基于--单片机温度控制系统.doc

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1、- - 南 京 理 工 大 学毕业设计说明书(论文)作 者:顶峰号4教学点:市职业大学专业:机电一体化题 目:基于单片机的智能温度控制系统设计讲师X卉指导者：(姓 名) (专业技术职务)评阅者：(姓 名) (专业技术职务) 年 月- word.zl- -毕业设计说明书论文中文摘要温度控制无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，而当今，局部厂矿，企业还一直沿用简单的温度设备和纸质数据记录仪。无法实现温度数据的测量与控制。本系统针一些需要温控但要求经济实惠的领域这个问题设计，以AT89C51单片机为核心实现温度自动控制，采用数字式温度传感器DS18B20采集温度信息，这样不仅

2、节省端口资源，而且还简化了电路构造。系统采用2个LED数码管显示器来显示实时温度，通过温度显示切换按钮还可以显示用户设定的温度值。为了简化键盘的硬件构造，本系统采用了手拨按钮。温度控制系统，采用了带有过零触发的双向晶闸管触发电路，以减少硬件电路的干扰。本次设计基于单片机这个平台完成设计。本次设计通过仿真到达设计的目标。本文所设计的方案对温度类设计具有参考价值。关键词 数字式温度传感器；双向晶闸管触发；Proteus仿真- word.zl- -Title Based on single chip microputer intelligent control system designAbstra

3、ctTemperature control in industrial production process, or in our daily life plays a very important role, and today, some factories and mines, enterprises still continue to use the temperature of the simple equipment and paper data recorder. Unable to realize the temperature measurement and control

4、of data. This system needle some economical field temperature control but required for the problem design, AT89C51 single chip microputer as the core to realize the automatic temperature control, using digital temperature sensor DS18B20 collecting temperature information, System USES two LED digital

5、 tube to display the real-time temperature monitor, through temperature display switch button can also display the user setting temperature value. In order to simplify the hardware structure of the keyboard, the system adopts hand dial button. Temperature control system, and adopted with zero passag

6、e trigger bidirectional thyristor trigger circuit, his design based on single chip microputer plete design of the platform. This design through simulation to design the index in this paper, the design scheme of temperature class design has reference value.Keywords Digital temperature sensor; Bidirec

7、tional thyristor trigger; Proteus Simulation 毕业设计说明书论文外文摘要- word.zl- -目录1绪论11.1工程设计背景11.2此工程技术国外的开展现状11.3 毕业设计的主要任务和目标22总体设计方案22.1温度自动控制系统的设计思路22.2温度自动控制系统的工作原理32.2 分析现有设备存在的主要问题42.3 具体的功能分析42.4 具体的信息要求42.5 实现方案53基于单片机的温度自动控制系统的硬件设计53.1 CPU主控模块53.2 信息采集模块数字式温度传感器DS18B20103.3 键盘模块123.4 显示模块133.5温度控制模

8、块153.6 电源模块164基于单片机的温度智能自动控制系统的软件设计174.1 软件的功能模块组成174.2主控模块说明174.3温度设定模块的说明184.4读取和转换模块的说明194.5温度显示模块的说明194.6实时温度与设定温度比拟模块。205系统集成调试与运行评价205.1 介绍该系统运行硬件调试和软件调试205.2 什么环境下进展仿真215.3 调试记录22总结与展望26致27参考文献28附录129附录238附录339- word.zl- -1 绪论1.1工程设计背景随着计算机控制技术的开展，恒温控制己在工业生产领域中得到了广泛应用，并取得了巨大的经济和社会效益。在不同的领域，由于

