基于PWM的溫度控制器設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）題目：基于PWM的溫度控制器設(shè)計(jì)摘要溫度是我們生活、工業(yè)、科研中必不可少的因素之一，溫度控制在各個(gè)領(lǐng)域都必須能夠做到的。在不同的領(lǐng)域?qū)囟瓤刂频囊笠彩遣煌?、其?shí)現(xiàn)方法也是人不相同的。就人們口常生活來(lái)說(shuō)對(duì)溫度控制精度要求不是很高，但是溫度控制對(duì)我們口常生活也產(chǎn)生了比較人的影響比如空調(diào)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度、電飯鍋、熱水器等等。隨著技術(shù)的不斷地研究與突破，要實(shí)現(xiàn)溫度控制其方法和手段有很多也更簡(jiǎn)單。特別是電子技術(shù)的發(fā)展人們?cè)谟脝纹瑱C(jī)實(shí)現(xiàn)控制溫度越來(lái)越簡(jiǎn)單。本次設(shè)計(jì)用AT89S5單片機(jī)作為控制芯片，以PT100作為溫度傳感器、AD1674轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，用LCD1602液晶顯示器進(jìn)

2、行顯示當(dāng)前溫度和目標(biāo)溫度。通過(guò)C語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)PID算法以此控制PWM信號(hào)輸出進(jìn)而控制功率電路，以光電耦合與晶閘管組成的電路進(jìn)行功率電路的驅(qū)動(dòng)。關(guān)鍵字：溫度控制；單片機(jī)；PID；PWMABSTRACTTempefatuieisoneoftheessentialfactorsinouilife,liidustiyandresearch.Temperaturecontrolmustbeabletobeachievedinallfields.Thelequuementsfortempeiatuiecontrolindifferentfieldsarealsodifferentandthemethods

3、arealsodiffeient.Onpeople'sdailylifeonthetempeiatuiecontiolaccuracylequuementsarenotveiyhigh,butthetemperaturecontrolonouidailylifealsohadarelativelylargemipactsuchasakconditioningtoachieveindoortempefatuie,electriclicecookei;waterheaterandsoon.Withthecontinuousresearchandbieaktluoughteclmologyi

4、tiseasiertorealizethetempeiatuiecontrolofitsmethodsandmeans.Especiallythedevelopmentofelectronicteclmologyintheuseofsmgle-chipmicrocomputei*toacluevethetemperatureismoreandmoresimple.Thedesignofsingle-chipmicrocomputei*withAT89S5ascontiolchip,PT100astempeiatuiesensorandAD1674conveiterfoidataconveisi

5、on,LCD1602LCDdisplaysthecunenttempeiatuieandtargettempeiatuieTluoughtheClanguagepiogianimmgPIDalgontlmimordertocontrolthePWMsignaloutputandthencontiolthepowercircuit,thephotoelectiiccouplingandthethviistofcircuitpowercucuitdrivers.Keywords:Tempcontiol;MCU;PID;PWM摘要IABSTRACTII第1章緒論11. 1課題背景和意義11.2控溫的

6、現(xiàn)狀21.3脈寬調(diào)制技術(shù)31.4 PID算法3第2章溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)72.1系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)72.2溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)72.2.1溫度傳感器選擇72.2.2溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)82.3 A/D轉(zhuǎn)換器的選器102.4微控制器的選用122. 5顯示設(shè)備142.6鍵盤(pán)輸入152.7控制電路16第三章溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)183.1系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)183.2AD轉(zhuǎn)換程序183. 2顯不程序213.3輸入程序233.4 PID控制PWM程序27第4章應(yīng)用Pioteus軟件進(jìn)行仿真304. 1仿真電路原理圖的畫(huà)制304.2仿真程序的生成32結(jié)論35參考文獻(xiàn)36致謝1第1章緒論1.1課題背景和意義在很早以前當(dāng)單

7、片機(jī)沒(méi)出現(xiàn)時(shí)，人們對(duì)溫度的控制只好用模擬調(diào)節(jié)器來(lái)實(shí)現(xiàn),常規(guī)模擬調(diào)節(jié)器有很多缺點(diǎn)延時(shí)大、系統(tǒng)震蕩等等。如果應(yīng)用微控制器作為大腦那么溫度控制的精度將能得到大幅提升。傳統(tǒng)的模擬調(diào)節(jié)器的數(shù)據(jù)處理能力不是很理想而微控制器(比如單片機(jī))可以比較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理的能力無(wú)論是處理數(shù)量還是處理速度都可以比較理想。在如今的眾多方面尤其在自動(dòng)控制和智能控制方面單片機(jī)已經(jīng)達(dá)到百分之百的應(yīng)用，可以這么說(shuō)沒(méi)有單片機(jī)就沒(méi)有如今的自動(dòng)控制。打個(gè)比較容易懂得比方早前的溫度控制與如今的溫度控制之間的差距就像古代猿人與現(xiàn)代人之間的差距。而在工業(yè)自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)或生產(chǎn)過(guò)程中,溫度檢測(cè)控制往往就會(huì)成為一項(xiàng)必須要完成的的工作。就拿電廠生產(chǎn)電力工程

8、中就得實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制很多對(duì)象的溫度比如過(guò)熱蒸汽、火焰溫度、汽包溫度等等，而在這些溫度控制與監(jiān)測(cè)中就有很多的算法但這些算法大多都是由PID算法不斷改進(jìn)創(chuàng)新而得來(lái)的。自20世紀(jì)以來(lái)電子技術(shù)日新月異，特別是在大規(guī)模集成電路出現(xiàn)后，電子技術(shù)發(fā)生了本質(zhì)上的變化，這就為單片機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)奠定了基石。單片機(jī)技術(shù)己經(jīng)覆蓋在了我們的生活中隨處可見(jiàn)，單片機(jī)產(chǎn)品無(wú)時(shí)無(wú)刻影響著我們的我們。目前想要控制溫度的方法也可以有多種選擇，以單片機(jī)作為微控制器實(shí)現(xiàn)溫度控溫是溫度控制的主要手段之一。利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度控制能靈活編程，還能擴(kuò)展其他的功能比如顯示時(shí)間、計(jì)算預(yù)計(jì)加熱時(shí)間、定時(shí)加熱等功能，控制精確度較高這也是單片機(jī)控制溫度的

