8110210055樊素強(qiáng)(論文初稿)

1、NANCHANG UNIVERSITY GONGQING COLLEGE學(xué) 士 學(xué) 位 論 文（設(shè) 計）THESIS OF BACHELOR（20102014年） 中文題目:智能熱水器溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計英文題目：Intelligent Temperature Control System of ElectricWater Heater學(xué) 院：南昌大學(xué)共青學(xué)院系 別：工程技術(shù)系專業(yè)班級：10電氣工程及其自動化2班學(xué)生姓名：樊素強(qiáng)學(xué) 號：指導(dǎo)教師：燕賢青二 一 四 年 五 月學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的

2、內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中已明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人簽名： 日期： 智能熱水器溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計摘 要本次設(shè)計采用ATMEL公司生產(chǎn)的AT89S51芯片作為智能電熱水器的控制芯片，對該芯片的引腳和功能做了詳細(xì)的介紹。在硬件系統(tǒng)設(shè)計方面，對溫度檢測電路、LED顯示電路、報警電路、加熱電路等進(jìn)行了分析和設(shè)計。在軟件設(shè)計方面，采用匯編語言程序編程，匯編語言易于為單片機(jī)所識別，而且執(zhí)行速度快。本次設(shè)計所用到的芯片主要有AT89S51,DS18B20，7920A等。它的主要功能是利用

3、集成溫度傳感器AT89S51作為傳感元件，集成放大器作為放大電路，A/D轉(zhuǎn)換器作為數(shù)據(jù)采集器件，單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理器件，數(shù)碼管作為顯示器件。設(shè)計最終目的為了要實現(xiàn)一個能對重量信息進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集、處理及顯示，并可用鍵盤設(shè)定閾值。該智能電熱水器設(shè)計完善，設(shè)計方案簡單易行，采用軟件設(shè)計控制，可以實現(xiàn)智能檢測水溫，智能加熱，并且提高整機(jī)的可靠性和準(zhǔn)確性。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；PID控制；智能溫控系統(tǒng)AbstractThis design uses ATMEL Corporation AT89S51 chip as smart electric water heater controller chip, t

4、he chip is pin and function made a detailed presentation. In the hardware system design, temperature detection circuit, LED display circuit, alarm circuit, heating circuit are analyzed and design. In software design, the use of assembly language programming, assembly language is easy to identify the

5、 microcontroller, and fast execution speed. The design of the chips used mainly AT89S51, DS18B20, 7920A and so on. Its main function is to use the integrated temperature sensor AT89S51 as the sensing element, integrated amplifier for amplifying circuit, A / D converter as a data acquisition device,

6、the microcontroller as a data processing device, a digital display. The ultimate goal of the design in order to be able to achieve a weight information real-time data acquisition, processing and display, and keyboard can be used to set thresholds. The smart electric water heater designed, the design

7、 is simple, using software designed to control the water temperature can be achieved intelligent detection, intelligent heating, and improve the reliability and accuracy of the machine.Keywords: single-chip microcomputer；PID controller；intelligent temperature control system 目 錄摘 要IAbstractII第一章 緒論11

8、.1 智能熱水器溫度控制系統(tǒng)設(shè)計的研究目的11.2 智能熱水器溫度控制系統(tǒng)設(shè)計的研究背景和意義11.3 國內(nèi)智能熱水器溫度控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢1第二章 智能熱水器溫度控制硬件設(shè)計32.1 智能熱水器溫度控制系統(tǒng)設(shè)計的結(jié)構(gòu)框圖32.2 智能熱水器溫度控制系統(tǒng)設(shè)計的各部分的功能32.2.1 溫度采集模塊42.2.2 顯示模塊62.2.3 電加熱模塊72.2.4 音樂報警模塊72.2.5 漏電檢測電路82.2.6 簡繪熱水器水位測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖92.3 熱水器溫度控制系統(tǒng)設(shè)計的控制部分的要求92.4 AT89S51芯片的介紹102.5 數(shù)據(jù)采集和加熱模塊的選擇及I/O接口的設(shè)置10第三章

