电路的核心部分，系统的控制采用了单片机。单片机内部有单元的程序存储器及字节的数据存储器。因此系统不必扩展外部程序存储器和数据存储器这样大大的减少了系统硬件部分。键盘及数字显示部分在设计键盘显示电路时，我们使用单片机做为电路控制的核心，单片机具有个全双工的串行口采用串口，利用此串行口能够方便的实现系统的控制和显示功能。键盘显示接口电路如图。图键盘显示部分电路图中单片机的口接数码管的只引脚，这样易于对数码管的译码，使数码管能显示设计者所需的各数值小数点符号等等。单片机的接译码器，译码器的输出端直接接八个数码管的控制端和键盘，键盘扫描和显示器扫描同用端口这样能大大的减少单片机的，减少硬件的花费。键盘的接法的差别直接影响到硬件和软件的设计，考虑到单片机的端口资源有限，所以我们在设计中将传统的的键盘接成的形式如图，键盘的扫描除了和显示共用的个端外，另外的两个端直接和的和相连。图键盘接线如图的接法已经完全用完了单片机的个口，有效的利用了单片机的资源。微机控制及图形显示部分为了使系统具有更好的人机交换界面，在系统设计中我们通过语言设计了微机控制界面。通过系统与微机的通信大大的提高了系统的各方面性能。其控制界面见图由于单片机串行口为电平，而机为电平，因此系统采用了电平转换芯片。由于系统设计了多机通信的功能，即主系统和键盘及数字显示部分的通信主系统和机的通信，所以在设计电路时要特别注意多机通信的时序及竞争问题，针对此类问题在设计中我们特地的在两根串行通信线上增加了如图的电路如图由于主机部分发送两个从机都可以接受，因此主机的发送部分及主机不存在竞争问题。而两个从机可能同时向主机发送各类控制信息，因此会存在竞争问题。其实图为个与门电路，图中为提升电阻，为开关二极管，当或中有个为低电平时主机为低电平，同时另个分机无效，当或中有个为高电平时主机为高低电平。图微机控制界面及主机主机图如图的微机控制界面，具有温度控制及显示的功能。图中左半部分为水温的实测温度和给定温度的数值显示及对主系统部分的控制界面，右半部分为水温的实测温度的逐点采样及图形显示，通过此界面可以更直观的显示温度的变化，并且通过对图形的保存能方便的打印出水温的变化曲线。第节系统的软件设计本系统的软件系统主要可分为主程序定时计数中断程序时间调整或定闹设置程序三大模块。在程序设计过程中，加强了部分软件抗干扰措施，下面对部分模块作介绍。主程序流程图主程序流程图如图所示，程序主要完成以下的几部分任务开机机系统初始化显示清零，各记数指针清零，设定定时器及中断否是调用相映的中断程序判断是否有中断算法波产生接收及发射串显示数据机通信子程序图主程序流程图各类数值转换子程序初始化设定各参数的初始值，设定各中断及定时器。接收发射此部分程序主要完成数据的控制及显示，其主要通过单片机的全双工串行口完成和键盘部分的双向通信。机通信此部分完成与微机控制接口的联接及通信的控制。数值转换子程序由于主程序中用到了很多的数值转换及数值的运算如十进制转换成十六进制双字节与单字节的除法运算等等，为了程序调用的方便，特地将其编写成子程序的形式。键盘显示程序图定水温显示温度确定取消清零输出，均为各种子程序，代表个子程序的应用程序。开机机系统初始化显示清零，各记数指针清零否是消除颤抖判断是否有键按下设定水温显示温度确定单步清零取消输出图程序输出第节系统调试与测试结果分析系统测试仪器双路跟踪稳压稳流电源直流稳压电源数字示波器伟福仿真器多功能数字表数字万用表内存曼彻斯特编码定时中断，延时码表控制部分，温度采集，检测温度高低多位进制转化成多位码取初位放的采样值末位中间位最后位曼彻斯特编码度前停止加热度前停止加热度前停止加热，数理与信息工程学院课程设计题目水温控制系统专业计算机科学与技术专升本班级计本姓名章娜学号实验地点数理与信息工程学院电子系统设计室指导老师余水宝张胜丁宇成绩第节引言水温控制系统概述设计任务与要求系统组成第节系统硬件设计系统总体设计框图温度采样电路温度控制电路主机控制部分键盘及数字显示部分微机控制及图形显示部分第节系统软件设计系统主程序设计键盘显示程序第节实际测试系统测试仪器测试方法测试结果第节结束语参考文献附录单片机水温控制系统数理与信息工程学院计算机专升本章娜指导教师余水宝张胜第节引言在现代冶金石油化工及电力生产过程中，温度是极为重要而又普遍的热工参数之，在环境恶劣或温度较高等场合，为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度节约能源，要求对加热炉炉温进行测显示控制，使之达到工艺标准。如何更快更准确的控制所需的温度是温度控制技术的关键。水温控制系统概述本文介绍的是个以单片机为控制核心的水温控制系统，此系统通过人机交互设定控制温度，采用增量型算法，通过脉宽调制控制电炉加热，最终实现水温的恒定。该系统具有温度超调量小调节时间短静态误差小测量精确恒定温度与设定温度偏差小等优点，且控制方便显示直观性能稳定可靠性高。设计任务与要求系统的基本任务与要求系统的基本要求定量水由电炉加热，要求水温可以在定范围内由人工设顶，并能在环境温度降低时自动实现调整，以保持设定的温度基本不变。主要性能指标温度设定范围温度设定为最小区分度为控制精度温度控制的静态误差名用十进制数码显示实际水温扩展功能具有通信能力，可接收其他数据设备发朱的命令，或将结果传送到其他数据设备采用适当的控制方法当没定温度或环境温度突变时减小系统的调节时间和超调号温度控制的静态误差能自动显示水温随时间变化的曲线。系统组成本系统是个典型的检测控制型应用系统，它要求系统完成从水温检测信号处理输入运算到输出控制电炉加热功率以实现水温控制的全过程。因此，以单片机为核心组成个专用计算机应用系统，以满足检测控制应用类型的功能要求。另外，单片机的使用特为实现水温的智能化控制以及提供完善的人机界面及多机通讯接口提供了可能，而这些功能在常规数字逻辑电路中往往是难以或无法实现的。根据设计任务基本要求，本系统应具有以下基本功能可以进行温度设定，并自动调节水温给定的温度值。可以调整控制参数，满足不同控制对象与控制品质要求。可以实时显示给定温度与水温实测值。第节系统硬件设计本电路总体设计包括五部分主机控制部分前向通道温度采样电路后向通道温度控制电路键盘和数字显示部分微机控制及图形显示。