9、優(yōu)點(diǎn)還有就是他能比較直觀的顯示、價(jià)格低、技術(shù)成熟、體積小等特點(diǎn)。單片機(jī)是應(yīng)用集成電路與微型計(jì)算機(jī)結(jié)合而得到的一種技術(shù)。單片機(jī)一個(gè)比較優(yōu)秀的地方是可以嵌入到其他系統(tǒng)之中用來(lái)處理其他微型計(jì)算機(jī)不能夠做到的處理。單片機(jī)是一個(gè)微型計(jì)算能與很多外圍設(shè)備相連以此更加容易組成人們所需要的系統(tǒng)。以單片機(jī)為中央處理器組成的系統(tǒng)有以下兒個(gè)優(yōu)點(diǎn)：(1) 功能比較強(qiáng)、比較可靠，對(duì)外的干擾有很強(qiáng)的免疫能力(2) 簡(jiǎn)單容易懂、能被人較快的學(xué)習(xí)(3) 發(fā)展速度異常快、發(fā)展?jié)摿Υ蟆Ｔ趲资曛袉纹瑱C(jī)從4位機(jī)發(fā)展到今天的32位機(jī)而且樣式多種多樣、集成度非常高、功能強(qiáng)大齊全。單片機(jī)使自動(dòng)1東北電力大沆I'l動(dòng)化工程寧院學(xué)士

10、洼位論文化與機(jī)械化獲得了更加強(qiáng)勁和長(zhǎng)足的發(fā)展，其外圍設(shè)備也更加廣泛、完美。(4) 能夠嵌入在其他系統(tǒng)中因而應(yīng)用更加廣泛。單片機(jī)可應(yīng)用程序省去許多不必要的模擬電路、數(shù)字電路。溫度的測(cè)量也是溫度控制不可忽視的關(guān)鍵性因素之一，如果沒(méi)法準(zhǔn)確的測(cè)量溫度要談溫度控制只能說(shuō)是天方夜譚。進(jìn)行溫度控制測(cè)量的前提是溫度測(cè)量的精準(zhǔn)度滿(mǎn)足要求，溫度測(cè)量的一個(gè)大概分類(lèi)是兩類(lèi)即接觸式測(cè)溫和非接觸式測(cè)溫。顧名思義接觸式測(cè)溫傳感器就是應(yīng)用的時(shí)候與被測(cè)的對(duì)象接觸，這種接觸很有可能影響被測(cè)對(duì)象的測(cè)量就是所謂的置入誤差。非接觸式測(cè)溫從字面意思就能想到就是間接通過(guò)被測(cè)對(duì)象輻射能量的程度以此推算被測(cè)對(duì)象的溫度，非接觸式測(cè)溫這類(lèi)方式出結(jié)

11、果可以很快由于不與被測(cè)對(duì)象相連所以對(duì)被測(cè)對(duì)象基本沒(méi)啥干擾，可測(cè)高溫、運(yùn)動(dòng)的對(duì)象但是接觸式測(cè)溫與非接觸測(cè)溫相比往往精度更加高。1.2控溫的現(xiàn)狀在實(shí)際的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中溫度測(cè)量和溫度控制是我們必須要翻過(guò)去的兩大座山無(wú)論你如何繞都繞不過(guò)去的，因而要提高溫度控制系統(tǒng)的控溫精準(zhǔn)度就必須從這兩個(gè)方面入手。如今的溫度檢測(cè)設(shè)備多種多樣也可以說(shuō)五花八門(mén)發(fā)展趨勢(shì)向多種手段、小體積、高精度等方面發(fā)展。但是如今新型的測(cè)溫手段比如非接觸式測(cè)溫方法其測(cè)溫精度不盡人意，它們只能應(yīng)用在只是需要大概知道被測(cè)對(duì)象溫度的場(chǎng)合。要想獲得比較高的精度溫度只能選擇傳統(tǒng)的較早出現(xiàn)的接觸式測(cè)溫方法比如熱電阻、熱電偶等，傳統(tǒng)的測(cè)溫手段技術(shù)比

12、較成熟因而更加可靠?jī)r(jià)格可能也更低。但是傳統(tǒng)的測(cè)溫方法也不是沒(méi)有缺陷的它往往會(huì)對(duì)被測(cè)對(duì)象產(chǎn)生或多或少的影響也就是人們所說(shuō)的置入誤差。應(yīng)對(duì)置入誤差各種不同的傳感器都有自己相應(yīng)的解決方法比如熱電阻的引線(xiàn)接法、熱電偶的冷端補(bǔ)償，但這都會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本的上升。由此人們常常篩選溫度傳感器的時(shí)候要想的問(wèn)題要比較全面要根據(jù)所要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)要求價(jià)格考慮選擇我們需要的測(cè)溫傳感器。我們所要追求的溫度控制大體有兩種要么是恒溫控制要么是非恒溫控制，非恒溫控制一般是要求所控制的溫度值按某個(gè)函數(shù)或曲線(xiàn)進(jìn)行相應(yīng)的變化而恒溫控制只要求溫度維持在某個(gè)溫度當(dāng)然這個(gè)溫度其實(shí)是在某一溫度值不超過(guò)一定誤差的波動(dòng)。本次設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一個(gè)

13、恒溫控制系統(tǒng)且為加熱系統(tǒng)，加熱的溫度控制系統(tǒng)的控制方法大約有三種：(1) 開(kāi)關(guān)控制方法就是只判斷所需溫度與被控對(duì)象溫度之是否相等選擇加熱還是不第1章緒論加熱實(shí)現(xiàn)溫度控制，被測(cè)對(duì)象溫度比所需溫度低那么進(jìn)行加熱被控對(duì)象比所需溫度高停止加熱直至被測(cè)對(duì)彖與所需溫度相等。這種方法明顯有比較人的延時(shí)、誤差，屬于比較落后的控制手段。（2）常規(guī)的PID算法控制方法學(xué)過(guò)自動(dòng)控制原理的看標(biāo)題就知道這種方法來(lái)源于經(jīng)典控制理論P(yáng)ED調(diào)節(jié)器控制方法理論。這種方法要實(shí)現(xiàn)比較令人滿(mǎn)意結(jié)杲僅僅需要確定比例、枳分、微分的三個(gè)參數(shù)就可以了。但是這種方法適應(yīng)性比較差一旦參數(shù)確定也就無(wú)法改變，也就是說(shuō)一旦控制對(duì)象的一些性質(zhì)發(fā)生改變?cè)?/p>

14、先的控制完全不能產(chǎn)生作用除非三個(gè)參數(shù)也跟著變化。（3）改進(jìn)型PID算法控制方法為了解決常規(guī)PID法的不足然后人們就想出了能自我根據(jù)不同的被測(cè)對(duì)彖自己確定三個(gè)參數(shù)的改進(jìn)型PED算法，更有將PID與其他智能算法相結(jié)合而產(chǎn)生更加先進(jìn)的算法。如今改進(jìn)的PED算法已經(jīng)不是一種兩種了而是將進(jìn)10種，由于改進(jìn)型PED過(guò)多不做過(guò)多的描述了。本次設(shè)計(jì)不需要改進(jìn)型的PID應(yīng)用常規(guī)PLD即可，本次設(shè)計(jì)主要是通過(guò)PID算法與PWM技術(shù)相結(jié)合控制溫度。下面將詳細(xì)介紹常規(guī)PLD算法與PWM技術(shù)。13脈寬調(diào)制技術(shù)脈寬調(diào)制（PWM）英文為PulseWidthModulation,其實(shí)質(zhì)是將模擬量信號(hào)用數(shù)字信號(hào)不同的占空比表示

