完整電路圖
附錄M 需要從網站下載的相關資料的使用說明
附錄N 硬體介面板版權聲明及如何訂購
附錄A 簡易穩壓電源製作
附錄B 本書實驗所需軟硬體工具及零件
附錄C 8051內部控制寄存器介紹
附錄D 8051指令集
附錄E 如何自製8051單板
附錄F 課程設計報告參考內容
附錄G IO51控制板窗口版驅動程序使用說明

Ⅳ 單片機的無線溫度監控系統：1、本課題的目的及研究意義 2．本課題的國內外的研究現狀 這2條怎麼寫啊急急

一、論文選題的目的和意義

溫度控制器是對用冷部位（如空調室、冷凍水、庫溫等）的溫度及其波動范圍進行控制的電開關。根據製冷裝置的大小和供冷方式的不同，溫度繼電器電路的電控對象亦不同。例如，對小型製冷裝置（如空調器、冷飲水機、電冰箱）溫度控制器可以根據設定溫度直接控制壓縮機電機的停開

二、國內外關於該論題的研究現狀和發展趨勢

國外對溫度控制技術研究較早，始於20世紀70年代。先是採用模擬式的組合儀表，採集現場信息並進行指示、記錄和控制。80年代末出現了分布式控制系統。目前正開發和研製計算機數據採集控制系統的多因子綜合控制系統。現在世界各國的溫度測控技術發展很快，一些國家在實現自動化的基礎上正向著完全自動化、無人化的方向發展。

我國對於溫度測控技術的研究較晚，始於20世紀80年代。我國工程技術人員在吸收發達國家溫度測控技術的基礎上，才掌握了溫度室內微機控制技術，該技術僅限於對溫度的單項環境因子的控制。我國溫度測控設施計算機應用，在總體上正從消化吸收、簡單應用階段向實用化、綜合性應用階段過渡和發展。在技術上，以單片機控制的單參數單迴路系統居多，尚無真正意義上的多參數綜合控制系統，與發達國家相比，存在較大差距。我國溫度測量控制現狀還遠遠沒有達到工廠化的程度，生產實際中仍然有許多問題困擾著我們，存在著裝備配套能力差，產業化程度低，環境控制水平落後，軟硬體資源不能共享和可靠性差等缺點。
‍

Ⅳ 溫控系統的組成有哪幾部分啊有專家知道可以告訴一下我的嗎

中央控制器、溫度探測器、濕度監測器、空氣質量監控器、空調系統、地暖系統、加濕器、空氣凈化器、通風系統、遠程式控制制設備。

智能溫控系統可以根據季節變化、一天中時段的變化、室外的溫度變化，而自動調整室內溫度，創造最優室內環境，提高人體舒適度，保障一家人的身心健康。

溫控系統使用注意事項

溫控器使用應按照本用戶手冊所附的溫控器使用說明書。請先確定所使用的溫控器類型，然後按說明進行操作使用。

建議不要隨意改動房屋的原有牆體結構、門窗形式、地面裝修等，如須改動，務必提前通知物業，以便對採暖設計進行相應更改，將溫控器設在很高的溫度或相應的檔位上，並不會使房間很快地溫暖起來，設定在您所需要的溫度即可。

Ⅵ 我是機電專業的學生，快要畢業了，我的畢業論文題目是基於51單片機的溫度控制系統設計

第1章 硬體電路分析
第1.1節 硬體電路概述該測溫系統由五部分組成：電源模塊、偵測模塊、顯示模塊、控制模塊、通訊模塊。電源模塊完成將200V，50Hz市電轉換為穩定的直流+5V電源的任務,包含變壓、整流、濾波和穩壓四部分，其中穩壓部分採用LM7805集成塊。串口通信模塊的任務是實現單片機與計算機的通信，通過軟體將程序下載至單片機中進行運行調試
以上內容來自5173論文網 http://www.lw5173.com/article/html/4627.html 點擊參考更多

