課程設計說明書恒溫控制電路的設計

1、課程設計說明書 no.1設計題目：恒溫控制電路的設計一.課程設計的目的計算機控制系統(tǒng)課程設計是自動化專業(yè)的一個重要實踐教學環(huán)節(jié)。在課程設計過程中，學生通過一個較完整的設計過程，可以加深對本門課程所學理論知識的理解與應用，提高學生對所學理論知識的綜合運用能力，使學生對計算機控制系統(tǒng)有一個整體認識，掌握計算機控制系統(tǒng)的設計方法。通過課程設計，還可以培養(yǎng)學生獨立工作能力，為將來畢業(yè)設計打好基礎。二設計方案論證1功能要求設置部分數(shù)字鍵，再設置一個“增1鍵”和一個“減1鍵”來實現(xiàn)020恒溫值的設定，報警部分直接通過軟件比較程序實現(xiàn)，當溫度高于設定溫度時，可采用自然冷卻，當?shù)陀谠O定溫度時，使微機發(fā)出一個控

2、制命令接通加熱電阻加熱。2.方案論證 按要求，系統(tǒng)采用1片51單片機、1片a/d轉換器adc0809、鍵盤和4個共陰極7段led顯示器件。系統(tǒng)框圖如圖1所示。mcs-51單片機顯示設定溫度和當前溫度加溫控制電路a/d測溫元件熱敏電阻鍵盤設定溫度圖1. 恒溫控制系統(tǒng)原理圖 沈 陽 大 學課程設計說明書 no.23.硬件電路設計圖2數(shù)據(jù)采集與溫度控制4.硬件電路的功能（分模塊介紹）(1) 動態(tài)顯示電路： 假設溫度在100 一下，因此可以選擇4個共陰極的七段led，前兩個顯示設定溫度，后兩個顯示當前溫度。單片機與8255a相連，用8255a的a口連接段碼，b口連接位碼實現(xiàn)動態(tài)顯示。具體電路如圖3所示

3、。單片機與8255a的連接電路略，假設8255a的地址為fff0h -fff3h。 沈 陽 大 學課程設計說明書 no.3pa6pa0pb0pb38255aagagagagx1x2x3x4圖3.動態(tài)顯示電路（2）a/d轉換與溫度控制電路：圖4.adc0809 沈 陽 大 學課程設計說明書 no4adc0809是單片機控制的關鍵環(huán)節(jié)，將檢測的溫度通過adc0809轉換成數(shù)字量傳給計算機，計算機通過程序對檢測到的溫度進行控制。數(shù)據(jù)采集選用a/d轉換器0809，程序中循環(huán)采集a/d轉換值，采集完成由單片機接收采集的數(shù)據(jù)，經(jīng)計算分析，確定是否加溫，加溫有8255a的pc0控制。 從連接電路中可知，08

4、09芯片的地址是7fffh，0809的控制端cba與地相連，因此只可采集in0的信號。采樣結束信號eoc與8255的pc7相連，可通過查詢測試a/d轉換狀態(tài)。 unl2803反向驅動電路，a端為0時，a為12v，停止加溫；a端為1時，a為0v，開始加溫。adc0809芯片各引腳功能如下： in0in7：8路模擬量輸入端。 d0d7：8位數(shù)字量輸出端。 adda、addb、addc：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路 ale：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。 start： ad轉換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少100ns寬）使其啟動（脈沖上升沿使0809復位，下降沿啟動a/d

5、轉換）。 eoc： ad轉換結束信號，輸出，當ad轉換結束時，此端輸出一個高電平（轉換期間一直為低電平）。 oe：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。當ad轉換結束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 clk：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640khz。 ref（+）、ref（-）：基準電壓。 vcc：電源，單一5v。 gnd：地。(3)鍵盤電路 鍵盤是用來設置恒溫時的溫度值，根據(jù)要求，可設置兩個按鍵開關，k1用于增加設定值，k2用于減小設定值，兩個開復安分別接在兩個外部中斷請求端int0和int1上，每按一次開關，溫度值變化一次，開關電路如圖5所示。由于外部中斷是低電

