單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)研究論文

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摘要：單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、成本低、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)，可以說，智能控制與自動(dòng)控制的核心就是單片機(jī)。目前，一個(gè)學(xué)習(xí)與應(yīng)用單片機(jī)的高潮在全社會(huì)大規(guī)模地興起。學(xué)習(xí)單片機(jī)的最有效方法就是理論與實(shí)踐并重，本文用80C51單片機(jī)自制了一個(gè)溫度控制系統(tǒng)，重點(diǎn)介紹了該系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及編程方法。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)、溫度傳感器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器

一、單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的組成及工作原理

在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，對(duì)溫度控制系統(tǒng)的要求，主要是保證溫度在一定溫度范圍內(nèi)變化，穩(wěn)定性好，不振蕩，對(duì)系統(tǒng)的快速性要求不高。以下簡(jiǎn)單分析了單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程及實(shí)現(xiàn)方法。現(xiàn)場(chǎng)溫度經(jīng)溫度傳感器采樣后變換為模擬電壓信號(hào)，經(jīng)低通濾波濾掉干擾信號(hào)后送放大器，信號(hào)放大后送模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)輸入的溫度控制范圍通過繼電器控制加熱設(shè)備完成溫度的控制。本系統(tǒng)的測(cè)溫范圍為0℃～99℃，啟動(dòng)單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)后首先按下第一個(gè)按鍵開始最低溫度的設(shè)置，這時(shí)數(shù)碼管顯示溫度數(shù)值，每隔一秒溫度數(shù)值增加一度，當(dāng)滿足用戶溫度設(shè)置最低值時(shí)再按一下第一個(gè)按鍵完成最低溫度的設(shè)置，依次類推通過第二個(gè)按鍵完成最高溫度的設(shè)置。然后溫度檢測(cè)系統(tǒng)根據(jù)用戶設(shè)定的溫度范圍完成一定范圍的溫度控制。

二、溫度檢測(cè)的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)測(cè)溫采用AD590溫度傳感器，AD590是美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。它的主要特性如下：

1、流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)；即：，式中：Ir—流過器件（AD590）的電流，單位為mA；T—熱力學(xué)溫度，單位為K。

2、AD590的測(cè)溫范圍為-55℃～+150℃；

3、AD590的電源電壓范圍為4V～30V；

4、輸出電阻為710MW；

5、精度高。

AD590溫度傳感器輸出信號(hào)經(jīng)放大電路放大10倍，再送入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0804，轉(zhuǎn)換后送單片機(jī)。根據(jù)AD590溫度傳感器特性以及放大10倍后的電壓值與現(xiàn)場(chǎng)溫度的比較發(fā)現(xiàn)，實(shí)際溫度轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)的值與按鍵輸入數(shù)值之間有一定的差值，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器送入單片機(jī)的數(shù)值是按鍵輸入值得2.5倍。由于單片機(jī)不能進(jìn)行小數(shù)乘法運(yùn)算，所以先對(duì)按鍵輸入進(jìn)行乘5，然后根據(jù)運(yùn)算結(jié)果及程序狀態(tài)字的狀態(tài)再進(jìn)行循環(huán)右移一位，如果溢出標(biāo)志位為低電平時(shí)直接對(duì)累加器進(jìn)行一次帶進(jìn)位循環(huán)右移，如果溢出標(biāo)志位為高電平時(shí)，先對(duì)進(jìn)位標(biāo)準(zhǔn)位CY位置為高電平，然后再進(jìn)行一次帶進(jìn)位循環(huán)右移，通過上述操作使按鍵輸入的溫度值與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器送入單片機(jī)的溫度值相統(tǒng)一。

三、具體電路連接如圖所示

四、軟件編程

單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)由硬件和軟件組成，上述硬件原理圖搭建完成上電之后，我們還不能實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制，需要給單片機(jī)編寫程序，下面給出了溫度控制系統(tǒng)的編程方法。

五、結(jié)語：

本文給出了用單片機(jī)在0℃～99℃之間，通過用戶設(shè)置溫度上限、下限值來實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)溫度的控制；給出了溫度控制系統(tǒng)的硬件連接電路以及軟件程序，此系統(tǒng)溫度控制只是單片機(jī)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中的一例，相信通過大家的聰明才智和努力，一定會(huì)使單片機(jī)的應(yīng)用更加廣泛化。

參考文獻(xiàn)：

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