9、控制环境、目标、本钱等因素，需要针对具体情况来设计系统构造和功能，以取得最正确的控制效果。其中，恒温环境的自动化控制技术在工业生产、商业运营中是一个重要研究课题。温度是工业上常见的被控参数之一，温度控制系统被广泛应用于加热炉、热处理炉、反响炉等。在一些温控系统电路中，广泛采用的是通过热电偶、热电阻或PN结的测温电路经过相应的信号调节电路，转换成AD转换器能接收的模拟量，再经过采样保持电路进展AD转换，最终送入单片机及其相应的外围电路，完成测控。但是由于传统的信号调理电路实现复杂、易受干扰、不易控制且精度不高。所以本系统中我采用了数字式温度传感器DS18B20进展温度信息采集，既简化了电路构造、

10、节省硬件资源，又减少了电路中的干扰，提高采集信息的精度。随着科学技术的快速开展，超大规模集成化技术的开展，电子信息技术、微型单片机技术的应用变得越来越广泛，微电子技术也得到了极改良。目前市场上的电子产品体积越来越小，功能越来越齐全。当然其价格也是越来越高。就与温度控制系统有关的产品来说，其控制精度是越来越高，测量围也越来越大，但价格都普遍的高，现在人们的生活中很多地方都需要用到温度控制装置，然而又不要求多高的控制精度和功能，选择现在市场上的产品吧，虽然功能挺多，但是实际上根本不需要，在资源和金钱上造成不必要的浪费。1.2此工程技术国外的开展现状目前，国在温室自动控制方面的研究已经实现了在一定面

11、积对各种环境因子的综合控制。1996 年，理工大学研制成功了一套温室环境控制设备，通过对温室部温度、湿度、光照及CO2浓度的监控，在150m2 温室实现了温度、湿度、光照、CO2 浓度的综合控制。 当前，国外利用单片机的温室控制系统软硬件实施方式主要有三种类型。 第一种是直接使用单片机以及其他一些外围芯片作为数据采集和控制的装置，不使用上位PC 机做数据处理。这种类型的自动控制系统一般以单片机为核心，包括输入模块、控制模块、输出模块等。硬件电路一般由温度传感器及模拟信号处理电路、A/D 转换器、单片机、D/A 转换器、LED或LCD显示器及微打印机、简易键盘、指示报警装置等组成，即为一个单片机

12、的最小应用系统，实现根本的输入输出功能和简单的控制功能。软件设计一般采用中断技术定时采集环境因子参数，然后经过相关的标度转换得到环境因子的参数化值，再通过一定的控制算法与设定值进展比拟从而对外设进展控制，一般常用的控制算法是数字PID 控制算法，这种算法经过改良可以实现较为稳定和准确的控制。这种系统本钱低，又有一定的控制精度，能较好的满足一般农业用户的需求；但由于控制系统的核心-单片机-的数据处理能力及存储器容量的限制，控制精度有限，对生长环境参数要求较高的一些特殊作物不能很好的满足要求，另外如果没有扩展微打印机就无法查询历史温度值，因为单片机的数据存储器数据断电即逝。1.3 毕业设计的主要任

13、务和目标本篇论文针对温度类控制使用本钱比拟高，以AT89C51单片机为核心实现温度自动控制，采用数字式温度传感器DS18B20采集温度信息，这样不仅节省端口资源，而且还简化了电路构造。系统采用2个LED数码管显示器来显示实时温度，通过温度显示切换按钮还可以显示用户设定的温度值。为了简化键盘的硬件构造，本系统采用了手拨按钮。温度控制系统，采用了带有过零触发的双向晶闸管触发电路，以减少硬件电路的干扰，这样设计能到达根本温度控制，本钱也不高。2 总体设计方案2.1温度自动控制系统的设计思路在能够实现本系统功能的前提下，考虑到设计的本钱，我选择了AT89C51单片机芯片作为本系统的核心局部。目前，由于

14、AT89C51芯片的广泛应用和大批量生产，其价格较其它芯片低，而且AT89C51的功能更齐全。因此，将AT89C51作为接口芯片使用，既经济又实用。关于温度的测量，我选择了数字式温度传感器DS18B20。CPU可以直接读取转换后的温度值，而不需要另外接A/D转换器。又因为DS18B20与单片机连接只需要一根线进展信息传输，节省总线接口。其物理性能稳定，线性较好，在090之间，最大线性偏差小于1。本系统采用数字式温度传感器DS18B20是顺应了电路集成化、防止外界干扰和提高测量精度的开展趋势。由于我设计的这个温度控制系统主要是应用于较小空间像恒温箱、育婴箱等，所以只采用了一个DS18B20传感器