9、程序的設(shè)計113.1 主程序113.2 溫度傳感器DS18B20模塊113.3 LED顯示模塊123.4 鍵盤控制模塊13總 結(jié)致謝參考文獻(xiàn)附 錄第一章 緒論1.1 智能熱水器溫度控制系統(tǒng)設(shè)計的研究目的本設(shè)計的的研究內(nèi)容是溫度控制系統(tǒng)，其控制的對象是溫度，也就是溫度控制。溫度控制在日常生活以及工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用相當(dāng)廣泛，比如溫室、水池、印刷行業(yè)、化工、石油、冶金、航空航天、機(jī)械制造、糧食存儲、葡萄酒生產(chǎn)等場所的溫度控制。在很早以前溫度控制是由人工操作來完成的，而且人們都不夠重視，其實在很多場所溫度都需要監(jiān)控以避免發(fā)生意外，造成不必要的損失。針對此問題，本系統(tǒng)設(shè)計的研究目的是實現(xiàn)一種可連續(xù)高精度調(diào)溫的

10、溫度控制系統(tǒng)，應(yīng)用于熱水器，是一款既實用方便又廉價的智能控制系統(tǒng)。1.2 智能熱水器溫度控制系統(tǒng)設(shè)計的研究背景和意義溫度控制無論是在工業(yè)生產(chǎn)過程中，還是在日常生活中都起著非常重要的作用，過低的溫度或過高的溫度都會使水資源失去應(yīng)有的作用，從而造成水資源的巨大浪費。特別是在當(dāng)前全球水資源極度缺乏的情況下，我們更應(yīng)該掌握好對水溫的控制，把身邊的水資源好好地利用起來。在現(xiàn)代冶金、石油、化工及電力生產(chǎn)過程中，溫度是極為重要而又普遍的熱工參數(shù)之一。在環(huán)境惡劣或溫度較高等場合下，為了保證生產(chǎn)過程正常安全地進(jìn)行，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，以及減輕工人的勞動強(qiáng)度、節(jié)約能源，要求對加熱爐爐溫進(jìn)行測、顯示、控制，使之達(dá)

11、到工藝標(biāo)準(zhǔn)，以單片機(jī)為核心設(shè)計的爐溫控制系統(tǒng)，可以同時采集多個數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過通訊口送至上位機(jī)進(jìn)行顯示和控制。那么無論是哪種控制，我們都希望水溫控制系統(tǒng)能夠有很高的精確度（起碼是在滿足我們要求的范圍內(nèi)），幫助我們實現(xiàn)我們想要的控制，解決身邊的問題。在計算機(jī)沒有發(fā)明之前，這些控制都是我們難以想象的。而當(dāng)今，隨著電子行業(yè)的迅猛發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)的不斷改進(jìn)，而且計算機(jī)和傳感器的價格也日益降低，可靠性逐步提高，用信息技術(shù)來實現(xiàn)水溫控制并提高控制的精確度不僅是可以達(dá)到的而且是容易實現(xiàn)的。用高新技術(shù)來解決工業(yè)生產(chǎn)問題，排除生活用水問題實施對水溫的控制已成為我們電子行業(yè)的任務(wù)，以此來加強(qiáng)工業(yè)化建

12、設(shè)，提高人民的生活水平。1.3 國內(nèi)智能熱水器溫度控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢近年來，我國城鎮(zhèn)居民家庭中也開始呈現(xiàn)出家庭中央熱水化趨勢，在武漢地區(qū)，這一趨勢的表現(xiàn)猶為明顯，以前風(fēng)光無限的燃?xì)鉄崴鏖_始慢慢退出市場，市場份額僅剩不足20。家庭中央熱水系統(tǒng)正逐漸被消費者接受。家庭中央熱水化趨勢的形成源于國內(nèi)近年來的房地產(chǎn)開發(fā)特征。雖然近兩年來小戶型成市場熱點，但綜合來看，100平米以上的三房才是迎合三口之家甚至三代同堂的中國家庭需要的主流戶型，因此對于家庭熱水的需求也隨之增長。尤其經(jīng)過近幾年150平米以上大戶型廣受開發(fā)商追捧的沉淀之后，對于滿足大戶型需要的家庭中央熱水器的需求自然隨之增長。本設(shè)計