Ⅶ 求《單片機溫度測量系統設計》的相關資料！

要：本文介紹了一種基於MSP430 單片機的溫度測控裝置。該裝置可實現對溫度的測量，並能根據設定值對環境溫度進行調節，實現控溫的目的。控制演算法基於數字PID演算法。

0 引言
溫度是工業控制中主要的被控參數之一，特別是在冶金、化工、建材、食品、機械、石油等工業中，具有舉足重輕的作用。隨著電子技術和微型計算機的迅速發展，微機測量和控制技術得到了迅速的發展和廣泛的應用[1]。單片機具有處理能強、運行速度快、功耗低等優點，應用在溫度測量與控制方面，控制簡單方便，測量范圍廣，精度較高。
本文設計了一種基於MSP430單片機的溫度測量和控制裝置，能對環境溫度進行測量，並能根據溫度給定值給出調節量，控制執行機構，實現調節環境溫度的目的。

1 整體方案設計
單片機溫度控制系統是以MSP430單片機為控制核心。整個系統硬體部分包括溫度檢測系統、信號放大系統、A/D轉換、單片機、I/O設備、控制執行系統等。
單片機溫度控制系統控猜神制框圖如下所示：

溫度感測器將溫度信息變換為模擬電壓信號後，將電壓信號放大到單片機可以處理的范圍內，經過低通濾波，濾掉干擾信號送入單片機。在單片機中對信號進行采樣，為進一步提高測量精度，采樣後對信號再進行數字濾波。單片機將檢測到的溫度信息與設定值進行比較，如果不相符，數字調節程序根據給定值與測得值的差值按PID控制演算法設計控制量，觸發程序根據控制量控制執行單元。如果檢測值高於設定值，則啟動製冷系統，降低環境溫度；如果檢測值低於設定值，則啟動加熱系統，提高環境溫度，達到控制溫度的目的。

2 溫度信號檢測
本系統中對檢測精度要求不是很高，室溫下即可，所以選用高精度熱敏電阻作為溫度感測器。熱敏電阻具有靈敏度較高、穩定性強、互換精度高的特點。可使放大器電路極為簡單, 又免去了互換補償的麻煩。
熱敏電阻具有負的電阻溫度特性,當溫度升高時,電阻值減小,它的阻值—溫度特性曲線是一條指數曲線,非線性度較大。而對於本設計，因為溫度要求不高，是在室溫環境下，熱敏電阻的阻值與環境溫度基本呈線性關系[2]，這樣可以通過電阻分壓簡單地將溫度值轉化為電壓值。
給熱敏電阻通以恆定的電流，可得到電阻兩端的電壓，根據與熱敏電阻特性有關的溫度參數T0 以及特性系數k，可得下式
T＝T0-kV(t) (1)
式中T為被測溫度。
根據上式，可以把電阻值隨溫度的變化關系轉化為電壓值隨溫度變化的關系,由於熱敏電阻的電信號一般都是毫伏級，必須經過放祥緩大，將熱敏電阻測量到的電信號轉化為0～3.6之間，才能在單片機中使用。
下圖為放大電路原理圖。穩壓管的穩壓值為1.5V。

由於感測器輸出微弱的模擬信號，當信號中存在環境干擾時，干擾信號也被同時放大，影響檢測的精度，需用濾波電路對先對模擬信號進行處理，以提高信號的抗干擾能力。本系統採用巴特沃斯二階有源低通濾波電路。選取該巴特沃斯二階有源低通濾波電路的截止頻率
fH=10 kHz 。

3 控制系統設計
3.0 軟體設計
單片機溫度控制器控制溫度范圍100℃到400℃，採用通斷控制，通過改變給定控制周期內加熱和製冷設備的導通和關斷時間，來提高和降低溫度，以達到調節溫度的目的。
軟體設計中選取控制周期TC 為200(T1×C) ，導通時間取Pn ×T1×C ，其中Pn 為輸出的控制量，Pn值介於0～200之間， T1 為定時器定時的時間，C為常數。由上兩式可看出，通過改變T1 定時時間或常數C，就可改變控制周期TC 的大小。溫度控制器控制的最高溫度為400℃，當給定溫度超過400℃時以400℃計算。
圖3為采樣中斷流程圖。