15、的一種技術(shù)。一般通過(guò)計(jì)數(shù)器與定時(shí)器實(shí)現(xiàn)模擬量用數(shù)字量表示，這種方法的好處是任何模擬量數(shù)值都能用脈寬調(diào)制技術(shù)完成其對(duì)應(yīng)編碼。模擬量用數(shù)字量表示有很強(qiáng)抗干擾能力，數(shù)字信號(hào)天生就比模擬信號(hào)抗外界干擾強(qiáng)一般要外界擾動(dòng)能強(qiáng)到使電平邏輯發(fā)生改變。就一般而言我們所處環(huán)境或多或少都會(huì)有干擾但干擾就平常而言不可能強(qiáng)到使電子產(chǎn)品電路中電平發(fā)生邏輯根本性變化。用脈寬調(diào)制技術(shù)的還能使模擬信號(hào)做到更加遠(yuǎn)距離的傳輸，整個(gè)過(guò)程是先將模擬信號(hào)用數(shù)字信號(hào)編好編碼然后傳輸這個(gè)數(shù)字信號(hào)最后將接收端將數(shù)字信號(hào)還原為原先的模擬信號(hào)。1.4 PID算法如今目要看一個(gè)行業(yè)的水平的高低一般的看這行業(yè)的自動(dòng)化程度如何，從而說(shuō)明自動(dòng)控制已經(jīng)成為

16、一個(gè)行業(yè)崛起必不可少的影響因素。隨著時(shí)間慢慢的推移，科學(xué)技術(shù)涌現(xiàn)了十分驚人的發(fā)展，在如今己經(jīng)有很控制方法能夠做到控制效果令人滿(mǎn)意共至超過(guò)人們所需的控制效果。但是以PID控制方式組成的系統(tǒng)仍然在廣泛使用只能說(shuō)其控制方式確實(shí)非常優(yōu)秀。PID代表三個(gè)不同的環(huán)節(jié)這是大家都知道的，這也說(shuō)明其容易被人們所認(rèn)3東北電力大呼動(dòng)化工程呼:院學(xué)士沆位論文知、學(xué)習(xí)。介紹PLD的書(shū)不是很高深比較被大家所理解，書(shū)中所講的參數(shù)也很明了。再者PID算法適用的范圍可以很廣只需要有控制的領(lǐng)域它都能去占有自己的一席之地，對(duì)于過(guò)于簡(jiǎn)單或控制對(duì)象過(guò)于難的控制要求它不適用，也就是說(shuō)對(duì)于一般的控制要求來(lái)說(shuō)PID控制完全能勝任了。被測(cè)對(duì)象

17、特性變化后用PID控制對(duì)其控制的效果也不會(huì)有什么影響。我們需要明確的是PID控制只能應(yīng)用在有負(fù)反饋的系統(tǒng)之中，常規(guī)PID控制結(jié)構(gòu)圖：圖1-1常規(guī)PID結(jié)構(gòu)圖輸出"(f)與輸入w(f)之間有如下關(guān)系:(1)式中e(t)=r(t)-y(ty.Kc為比例增益，7；為積分時(shí)間的常數(shù)，7；為微分時(shí)間的常數(shù)。PID是控制算法，這時(shí)輸出、輸入為：e(kT)-e(kt-T)u(kT)=k©kT)+2匕(iT)+Aj=0其中K。、T,、7；分別為比例系數(shù)、積分時(shí)間常數(shù)和微分時(shí)間常數(shù)；T是采樣的周期；k是釆樣的序列號(hào)，k=0丄2,；”(燈)為第k次釆樣后的計(jì)算輸出值;e(kT)為第k次釆樣時(shí)輸

18、入的偏差，(kT-T)為第(k-1)次采樣時(shí)輸入偏差。常規(guī)PID分為位置式和增量式，下面是介紹：在應(yīng)用單片機(jī)組建的系統(tǒng)中我們一般對(duì)測(cè)量值是采樣釆集信號(hào)的，所以這就要對(duì)信號(hào)做離散式處理?，F(xiàn)將算式(3)化簡(jiǎn)為算式(4):叭kT)-比k-)T(3)T粼1)(4)T第1章緒論由此“伙)可得:訛)#何燈+££©)+心斗止型(5)1i7=01訛)=kce(k)+ke(j)+Kde(k)-e(k-1)(6)戶(hù)0其中：©為比例增益、7；為積分增益、心為微分系數(shù)、K>(KcT)/Ti、Kd=(KcTd)/T這種算法因?yàn)橐Y(jié)合全部的輸出，所以每次輸出必定無(wú)可避免的和過(guò)

19、去的狀態(tài)有聯(lián)系。運(yùn)算出結(jié)果必須進(jìn)行的一步是對(duì)(k)進(jìn)行累加求和，因此常?？赡茉斐煞e分飽和的結(jié)果而且處理器處理的數(shù)據(jù)必然會(huì)很大。再有系統(tǒng)處理輸出的結(jié)果u(k)往往是與執(zhí)行器的實(shí)際位置相鄰，這樣一旦系統(tǒng)處理器出現(xiàn)錯(cuò)誤導(dǎo)致u(k)突然地變高變低就會(huì)導(dǎo)致執(zhí)行器位置的巨大變化。由此輕則造成系統(tǒng)故障重則造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故，因而往往在生產(chǎn)中無(wú)法滿(mǎn)足需要。增量式PID推理過(guò)程如下所示："伙一1)=Kce(k-1)+K,乞心)+KH伙-1)-ek-2)(7)J-0鍬)=(燈+K/伙)+島心伙)一"伙一1)(8)"伙)=Kie(k)-e(k-l)+Kie(k)+Kde(k)-2e(k

20、-l)+e(<k-2)(9)鍬)=Ae(k)-Be(k-1)+Ce(k-2)(10)上式中：A=K”(l+*+¥),B=K4+2¥),C=由各自的公式可以直觀的的知道，其是只和采樣的周期時(shí)間、比例增益、積分時(shí)間常數(shù)和微分時(shí)間常數(shù)有所關(guān)聯(lián)。增量式與位置式相比其實(shí)只是在算法上作了一些不起眼的改變，但是改變了原先諸多的不足。特點(diǎn)如下：(1) 處理器處理的數(shù)據(jù)大大減小提高了系統(tǒng)處理信號(hào)的能力，誤動(dòng)作率也就跟著變小。(2) 對(duì)外界的干擾而言對(duì)系統(tǒng)影響變得很小，可以實(shí)現(xiàn)某種意義上的無(wú)擾動(dòng)工作；當(dāng)處理器運(yùn)行失誤的時(shí)候，可以設(shè)計(jì)信號(hào)鎖存裝置以此來(lái)保證系統(tǒng)保留原先的數(shù)據(jù)并按照以前參數(shù)運(yùn)

