教育出版社,,李庆常电子技术课程设计北京理工大学出版社,,,,彭建英中国学术期刊全文数据库中国仪器仪表年期,,,,黄祯祥中国学术期刊全文数据库现代电子技术,基于单片机的温度控制系统,年期余永全单片机应用系统的功率接口技术北京航空航天大学出版社,沈德金系列单片机接口电路与应用程序实例北京航空航天大学出版社,杨永华中国学术期刊全文数据库甘肃科技年期陈可中中国学术期刊全文数据库现代电子技术,基于单片机的水温控制系统,年期,,刘明业数字系统自动设计高等教育出版社,附录转化后的水温信号对应的十进制数对应的十六进制数显示的温度数，附录，，,,，单片机基本系统单片机基本系统如图所示是整个控制系统的核心,它完成整个系统的信息处理及协调控制功能。将读入温度的转换数值与设定的温度数值进行比较判断，根据结果输出不同的控制信号，同时将实测温度值转化为十进制数显示出来。由于系统对控制速度,精度及功能要求都无特别之处,因此可以选用目前广泛使用的系列单片机。侯培娜图单片机基本系统与后向通道本设计以单片机基本系统以系列单片机为核心。是位数据线是位单片机，片内有及。中央处理器单元实现运算和控制功能。内部数据存储器共个单元，访问它们的地址是，其中用户使用前个单元，后个单元被特殊功能寄存器占用。内部的个位定时计数器用作定时或计数。并可用定时或计数的结果实现控制功能。有个位并行口，用以实现地址输出及数据输入输出。片内还有个时钟振荡器，外部只需接入石英晶体即可振荡。采用引脚双列直插式封装方式。后向通道后向通道如图左上角线框内所示是实现控制信号输出的通道。根据系统总误差要求,后向通道的控制精度也应控制在之内。本设计中后向通道由个发光二极管模拟显示。当温度低于或高于被测范围时，发光二极管发光当温度在被测范围内时，二极管熄灭。对本设计而言当被测温度在之间时发光二极管是暗的，当被测温度大于或者小于是发光二极管是亮的。显示通道桌面图显示通道显示通道如图所示主要由两位数码管构成的显示器组成,显示实测温度,显示范围为。数码管也称半导体数码管，是目前数字电路中最常用的显示器件，它是以发光二极管作笔段并按共阴极或共阳极方式连接后封状而成的。本设计中控制个位,控制十位，数码管选用共阳极。软件设计总体方案以为核心，口为转换算法时设置为十进制的时设置为十进制的到之间相差。则所测数字量对应的十进制数值为,温度为,则仿真过程假如给置,查表可知为十进制的通过计算显示温度应该为。运用系列仿真系统在电脑上直接给置,运算结果为,表明此段仿真程序正确。输出程序仿真先让发光二极管暗转化后的实测温度与度比较转化后的实测温度与度比较温度在与之间时,应输出高电平。在仿真程序上给置,输出为此时输出为低电平,后向控制电路开始工作,发光二极管亮在仿真程序上给置,输出为,此时输出为高电平,发光二极管暗。显示程序仿真,选通显示个位的数码管,选通显示十位的数码管查表可知十进制与相对应,所以数码管应显示。直接在程序中给写入,运行结果为，证明此段程序正确。结论本设计是个单片机控制系统，温度能保持在定范围内，系统稳定可靠，在日常生活工农业生产和科学实验中都有较广的使用价值。单片机技术使传统的温度控制具有了智能化。由于温控系统的功能受软件控制,因此可以根据应用场合方便地调整温度控制算法以满足要求。另外随着微电子技术的进步,在温控系统设计中优先选择了大规模的专用集成电路,这样能使硬件清晰简单,压缩了装置体积,还大大减少了误差,有效的提高了装置的精度和抗干扰性能。参考文献孙涵芳系列单片机原理及应用北京航空学院出版社,何立民系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术北京航空航天大学出版社,信号输入端口，口为信号输出端口，为输出控制端口。首先读入输出的信号，运用合适的计算方法将输入信号转换成相应的十进制数值，然后先在数码管上显示实测温度，再将实测温度与设定温度进行比较判断输出相应的控制信号。程序流程启动转换读取数据进行转换并显示与设定温度比较输出控制信号图程序流程图结束开始程序见附录。模块说明转换模块将提供的数字信号转换成十进制数值,具体转化表见附录。显示模块将转换后的十进制数值在数码管上显示出来,数码管选用共阳极,使用动态显示,先显示个位再显示十位。控制数码管个位的显示，控制十位的显示，当为高电平为低电平时选通代表个位的数码管，当为高电平为低电平时选通代表十位的数码管。比较输出模块将转换后的十进制数值与设定温度范围作比较。若在之间，输出高电平，发光二极管暗若大于或者小于,输出低电平，发光二极管亮。