單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)_secret

1、 一、摘要該系統(tǒng)主電路采用89S51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度控制，加熱和制冷部分由于條件限制，只采用模擬的方式。電路可實(shí)現(xiàn)溫度的顯示，設(shè)置上下限溫度，超出范圍報(bào)警以及和PC機(jī)通信的功能。系統(tǒng)測(cè)量精度和控制精度良好。我們?yōu)楸鞠到y(tǒng)共設(shè)計(jì)了兩套程序，我主要負(fù)責(zé)其中一套程序的編寫(xiě)和單片機(jī)最小系統(tǒng)板的組建。方案選擇本系統(tǒng)若根據(jù)賽題要求可有多種實(shí)現(xiàn)方案。（1）方案一 此方案是傳統(tǒng)的一位式模擬控制方案，選用模擬電路，用電位器設(shè)定給定值，反饋的溫度值和設(shè)定值比較后，決定加熱或不回?zé)?。系統(tǒng)受環(huán)境影響大，不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法，不能用數(shù)碼顯示，不能用鍵盤(pán)設(shè)定。（2）方案二 此方案是傳統(tǒng)的二位式模擬控制方案，其基本思想與方案

2、一相同，但由于采用上下限比較電路，所以控制精提高。這種方法還是模擬控制方式，因此也不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法使控制精度做得較高，而且仍不能用數(shù)碼顯示和鍵盤(pán)設(shè)定（3）方案三 此方案采用89S51單片機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種控制看法和邏輯控制?？蓪?shí)現(xiàn)數(shù)碼顯示和鍵盤(pán)設(shè)定等多種功能，系統(tǒng)電路框圖如下：數(shù)碼顯示電源電路鍵盤(pán)設(shè)定鍵盤(pán)設(shè)定89S51 單片機(jī)控制電路串行接口電源電路數(shù)據(jù)采集方案一和方案二是傳統(tǒng)的模擬控制方式，而模擬控制系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制規(guī)律，控制方案的修改也較麻煩。而方案三是采用以89S51為控制核心的單片機(jī)控制系統(tǒng)，尤其對(duì)溫度控制，它可達(dá)到模擬控制所達(dá)不

3、到的控制效果，并且可實(shí)現(xiàn)顯示、鍵盤(pán)設(shè)定等多種功能，又易于擴(kuò)展，大大提高了系統(tǒng)的智能化，也使得系統(tǒng)所測(cè)結(jié)果精度大大提高。故選擇方案三。器件選擇由于單片機(jī)最小系統(tǒng)板采用的是去年省賽的板子，所以受到了很多限制。如對(duì)系統(tǒng)精度至關(guān)重要的A/D轉(zhuǎn)換換器，板子上采用的是ADC0809。因?yàn)槭前宋坏?，所以精度不高，最多只能達(dá)到0.4度左右。但考慮到已有現(xiàn)成的板子，采用0809同樣可達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的，所以A/D部分暫不作更改。傳感器部分既可采用熱敏電阻，也可采用集成的溫度傳感器。但由于熱敏電阻的精度、重復(fù)性、可靠性都比較差，所以我們采用的集成的LM35，LM35是一個(gè)三端器件（電源、地、輸出），的是NS公司生產(chǎn)的

4、集成電路溫度傳感器系列產(chǎn)品之一，它具有很高工作精度和較寬的線(xiàn)性工作范圍，該器件輸出電壓與攝氏溫度線(xiàn)性成比例。LM35與用開(kāi)爾文標(biāo)準(zhǔn)的線(xiàn)性溫度傳感器相比更有優(yōu)越之處，LM35無(wú)需外部校準(zhǔn)或微調(diào)，可以提供1/4的常用的室溫精度。其靈敏度為+10.0mV/，精度在+25時(shí)為0.5。精度較高，并且價(jià)格較低，每片僅售6元。較之性能較好的AD590K便宜許多，性?xún)r(jià)比高。故采用LM35而舍棄AD590K。電路原理圖單片機(jī)最小系統(tǒng)電路：由于去年大賽的板子（舊板）是03級(jí)的學(xué)生設(shè)計(jì)的，故存在許多缺陷，具體表現(xiàn)在單片機(jī)和ADC0809之間的讀寫(xiě)線(xiàn)接反，單片機(jī)P0口和ADC0809的數(shù)據(jù)線(xiàn)高低位接反。顯示部分的74

