器输出的小信号进行跟随放大，输入到转换器转 换成数字信号输入主机。数据经过标度转换后，方面通过数码管将温度显示出 来另方面，将该温度值与设定的温度值进行比较，调整电加热炉的开通情况， 从而控制温度。在断开电加热器，温度仍然异常，报警器发出声音报警，提示采 取相应的调整措施。其温度控制系统的原理框图如图所示。 图系统原理框图 系统硬件选择和设计 系统扩展接口的选择 本次设计采用的是微处理器，选择可编程并行接口作为系统的 扩展接口，的通用性强，适应灵活，通过它可直接与外设相连接。 温度传感器与转换器的选择 本系统选用温度传感器构成测温系统。是种电压输入电 流输出型集成温度传感器，测温范围为，非线性误差在。， 其输出电流与温度成正比，温度没升高为开尔文温度，输出电流就增加 电压跟随器运算放大电路温度传感器转换器 微 处 理 器 加热控制电路 报警 译码 显示 。其输出电流。本设计中串联电阻的阻值选用，所以输出 电压另外，为满足系统输入模拟量进行处理的功能，对其 再扩展片，以进行模拟数字量转化。 显示接口芯片 为满足本次设计温度显示的需要，我们选择了芯片，芯片 是种通用的可编程的键盘显示接口器件，单个芯片就能完成键盘键入和 显示控制两种功能。 备注系统硬件接线应尽量以插接形式连接，这样便于多用途使用和故障的检查 和排除。 系统主要元件功能与原理介绍 微处理器的般性能特点 位的内部结构，位双向数据信号线 位地址信号线，可寻址字节存储单元 较强的指令系统 利用第位的地址总线来进行端口寻址，可寻址个端口 中断功能强，可处理内部软件中断和外部中断，中断源可达个 单的电源，单相时钟。 另外，公司同期推出的微处理器种准位微处理器，其内 部寄存器，内部操作等均按位处理器设计，与微处理器基本上相同， 不同的是其对外的数据线只有位，目的是为了方便地与位接口芯片相兼 容。 的编程结构 编程结构是指从程序员和使用者的角度看到的结构，亦可称为功能结构。 从功能上来看，可分为两部分，即总线接口部件 和执行部件。的内部功能结构如图所示 图内部功能结构图 软件设计 系统工作原理 温度测量显示部分 温度通过温度传感集成芯片，将温度变化量转换成电压值变化量， 经过级跟随后输入到电压放大电路，放大后的信号输入到转换器将 模拟信号转换成数字信号，然后将该数字信号通过然间编程转化为十进制 码，并送到进行温度值的显示。 温度控制部分 温度的上升或下降，通过给加热系统通断电来实现。当需要加热时， 的输出低电平，启动加热系统。当需要降温时，的输出高电平， 关闭加热系统。 加热或降温的控制信号通过的读取拨动开关的状态来实现。 系统软件设计 本设计的目的是以微处理器为控制器，将温度传感器输出的小信号经 过放大和低通滤波后，送至转换器微控制器实时采集显示温度值要低 于给定值 加热 口 停止加热 口 显示提示信息 调用温度值设置子 程序重新设置温度 并将拨到以 进行重新调节 有键按下返回 采集值并 求其平均值 调用码转换子程序 将其转换为十进制温度值 调用显示子程序 图 显示子程序 采用动态显示方式，其流程图如图所示。 温度值设置子程序 问了避免加热温度过高，在程序设计中加了条，即设定值不能大于， 否则就认为有错系统报警。其流程图如图所示。 码转换子程序 将采集得到的平均值 乘以转换为温度 值 返回 对其进行非压缩 码乘法调整 通过移位得到组合码 图 得到温度值各位上 的数 通过查表指令得到 对应的数码管的断码 温度值设置子程序 键入温度值十位上的数值 将它存于 键入温度值个位上的数值将它 存于 将十位上的数值左移四位并与 个位上的数值既得温度值 设置温度大 于 将温度值存于 返回 声音报警并显 示信息 返回 显示温度值十位上的数值 延时 返回 显示子程序 图 先将十进制温度 值送到 通过查表指令得到对应 的数码管的断码 显示温度值个位上的数值 延时 取出中的温度值 得到温度值十位上的数值 系统调试 通过前部分的介绍说明，我们对系统的工作情况有了大体的了解。为了进 步了解系统的工作过程，这里介绍下系统调试过程及调试过程中出现的些 具体的问题。我们的实验调试软件运行于环境下，其步骤如下 根据硬件图和原理图连接好线路。 二在机上敲入程序，并对其进行的查错，编译，连接，最后生成可执 行文件。 三接上电源，敲入可执行文件的文件名，系统就开始了工作过程。 这是屏幕上会出现的些提示信息，如 , , , 这里后两条只作注释用。 然后敲任意个键，系统就开始进行温度测量和显示，屏幕上就会显示 在这条信息之后敲入温度值。注意这里敲入的温度值不能大于摄氏 度，否则屏幕将会显示,并返回。