15、进展温度采集。在温度控制系统中，当温度低于用户设定的温度值时，单片机系统那么会通过一个低电平的脉冲电流直接送给双向晶闸管触发电路，启动由此双向晶闸管控制的加热装置进展加热升温。如果采集到的温度值高于用户设定的温度值时，单片时机通过另外一个端口发出一个低电平的脉冲电流送给另一个双向晶闸管触发电路，启动制冷装置，来降低温度。如果采集到的温度值与用户设定的温度值一样，那么控制系统不反响。在整个调节过程中，用户通过键盘输入想要的温度值，LED数码显示器用来显示传感器测量的温度值和用户设置的温度值。2.2温度自动控制系统的工作原理基于单片机的温度自动控制系统以单片机为核心，通过键盘设定用户希望的温度值，

16、由温度传感器采集温度信息，通过LED显示器显示采集到的实时温度值，经过温度控制系统进展温度的调控。温度自动控制系统的原理框图如图2-1所示。图2-1 温度自动控制系统的原理框图2.2 分析现有设备存在的主要问题目前市场上一种温度控制是直接使用单片机以及其他一些外围芯片作为数据采集和控制的装置，不使用上位PC 机做数据处理。这种类型的自动控制系统一般以单片机为核心，包括输入模块、控制模块、输出模块等。硬件电路一般由温度传感器及模拟信号处理电路、A/D 转换器、单片机、D/A 转换器、LED或LCD显示器及微打印机、简易键盘、指示报警装置等组成，即为一个单片机的最小应用系统，实现根本的输入输出功能

17、和简单的控制功能。软件设计一般采用中断技术定时采集环境因子参数，然后经过相关的标度转换得到环境因子的参数化值，再通过一定的控制算法与设定值进展比拟从而对外设进展控制，一般常用的控制算法是数字PID 控制算法，这种算法经过改良可以实现较为稳定和准确的控制。这种系统本钱低，又有一定的控制精度，能较好的满足一般农业用户的需求；但由于控制系统的核心-单片机-的数据处理能力及存储器容量的限制，控制精度有限，对生长环境参数要求较高的一些特殊作物不能很好的满足要求，另外如果没有扩展微打印机就无法查询历史温度值，因为单片机的数据存储器数据断电即逝。2.3 具体的功能分析本系统以AT89C51单片机为核心实现温

18、度自动控制，采用数字式温度传感器DS18B20采集温度信息，这样不仅节省端口资源，而且还简化了电路构造。系统采用2个LED数码管显示器来显示实时温度，通过温度显示切换按钮还可以显示用户设定的温度值。为了简化键盘的硬件构造，本系统采用了手拨按钮。温度控制系统，采用了带有过零触发的双向晶闸管触发电路，以减少硬件电路的干扰。2.4 具体的信息要求本系统以AT89C51单片机为核心实现温度自动控制，采用数字式温度传感器DS18B20采集温度信息，这样不仅节省端口资源，而且还简化了电路构造。系统采用2个LED数码管显示器来显示实时温度，通过温度显示切换按钮还可以显示用户设定的温度值。2.5 实现方案方案

19、一直接使用单片机以及其他一些外围芯片作为数据采集和控制的装置，不使用上位PC 机做数据处理。这种类型的自动控制系统一般以单片机为核心，包括输入模块、控制模块、输出模块等。硬件电路一般由温度传感器及模拟信号处理电路、A/D 转换器、单片机、D/A 转换器、LED或LCD显示器及微打印机、简易键盘、指示报警装置等组成，即为一个单片机的最小应用系统，实现根本的输入输出功能和简单的控制功能。软件设计一般采用中断技术定时采集环境因子参数，然后经过相关的标度转换得到环境因子的参数化值，再通过一定的控制算法与设定值进展比拟从而对外设进展控制，一般常用的控制算法是数字PID 控制算法，这种算法经过改良可以实现