5、LS245多接了一個(gè)排阻。經(jīng)過(guò)多次的檢查，找出了錯(cuò)誤。 最終的電路圖如圖示：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)部分：ADC0809的A/D采樣部分：四位LED數(shù)碼管顯示部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)串口通信電路RXDTXD： 溫度采集部分：報(bào)警電路： 溫控模擬部分：工作原理具體電路原理詳見(jiàn)本組另一成員的報(bào)告，在此僅介紹系統(tǒng)的軟件部分,我們總共寫(xiě)了兩份程序，其中一份為我個(gè)人獨(dú)立完成。下面為程序的主要流程圖。主程序顯示程序開(kāi)始開(kāi)始設(shè)初值設(shè)初值顯示第一位？啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換是否調(diào)整？掃描三位掃描四位否是調(diào)上限調(diào)下限退出顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序開(kāi)始顯示否取數(shù)中斷完畢？是轉(zhuǎn)換送顯緩串口通信程序轉(zhuǎn)ASCII是否超限？送顯緩TI為？超上限超下限清零未超報(bào)警

6、送數(shù)返回返回;顯示區(qū)地址分別為，;上限溫度地址分別為，;下限溫度地址分別為，;用到的位地址有，; =主程序= ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT0 ORG 0030HMAIN: MOV SP,#70H ;置初值 CLR P1.7 MOV R0,#40H SETB PSW.4 SETB PSW.3 SETB IT0 SETB EA SETB EX0 MOV TMOD,#20H ;波特率 MOV TH1,#0FDH MOV TL1,#0FDH SETB TR1 MOV SCON,#50H SETB TI CLR 30H CLR 01H SETB P1.7

7、CLR P1.6 CLR P1.5 MOV DPTR,#0BFFFH MOV A,#00H MOV 2EH,#0 MOV 2DH,#0 MOV 2CH,#0 MOV 2BH,#0 MOV 2AH,#0 MOV 29H,#0 MOV 62H,#0LOOP: MOV DPTR,#0BFFFH MOVX DPTR,A ;啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換 CLR 00HWAIT: LCALL XUANCHAXUN:JNB P1.3,LOOP1 ;調(diào)整 JNB P1.4,LOOP2 JNB 00H,GG ;判斷是否再啟動(dòng) LJMP LOOPGG: LJMP WAIT;=上限溫度調(diào)整=LOOP1: CLR EX0 LCAL

8、L DELAY1 JNB P1.3,$ MOV 62H,2EH MOV 61H,2DH MOV 60H,2CH JB P1.2,M2 MOV A,2EH ADD A,#01 DA A MOV 2EH,A CJNE A,#10H,M1 MOV 2EH,#00M1: JNB P1.2,$M2: JB P1.1,M4 MOV A,2DH ADD A,#01H DA A MOV 2DH,A CJNE A,#10H,M3 MOV 2DH,#00M3: JNB P1.1,$M4: JB P1.0,M5 MOV A,2CH ADD A,#01 DA A MOV 2CH,A CJNE A,#10H,M5 MO

9、V 2CH,#00M5: JNB P1.0,$ SETB 30H ;是否顯示第一位的標(biāo)志位 MOV 63H,#11H ;顯示“上” MOV 62H,2EH MOV 61H,2DH MOV 60H,2CH LCALL DELAY JNB P1.3,TUI ;再次中斷時(shí)，退出 LJMP LOOP1;=下限溫度調(diào)整=LOOP2: CLR EX0 JNB P1.3,$ MOV 62H,2BH MOV 61H,2AH MOV 60H,29H JB P1.2,L2 MOV A,2BH ADD A,#01 DA A MOV 2BH,A CJNE A,#10H,L1 MOV 2BH,#00L1: JNB P1