以后重新设定 温度时也是如此 在正常情况下，敲入设定温度后系统就开始进行控制调节，当实际温度 小鱼设定值时，系统就开始进行加热，如果不加改变，它就会加热直稳定到设 定的温度值如果这是想重新设置温度，只要把的读取拨动开关拨 到，屏幕上就会显示 这里又得注意下，在敲入个新的设定温度之前，得先把读取拨动 开关拨到，否则，在敲完设定温度之后，屏幕上又会显示同样条信息。因为 它是根据是还是来决定是去重新输入设定温度还是去调节温度。如果 不先把拨为，它就是直让你输入却不进行调节。另外，这里温度值的设 定的次数没有限制。 结论 本设计采用的单片机是作为现代工业中最常用的集成芯片。具有体积小重 量轻抗干扰能力强对环境要求不高价格低廉可靠性高灵活性好易于 推广应用等显著优点，通过软件逻辑控制实现对温度的控制和调节。本文的温度 控制系统，只是单片机广泛应用于各行各业中的例。本设计中应用了许多单片 机芯片和单片机常用的外部设，单片机芯片如，等。单片机外 部设备如温度检测元件，键盘和显示系统中的显示器等。该系统 的主要优点如下 本系统本着简单可靠的原则完成了设计要求，尽量做到线路简单，充分 利用软件编程，安装比较灵活而且价格较低。 二在系统的硬件和软件设计中，都加有安全设计部分，避免加热过高造成 设备的损坏。 同时，该系统在测量过程中会带来系统误差 参考文献 戴梅蕚微型计算机技术及应用清华大学出版社 武锋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 何克忠计算机控制系统清华大学出版社 朱善君汇编语言程序设计清华大学出版社 颜永军电路设计与应用国防工业出版社 目录 摘要关键词 绪论 方案设计 方案 方案二 模块电路设计 温度控制系统的总体机构 系统硬件选择和设计 系统主要元件功能与原理介绍 软件设计 系统工作原理 系统软件设计 系统流程图 系统调试 结论 参考文献 基于微处理器的温度测控系统设计 摘要温度是与人类生活密切相关的物理量，在众多的行业中都需要对温度进行测控。本 文介绍了种基于微处理器的温度测控系统，采用温度传感器采集温度数据， 用控制温度值稳定在预设温度。当温度低于预设温度值时系统启动电加热器，当这个温 度高于预设温度值时断开电加热器。 系统操作简便自动化程度高扩展方便且具有良好的人机交互的能力。该系统通过实 验，取得了较为满意的控制效果。可应用在些精度要求不太高的系统中。为了降低整个系 统的成本，在满足性能的要求下，选择低成本器件，简化系统设计。 关键词微处理器温度传感器转换器温度测控系统 绪论 随着科技的不断发展，传统的温度监测方法由于工作量大，操作不方便， 测量准确度低，难以满足各个领域的要求。目前，微处理器在工业控制系 统诸多领域得到了广泛的应用,由于它具有极好的稳定性，更快和更准确的运算 精度得到了广泛应用。由于模拟温度传感器输出为模拟信号，需要经转换 后获得数字信号传输给微处理器接口，使得硬件电路结构复杂，成本较高。而新 型单总线数字式温度传感器将温度测量和集合成体，直接输出数字量， 使得硬件电路结构简单，微处理器具有丰富的外设且功耗很低，工作稳定， 方便调试。本文设计了种基于微处理器单片机和温度传感器采集 温度数据的温度测控系统，具有较强的推广应用价值。 方案设计 方案 设计种温度控制方法将温度控制在设定值。 在该实验利用机键盘输入设定温度值。当系统采集的温度值低于设定值 时，开通加热系统，反之，当温度高于设定值时，关闭加热系统。仍然利用 的控制加热系统。 其流程图如图所示 图 分析和讨论 该系统实现了将温度控制到设定值，并保持稳定，但温度值只能设定次。 当在控制过程中，如果有时想将温度再调高点就办不到了，为此引入了方案二。 方案二 设计种温度控制方法将温度控制到设定值，并保持稳定。同时还可以 根据实际需要重新设置温度并进行重新控制调节，使温度达到新的设定值，并 开始 显示提示信息 设置温度 设置温度大 于实际温度 加热 显示温度 有键按下 返回 停止加热 保持稳定。这里的重新设置和控制可以进行无限多次，当然这个设置值得在 最大值范围之内，这里把最大值设为。当设置温度大于时，系统就会 报错并退出系统。 经过对以上两方案得分析比较，我觉得方案二比较完善些，于是我采用方 案二作为本场次设计的总体方案。其流程图如图所示 模块电路设计 温度控制系统的总体结构 温度信息由温度传感器测量并转换成微安级的电流信号，经过运算放大电路 将温度传感器输出的小信号进行跟随放大，输入到转换器转 换成数字信号输入主机。数据经过标度转换后，方面通过数码管将温度显示出 来另方面，将该温度值与设定的温度值进行比较，调整电加热炉的开通情况， 从而控制温度。在断开电加热器，温度仍然异常，报警器发出声音报警，提示采 取相应的调整措施。其温度控制系统的原理框图如图所示。 图系统原理框图 系统硬件选择和设计 系统扩展接口的选