13、是基于AT89S51單片機(jī)的智能電熱水器的控制器的設(shè)計，要達(dá)到的智能控制要求有：l 設(shè)置四個數(shù)碼管顯示當(dāng)時水溫。l 水的溫度檢測顯示范圍為0100，精度為±0.5。l 溫度預(yù)設(shè)范圍為2560，當(dāng)檢測溫度低于預(yù)設(shè)溫度2時，控制系統(tǒng)開始加熱；并檢測其溫度高于預(yù)設(shè)溫度2時，就停止加熱。l 報警設(shè)置：高溫報警：當(dāng)檢測溫度高于60時，自動報警。低溫報警：當(dāng)檢測溫度低于0時，自動報警。缺水報警：當(dāng)儲水箱內(nèi)缺水時，自動報警。漏電報警：當(dāng)熱水器發(fā)生漏電情況時，自動報警。l 設(shè)置一個音樂器，如果熱水器出現(xiàn)異常情況而報警時，由音樂器發(fā)出警報聲，并自動切斷加熱元件的供電。第二章 智能熱水器溫度控制硬件設(shè)計

14、2.1 智能熱水器溫度控制系統(tǒng)設(shè)計的結(jié)構(gòu)框圖經(jīng)過對所要設(shè)計的控制系統(tǒng)的功能要求進(jìn)行分析，可以得道系統(tǒng)的總體硬件設(shè)計框圖，如圖2.1所示。由系統(tǒng)的總框圖可以看出該系統(tǒng)的工作原理為：單片機(jī)89S51作為控制核心并協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的工作，通過數(shù)字溫度傳感器檢測當(dāng)前水的溫度，由于數(shù)數(shù)字信號就直接送入單片機(jī)89S51內(nèi)，通過單片機(jī)的處理在LED數(shù)碼管上顯示當(dāng)前的溫度值。使用模糊PID控制水溫的變化及其變化率，讓水溫達(dá)到理想的的設(shè)定溫度，縮小其誤差范圍，使其更精確和穩(wěn)定。在工業(yè)控制中，PID控制是工業(yè)控制中最常用的方法。但是，它具有一定的局限性:當(dāng)控制對象不同時，控制器的參數(shù)難以自動調(diào)整以適應(yīng)外界環(huán)境的變化。

15、為了使控制器具有較好的自適應(yīng)性，實現(xiàn)控制器參數(shù)的自動調(diào)整，可以采用模糊控制理論的方法。按鍵用來設(shè)定想要的溫度值，單片機(jī)在內(nèi)部通過比較設(shè)定的溫度和當(dāng)前溫度，溫度值在時時檢測，達(dá)到控制目的。圖2.1系統(tǒng)總體硬件框圖2.2 智能熱水器溫度控制系統(tǒng)設(shè)計的各部分的功能智能熱水器控制系統(tǒng)的主體部分為51系列單片機(jī)芯片，其外圍電路由溫度采集模塊、電加熱模塊、顯示模塊、以及音樂報警模塊構(gòu)成。單片機(jī)部分主要用于控制和處理各功能模塊的工作，實現(xiàn)溫度控制、加熱等功能。低溫報警：當(dāng)檢測溫度低于0時，自動報警。高溫報警：當(dāng)檢測溫度高于60時，自動報警。缺水報警：當(dāng)儲水箱內(nèi)缺水時，自動發(fā)出報警信號。漏電報警：當(dāng)熱水器出現(xiàn)

16、漏電情況時，自動發(fā)出報警信號。2.2.1 溫度采集模塊選擇DS18B20數(shù)字溫度傳感器，信息經(jīng)過單線接口送入DSl820或從DSl820送出，因此從主機(jī)CPU到DSl820 僅需一條線(和地線)DSl820 的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源。因為每一個DSl820在出廠時已經(jīng)給定了唯一的序號，因此任意多個DSl820可以存放在同一條單線總線上，這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件DSl820的測量范圍從-55 到+125 增量值為 0.5 可在 l s(典型值)內(nèi)把溫度變換成數(shù)字。該傳感器為單總線數(shù)字溫度傳感器，體積小，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，它可以將溫度直接轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字信號的單芯片處理，

