單片機溫度控制器實訓總結

2021-06-12 總結

　　一、功能要求

　　設計并制作一個溫度控制器，用于自動接通或斷開室內的電加熱設備，從而使室內溫度達到設定溫度要求，并能實時顯示室內溫度。當室內溫度大于等于設定溫度時，控制器斷開電加熱設備；當室內溫度比設定溫度小2?C時，控制器接通電加熱設備。控溫范圍：0~51?C 控溫精度：≤ 1?C

　　二、硬件系統設計

　　1．硬件系統由七部分組成，即單片機及看門狗電路、溫度檢測電路、控制輸出電路、鍵盤電路、顯示電路、設置溫度儲存電路及電源電路。（1）單片機及看門狗電路

　　根據設計所需的單片機的內部資源（程序存儲器的容量、數據存儲器的容量及I/O口數量），選擇AT89C51-24PC較合適。為了防止程序跑飛，導致溫度失控，進而引起可怕的后果，本設計加入了硬件看門狗電路IMP813L，如果它的WDI腳不處于浮空狀態，在1.6秒內WDI不被觸發（即沒有檢測到上什沿或下降沿），就說明程序已經跑飛，看門狗輸出端

　　WDO將輸出低電平到手動復位端，使復位輸出端RST發出復位信號，使單片機可靠復位，

　　即程序重新開始執行。（注：如果選用AT89S51，由于其內部已具有看門狗電路，就不需外加IMP813L）

　　（2）溫度檢測電路

　　溫度傳感器采用AD590，它實際上是一個與絕對溫度成正比的電流源，它的工作電壓為4~30V，感測的溫度范圍為-550C~+1500C，具有良好的'線性輸出，其輸出電流與溫度成正比，即1μA/K。因此在00C時的輸出電流為273.2μA，在1000C時輸出電流為373.2μA。溫度傳感器將溫度的變化轉變為電流信號，通過電阻后轉變電壓信號，經過運算放大器JRC4558運算處理，處理后得到的模擬電壓信號傳輸給A/D轉換部分。A/D轉換器選用ADC0804，它是用CMOS集成工藝制成的逐次逼近型模數轉換芯片，分辨率8位，轉換時間100μs，基準電壓0~5V，輸入模擬電壓0～5V。

　　（3）控制輸出電路

　　控制信號由單片機的P1.4引腳輸出，經過光耦TLP521-1隔離后，經三極管C8550直接驅動繼電器WJ108-1C-05VDC，如果所接的電加熱設備的功率≤2KW，則可利用繼電器的常開觸點直接控制加熱設備，如果加熱設備的功率>2KW，可以繼電器控制接觸器，由接觸器直接控制加熱設備。

　　（4）鍵盤電路

　　鍵盤共有四個按鍵，分別是S1（設置）、S2（+）、S3（-）、S4（儲存）。通過鍵盤來設置室內應達到的溫度，鍵盤采用中斷方式控制。（5）顯示電路

　　顯示電路由兩位E10501_AR數碼管組成，由兩片74LS164驅動，實現靜態顯示，74LS164所需的串行數據和時鐘由單片機的P3.0和P3.1提供。對于學過“串行口”知識的班級，實習時，可以采用串行口工作于方式0，即同步移位寄存器的輸出方式，通過串行口輸出顯示數據（實時溫度值或設置溫度值）；對于沒學過“串行口”知識的班級，實習時，可以采用模擬串行口的輸出方式，實現顯示數據的串行輸出。（6）設置溫度存儲電路

　　為了防止設定溫度在電源斷電后丟失，此設計加入了儲存電路，儲存器選用具有I2C總線功能的AT24C01或FM24C01均可。每次通過鍵盤設置的室內設定溫度都通過儲存器儲存起來，即使是電源斷電，儲存器存儲的設定溫度也不丟失，在電源來電后，單片機自動將設

　　定溫度從儲存器中讀出，一方面避免了斷電后的更新設置工作；另一方面也保護了控制器控制的安全性，可靠性。（7）電源電路

　　電源采用了串聯型集成穩壓器電路，電源有兩路輸出，一路由L7805CV穩壓輸出+5V，除JRC4558、AD590外，電路的其它部分均由+5V供電；一路由MC78L12和LM79L12穩壓輸出±12V，給JRC4558、AD590供電。當然這里還可以選擇現成的開關型穩壓電源，但

　　3．參考程序：

　　;---------------------------- ;溫度控制器源程序

　　;----------------------------

　　s1 bit p1.0 ;s1按鍵控制口位 s2 bit p1.1 ;s2按鍵控制口位 s3 bit p1.2 ;s3按鍵控制口位 s4 bit p1.3 ;s4按鍵控制口位 wdkz bit p1.4 ;溫度控制口位 wdi bit p1.5 ;看門狗觸發端 sda bit p1.7 ;AT24C01的數據線 scl bit p1.6 ;AT24C01的時鐘線 drxd bit p3.0 ;74LS164數據 dtxd bit p3.1 ;74ls164時鐘

　　intr bit p3.2 ;A/D轉換結束信號控制口位 szled bit p3.5 ;設置LED sbz bit 00h ;秒標志位

　　swwd equ 30h ;十位溫度的BCD碼存儲單元 gwwd equ 31h ;個位溫度的BCD碼存儲單元

　　adpj equ 32h ;A/D轉換后的平滑濾波值存儲單元 szwd equ 33h ;設置溫度值存儲單元

　　adwz equ 34h ;5次A/D值的初始位置,即34h~38h mjsz equ 39h ;1秒記數值(50ms次數) smjsz equ 3ah ;3秒記數值（200ms次數） shmjsz equ 3bh ;10秒記數值（200ms次數）

　　org 0000h ljmp start org 000bh

　　ljmp timezd ;T0中斷 org 0013h

　　ljmp temszzd ;INT1中斷 org 0030h

　　start: clr sbz mov mjsz,#20 mov smjsz,#15 mov shmjsz,#50 mov sp,#60h

　　;--------------賦初值 ;lcall durom mov szwd,a

　　;--------------讀設置溫度 mov tmod,#01h mov th0,#3ch

　　mov tl0,#0b0h setb tr0

　　;--------------定時器T0的設定及啟動 setb it1 setb ex1 setb et0 setb ea