21、行。(3) 式子中明顯沒(méi)有累記求和，增量做燈只和最近R次的采樣相關(guān)；因而可以用加權(quán)處理來(lái)達(dá)到比較理想的效果。任何方法都有其不足之處增量式控制也不5東北電力大學(xué)ii動(dòng)化工程學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文能幸免比如其積分的截?cái)嘈?yīng)不小、系統(tǒng)存在靜態(tài)的誤差等。第2章應(yīng)用第2章溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)總體方案如圖所示,AT89S51選為系統(tǒng)的中央處理器也就是用于處理數(shù)據(jù)、將其他設(shè)備聯(lián)系起來(lái)；由外接溫度測(cè)量電路、鍵盤(pán)、復(fù)位、LCD顯示電路、功率控制電路組成。主要設(shè)計(jì)是：溫度釆集電路收集信息傳給AD轉(zhuǎn)換器、AD轉(zhuǎn)換器將信息轉(zhuǎn)換傳輸至AT89S51.用鍵盤(pán)設(shè)定設(shè)定目標(biāo)溫度值、LCD顯示當(dāng)前溫度(

22、TEMP)與所需要得到的溫度(SETTEMP).輸出PWM信號(hào)控制加熱的進(jìn)行。圖2-1硬件設(shè)計(jì)總體方案2.2溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)2.2.1溫度傳感器選擇在生活、工業(yè)、科研、醫(yī)療等領(lǐng)域中溫度測(cè)量必不可少且在與其他物理參數(shù)比較溫度測(cè)量為最多。根據(jù)測(cè)溫原理可分為熱膨脹、電阻、熱電動(dòng)勢(shì)、磁性、介質(zhì)特性、集成傳感器、光線(xiàn)傳感器、灰度檢測(cè)式、輻射能量檢測(cè)式。根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求，熱電阻與熱電偶傳感器相對(duì)初步符合本次設(shè)計(jì)。7東北電力大學(xué)I'l動(dòng)化工程學(xué)院學(xué)士沆位論文熱電偶傳感器是溫度測(cè)量中應(yīng)用比較多，它測(cè)量的范圍相對(duì)其他傳感器來(lái)說(shuō)是比較廣的，能相對(duì)穩(wěn)定的工作、同時(shí)結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，能實(shí)時(shí)檢測(cè)溫度，發(fā)出的電信號(hào)可

23、以較遠(yuǎn)距離傳輸，可以很好的用于控制和檢測(cè)。熱電偶的測(cè)溫原理是基于熱電效應(yīng)：兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成一個(gè)閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)所處環(huán)境溫度有差異時(shí)，這個(gè)閉合電路中必然產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)，將一端作為標(biāo)準(zhǔn)冷端然后測(cè)回路電動(dòng)勢(shì)而后根據(jù)這個(gè)電勢(shì)的高低判斷溫度的高低。熱電阻的測(cè)溫基本是導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨著溫度的變化相應(yīng)的做出改變。熱電阻與熱電偶都有很多優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)也比較相似所以有時(shí)用熱電阻和熱電偶可能都行具體抉擇視情況而定。但以熱電阻為傳感器的測(cè)溫系統(tǒng)在650°C以下其測(cè)量的精準(zhǔn)度比以熱電偶傳感器的測(cè)溫系統(tǒng)更加準(zhǔn)確。由于此次溫度測(cè)量范圍不會(huì)超過(guò)650°C,所以選用PT100為此次溫度傳感器能

24、取得更加精準(zhǔn)的溫度值。PT100在650°C測(cè)量的精準(zhǔn)度比熱電偶要好。它的電阻值和溫度有一定的函數(shù)關(guān)系，我們就用這種函數(shù)關(guān)系確定溫度值。PT100的測(cè)量范圍相對(duì)來(lái)說(shuō)還是比較廣的、測(cè)量的精度也比較好、測(cè)溫調(diào)理電路一般設(shè)計(jì)好后不會(huì)出現(xiàn)隨不必要的偏差、在有氧環(huán)境下工作也不會(huì)出現(xiàn)氧化等特點(diǎn)，但是注意的是在真空和還原性氣體中工作將會(huì)出現(xiàn)電阻的漂移、還有特性曲線(xiàn)是非線(xiàn)性的。在-200°C到0°C時(shí)：Rt=RQl+At+Bt2(11)在0°C到850°C時(shí)：Rt=RQ1+At+Bt2+Ctt-100)(12)上式中Rt為溫度廣C時(shí)的熱電阻的電阻值，R。為0&

25、#176;C的熱電阻的電阻值(100),A、B、C為試驗(yàn)確定的常數(shù):A=3.9083x10-'/°C、B=-5.775X10-7/°C、C=-4.183X10-12/°C由上公式可知鉗電阻的特性曲線(xiàn)并不是線(xiàn)性的，所以在應(yīng)用時(shí)應(yīng)該進(jìn)行線(xiàn)性化處理才好用于溫度測(cè)量。2.2.2溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)在目前鉗電阻溫度傳感器的引線(xiàn)連線(xiàn)方式主要有如下兒種：(1) 二線(xiàn)制引線(xiàn)接法。直接把傳感器兩端引線(xiàn)直接接到放大器的反饋電阻位置，這是最簡(jiǎn)單最方便但是測(cè)量精度最為不好的方法，適用于精度要求低的系統(tǒng)。而此種引線(xiàn)接法誤差主要來(lái)源于接線(xiàn)誤差。(2) 三線(xiàn)制電路接法。熱電阻的一端連一根導(dǎo)

26、線(xiàn)而另一端同時(shí)連接兩根導(dǎo)線(xiàn)，而熱電阻與其他三個(gè)電阻組成測(cè)量的一部分。三線(xiàn)制接法是熱電阻與電橋配合在一定程度上減少了連線(xiàn)誤差但沒(méi)有完全消除接線(xiàn)誤差，對(duì)于有一定精度要求的可以用。第2章應(yīng)用（3）四線(xiàn)制接法。它不受接線(xiàn)電阻的影響是一種高精度連線(xiàn)方式。但是其電路比較復(fù)雜因此成本要求也較高，適用于對(duì)于溫度測(cè)量精度要求高的系統(tǒng)。綜上所述本次設(shè)計(jì)決定釆用四線(xiàn)制接法測(cè)溫。恒流源電路：圖2-2恒流源電路設(shè)計(jì)圖恒流源驅(qū)動(dòng)電路負(fù)責(zé)提供一個(gè)恒電流使溫度傳感器PT100隨溫度變化其阻值變化時(shí)通過(guò)其電流基本不變（電流變化可忽略）。恒流源電路由運(yùn)算放大器OP07、基準(zhǔn)電壓源、電阻和三極管組成，為避免激勵(lì)電流產(chǎn)生的熱量影響測(cè)