10、.2,$L2: JB P1.1,L4 MOV A,2AH ADD A,#01H DA A MOV 2AH,A CJNE A,#10H,L3 MOV 2AH,#00L3: JNB P1.1,$L4: JB P1.0,L5 MOV A,29H ADD A,#01 DA A MOV 29H,A CJNE A,#10H,L5 MOV 29H,#00L5: JNB P1.0,$ SETB 30H ;是否顯示第一位的標(biāo)示位 MOV 63H,#0FH ;顯示“下” MOV 62H,2BH MOV 61H,2AH MOV 60H,29H LCALL DELAY JNB P1.4,TUI ;再次中斷時(shí)，退出 L

11、JMP LOOP2 TUI: MOV A,2BH CLR C CJNE A,2EH,AA ;比較上限是否低于下限 MOV A,2AH CJNE A,2DH,AA CJNE A,60H,E1 LJMP E2E1: JC SHANG_BAO LJMP E2;=超上限溫度報(bào)警=SHANG_BAO: SETB P1.7 SETB P1.6 CLR P1.5 LJMP X2E2: CLR P1.5 CLR P1.6 CLR P1.7X1: MOV A,2BH CJNE A,62H,E3 MOV A,2AH CJNE A,61H,E3 MOV A,29H CJNE A,60H,E3 LJMP E4E3:

12、JNC XIA_BAO LJMP E4;=低于下限溫度報(bào)警=XIA_BAO:SETB P1.7 SETB P1.5 CLR P1.6 LJMP X2E4: CLR P1.5 CLR P1.6 CLR P1.7X2: CLR 30H ACALL DELAY;=串口通信= MOV R3,#30H ;轉(zhuǎn)ASCII碼 MOV A,62H ADD A,R3 DA AMLP3: JBC TI,MLP2 ;當(dāng)TI為時(shí)清 SJMP MLP3MLP2: MOV SBUF,A MOV A,61H ADD A,R3 DA A MLP5: JBC TI,MLP4 TT: MOV DPTR,#0FAFFHD2: MOV

13、X DPTR,A DJNZ 30H,D2 ;十位 MOV 30H,#40 MOV DPTR,#TAB0 MOV A,60H MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#0FBFFHD3: MOVX DPTR,A DJNZ 30H,D3 ;個(gè)位 RETTAB0:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,; 0 1 2 3 4 5 6 7 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H ; 8 9 A B C D E F DB 76H,78H,38H,6EH,00H ,77H,; H K L Y 無(wú) RDELAY12: MOV R4,00H MOV R

14、5,00H X3: DJNZ R4,$ DJNZ R5,X3 RET;-中斷服務(wù)程序-INT0: PUSH A PUSH PSW MOV DPTR,#0BFFFH MOVX A,DPTR ;讀A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果 MOV 2FH,#0FFH CLR CY ;程序調(diào)整高低位 RLC A JC N1 CLR 78H MOV A,29H CJNE A,2CH,AA LJMP XXX ;正常AA: JNC ERRO ;上限低于下限，跳轉(zhuǎn) XXX: SETB EX0 MOV A,R0 LCALL XUAN LJMP WAITERRO: MOV 63H,#0EH ;顯示“ERRO“ MOV 62H,#15H M

15、OV 61H,#15H MOV 60H,#0H SETB 30H SETB 01HEEEE: LCALL DELAY JNB P1.3,XX1 ;是否重新調(diào)整 JNB P1.4,XX2 LJMP EEEEXX1: LJMP LOOP1XX2: LJMP LOOP2;=顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換=Xian: MOV A,R0 MOV B,#100 MUL AB MOV R3,A MOV A,B MOV B,#10 DIV AB MOV R1,#62H MOV R1,A DEC R1 MOV R1,B MOV A,R3 MOV B,#10 MUL AB DEC R1 MOV R1,B CLR 30H ACALL