17、溫度顯示，可實現(xiàn)。DS18B20與3引腳封裝，溫度分辨率0.0625攝氏度，測量范圍和精度可以達(dá)到設(shè)計要求。 DS18B20溫度傳感器是一種新的達(dá)拉斯半導(dǎo)體公司在美國先進(jìn)的智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻，溫度測量設(shè)備相比，它可以直接讀取溫度。這部分主要是完成溫度信號的采集和轉(zhuǎn)換工作，DS18B20數(shù)字溫度傳感器及其接口與MCU部分。數(shù)字溫度傳感器DS18B20采集溫度數(shù)據(jù)通過一個引腳單片機(jī)的P1.7口的單片機(jī)溫度和存儲。本節(jié)僅DS18B20與單片機(jī)，硬件是很簡單的。(1) DS18B20的性能特點如下： 1）獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與

18、DS18B20的雙向通訊； 2）測溫范圍 55+125，固有測溫誤差（注意，不是分辨率，這里之前是錯誤的）0.5； 3) 支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個，實現(xiàn)多點測溫，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定； 4）工作電源: 35V/DC； 5）在使用中不需要任何外圍元件； 6）測量結(jié)果以912位數(shù)字量方式串行傳送； 7）不銹鋼保護(hù)管直徑 6； 8）適用于DN1525, DN40DN250各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測溫； 9）標(biāo)準(zhǔn)安裝螺紋 M10X1, M12X1.5, G1/2”任選； 10）PVC電纜直接出線或德式球型

19、接線盒出線,便于與其它電器設(shè)備連接；11) 獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進(jìn)行通信；12) 零待機(jī)功耗；13）溫度以3位數(shù)字顯示； 14) 用戶可定義報警設(shè)置；15) 報警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；16) 負(fù)電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 (2) DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20采用3腳PR35封裝，如圖2.2所示；DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖2.3所示。圖2.2 DS18B20封裝 (3)DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：1) 64位光刻ROM。開始8位是產(chǎn)品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有48位

20、，最后8位是前56位的CRC校驗碼，這也是多個DS18B20可以采用一線進(jìn)行通信的原因。64位閃速ROM的結(jié)構(gòu)如下。表2.1 ROM結(jié)構(gòu)8b檢驗CRC48b序列號8b工廠代碼（10H） MSB LSB MSB LSB MSB LSB圖2.3 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)2) 非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL，可通過軟件寫入用戶報警上下限值。3) 配置寄存器，可以設(shè)置DS18B20溫度轉(zhuǎn)換的精度。 4）溫度傳感器，溫度傳感器DS18B20的內(nèi)部存儲器包括一個高速的RAM的分期和失電擦除E2PRAM。高速臨時內(nèi)存結(jié)構(gòu)是8個字節(jié)的內(nèi)存。頭2個字節(jié)包含測量的溫度信息，TH和TL的副本，3和4個字節(jié)是多變的，

21、被刷新，每次上電復(fù)位。5字節(jié)，在配置寄存器，它是用來確定數(shù)字轉(zhuǎn)換溫度分辨率的內(nèi)容。因為溫度對應(yīng)的數(shù)值精度的分辨率轉(zhuǎn)換DS18B20的工作寄存器。它的內(nèi)存結(jié)構(gòu)和字節(jié)。低5 1，TM是工作模式，用于在工作模式或測試模式設(shè)置DS18B20。表2.2內(nèi)部存儲器結(jié)構(gòu)圖Byte0溫度測量值LSB（50H）Byte1溫度測量值MSB（50H）E2PROMByte2TH高溫寄存器ß-àTH高溫寄存器Byte3TL低溫寄存器ß-àTL 低溫寄存器Byte4配位寄存器ß-à配位寄存器Byte5預(yù)留（FFH）Byte6預(yù)留（0CH）Byte7預(yù)留（IOH）

22、Byte8循環(huán)冗余碼校驗（CRC）2.2.2 顯示模塊顯示電路是使用的串口顯示，這種顯示最大的優(yōu)點就是使用口資源比較少，只用p3口的RXD和TXD,串口的發(fā)送和接受，四只數(shù)碼管采用74LS164右移寄存器驅(qū)動，顯示比較清晰。如圖2.4所示。圖2.4溫度顯示電路2.2.3 電加熱模塊本系統(tǒng)中光電隔離電路如圖2.5所示。通過光耦將加熱強(qiáng)電電路與單片機(jī)控制電路隔離，防止其干擾單片機(jī)工作。單片機(jī)的輸出控制信號控制兩電熱絲的斷通及電壓大小，從而調(diào)節(jié)水溫。加熱器選擇MZFR系列波紋式PTC加熱器。將其與ICNE555時鐘電路相連，用溫度控制器的輸出量U來控制雙向可控硅的導(dǎo)通角，控制加熱器的通斷和加熱時間來