27、量精度，設(shè)計(jì)恒流源的大小為1mA。具體實(shí)現(xiàn)如圖1所示。D1是一個(gè)2.5V的穩(wěn)壓管，即U1-U3=2.5V；根據(jù)運(yùn)放的“虛短”原則，運(yùn)算放大器OP07的同相端電壓和反相端電壓值相等，即U2=U3；因此電阻R1兩端的電壓U1U2=2.5V：可以計(jì)算出流經(jīng)R1的電流為2.5V/2.5KQ=lniAo根據(jù)運(yùn)放“虛斷”原理可知，流過(guò)R1的電流將兒乎全部流入復(fù)合管而不流入運(yùn)放的反向端，則由復(fù)合管集電極輸出電流為1mA，實(shí)現(xiàn)了高精度恒流源的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中R31是穩(wěn)定性好的精密線(xiàn)繞電阻；由兩9012（QI、Q2）組成復(fù)合管使電流放大系數(shù)值增大，溫漂系數(shù)減小，恒流值穩(wěn)定。信號(hào)采集調(diào)理電路：9東北電力大學(xué)ii動(dòng)化工

28、程學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文圖2-3信號(hào)采集調(diào)理電路電路中R14=200K、R4=100K阻值都比較大，因此恒流源流經(jīng)R14及R44的電流可忽略不計(jì)。由虛短原則、電路結(jié)構(gòu)可得：匕府&）（13）上式中R5=75Q、I=lmA由系統(tǒng)測(cè)溫范圍一50500°C,可知RT阻值為80.31280.98Q,可得輸出電壓U°ut大約為0-2.2V,設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵點(diǎn)是R32=75Q/1%精度的線(xiàn)繞電阻，其作用是去除放大電路所造成的A/D丟碼；C3和R18可濾除高頻干擾；電路中C5、R17組成一低通濾波電路。由f截止=1/2tiRC可知截止頻率f=15.9Hz可有效的濾除50HZ工頻干擾。2.3A

29、/D轉(zhuǎn)換器的選器單片機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)而我們有很多情況下都需要對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行處理，AD轉(zhuǎn)換器就應(yīng)運(yùn)而生。AD轉(zhuǎn)換器也就只有一個(gè)用處就是將模擬的信號(hào)變換成數(shù)字的信號(hào)，使其能傳到主機(jī)之中。我們?cè)诳匆粋€(gè)器件好不好就會(huì)去看其一些相關(guān)的性能技術(shù)參數(shù)，而衡量一款A(yù)D轉(zhuǎn)換器的好否主要看如下參數(shù)：（1）轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換時(shí)間顧名思義是說(shuō)將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的總時(shí)間。轉(zhuǎn)換速率為轉(zhuǎn)換時(shí)間的倒數(shù)。（2）分辨率在A/D轉(zhuǎn)換器中分變率是衡量A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬量的變化最小變化量感應(yīng)能力的大小。一般來(lái)說(shuō)其高低的判斷主要是由位數(shù)來(lái)決定。（3）轉(zhuǎn)換精度A/D轉(zhuǎn)換器精度其實(shí)就是說(shuō)理想與現(xiàn)實(shí)的差距的大小，所以其衡量的標(biāo)準(zhǔn)就可以

30、用誤差來(lái)表示。對(duì)于AD轉(zhuǎn)換器的選擇，一般是從轉(zhuǎn)換器的位數(shù)、轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率、與主CPU接口，以及數(shù)據(jù)輸出方式是否方便、對(duì)啟動(dòng)信號(hào)的要求、穩(wěn)定性及抗干擾能力等幾個(gè)方面來(lái)分析決定。本次系統(tǒng)釆集的為溫度，變化速率較低、精度要求不是特別高。AD1674似乎可以滿(mǎn)足我們?cè)O(shè)計(jì)。AD1674的位數(shù)是12位、轉(zhuǎn)換時(shí)間為10i】s,單通道最大采集速率為lOOksps,功耗為385mWo芯片內(nèi)部有三態(tài)輸出緩沖電路，所以就能直接和8位或者16位的單片機(jī)相連，片內(nèi)集成有高精度的基準(zhǔn)電壓源和時(shí)鐘電路，從而使芯片在不需要任何外加電路和時(shí)鐘信號(hào)的情況下完成轉(zhuǎn)換。AD1674的引腳按功能可分為邏輯控制端樓、并行數(shù)據(jù)輸出端口、

31、模擬信號(hào)輸入端口和電源端口四種類(lèi)型。(1) 邏輯控制端口：CS：芯片選擇。cs=o芯片被選中。CE：片啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)CE=1時(shí)，是啟動(dòng)轉(zhuǎn)換還是讀取結(jié)果與其他控制端有關(guān)系。RC：讀出/轉(zhuǎn)換控制信號(hào)。12/&控制字節(jié)位數(shù)是8位還是12位輸出，當(dāng)接低電平時(shí)是8位輸出、當(dāng)接高電平時(shí)12位輸出A0：選擇轉(zhuǎn)換字節(jié)位數(shù)。在轉(zhuǎn)換期間：當(dāng)A0=0時(shí)，12位轉(zhuǎn)換。當(dāng)A0=l時(shí)，8位轉(zhuǎn)換。在讀出期間，與12/8=0配合：當(dāng)A0=0時(shí)，高8位數(shù)據(jù)。當(dāng)A0=l時(shí)，低4位數(shù)據(jù)，中間4位為0,高4位為高阻態(tài)。如下表2-1所示：結(jié)果的高8位結(jié)果的低4位十4位尾0AD1674上述邏輯控制端口真值表如表2-2：CECSRC

32、12/8A0操作0XXXX無(wú)操作X1XXX無(wú)操作100X0啟動(dòng)12位轉(zhuǎn)換100X1啟動(dòng)8位轉(zhuǎn)換101+5vX允許12位并行輸出1010V0高8位輸出1010V1低4位十4位尾0輸出STS：轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出端。輸出為高是表明轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行；處處為低是表明準(zhǔn)換結(jié)束。TS：轉(zhuǎn)換狀態(tài)控制端。STS是高電平說(shuō)明正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換；此處為低是表明轉(zhuǎn)換換oveio（2）并行數(shù)據(jù)輸出端口：DB11DB8：在12位輸出格式下，輸出數(shù)據(jù)的高4位；在8位輸出格式下，A0為低是也可輸出數(shù)據(jù)的高4位。（3）信號(hào)輸入的端口10VIN：能接入的信號(hào)電壓范圍為0V10V或者-5V十5V20VIN：能接入的信號(hào)電壓范圍為0V20V或者-1