20、较为稳定和准确的控制。方案二是我选用的方案，本系统以AT89C51单片机为核心实现温度自动控制，采用数字式温度传感器DS18B20采集温度信息，这样不仅节省端口资源，而且还简化了电路构造。系统采用2个LED数码管显示器来显示实时温度，通过温度显示切换按钮还可以显示用户设定的温度值。为了简化键盘的硬件构造，本系统采用了手拨按钮。温度控制系统，采用了带有过零触发的双向晶闸管触发电路，以减少硬件电路的干扰。本次设计基于单片机这个平台完成设计。3 基于单片机的温度自动控制系统的硬件设计基于单片机的温度自动控制系统的硬件局部主要有六局部组成：CPU主控模块、温度采集模块、键盘处理模块、LED显示模块、温

21、度控制模块和电源模块。下面将对各个硬件电路模块的设计做详细地说明。3.1 CPU主控模块CPU主控模块采用AT89C51芯片，将数字式温度传感器DS18B20采集的温度信号与用户设定的温度值进展比拟，通过单片机系统对数据的处理并发出信号，控制光电耦合器的通断进展加热或降温处理。3.1.1 AT89C51单片机1AT89C51的简介AT89C51是一种带有4K字节闪存可编程可擦除只读存储器FPEROM的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，即单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。AT89C51单片机采用了ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造而成，与工业标准的MCS-51指令集

22、和输出引脚相兼容。2AT89C51的根本构造 适于控制应用的8位CPU，由运算器和控制器组成； 一个片振荡器及时钟电路，最高工作频率可达24MHz； 4KB Flash程序存储器； 可寻址64KB外部数据存储器空间及64KB程序存储器空间； 32根双向可按位寻址的I/O口线； 1个全双工串行口； 2个16位定时/计数器； 5个中断源，具有两个优先级。3AT89C51单片机的引脚与封装AT89C51单片机的封装有PDIP、PLCC及PQFP共3种形式，常用PDIP封装方式。其引脚如图3-1所示。图3-1 AT89C51单片机引脚图AT89C51共40个引脚，可分为4类： 电源引脚Vcc：电源端，

23、+5V。Vss：接地端GND。 时钟电路引脚XTAL1：外接晶振输入端。XTAL2：外接晶振输出端。 I/O引脚P0.0P0.7：一组8位漏极开路型双向I/O口，也是地址/数据总线复用口。作输入/输出口用时，用作地址/数据分时复用口线。P1.0P1.7：一组部带上拉电阻的8位准双向I/O口，可驱动4个TTL门电路。P2.0P2.7：一组部带上拉电阻的8位准双向I/O口，可驱动4个TTL门电路。当片外存储器时，用作高8位地址总线。P3.0P3.7：一组部带上拉电阻的8位准双向I/O口。出于芯片引脚数的限制，P3口每个引脚具有第二功能，如表2-1所示。 控制线引脚RESET/VPD：复位端/备用电

24、源输入端。当RESET端出现持续两个机器周期以上的高电平时，可实现复位操作。VPD端可外接备用电源，以便在Vcc掉电时向其供电。/EA/VPP：片外程序存储器选择端/Flash存储器编程电源。假设要外部程序存储器那么/EA端必须保持低电平。Vpp端用于Flash存储器编程时的编程允许电源输入端。/ALE/PROG：地址锁存允许端/编程脉冲输入端。当外部程序存储器或数据存储器时，/ALE输出脉冲用于锁存P0口分时送出的低8位地址下降沿有效。不外部存储器时，该端以时钟频率的1/6输出固定的正脉冲信号，可用作外部时钟。在部Flash存储器编程期间，该引脚用于输入编程脉冲。/PSEN：读片外程序存储器

