阴极点位，阳极电流大于维持电流两者缺不可从导通到关断阳极电位低于阴极点位，阳极电流小于维持电流任条件都可反向特性当控制极开路，阳极加上反向电压时见图，结正偏，但结反偏。此时只能流过很小的反向饱和电流，当电压进步提高到结的雪崩击穿电压后，接差结也击穿，电流迅速增加，图的特性开始弯曲，如特性段所示，弯曲处的电压叫反向转折电压。此时，可控硅会发生永久性反向。图阳极加反向电压正向特性当控制极开路，阳极上加上正向电压时见图，结正偏，但结反偏，这与普通结的反向特性相似，也只能流过很小电流，这叫正向阻断状态，当电压增加，图的特性发生了弯曲，如特性段所示，弯曲处的是叫正向转折电压。图阳极加正向电压由于电压升高到结的雪崩击穿电压后，结发生雪崩倍增效应，在结区产生大量的电子和空穴，电子时入区，空穴时入区。进入区的电子与由区通过结注入区的空穴复合，同样，进入区的空穴与由区通过结注入区的电子复合，雪崩击穿，进入区的电子与进入区的空穴各自不能全部复合掉。这样，在区就有电子积累，在区就有空穴积累，结果使区的电位升高，区的电位下降，结变成正偏，只要电流稍增加，电压便迅速下降，出现所谓负阻特性。这时三个结均处于正偏，可控硅便进入正向导电状态通态，此时，它的特性与普通的结正向特性相似。光电偶合器光电耦合器是以光为媒介传输电信号的种电光电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管光敏三极管等等。光电耦合器的种类较多，常见有光电二极管型光电三极管型光敏电阻型光控晶闸管型光电达林顿型集成电路型等。结构示意图如图所示图结构示意图在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在起的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电光电的转换。基本工作特性共模抑制比很高在光电耦合器内部，由于发光管和受光器之间的耦合电容很小以内所以共模输入电压通过极间耦合电容对输出电流的影响很小，因而共模抑制比很高。输出特性光电耦合器的输出特性是指在定的发光电流下，光敏管所加偏置电压与输出电流之间的关系，当时，发光二极管不发光，此时的光敏晶体管集电极输出电流称为暗电流，般很小。当时，在定的作用下，所对应的基本上与无关。与之间的变化成线性关系，用半导体管特性图示仪测出的光电耦合器的输出特性与普通晶体三极管输出特性相似。温度控制模块电路图此部分电路主要由光电耦合器和可控硅组成，光电耦合器与单片机端口相连，可以根据端口信号的变化迅速做出反应，延时时间短。由于单片机的端口电压不足以驱动光电耦合器，故令其低电平触发，外加上拉电阻。与外部电阻炉相连的部分是可控硅，与光电耦合器配合输出，以弱点控制强电，控制电阻炉的开断频率，以达到加热目的。由主控单片机运算输出脉冲宽度可调的波用于双向可控硅在内的导通和关断数从而调节输出给电炉的功率，这样使得水温稳定在设定值上。接线图如图所示图温度控制模块设计电路图系统软件设计系统主程序软件设计的主要思想就是温度检测，控制加热控制组件对水温进行恒定控制，并且将温度在上显示。还可通过键盘控制设定温度的增加和减少。主程序主要包括系统初始化采样温度值扫描键盘以及实时显示模块等。由于本设计设有键盘和显示子程序，实验结果目了然。主程序的流程图如图所示图主程序流程图开始系统初始化初始化读取温度数据等待定时中断控制算法输出控制脉冲温度设定显示温度键盘按下温度采集子程序温度测量通过数字温度传感器测量水槽温度，将水槽温度值转化为数字量接入单片机中。在通过与控制温度比较对可控硅进行控制。温度采集的流程图如图所示图温度采集流程图显示子程序水温温度值和键盘设定值都要通过液晶显示出来，显示子程序必不可少，将要显示的水温温度和控制温度所对应的码存入单片机储存单元中，通过控制信号显示在相应的显示器上。显示数据有行，每行的前部为固定英文字符，每行的后部为变化数值，每行字符都有对应的显示位置和显示内容，这些参数已在程序中设定完成。程序直接利用查表方法来得到显示段码。温度设定子程序首先调用扫描子程序，检查有无闭合键。若无闭合键，则对数码显示器扫描显示初始化跳过温度转化指令匹配读出温度指令读出温度值遍若有闭合键，则先消抖。接着进行扫描判断，判别闭合键的具体位置以及获取对应的键值。设计电路中有两个按键，分别是温度温度上调温度下调，如按下进入温度设定状态，设定值每秒闪烁次，这时可以按或行调节，设置个上限温度，这个设定值会保存在中，掉电后也不会丢失，下次上电时，单片机会自动读入上次的温度设定值。