33、0V十10V由此可知AD1674能處理的模擬信號(hào)范圍非一般的長(zhǎng)、方式也有好兒種。（4）供電電源端口REFIN：基準(zhǔn)電壓輸入端，在10V基準(zhǔn)電源上接50歐姆電阻后連于此端；REFOUT：十10V基準(zhǔn)電壓輸出端；BIPOFF：雙極電壓調(diào)整端，該端在雙極輸入時(shí)可通過(guò)50歐姆電阻與REFOUT端相連；在單極輸入時(shí)接模擬地。2丁RV；:|CCK57iockR31CCKYAS50ipREFOUTREFIMouQGNDQBIPOFF26HNWINAGNDVE£-15VOBI082DB3DB4DB50B9r：DB8DB9naw0311171319202122232"&27U2STS

34、GNO8ADADCEacAD16M00000000圖2-4AD1674圖本次設(shè)計(jì)采用單極性輸入電路信號(hào)輸入為10VIN如圖所示，輸出的轉(zhuǎn)化結(jié)果D為無(wú)符號(hào)二進(jìn)制碼，計(jì)算公式為：D=4096Vin/Vfs上式中，Vin為模擬輸入電壓，Vfs為滿(mǎn)量程電壓。圖中RV2用于調(diào)零，即當(dāng)Vin=0時(shí)，輸出數(shù)字量D為全零。單片機(jī)系統(tǒng)模擬信號(hào)地線(xiàn)應(yīng)與9腳（AGND）相連，使其地線(xiàn)的接觸電阻盡可能小。遵循左對(duì)齊原則，故DB3DB0接單片機(jī)的P0.7P0.4。2.4微控制器的選用本次設(shè)微處理器選用AT89S51,就一般來(lái)說(shuō)51系列增強(qiáng)型（AT89S5X）的單片機(jī)差不多都能滿(mǎn)足我們的要求，只是AT89S51更加先進(jìn)一

35、些比如頻率上線(xiàn)、降功耗等方面有所改進(jìn)其他的基本一樣。AT89S51主要功能列舉如下：（1）常用于控制其他8位的器件。（2）自己內(nèi)部有時(shí)鐘平率。（3）內(nèi)部程式存儲(chǔ)器（ROM）為4KB。（4）內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）為128B»（5）外部程序存儲(chǔ)器可擴(kuò)充至64KBo（6）外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可擴(kuò)充至64KBo（7）有32條IO線(xiàn)，每條與每條之間可以相互不影響。（8）有5個(gè)中斷源。（9）2個(gè)互不干擾的16位定時(shí)器。（10）有能進(jìn)行單工、半雙工、雙工通信的端口。（11）還有能進(jìn)行做到數(shù)據(jù)不外泄。（12）可以做到程序靈活應(yīng)用。AT89S51引腳簡(jiǎn)介：（1）電源引腳及時(shí)鐘引腳VCC：電源接入端接+5V

36、oVSS：電源地端接數(shù)字地XTAL1：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時(shí)鐘發(fā)生器電路輸入端。XTAL2：系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端。（2）控制引腳RET：復(fù)位信號(hào)端口，當(dāng)EET=1時(shí)動(dòng)作。EA.VPP：EA為該引腳的第一功能時(shí)為外部程序訪問(wèn)允許控制端。當(dāng)EA為高電平時(shí)，在PC值不超出0FFFH時(shí)，單片機(jī)讀片內(nèi)存儲(chǔ)器中的程序；當(dāng)PC值超過(guò)0FFH時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)到訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器空間中的程序。當(dāng)EA為低電平時(shí)，只讀外部程序存儲(chǔ)器中的內(nèi)容。VPP為該引腳的第二功能，即在對(duì)片內(nèi)Flash進(jìn)行編程時(shí)，VPP引腳接入編程電壓。ALE/PROG：ALE是英文"AddressLatchEnable*1的縮寫(xiě)，

37、表示地址鎖存器啟用信號(hào)。AT89S51可以利用這支引腳來(lái)觸發(fā)外部的8位鎖存器（如74LS373）,將端口0的地址總線(xiàn)（A0A7）鎖進(jìn)鎖存器中，因?yàn)锳T89S51是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。平時(shí)在程序執(zhí)行時(shí)ALE引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的1/6,因此可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)其他周邊晶片的時(shí)基輸入。PROG為該引腳的第二功能，即對(duì)片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，此腳作為編程脈沖輸入端。PSEN（PiogiamStrobeENable）:片外程序存儲(chǔ)器的讀選信號(hào)，低電平有效。（3）并行I/O口引腳東北電力大學(xué)I'l動(dòng)化工程學(xué)院學(xué)士洼位論文POD：8位，漏極開(kāi)路的雙向"O口。字節(jié)地址為80H

38、,位地址為80H87Ho當(dāng)單片機(jī)擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器或者LO口時(shí)，P0口分時(shí)復(fù)用；當(dāng)作為通用I/O口時(shí)必須加上拉電阻才能正常工作P1口：8位,準(zhǔn)雙向I/O口內(nèi)部有上拉電阻；當(dāng)作為通用I/O口時(shí)應(yīng)該先向端口鎖存器寫(xiě)入1.P2口：8位，準(zhǔn)雙向I/O口內(nèi)部有上拉電阻；當(dāng)作為通用I/O口時(shí)應(yīng)該先向端口鎖存器寫(xiě)入1.P3口：8位,準(zhǔn)雙向I/O口內(nèi)部有上拉電阻；當(dāng)作為通用I/O口時(shí)應(yīng)該先向端口鎖存器寫(xiě)入1.其引腳分配如下：P3.0：RXD,串行通信輸入。P3.1:TXD,串行通信輸出。P3.2：INTO,外部中斷0輸入。P3.3：INT1,外部中斷1輸入。P3.4：TO,計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器0輸入。P3.5：T1,計(jì)時(shí)計(jì)

