李浩波集散控制系统在黄磷电热炉生产中的应用四川有色金属。张俊芳张忠民刘利民智能单片机温度控制系统辽宁工程技术大学学报。赵巧妮在单片机仿真中的应用自动化技术与应用。李东勋沈文浩陈小泉基于的液晶模块的仿真华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室。郭廷杰日本新型电热炉情况综述工业炉。深圳中源单片机发展有限公司中文资料深圳中源单片机发展有限公司。谭浩强程序设计北京清华大学出版社,。陈忠华基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现大连理工大学硕士学位论文，。徐建林热处理电阻炉炉温控制系统的分析与仿真金属热处理。王海宁基于单片机的温度控制系统的研究合肥工业大学硕士学位论文，。许丽川过程控制调节规律的研究单片机温度控制系统的设计制作电子科技大学硕士学位论文，。附录根据第三章系统硬件的设计，程序编写如下温度传感器信号线温度下限值温度上限值到的个键植延时函数,以下是的相关程序复位，初始化函数读位数据函数起延时作用读个字节数据函数向写个字节数据函数写写开始获取温度并进行转换复位延时写跳过读指令写温度转换指令读寄存器中的温度,复位读低位读高位是整型以下是键盘程序键盘扫描,以下是的显示程序清屏用延时代替检测忙信号写入控制命令的子程序用延时代替忙检测选择写命令模式选择写模式要写的数据给使能端个高脉冲写入数据的子程序选择读命令模式选择写模式报警程序温度处理函数大于度第二个灯亮高于设定温度超过度第四个灯亮在设定温度的上下度范围内主程序,显示清零，数据指针清零设置显示，点阵，位数据接口设置开显示，不显示光标写个字符后地址指针自动加初始化温度转换函数显示第排,显示第二排电流个逻辑门电路，对端口写通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平时，此时可作输入口。作为输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，个引脚被外部信号拉低时会输出个电流。和还可以分别作为定时计数器的外部计数输入和输入。口是个带有内部上拉电阻的位双向口，的输出缓冲级可驱动吸收或输出电流个逻辑门电路，对端口写，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平时，此时可作输入口。作为输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，个引脚被外部信号拉低时会输出个电流。在访问外部程序存储器或位地址的外部数据存储器时，口送出高位地址数据。在访问位地址的外部数据存储器时，口输出锁存器的内容。口是组带有内部上拉电阻的位双向口，口输出缓冲级可驱动吸收或输出电流个逻辑门电路，对端口写时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口，此时，被外部拉低的口将用上拉电阻输出电流。口除了作为般的口线外，更重要的用途是它的第二功能，如表所示表口的第二功能端口引脚第二功能串行输入口串行输出口外中断外中断定时计数器定时计数器外部数据存储器写通道外部数据存储器读通道复位信号输入端。当振荡器工作时，引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。复位电路如图所示。图复位电路振荡器反相放大器的输入端及内部时钟发生器的输入端。振荡器反相放大器的输出端。通过外接晶振后，即可构成自激振荡器，驱动内部时钟发生器向主机提供时钟信号。震荡电路如图所示。图震荡电路外部时钟电路在时间控制中，如果用系统的定时器设计时钟，当偶然掉电或晶振的误差都会造成时间的错乱，因此本设计采用构成时钟电路。如图所示图时钟电路是美国公司推出的种高性能低功耗带的实时时钟电路芯片，它可以对年月日时分秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为。采用三线接口与进行同步通信，这里与单片机的口连接，并可采用突发方式次传送多个字节的时钟信号或数据。内部有个的用于临时性存放数据的寄存器。可以用于数据记录，特别是对些具有特殊意义的数据点的记录，可以同时记录数据与出现该数据的时间。这种记录对长时间的连续测控系统结果的分析及对异常数据出现的原因的查找具有重要意义。传统的数据记录方式是定时采样，不能记录时间，因此，只能记录数据而无法准确记录其出现的时间若采用单片机计时，方面需要采用计数器，占用硬件资源，另方面需要设置中断查询等，耗费单片机的资源。但是，如果在系统中采用时钟芯片，就能很好地解决这个问题。本设计将芯片作为个扩展。测温模块温度传感器是各种传感器中最常用的种，早期使用模拟温度传感器如热电阻。现代的温度传感器已经走向数字化微型化集成化。本设计采用。在中温度传感器的元件图形及实物图如图所示。图元件图及实物图是公司生产的，即单总线器件，具有微型化低功耗高性能抗干扰能力强易配微处理器等优点，与单片机接口仅需占用个端口，无须任何外部元件，直接将环境温度转化成串行数字信号供处理器处理。其特性如下只要求个端口即可实现通信。在中的每个器件上都有独无二的序列号。实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。测量温度范围在到之间。数字温度计的分辨率用户可以从位到位选择。内部有温度上下限报警设置。支持多点组网功能，多个可以并联在唯的三线上，实现组网多点测温。电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。