6、平或低脈沖出發(fā)，故連接時將k端與中斷請求端相連。 沈 陽 大 學課程設計說明書 no.5 圖5.按鍵電路5. 程序設計系統(tǒng)程序分為主程序、數(shù)據(jù)轉換與控制子程序和中斷服務程序。（1）主程序： 完成系統(tǒng)的8255初始化、啟動a/d轉換并采集數(shù)據(jù)、循環(huán)顯示設定溫度和采集溫度。程序流程如果6所示。 沈 陽 大 學課程設計說明書 no.6圖6.主程序流程圖（2）數(shù)據(jù)轉換與控制子程序：從a/d轉換器接收的數(shù)據(jù)經(jīng)計算得到rt，經(jīng)查表形成溫度值，存入相應單元，并比較設定值與實際溫度，控制加熱電路。子程序流程圖如下圖7所示。圖7.數(shù)據(jù)轉換與控制子程序流程圖（3）中斷服務程序 中斷服務程序由兩個外部中斷服務程序組

7、成，其中一個完成設定溫度加1，另一個完成設定溫度減1。6.程序清單#include#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int 沈 陽 大 學課程設計說明書 no.7/定義09的共陰極顯示代碼code unchar table10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; /定義熱敏電阻值與溫度關系表（表為2039電阻值，溫度間隔為1）code unit wd20=0x30cc,0x2ea6,0x2c9c,0x2aab,0x2802,0x271

8、0,0x2564,0x23cc,0x2248,0x20d6,0x1f76,0x1e26,0x1ce7,0x1bb6,0x1a93,0x197d,0x1874,0x1778,0x1687,0x15a0;uint wd_s,wd_c /分別存放設定溫度和當前溫度unit x； /定義變量存放采樣值/數(shù)據(jù)轉換與控制子程序void change()unit rt,i;rt=510*(256-x)/x; /計算rtfor(i=1;i=wdi) break; wd_c=20+i; /保存溫度 if (wd_cwd_s) /當前溫度大于設定溫度時，停止加熱 xbyte0xfff2=0; /0號中斷服務程序

9、void int0_fun(void) interrupt 0wd_s+; /1號中斷服務程序void int0_fun(void) interrupt 1wd_s-;/主程序main()unchar m4; /存放溫度各位數(shù)unchar com=0xfe; /顯示位碼 沈 陽 大 學課程設計說明書 no.8unchar i; /定義循環(huán)變量ie=0x85; /中斷初始化it0=1;it1=1;xbyte0x7fff3=00x88; /8255a初始化while(1) xbyte0x7fff=0; /啟動轉換 if (xbyte0x7fff2&0x80=0); x=xbyte0x7fff;ch

10、ange() m0=wd_s/10; /形成設定溫度的十位和個位m1=wd_s%10;m2=wd_c/10; /形成當前溫度的十位和個位m3=wd_c%10;/顯示溫度for (i=0;i4;i+)xbyte0xfff1=0xff;xbyte0xfff0=tablemi;xbyte0xfff1=com;com=_crol_(com,1);3設計結果與分析本次實驗采用了c語言編程方式，實現(xiàn)了溫度的測量與控制，完全達到了本次實驗的要求，該實驗的測量誤差小于1度，控制精度小于0.45度，已基本實現(xiàn)本實驗擴展部分的要求。實現(xiàn)簡單，成本低。綜上所示，本系統(tǒng)的方案具有實用推廣價值。本系統(tǒng)通過添加一個傳感器

11、，還有一個12v供電的加熱片，使系統(tǒng)能夠實時顯示溫度和快速加熱。但設計方案不是最佳，調(diào)節(jié)時間較長。如果需要更高的控制精度，則我們的模糊控制將不適應，需要修改程序。 沈 陽 大 學課程設計說明書 no.9四.設計體會此單片機恒溫控制系統(tǒng)基本上滿足了溫度控制的要求,具有超調(diào)量小,振蕩幅度小,設定值可以隨時用按鍵人為設定等優(yōu)點,使采樣溫度較準確的反映了實際溫度。經(jīng)過幾天的忙碌，終于完成了課程設計，在這個過程中，雖然遇到了很多困難，但是，通過老師的指導和同學的互相交流，最后克服了一個又一個難題。通過幾天的忙碌，完成的是一份課程設計，學到的卻不只這些。經(jīng)歷了這個過程，我把學到的知識重新溫故了一次，把學到的知識聯(lián)系到了一起。同時，我深刻地感受到：做任何事情都要有認真嚴謹?shù)膽B(tài)度，都要有團體合作的精神。這些道理讓我終生受益。五.參考文獻1范立南單片機原理及應用教程m. 北京: 北京大學出版社, 2006.1：240-2602