39、數(shù)器1輸入。P3.6：WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫(xiě)入信號(hào)。P3.7：RD,外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀取信號(hào)。本次設(shè)計(jì)接線(xiàn)如圖所示：P0口與A/D轉(zhuǎn)換器的IO口連接、P1口與LCD顯示器1602的IO口相連、P2口連接LCD顯示器1602與AD轉(zhuǎn)換器的控制端口、P3作為輸入端口與控制電路信號(hào)輸出。2.5顯示設(shè)備此設(shè)計(jì)顯示的僅有實(shí)時(shí)溫度與目標(biāo)溫度，顯示的內(nèi)容較少。液晶顯示器與數(shù)碼管相比顯示的比較直白、占用的空間也較少、重量輕和功耗低的優(yōu)點(diǎn)所以考慮決定采用LCD1602顯示器。LCD1602顯示器是一種字符型液晶顯示器，分兩排顯示沒(méi)排可以顯示16個(gè)字符或數(shù)字；可以工作的電壓范圍在4.5V與5.5V之間，最佳工作

40、電壓為5V；在5V工作條件下電流大小為2.0niAo1602LCD常見(jiàn)的有兩種一種背光一種不背光，背光的比不背光的多兩引腳。1602共16個(gè)管腳：RS：數(shù)據(jù)寄存器與指令寄存器選擇。RS=1選數(shù)據(jù)、RS=0選指令。RW：R讀的英文首字母、W寫(xiě)的英文首字母；從字面意思可以知道就是讀、些操作。RW=1讀操作、RW=0寫(xiě)操作。E：選擇其是否工作E=0工作。D0D7：分別為8位雙向I/OoVSS與VDD分別為電源地和電源正極BLA與BLK分別是背光的正極與負(fù)極VL液晶顯示偏壓用于對(duì)比度調(diào)整2.6鍵盤(pán)輸入本次的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求是用戶(hù)能通過(guò)外設(shè)鍵盤(pán)等輸入設(shè)備，以完成預(yù)期目標(biāo)溫度設(shè)定值的設(shè)定以及切換不同

41、的功能模式以顯示單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)中不同的狀態(tài)數(shù)據(jù)和重要的控制參數(shù)。該溫度控制系統(tǒng)對(duì)按鍵控制的要求是邏輯簡(jiǎn)單，易于操作，方便。結(jié)合以上特點(diǎn)及單片機(jī)外接擴(kuò)展元件已經(jīng)占用的I/O引腳較多，資源有限，最終選定使用3X4鍵來(lái)完成溫度控制系統(tǒng)各功能顯示的切換。本次設(shè)計(jì)需要設(shè)置輸入按鍵(set)、然后能輸入09個(gè)數(shù)字以此設(shè)置目標(biāo)溫度，所以采用矩陣式鍵盤(pán)(3X4)如圖所示。2.7控制電路功率控制電路常見(jiàn)的有四種即三極管驅(qū)動(dòng)電路、晶閘管驅(qū)動(dòng)電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路、固態(tài)繼電器驅(qū)動(dòng)電路。不過(guò)本次設(shè)計(jì)中需要大功率控制電路，大功率控制電路有兩種：(1)繼電器驅(qū)動(dòng)電路電磁繼電器主要由線(xiàn)圈、鐵心、銜鐵和觸點(diǎn)等部件組成，簡(jiǎn)稱(chēng)

42、為繼電器，它分為電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器等兒種類(lèi)型。繼電器方式的開(kāi)關(guān)量輸出是一種最常用的輸出方式，通過(guò)弱電控制外界交流或直流的高電壓、大電流設(shè)備。繼電器驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)要根據(jù)所用繼電器線(xiàn)圈的吸合電壓和電流而定，控制電流一定要大于繼電器的吸合電流才能使繼電器可靠地工作。如圖為經(jīng)光耦隔離器的繼電器輸出驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)CPU數(shù)據(jù)線(xiàn)Di輸出數(shù)字“1”即高電平時(shí)，經(jīng)7406反相驅(qū)動(dòng)器變?yōu)榈碗娖?，光耦隔離器的發(fā)光二極管導(dǎo)通且發(fā)光，使光敏三極管導(dǎo)通，繼電器線(xiàn)圈KA得電，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，從而驅(qū)動(dòng)大型負(fù)荷設(shè)備。由于繼電器線(xiàn)圈是電感性負(fù)載，當(dāng)電路突然關(guān)斷時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較高的電感性浪涌電壓，為了保護(hù)驅(qū)動(dòng)器件，應(yīng)在繼電

43、器線(xiàn)圈兩端并聯(lián)一個(gè)阻尼二極管，為電感線(xiàn)圈提供一個(gè)電流泄放回路。(2)晶閘管驅(qū)動(dòng)電路晶閘管乂稱(chēng)可控硅(SCR),是一種大功率的半導(dǎo)體器件，具有用小功率控制大功率、開(kāi)關(guān)無(wú)觸點(diǎn)等特點(diǎn)。如圖對(duì)于單向晶閘管，當(dāng)陽(yáng)、陰極之間加正壓時(shí),控制極與陰極兩端也施加正壓使控制極電流增大到觸發(fā)電流值時(shí)，晶閘管由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通；只有在陽(yáng)、陰極間施加反向電壓或陽(yáng)極電流減小到維持電流以下，晶閘管才由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?。?duì)于雙向晶閘管也叫三端雙向可控硅，在結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于兩個(gè)單向晶閘管的反向并聯(lián)，但共享一個(gè)控制極。當(dāng)兩個(gè)電極Tl、T2之間的電壓大于1.5V時(shí)，不論極性如何，便可利用控制極G觸發(fā)電流控制其導(dǎo)通。雙向晶閘管具有雙向?qū)üδ埽?/p>

44、因此特別適用于交流大電流場(chǎng)合。0單向品何1$/Co雙向品何S3T2圖29晶閘管符號(hào)圖本次設(shè)計(jì)采用晶閘管驅(qū)動(dòng)電路來(lái)作為功率控制電路的驅(qū)動(dòng)電路，如圖經(jīng)光耦隔離的雙向晶閘管輸出驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)CPU數(shù)據(jù)線(xiàn)PWM輸出數(shù)字T”時(shí)，經(jīng)7406反相變?yōu)榈碗娖?，光耦二極管導(dǎo)通，使光敏晶閘管導(dǎo)通，導(dǎo)通電流再觸發(fā)雙向晶閘管導(dǎo)通，從而驅(qū)動(dòng)大型交流負(fù)荷設(shè)備RL。1、2口接220V交流電。八圖2J0功率控制電路第三章溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)第三章溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件總流程如圖所示。首先系統(tǒng)進(jìn)行初始化然后顯示當(dāng)前溫度，跟著判斷是否進(jìn)行溫度值的設(shè)定接著進(jìn)行PID算法計(jì)算對(duì)PWM占空比進(jìn)行調(diào)整，最后當(dāng)當(dāng)