制作与调试硬件电路的布线与焊接为了操作和维修方便，本设计将电源及主控制部分分开单独安装，分为三个部分，三个电路板分别为前向通道，单片机基本系统包括后向通道，显示通道三个部分。此外还增加了若干插座，以便各部件的连接。硬件电路制作包括印刷线路板制作焊接和系统连接等几个方面，印刷线路板的设计是在计算机上利用软件进行辅助设计。硬件调试依次对单片机基本系统显示通道前向通道后向通道分别进行调试。调试时可利用仿真器对接口地址进行读写操作，静态地测试电路各部分的连接是否正确对于动态过程可以编写简短的调试程序配合硬件电路的调试。单片机基本系统调试晶振电路将仿真器晶振开关打到外部，如果仿真器出现死机现象，说明用户系统晶振有问题，此时应用示波器观察单片机时钟信号输入端是否有振荡信号，或检查晶振电路各器件参数。复位电路按下复位按钮应使系统处于复位状态，否则用万用表检查复位电路各点信号和器件参数。前向通道调试静态工作点调试加热水温并用温度计测试，当水温为时调整阻值，使运放输出电压为。当水温为时调整阻值，使输出为。在范围内任取若干点测试运放的输出电压。转换器调试在范围内选取若干个测试点，用仿真器向写任意数，以启动转换。从读取转换结果，与测试值比较。结果不正确，须检查与的连线是否正确，还要检查参考电压是否是。后向通道调试静态调试用仿真器在上输出低电平，发光二极管变亮，在上输出高电平，发光二极管熄灭。如果输出不正常,应按信号输出顺序分别检查各部分的连接及焊接情况。动态调试系统设计中控制输出,温度高于或者低于,均应输出低低电平。编写简短调试程序,在上周期性地输出定占空比的脉宽调制波形,用示波器观察二极管的明暗情况。程序调试转换程序仿真放入寄存器放入寄存器进位不为跳转到直接跳转到括单片机基本系统前向通道后向通道显示通道等四个主要的功能模块。概述系统概述本设计基本思路是设定定范围的水温,并能在环境温度降低时实现自动调整,以保持设定的温度基本不变。该系统采用片为控制器,前向通道为温度采集,转换,后向通道为温度控制通道,并由构成显示通道。首先温度传感器将温度的变化转换成对应的电信号的变化,即将温度转换成电压并进行放大,然后进行转换，此转换将模拟电压转化成为二进制数字电压信号,传送到芯片，通过程序实现与设定的温度范围比较判断，根据比较结果进行温度控制,以保持恒定的水温,同时用数码管将实测温度显示出来。本设计控制电路执行部件由个发光二极管来进行模拟显示，系统设定温度为可根据实际需要设定。当温度低于或高于，发光二极管发亮代表控制电路开始工作。总体设计方案方案全硬件设计。基本思想是利用热敏电阻感知温度,信号转化及放大电路使温度信号转化成电压信号,分压电路提供参考电压,运放构成电压比较器,反相输入参考电压,正相输入信号电压随温度改变的电压,当信号电压超过参考电压时,电压比较器输出电平发生跳变,从而给控制电路个信号，控制电路根据收到的信号决定是否工作,以保持恒定的温度。方案软硬件结合。基本思想是根据设计思路编程，设定所需要的温度范围，利用硬件电路将温度转换成数字信号，传送给单片机，由单片机进行实测温度与设定温度的比较，将比较结果传送到控制电路，控制电路根据收到的信号决定是否工作,以保持恒定的温度。由于温度范围写入单片机内部，并且由软件来决定控制电路工作与否，在定程度上可以大大减少误差，在操作上也比较方便。本设计是个典型的检测控制型应用系统，要求系统完成从水温检测信号处理输入运算到输出控制和显示以实现水温控制的全过程，因此，应以单片微型计算机为核心组成个专用计算机应用系统，以满足控制应用类型的功能需要。另外，单片机的使用也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，而这些功能也在常规数字逻辑电路中往往是难以实现或无法完成的，所以本设计将采用方案二。主要技术指标温度设定范围为，最小区分度温度控制静态误差小于等于两位共阳极数码管显示，显示温度范围。系统功能划分指标分配和框图构成根据系统功能和设计要求,为了简化系统硬件降低硬件成本提高系统灵活性和可靠性，有关温度运算数码管显示及大部分控制过程都可用软件来完成，硬件的主要功能是温度的检测及输出信号的控制和温度的显示。系统总体设计方案方框图如图所示。传感器图水温控制系统总体框图单元电路设计前向通道前向通道是信息采集的通道,主要包括传感器检测信号放大转换等电路。由于水温变化是个相对缓慢的过程,因此前向通道中没有使用采样保持电路。按设计要求,水温控制静态误差,水温设定范围为,而对水温的检测范围应适当大于此范围,设为,则系统控制的总误差应不大于,分配到前向通道的信号采