控制算法由于此温度控制系统并没有冷却装置，所以根据实际情况判断，水温不能存在超调现象，温度值必须要求从低到高逐渐逼近设定值。开始考虑使用算法，由于此算法结合比例积分微分算法，可使控制量以最短的时间到达指定数值，但是考虑到本系统并没有冷却装置，温度旦超调则无法冷却使其在设定值间震荡，而冷却只能依靠本身与周围环境的热交换来完成，降温速度很慢，无法完成迅速冷却，故本系统考虑采用预先设定与温度相对应的数值。当设定温度和实际温度的差值的绝对值小于时，则立即跳入相应值控制热阻进行加热。当设定温度和实际温度的差值的绝对值大于，热阻持续加热。当设定温度小于实际温度则立即停止加热。热电阻加热的过程中，被加热的水向上流动，导致炉子上部的温度大于下部温度，如果将传感器放在底部，则当温度到达设定温度时，冷热水充分混合之后往往大于设定温度，如果将传感器放在顶部，加热过程中顶部的水先到达指定温度，等冷热水混合之后实际温度会小于设定温度。同样是产生偏差，应选取后者，因为将传感器放在炉子的顶部，这样当冷热水混合之后实际温度小于设定温度，这样可以再次加热以精确达到指定温度而前者旦温度超调则降温很慢，造成较大偏差。最终将温度传感器放在炉子的上部，但是根据水温上升的规律，设定温度和实际温度度如果按照线性升温的话，会使温度超过设定值而产生偏差，因为加热停止的时候还会产生部分热量，此热量还会使水温上升。所以在相差度的时候减小低电平时间会使温度值更精确，所以经过反复测试，最后相差度时高电平时间设定为。其中表示设定温度与实际温度之差，表示个周期的低电平时间。控制算法如表所示表控制算法表温度控制系统仿真仿真说明由于单片机端口的驱动能力有限，所以令其低电平触发光电耦合器，故当口输出低电平时电热丝加热。当设定温度与实际温度之差大于时属于粗调，即令电热丝持续加热，无控制当设定温度与实际温度之差小于时属于微调，即电热丝加热时受控制。仿真结果对各温度仿真结果如下实际温度，设定温度当差值大于时，输出为低电平，电热丝持续加热，如图所示图仿真图实际温度，设定温度当差值小于，控制算法开始起作用，由低电平部分控制加热，如图所示初始化设定清除的显示内容定时器设置皆工作在定时计数器模式赋初值，赋初值，占空比控制变量优先级高于，后来证明此语句是多余的，因为当加入此句后反而调速和温度检测都变得有点不稳定。延时函数初始化函数，检测总线上是否有从属器件的存在，若存在则通讯成功复位稍做延时单片机将拉低延时大于拉高总线稍做延时后如果则初始化成功则初始化失败，因为复位成功的回答信号即存在信号是低电平读个字节给脉冲信号给脉冲信号写个字节读取温度，复位跳过读序号列号的操作启动温度转换，每次操作前都要进行复位跳过读序号列号的操作读取温度寄存器等共可读个寄存器前两个就是温度忽略小数位，取的高四位，与的相加就是此时所测得到整数温度值返回温度值给这个函数设置显示位置为第行的第个字符,显示字符,设置显示位置为第二行第二个字符,显示字符十位个位，测试温度十位，测试温度个位十位个位，设置温度十位，设置温度个位，中断，用于数码管扫描和温度检测间隔定时器重装值标志位有效定时中断服务程序初值重装限定周期为由于版权问题，后续程序已省略，如有需要请联系本人。图仿真图二实际温度，设定温度当差值逐渐缩小，低电平时间减少，电热丝功率降低，如图所示图仿真图三实际温度，设定温度当差值逐渐缩小，低电平时间减少，电热丝功率降低，如图所示图仿真图四实际温度，设定温度当设定温度小于实际温度时，输出高电平，电热丝不工作，如图所示图仿真图五结论当设定温度与实际温度之差小于时，输出方波控制电热丝加热功率，以达到精确调温的目的。当差值大于时，电热丝持续加热，使其尽快进入到调节阶段当设定温度小于实际温度，说明温度已超调，故电热丝不工作，使其降温。参考文献杨世兴郭秀才监测监控系统中国电力出版社，丁镇生传感器及传感技术应用电子工业出版社，陈良光刘剑亮在多点测温中的编码优化技术电子工业出版社，陈润泰许琨编检测技术与智能仪表长沙中南工业大学出版社，蔡美琴等系列单片机系统及其应用北京高等教育出版社，刘迎春叶湘滨传感器原理设计与应用第三版长沙国防科技大学出版社，戴佳单片机应用系统开发典型实例北京中国电力出版社，范风强单片机语言应用实战集锦北京电子工业出版社，谢宜仁单片机实用技术问答北京人民邮电出版社，赵晶高级应用北京人民邮电出版社，沙占友智能化集成温度传感器原理与应用北京机械工业出版社，付家才单片机控制工程实践技术北京化学工业出版社，致谢经过三个月的学习和试验，终于完成了我的毕业设计。看着自己辛勤的成果，心里非常高兴。在这期间遇到了很多从来都没有遇到过的问题，但是通过自己的努力和老师同学的帮助最后把它们解决了。其中在蒋丽英老师的精心安排和指导下，对题