25、选通信号输出端。当AT89C51从外部程序存储器取指令时，该引脚有效上升沿。每个机器周期/PSEN均产生两次有效输出信号。管脚名字备用功能P3.0RXD串行输入口P3.1TXD串行输出口P3.2/INT0外部中断0P3.3/INT1外部中断1P3.4T0计时器0外部输入P3.5T1计时器1外部输入P3.6/WR外部数据存储器写选通P3.7/RD外部数据存储器读选通表3-1 P3口第二功能表- word.zl- -3.1.2 时钟电路由于单片机部是由各种各样的数字逻辑器件构成，这些数字器件的工作必须按时间顺序完成，这种时间顺序就是时序。时钟电路就是提供单片机部各种操作的时间基准的电路，没有时钟电

26、路单片机就无法工作。时钟电路的产生方式为：在XTAL1和XTAL2引脚之间外接石英晶体振荡器及量谐振电容，如图3-2所示。时钟电路产生的最小时序单位称为时钟周期，它是由石英晶体振荡器的振荡频率决定的，又称振荡周期。图3-2 时钟电路将石英晶体振荡器的振荡频率进展二分频，就构成了状态周期，一个状态周期等于两个时钟周期。6个状态周期就构成了1个机器周期，机器周期是单片机是单片机执行一次根本操作所需要的时间单位，单片机执行一条指令所需要的时间称为指令周期，通常由14个机器周期组成。它是由不同指令决定时间长短的。例如：石英晶体振荡器的频率为 ，那么时钟周期指令周期=14机器周期=1412时钟周期=14

27、s3.1.3 复位电路单片机的复位就是对单片机进展初始化操作，使单片机部各存放器处于一个确定的初始化状态，以便进展下一步操作。要实现复位操作，只需在AT89C51单片机的RESET引脚上施加5ms以上的高电平信号就可以了。单片机的复位电路有两种形式：上电复位和按钮复位。本系统采用上电且按钮复位形式，如图3-3所示。上电后，由于电容充电，使RST持续一段高电平时间。当单片机已在运行时，按复位键，也能使RST持续一段时间的高电平，从而实现上电且按钮复位的操作。一般电容选1030F，电阻选110K。图3-3 复位电路图3.2 信息采集模块数字式温度传感器DS18B20DS18B20是DALLAS公司

28、生产的单总线式数字温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配处理器等优点，特别适用于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号提供9位二进制数字给单片机处理，且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片。它具有3引脚TO92小体积封装形式，温度测量围为55125，可编程为9位12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生，多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与多个DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使

29、DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。1DS18B20的特性 测温围-55+125，-10+85围精度为正负0.5。 无需外部转换元件； 可编程分辨率912位，可分辨温度分别为0.5、0.25、0.0625； 12位分辨率时最多在750ms把温度值转换为数字，灵敏度大为提高； 负压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；2DS18B20的引脚及说明如图3-4所示。引脚说明：DQ为数字信号输入输出端，GND端接地，VDD端接电源图3-4 DS18B20引脚图3DS18B20的部构造图如图3-5所示。64位ROM单线接口温度灵敏元件8位CRC生成器高速缓存存储器存储

30、器和控制器电源检测高温触发器TH配置存放器低温触发器TL图3-5 DS18B20部构造图4DS18B20的温度计算每个DS18B20有唯一的64位序号，该序号存放在各自的ROM中。另外DS18B20还有两个字节的RAM用于存储检测温度数值补码形式存储，其格式如下：SSSSS高5位是符号位，位是检测温度整数位，位是检测温度小数。当检测到正温度时S为0，当检测到负温度时S为1。如果读取DS18B20数据为1001103D3H，那么实际检测到的温度为：正温度，数值= 01111010011=61.1875，即61.7815。DS18B20的分辨率为。如果读取的数据为10000FC90H，那么实际检测