23、實現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié)。如圖2.5所示。圖2.5加熱繼電器接口電路圖2.2.4 音樂報警模塊音樂報警器，包括警示燈、音樂模塊控制器、感應(yīng)器以及揚聲器。音樂模塊控制器分別與警示燈、感應(yīng)器以及揚聲器相連接在一起。音樂模塊控制器包括顯示屏以及按鈕。顯示屏以及按鈕均設(shè)于音樂模塊控制器內(nèi)。音樂報警器還包括微型處理器。微型處理器與音樂模塊控制器相連接在一起，本實用新型的優(yōu)點是：使用方便快捷，安全可靠。音樂報警電路可使報警聲優(yōu)美悅耳，克服了蜂鳴報警音調(diào)比較單調(diào)的不足。音樂報警接口有兩部分組成：（1）集成電路KD153B、晶體管BG3、BG4等組成報警發(fā)聲源，元件少，耗電小，即集成電子音樂芯片。（2）晶體管BG1、B

24、G2組成互補(bǔ)型復(fù)合放大器，也可采用集成放大器。音樂報警接口電路如圖2.6所示，圖中采用藍(lán)色多瑙河樂曲音樂芯片7920A。當(dāng)AT89S51從p1.0輸出高電平時，電子音樂芯片7920A的輸出端MT變?yōu)?.5V高電平，輸出端Vout便發(fā)出樂曲信號，經(jīng)M51182L放大驅(qū)動揚聲器發(fā)出樂曲報警聲，音量大小由10K電位器調(diào)整。相反，若P1.0輸出低電平，則7920A因MT輸入電位變低而關(guān)閉，故揚聲器停止奏樂。音樂報警接口的參考程序為：TART:： SETB P1.0 ;P1.0為高電平，發(fā)出音樂報警樂曲 RETSTOP： CLR P1.0 ；P1.0為低電平，音樂報警樂曲停止 RET圖2.6音樂報警接口

25、電路2.2.5 漏電檢測電路若果輔助電加熱過程中系統(tǒng)一旦漏電，則經(jīng)半波整流和濾波后觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，那么在輸出端產(chǎn)生一低電平信號，單片機(jī)讀取后控制繼電器觸點斷開，使加熱體斷電。選擇合適的穩(wěn)壓管和阻容器件參數(shù)，可以調(diào)整漏電檢測的門檻電壓值。如果漏電，將漏電導(dǎo)向接地外殼。 圖2.7 漏電檢測電路 2.2.6 簡繪熱水器水位測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖UQK-2型磁浮球液位傳感器 變送器 光柱數(shù)顯儀1UQK-2式浮子液位傳感器適用于壓力或非受壓容器液位測量和控制,液位傳感器網(wǎng)站和遠(yuǎn)程4-20mA輸出,浮子液位傳感器具有良好的stabilityand可靠性。和浮子液位傳感器測量范圍凈重 0 - 6000米,測量準(zhǔn)確

26、度L = 500 mm - 1000 mm±1.5% FS > 1000 mm±1.0% FS和介質(zhì)溫度20 - 150環(huán)境溫度40 - 85滿足技術(shù)規(guī)范要求。水平傳感器BPY800K系列插件,插件水平傳感器可以現(xiàn)場和遠(yuǎn)程4-20mA輸出,插件水平傳感器具有良好的穩(wěn)定性和可靠性。防水性能。但精度等級±0.3%±2%的要求有一些差異。2.3 熱水器溫度控制系統(tǒng)設(shè)計的控制部分的要求本系統(tǒng)采用4位LED顯示器顯示水溫度，溫度控制采用改進(jìn)的PID控制算法，該控制系統(tǒng)具體如下基本功能：（1）設(shè)置溫度參數(shù)后，自動控制電輔助設(shè)備加熱。（2）偏差0.6°