數模轉換部分使用單片機自帶的12位A/D轉換器，能同時實現數模轉換和控制，免去使用專用的轉換晶元，使系統處理速度更快，精度更高，使電路簡化。采樣周期為500 μs ，當採集完16個點的數據以後，設置標志「nADCFlag =1」，通知主程序採集完16個點的數據，主程序從全局緩沖區里讀出數據。
為進一步減小隨機信號對系統精度的影響，A/D轉換後，用平均值法對采樣值進行數字濾波。每16個采樣點取一次平均值。然後將計算到的平均值作為測量數據進行顯示。同時，按照PID演算法，對溫度采樣值和給定值之間的偏差進行控制謹兆模，得到控制量。采樣全過程完成後就可屏蔽采樣中斷，同時啟動T1定時[3]，進入控制過程。
溫度值和熱敏電阻的測量值在整個溫度采樣區間內基本呈線性變化，因此在程序中不需要對測量數據進行線性校正。MSP430的T1定時器中斷作為控制中斷，溫度采樣過程和控制輸出過程採用了互鎖結構，即在進行溫度采樣，溫度值處理和運算等過程時T1不定時，待采樣全過程進行完時再啟動T1定時並同時屏蔽采樣中斷。T1定時開始就進入控制過程，在整個控制過程中都不採樣，直到200(T1×C) 定時時間到，要開始新一輪的控制周期。在啟動采樣的同時屏蔽T1中斷。
圖4為T1定時中斷流程圖。

圖中，M代表定時器控制周期計數值，N則表示由調節器計算出的控制量。首先判斷控制周期TC是否己經結束。若控制周期TC已結束(即M=0)，則屏蔽T1定時器中斷，進行新一輪溫度采樣；若控制周期TC還未結束〔即M≠0 〕，則開始判斷導通時間是否結束。若導通時間己結束(即N=0)，則置輸出控制信號為低，並重新賦常數C值，啟動定時器定時，同時退出中斷服務程序；若導通時間還未結束(即N ≠0 )，則置輸出控制信號為高，控制執行其間繼續導通，重新賦常數C值，啟動定時器定時，同時退出中斷服務程序。

3.1 數字PID
本文控制演算法採用數字PID 控制，數字PID 演算法表達式如下所示：

其中，KP 為比例系數；KI=KPT/TI 為積分系數；T 為采樣周期，TI 為積分時間系數；KD=KPTD/T 為微分系數，TD 為微分時間系數。u(k) 為調節器第k次輸出， e(k) 為第k 次給定與反饋偏差。
對於PID 調節器，當偏差值輸出較大時，輸出值會很大，可能導致系統不穩定，所以在實際中，需要對調節器的輸出限幅[4]，即當|u|>umax 時，令u=umax 或u=-umax ，或根據具體情況確定。

3.2 溫度調節
PI 控制器根據溫度給定值和測量值之間的偏差調節，給出調節量，再通過單片機輸出PWM 波，調節可控硅的觸發相位的相位角，以此來控制執行部件的關斷和開啟時間，達到使溫度升高或降低的目的。隨後整個系統再通過檢測前一階段控制後的溫度，進行近一步的控制修正，最終實現預期的溫度監控目的。

4 結論
本設計利用單片機低功耗、處理能力強的特點，使用單片機作為主控制器，對室內環境溫度進行監控。其結構簡單、可靠性較高，具有一定的實用價值和發展前景。

參考文獻
[1] 趙麗娟，邵欣.基於單片機的溫度監控系統的設計與實現.機械製造，2006，44(1)
[2] 張開生，郭國法.MCS-51 單片機溫度控制系統的設計.微計算機信息，2005，(7)
[3] 沈建華，楊艷琴，翟驍曙..MSP430 系列16 位超低功耗單片機原理與應用.清華大學出版社，2004，148-155
[4] 賴壽宏.微型計算機控制技術.北京:機械工業出版社，1994:90-95