31、到的温度为：负温度，数值=取反后加1=+1=01101110000 =55，即-55。5DS18B20与AT89C51单片机的连接电路如图3-6所示。图3-6 DS18B20与AT89C51单片机的连接电路图3.3 键盘模块本系统的键盘模块主要分为两局部，温度设置键盘模块和温度显示切换键盘模块。3.3.1温度设置键盘模块用于控制是否设置温度，我选用手拨开关。一般封装好了的手拨开关外观上，一端为开或ON，另一端为关或OFF。当用户想要设置温度值时，就按手拨开关的ON端，用户设置好了温度值后，再按手拨开关的OFF端，即可完成设置温度。当开关作为输入端时，一般需要在Vcc或GND端接一个上拉电阻或下

32、拉电阻，本系统是在Vcc端接一个上拉电阻。如图3-7所示。关于到底是上调温度还是下调温度，我采用具有机械弹性的按键开关。当用户想要在系统默认的温度值的根底上调整温度的话，先按下手拨开关的ON端，再按上调按钮，这样就可以实现增加温度设定值；如果按下调按钮，那么实现减小温度设定值。当用户设置好温度值后，再按下手拨开关的OFF端，即完成设置温度值的操作。如图3-7所示。3.3.2温度显示切换键盘模块因为本系统中需要显示的温度值有实时温度和设置温度两个温度值，如果同时显示两个温度值的话，必须至少选用4个七段LED数码管显示器，这样就会提高整个系统的造价。所以我选择2个LED数码管显示器，用按键控制显示

33、的温度是实时温度值还是设置的温度值，这样不仅使程序简单化，也降低了本钱。温度显示切换键盘电路如图3-7所示。图3-7 键盘模块电路图系统启动后，默认显示的是实时温度值，如果用户想要看设定的温度值的话，按下按钮显示器就会显示出来设置的温度值。具有机械弹性的按键开关，在实际使用当中都会或多或少存在抖动现象。使用键盘时，如果有抖动现象的话，轻微的抖动会对输入的信号产生干扰。抖动还可能会造成按一次键却屡次处理问题，按键的抖动时间一般是510ms。消除抖动的方法通常有两种，硬件消除抖动和软件消除抖动。硬件消除抖动一般是采用RS触发器来实现，只有选择适当的器件参数，才能够得到较好的消抖动效果。软件消除抖动

34、就是在检测到有键按下时，执行一段延时子程序，然后确认键电平是否仍然保持键按下的状态电平，如果是，那么认为有键按下。延时子程序的延时时间应该大于按键的抖动时间。软件消除抖动节省了硬件，并且处理灵活，但是占用CPU时间较长。本系统采用软件消除抖动，延时子程序的延时时间为12ms。3.4 显示模块本设计的目的主要是应用于像育婴室、花店的鲜花储存室之类的小空间、并且对温度精度要求不是很高的地方。所以显示模块只显示了温度的整数局部，以 1为单位升高或降低温度。因此我只选择了2个LED数码管显示。3.4.1 LED显示器的显示原理LED即发光二极管的缩写，是由假设干段发光二极管构成的。当某些段的发光二极管

35、导通时，显示对应的字符。由于LED数码管显示器控制简单，使用方便，因此它在单片机中的应用非常的普遍。LED数码管显示器的外观及部构造如图3-8所示。LED数码管显示器的部发光二极管有共阴极和共阳极两种连接方法，如图3-8所示。假设采样共阴极接法，输入高电平时发光二极管点亮；假设采用共阳极接法，输入低电平时发光二极管点亮。本系统采用了共阴极接法。a数码管引脚图 b共阴极 c共阳极 图3-8 二极管构造图7段覆盖二极管各字型码的对应关系如表3-2所示。表3-2 7段二极管各字型码的对应关系代码位D7D6D5D4D3D2D1D0显示段DpgfDdcba用LED显示器显示十六进制数的共阴极字型码见下表