27、C，靜態(tài)誤差0.3°C。（3）顯示水溫，電加熱水溫可任意設(shè)定。2.4 AT89S51芯片的介紹AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system programmable)Flash存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)。其主要功能列舉如下：1、兼容MCS-51指令系統(tǒng)2、4k可反復(fù)擦寫(>1000次）ISP Flash ROM3、1000次擦寫周期4、32個雙向I/O口

28、5、4.5-5.5V工作電壓6、2個16位可編程定時/計數(shù)器7、時鐘頻率0-33MHz8、全雙工UART串行中斷口9、128x8bit內(nèi)部RAM10、低功耗空閑和省電模式11、中斷喚醒省電模式12、3級加密位13、看門狗（WDT）電路14、軟件設(shè)置空閑和省電功能15、靈活的ISP字節(jié)和分頁編程16、雙數(shù)據(jù)寄存器指針2.5溫度設(shè)置及I/O接口的設(shè)置溫度設(shè)置采用手動設(shè)置。按下P3.2功能轉(zhuǎn)換鍵，開始設(shè)定溫度值，鍵盤上12345檔位和上下鍵可以調(diào)節(jié)溫度的大小，1代表30-35度，2代表36-40度，3代表41-45度，4代表46-50度，5代表51-55度。表2.3 I/O接口的設(shè)置第三章 程序的設(shè)

29、計3.1 主程序 主程序模塊：主要的工作是由主程序模塊在接通電源的系統(tǒng)初始化和構(gòu)建框架的整體系統(tǒng)軟件,包括初始化包括單片機(jī)和串行端口初始化初始化。然后等待溫度設(shè)定,溫度已經(jīng)成立,用來確定系統(tǒng)運行鍵被按下,如果系統(tǒng)正在運行,反過來調(diào)用相應(yīng)的模塊,循環(huán)控制直到系統(tǒng)停止運行。主程序模塊的程序流程圖如圖3.1所示。圖3.1 主程序模塊3.2 溫度傳感器DS18B20模塊首先系統(tǒng)通過反復(fù)操作，搜索DS18B20序列號，然后啟動所有在線DS18B20做溫度A/D變換，最后逐個讀出在線DS18B20變換后的數(shù)據(jù)，DS18B20程序流程圖如圖3.2所示。圖3.2 DS18B20總體操作流程圖DS18B20子程

30、序設(shè)計見附錄一。3.3 LED顯示模塊LED的顯示方法，包括靜態(tài)和動態(tài)兩種，為了降低硬件成本，動態(tài)明確的行一起使用，在每個段落中一個相同的字段，剖面b在一起，.由公共八個I / O的嘴角邊（楊總或陰虛COM），克攜手合作，共8段，由另一I / O端口控制。由于這種連接模式將同一行中的每個字段，輸出域代碼時，每一個都將顯示相同的內(nèi)容，因此，想顯示不同的內(nèi)容，必須采取輪流的方式來展示。即在一個特定的時刻，只有一個特定的字線澆注在一個國家，每一個字線在開路狀態(tài)，同時在線輸出的比特字段來顯示相應(yīng)的字段中的字符代碼。在這一瞬間，僅這一項，根據(jù)其他幾個黑暗。下一刻，同一個人顯示下，這樣的循環(huán)依次掃描，輪流

31、顯示，由于人眼的視覺滯留效應(yīng)，人們看到的是一個更加穩(wěn)定的同時顯示。動態(tài)掃描顯示電路的特點是占用較少的I / O端，硬件電路簡單，成本低，編程較為復(fù)雜。 CPU刷新時間掃描。當(dāng)要求顯示位數(shù)太多，通常是通過使用動態(tài)掃描顯示模式。LED顯示模塊流程圖如3.3圖所示。圖3.3 LED顯示模塊流程圖LED顯示模塊相關(guān)子程序見附錄一。3.4 鍵盤控制模塊在微型計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的工作處理的內(nèi)容是只適用于CPU的鍵盤，CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，顯示和其它的輸入/輸出操作的一部分，所以鍵盤的處理工作不能占用太多的CPU時間，并也需要，鍵盤給予及時的響應(yīng)。 CPU控制鍵盤處理的工作方式有以下幾種：程序控制掃描方式，掃描模