16、 DELAY MOV A,2EH CJNE A,62H,E1 MOV A,2DH CJNE A,61H,E1 MOV A,2CHSJMP MLP5 MLP4: MOV SBUF,A MOV A,#46 ;小數(shù)點(diǎn)MLP8: JBC TI,MLP9 SJMP MLP8MLP9: MOV SBUF,A MOV A,60H ADD A,R3 DA AMLP7: JBC TI,MLP6 SJMP MLP7MLP6: MOV SBUF,A MOV A,#32MLP10: JBC TI,MLP11 SJMP MLP10MLP11: MOV SBUF,A RET;=延時(shí)加顯示=DELAY: MOV R3,#0

17、A0HD00: ACALL DISPLAY DJNZ R3,D00 RETDISPLAY:JNB 30H,DD MOV 30H,#40 MOV DPTR,#TAB0 MOV A,63H MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#0F8FFHD0: MOVX DPTR,A DJNZ 30H,D0 ;千位DD: MOV 30H,#40 MOV DPTR,#TAB0 MOV A,62H MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#0F9FFHD1: MOVX DPTR,A DJNZ 30H,D1 ;百位 MOV 30H,#40 MOV DPTR,#TAB0 MOV A,61H MOVC A

18、,A+DPTR JB 01H,TT ADD A,#80HN1: RLC A JC N2 CLR 79HN2: RLC A JC N3 CLR 7AHN3: RLC A JC N4 CLR 7BHN4: RLC A JC N5 CLR 7CHN5: RLC A JC N6 CLR 7DHN6: RLC A JC N7 CLR 7EHN7: RLC A JC N8 CLR 7FHN8: MOV A,2FH MOV R0,A SETB 00H POP PSW POP A RETI;=延時(shí)=DELAY1: MOV R6,#60DE1: MOV R7,#248 MOV R7,$ DJNZ R6,DE1

19、RET END實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題及分析、單片機(jī)最小系統(tǒng)方面由于是去年級(jí)的同學(xué)設(shè)計(jì)的，我們用的又是舊板，故存在很多缺陷，一方面我們沒(méi)有正確的原理圖，只有一張其他同學(xué)隨便畫(huà)的圖，就算有了原理圖，也不知道板上錯(cuò)在哪里，所以只能用萬(wàn)用表一個(gè)個(gè)的找。通過(guò)我們的認(rèn)真檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不管是板上還是圖紙上都出了相當(dāng)大的錯(cuò)誤，圖上很多引腳都標(biāo)注錯(cuò)誤了，而板上就更是離譜了，居然把單片機(jī)和ADC0809的讀寫(xiě)線(xiàn)接反，把單片機(jī)的P0口和ADC0809的數(shù)據(jù)線(xiàn)高低位接反，74LS245上還多接了一個(gè)排阻，造成LED顯示不正常。諸如上面的錯(cuò)誤給我們?cè)斐闪讼喈?dāng)大的麻煩，因此我們花了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間在查錯(cuò)上。、由于傳感器LM35的靈

20、敏度是+10.0mV/，因此LM35的輸出電壓為毫伏級(jí)，溫度為100時(shí)，輸出也只有1V。而ADC0809的參考電壓為伏，所以增益為才能滿(mǎn)足要求，易于編程。本系統(tǒng)采用超低溫漂移高精度運(yùn)算放大器OP07將電壓放大，再經(jīng)電壓跟隨器LM310輸出，以便有大的輸入阻抗。由于買(mǎi)不到LM310，于是便將OP07接成電壓跟隨器替代LM310。而電路中的RW1調(diào)為K就滿(mǎn)足增益為的要求。即（R1+Rf）/R1，其中Rf是反饋電阻，也就是RW1。、程序設(shè)計(jì)方面，因?yàn)槭亲约侯^一次嘗試獨(dú)立完成一份相對(duì)規(guī)模較大程序，因些也遇到了不少的麻煩。第一是程序地址空間分配問(wèn)題，因?yàn)閱纹瑱C(jī)片內(nèi)資源有限，往往會(huì)發(fā)生沖突，此時(shí)保護(hù)就顯得相當(dāng)?shù)闹匾?。第二因?yàn)閰R編可讀性較差，寫(xiě)程序時(shí)由于多采用跳轉(zhuǎn)指令，所以往往會(huì)把自已搞糊涂掉。要