45、前溫度與設(shè)定溫度相同時(shí)停止。程序總體設(shè)計(jì)框圖圖3-13.2AD轉(zhuǎn)換程序AD轉(zhuǎn)換先進(jìn)行12位轉(zhuǎn)換然后讀取高、低八位組成一個(gè)10進(jìn)制數(shù)。圖3-2AD轉(zhuǎn)換程序框圖部分程序代碼如下：sbitCE=P2A3;定義引腳sbitRC=P2人4;sbitSTS=P2A5;sbitCS=P2A6;sbitA0=P2A7voiddelay(n)延時(shí)mti;while(n)foi(i=0;i<10;i-H-);void無(wú)操作CS=1;CE=0;unsignedintadl674_conveit()轉(zhuǎn)換器12位轉(zhuǎn)換unsignedinttemp=0;STS=1;CS=O;delav(l);A0=0;delav(

46、l);RC=O;/delav(l);CE=1;delav(l);wliile(STS=l);/得12位結(jié)果CE=O;delav(l);RC=1;delav(l);AO=O;delav(l);CE=1;delav(l);temp=PO;temp=PO«4;CE=O;delav(l);RC=1;delav(l);AO=1;delav(l);CE=1;delav(l);temp+=P0»4;CE=O;CS=1;第三章溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)letunitemp;3.2顯示程序本次設(shè)計(jì)主要是顯示當(dāng)前溫度和目標(biāo)溫度；先AD轉(zhuǎn)換的數(shù)處理成溫度值然后四舍五入；接著進(jìn)行個(gè)十白位的提?。蛔詈箫@示

47、。至于目標(biāo)溫度直接顯示。開(kāi)始采集數(shù)轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)值四舍五入分離unsignedlongresult=O;unsignedcharbuf4;uchaitable1=HTEMPH;ucharnum:voiddisplayQunsignedlongresult1;unsignedlongvol,vol_c;resultl=result*10000;vol=iesultl/N;vol_c=vol%10;if(vol_c>=5)vol=vol+10;vol=vol/10;/vol_c=iesult1%N;/vol=iesult/OxOfif*10(v)buf0=vol/1000;bufllol/10

48、0%10;buf2=vol/10%10;buf3=vol%10;LcdWriteCom(0x82);LcdWriteDataCObuflO);LcdWriteCom(0x83);LedWriteDataCObufl1)LcdWriteCom(0x84);LcdWiiteData(O十buf2);LcdWriteCom(0x85);LcdWnteData('.');LcdWriteCom(0x86);LcdWiiteData(O十buf3);voidmaui()LcdhutO；LcdWiiteCom(0x88);LcdWriteDataC*);LcdWiiteConi(0x80+

49、0x40);foi(num=0;num<16;num+)/num<16,16?16?LcdWiiteData(tablelnum);LcdWriteDataC*);while(l)result=ad1674_convert();displayO；3.3輸入程序本次設(shè)計(jì)需要設(shè)置輸入按鍵（set）,然后能輸入09個(gè)數(shù)字以此設(shè)置目標(biāo)溫度共輸入三個(gè)數(shù)，然后按OK鍵進(jìn)行確認(rèn)。#include<reg5l.h>#defineucharunsignedcharVoiddisplay(uchar);Voiddelavms(uchar);Uchaikeyscan();Uchaicodet

50、ab=0x40,0x06.0x5b.0x4f.0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f；*；0x3f,'#'Uchainum,temp;Sbitled=P3A7;Voidmain()TMOD=0x20;THl=0xfd;TLl=0xfd;SCON=OxdO;PCON=OxOO;TR1=1;num=O;wlnle(l)display(keyscan();/調(diào)用矩陣鍵盤(pán)檢測(cè)函數(shù)SBUF=P2;發(fā)送從機(jī)地址while(TI=O);TI=O;if(led=O)SBUF=PO;/發(fā)送主機(jī)數(shù)據(jù)到從機(jī)while(TI=O);TI=O;嚴(yán)*延時(shí)程序*/voiddelavms(

51、ucharxins)uchar目；foi(i=0;i<xms;i十十)foi(j=0;j<110;j卄)；voiddisplay(ucliarnum)P0=tabnum;UchaikeyscanQ第三章溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)*第一行鍵盤(pán)的檢測(cè)*/Pl=Oxfe;temp=Piy/設(shè)置P1口的電平為11111110,也就是讓P1.0口為低電平，其他的口為高電平temp=temp&0xf0;p1口的電平跟11110000做與操作while(temp!=0xf0)/檢測(cè)到第一行上有鍵盤(pán)按下去了delayms(5);延時(shí)5ms用來(lái)消除按鍵的抖動(dòng)temp=Pl;/再次讀取P1口的電平t

52、emp=temp&0xf0;p1口的電平跟11110000做與操作while(temp!=0xf0)/延時(shí)后確實(shí)有人按下了第一行的鍵盤(pán)(不是別的干擾導(dǎo)致的)temp=Pl;switch(temp)caseOxee:num=l;break;/按下的是第一個(gè)鍵，我們就把1賦值給numcaseOxde:num=4;break;caseOxbe:num=7;break;case0x7e:num=10;break;while(temp!=OxfO)/等待松手，如果按下去是一直按著的，沒(méi)松手的話(huà)就一直循環(huán)，如果松了手的話(huà)，就可以跳出while語(yǔ)句了，回到最后的return語(yǔ)句,返回num的值，接著

53、數(shù)碼管執(zhí)行顯示num的值temp=Pl;temp=temp&0xfO;嚴(yán)*第二行鍵盤(pán)的檢測(cè)*/Pl=Oxfd;temp=Pl;temp=temp&0xfO;while(temp!=OxfO)delavms(5);temp=Pl;temp=temp&0xfO;while(temp!=OxfO)temp=Pl;switch(temp)case0xed:num=2;bieak;case0xdd:num=5;bfeak;case0xbd:num=8;bfeak;case0x7d:num=ll;bieak;while(temp!=OxfO)temp=Pl;temp=temp&am

54、p;0xfO;/*第三行鍵盤(pán)的檢測(cè)*/Pl=Oxfb;temp=Pl;temp=temp&0xfO;while(temp!=OxfO)delayms(5);temp=Pl;temp=temp&0xfO;while(temp!=OxfO)temp=Pl;switch(temp)case0xeb:num=3;break;case0xdb:num=6;bieak;caseOxbb:num=9;break;case0x7b:num=12;bieak;while(temp!=OxfO)temp=Pl;temp=temp&0xfO;returnnum;/返回num的值給主程序3.4PID控制PWM程序stmctPLDunsignedintSetPomt;設(shè)定目標(biāo)DesiiedValueunsignedintPioponion;/比例常數(shù)ProportionalConstunsignedintIntegral;/積分常數(shù)IntegralConstunsignedintDerivative;/微分常數(shù)DeiivativeConstunsignedintLastEnor;/Enoi-1unsignedintPievEnor;/Enor-2unsignedintSumEnof；/SumsofEnois;stmctPIDspid;/PIDControlStnictureunsi