32、式，中斷控制，定時控制方式。 設(shè)計選擇這篇文章是提供過程控制掃描方式，即在工作的CPU，鍵盤掃描子程序調(diào)用，對輸入信號的要求作出回應(yīng)。程序控制掃描模式按鈕處理程序固定在一個程序段的主程序。當(dāng)主程序的程序部分，掃描鍵盤，以判斷該鍵輸入。如果有，那么計算的關(guān)鍵號碼，實施相應(yīng)的按鍵功能子程序。 CPU工作影響小，這種工作方式，但是應(yīng)該考慮的操作鍵盤處理程序的時間間隔不能太長，否則會影響按鍵輸入響應(yīng)及時。鍵模塊流程圖如圖3.4所示。圖3.4 按鍵模塊流程圖按鍵模塊相關(guān)子程序見附錄一。致謝經(jīng)過半年的忙碌和工作，本科學(xué)位論文已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)論文，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方

33、，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。 在此次論文完成的過程中，首先要感謝的是導(dǎo)師燕賢青老師。燕老師從一開始的論文方向的選定，到最后的整篇文論的完成，都非常耐心的對我進(jìn)行指導(dǎo)。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。在燕老師得諄諄教導(dǎo)之下，我學(xué)到了很多，除了專業(yè)知識上的，還有工作態(tài)度，做人的原則，碰到難題時怎么處理的方式方法。燕老師給我提供了他自己的大量研究數(shù)據(jù)資料和寶貴的建議，告訴我應(yīng)該注意的細(xì)節(jié)問題和格式問題，細(xì)心的給我一一指出錯誤。他對溫度控制的專業(yè)研究和對該課題深刻的見解，使我受益匪淺。在此，謹(jǐn)向?qū)熝噘t

34、青老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！參考文獻(xiàn)1 董建征. 低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)智能溫度控制器的研究D. 天津大學(xué)，2010.2 黃霞. 基于FPGA的智能溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計D. 武漢理工大學(xué)，2012.3 周汝雁. 啤酒酵母擴(kuò)培過程智能溫度控制系統(tǒng)研究與設(shè)計D. 天津大學(xué)，2003.4 余麗平. 基于虛擬儀器的電阻爐智能溫度控制系統(tǒng)的研究D. 西安建筑科技大學(xué)，2007.5 劉美霞. 智能溫度控制系統(tǒng)D. 南京航空航天大學(xué)，2003.6 呂小紅. 電阻爐智能溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用D. 武漢科技大學(xué)，2008.7 楊靜,施麗婷. 智能溫度傳感器DS18B20在溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用J. 工業(yè)控

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37、基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計J. 寧夏機(jī)械，2009,04:38-40.22 KOUMBOULIS Fotis N.,KOUVAKAS Nikolaos D.,PARASKEVOPOULOS Paraskevas N. Dynamic disturbance rejection controllers for neutral time delay systems with application to a central heating systemJ. Science in China(Series F:Information Sciences),2009,07:1084-1094.

38、23 Qu Shilin, Ma Fei, Chou Anbing. Performance analysis on solar-water compound source heat pump for radiant floor heating systemJ. Journal of Central South University of Technology,2009,S1:249-254. 24 Chen Jinhua, repair kits Bi, Peng Yunlin, Jia Yu. Heat balance of solar-soil source heat pump comp

39、ound systemJ. Journal of Central South University,2012,03:809-815.附 錄1. DS18B20相關(guān)子程序6,0x8e; /*數(shù)字09字模碼表*/int i;for(i=10;i>0;i-)*/p=table+k/10000; /*計算千位數(shù)模碼*/P0=*p; /*送段碼4*/P1=0x78; /*送位碼4*/delay(2);數(shù)模碼*/*送段碼3*/ay(2);p=table+(k/100-k/10000*100-k/1000*10); /*計算十位數(shù)模碼*/unsigned int Read_Temperature(void)unsigned char a,b,y1,y2,y3,suce；suce=DS18B20_Detect()；if(suce=1)WRDS18B20_byte(0xcc)；/忽略ROM掃描WRDS18B20_byte(0x44)；/使能溫度采樣delay(1000)；suce=DS18B20_Detect()；if(suce=1)WRDS18B20_byte(0xcc)；/忽略ROM掃描WRDS18B20_byte(0xbe)；/讀取溫度采樣的值命令a=RDS18B