如果需要控制多个进行温度采集，只需将的口都连到起。如图所示。单片机图多点测温的引脚功能为为数字信号输入输出端为电源地为外接供电电源输入端。本设计使用单片机的口与的单总线端口相连。如图所示。内部结构主要由四部分组成位光刻下限温度数据命令，随后传送两字节的数据。工作时序及相应程序初始化先将数据线置高电平延时数据线拉到低电平④延时数据线拉到高电平延时等待数据线再次拉到高电平。具体的程序应用如下写数据数据线置低电平延时按从低位到高位的顺序发送数据④延时将数据线拉到高电平重复步骤，直到发送完整个字节再次将数据线拉高到。读数据将数据线拉高到延时将数据线拉低到④延时将数据线拉高到延时读数据线的状态得到个状态位，并进行数据处理延时重复步骤，直到读取完个字节。在编写具体的程序时，首先要对进行复位初始化，其次编写读位数据函数读个字节数据函数写个字节数据函数温度的获取转换程序读温度程序等子程序。详细程序见附录。显示程序设计基本工作时序初始化设置原则上每次进行读写之前都必须进行读写检测，但由于单片机的操作速度慢于液晶控制器的反应速度，因此可以用简单延时代替读写检测。本设计所用初始化指令如下写操作时序通过确定是写数据还是写命令。写命令包括使液晶的光标显示不显示，需不需要移屏，在液晶的什么位置显示等等，写数据是写要显示的内容。读写控制端设置为写模式，即低电平。将数据或命令送达数据线上。④给使能端个高脉冲将数据送入液晶控制器，完成写操作。例如，写控制字程序如下显示清，数据指针清设置显示，点阵，位数据接口设置开显示，不显示光标写个字符后地址指针自动加在第排开始显示显示第二排读状态输入输出状态字读数据输入输出无写指令输入指令码，高脉冲输出数据写数据输入数据，高脉冲输出无写入控制命令的子程序用延时代替忙检测选择写命令模式选择写模式要写的数据给使能端个高脉冲本设计显示程序包括清屏程序写入控制命令子程序写入数据子程序初始化程序等，具体程序见附录。第章总结与展望总结经过半个多学期的学习，基本完成了本次毕业设计的预期要求，熟练掌握了基于单片机的温度控制系统的设计原理，并运用了相关自动控制原理。的功能都非常强大，是现在单片机仿真使用的主流软件，通过本次设计能熟练使用这两个软件，并制作出自己相关的成果。同时接触到了新的硬件并熟悉了这些硬件的资料及使用方法。到目前为止，对本设计涉及的硬件的使用已基本掌握，如显示器的使用及相关程序的编写，实现了温度显示，未能很好的实现温度的自动控制。由于时间的原因，没有制作硬件电路板。通过设计，学习到了新的元器件知识，加强了程序编写能力和单片机的控制知识，锻炼了文献搜索资料整理能力，自学能力，调试查错能力。展望电热炉在工业温度控制中具有重要作用，结构简单，用途十分广泛。随着单片机的不断发展，用单片机控制电热炉的温度已被广泛采用，控制精度可靠性等都不断提高。现在的单片机逐渐向嵌入式系统靠拢，使得控制功能更强大。温度传感器代替了传统模拟传感器，使得温度控制外围电路简单，程序功能相对集中。这种传感器虽然是单总线结构，但是可以将多个连接在根总线上，实现温度的多点检测。只需通过程序控制各个的使用情况。显示器是显示器的种，用显示器显示不仅界面清晰明了，控制也更简单。其他类型的显示器如等可以显示更多的内容，与数码管相比节省了很多外围元件，并且程序也比较简单。本设计的课题任务是显示实际温度值设定温度值，并对这两个温度进行比较控制，使实际温度始终保持在定范围内。在实际工业生产中，设定温度的范围会比较广泛，相应的实际温度范围可能也比较宽泛，温度范围窄有可能不适合，需要选用其他适合的温度传感器。生产中的温度控制精度会比较高，需要使用先进控制算法，比如模糊控制。本设计中报警系统采用了发光二极管，还可以加上蜂鸣器报警。显示器也有使用温度的限制，总之，对不同的要求要选用合适的元器件。本设计初步实现了温温度传感器非挥发的温度报警触发器和配置寄存器。在出厂时默认设置为位，最高位为符号位，温度值共位。单片机在读取数据时次读取个字节共位，前位为符号位，当前位为时，读取的温度为负值，读到的数值要取反加再乘以才是实际温度值。而当前位为时，读取的温度为正值，读到的数值直接乘以便是实际温度值。根据的通讯协议，主机控制完成温度转换必须经过三个步骤每次读写之前都要对进行复位，复位成功后发送条指令，最后发送指令，这样才能对进行预定的操作。复位要求主将数据线下拉微秒，然后释放，收到信号后等待微秒左右，后发出微秒的存在低脉冲，主收到此信号表示复位成功。在实际使用中，有以下事项需要注意在对进行读写编程时，必须严格的保证读写时序，否则将无法读取测温结果。在用进行长距离测温系统设计时要充分考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。因为连接的总线电缆是有长度限制的。向发出温度转换命令后，程序要等待的返回信号，假如个接触不好，当程序读该时，将没有返回信号，程序会进入死循环。的初始化工作时序见第四章。显示模块显示器接口电路常用的显示器有状态显示器俗称发光二极管七段显示器俗称数码管和十六段显示器，发光二极管可显示两种状态，用于系统显示数码管用于数字显示十六段显示器，用于字符显示数码管结构数码管由个发光二极管以下简称字段构成，通过不同组合可用来显示数字字符及小数点。数码管又分为共阴极和共阳极两种结构。数码管工作原理共阳极数码管的个发光二级管的阳极二极管正端连接在起。通常会共阳极接高电平般接电源当个阴极接低电平时，则该数码管导通并点亮。共阴极数码管的个发光二极管的阴极二极管负端连接在起。公共阴极接低电平般接地当个阳极接高电平，则该数码管并点亮。开关模块本课