36、3-3。表3-3 LED显示器显示的十六进制数的共阴极字型码显示字符012345678共阴极码3FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H7FH显示字符9ABCDEF“灭共阴极码6FH77H7GH39H5EH79H71H00HLED显示电路如图3-9所示。图3-9 LED显示电路图3.4.2 LED显示器的显示方式LED显示器的显示方式有静态显示和动态显示两种。在实际的应用当中LED显示器通常由多位构成，对其的控制包括字形控制和字位控制。在静态显示方式下，每一位显示器的字形控制线是独立的，字位控制线那么连接在一起，接+5V电源。动态显示就是一位一位轮流点亮每个显示器，同时只能一个显示器工作

37、，只是由于人眼的视觉暂留效应和发光二极管熄灭的余晖，使看到的结果是多个字符“同时显示。静态显示的数据稳定，并且占用很少的CPU时间，却占用的I/O口和硬件较多。动态显示需要CPU随时对显示器件的数据进展刷新，且显示数据有闪烁感，占用的CPU时间多，但是使用的硬件少，可节省I/O口。在较为简单的系统中，为了降低本钱，一般选用动态显示方式。本系统就是采用了动态显示方式。RP1为由8个独立的电阻组成的电阻盒，在显示电路中作为上拉电阻。图中的2个七段LED数码管，它们的 1、2端分别接到单片机的P2.0、P2.1口，而单片机的这2个I/O口那么输出位选信号用于动态扫描。单片机的P0.0P0.7口那么负

38、责将字段码数据传送给LED数码管。3.5温度控制模块在温度自动控制系统中，温度的控制模块应该说是系统的功能实现局部和核心局部。由采样模块采集的信息，经过单片机系统处理后将采集转换后的温度值与设定的温度值相比拟，如果实际温度值大于设定温度值，单片机系统给P1.5端口一个低电平，导通双向晶闸管触发电路启动制冷装置蓝灯亮；如果实际温度值小于设定温度值，单片机系统给P1.4端口一个低电平，导通双向晶闸管触发电路启动加热装置红灯亮。温度控制模块的电路图如图3-10所示。图3-10 温度控制电路该控制系统的关键局部是在开关量的选择上。以往的输出控制开关通常采用继电器、耦合器和晶闸管等。如今在应用中老式的触

39、发器已经逐渐的被晶闸管所代替。这里我采用了带过零触发的双向晶闸管触发电路。双向晶闸管是由N-P-N-P-N五层半导体材料制成的，对外引出三个电极。与单向晶闸管一样，双向晶闸管也具有触发控制特性。不过，双向晶闸管不管在阳极与阴极之间接哪种极性的电压，只要在其控制极上加一个触发脉冲，都可以使双向晶闸管导通，从而控制工作装置做出相应的反响。MOC3031是常用的双向可控硅输出的光电耦合器，它带有过零触发电路，其输入端的控制电流至少为15mA。用于驱动发光管的电源和光敏管的电源必须分开供电，才能够防止输出端和输入端间产生反响和干扰。因此，采用光电耦合器就可以有效地隔离电磁场的干扰。为了仿真效果的直观可

40、视性，我用了两种颜色的发光二极管来代替了加热装置和制冷装置。如果红色灯亮，那么表示系统进入了加热状态，如果蓝色灯亮，那么表示系统进入了制冷状态。3.6 电源模块本系统中用到的+5V的直流电由家用的220V交流电经过变压器、桥式整流和平滑电容滤波后得到非稳定的812V直流电压加在7805稳压器上。另外，为了使电路稳定工作，在电路中接入了电容C1、C2和C3。C1为平滑电容。C2为输入稳定电容，用来防止稳压器输入组空降低时发生震荡。C3为输出稳定电容，用来降低输出噪声和负载电流变化的影响。C2、C3采用0.11F坦电容。我又接入了保护二极管D1和D2。一旦出现输入端开路故障，因输出端已经充满电的2

41、20F电容将从输出端放电从而损坏稳压器，此时跨接一个二极管D1，使电容上的电压立即导通，保护稳压器不被损坏。电源电路图如图3-11所示。图3-11 电源电路4 基于单片机的温度智能自动控制系统的软件设计4.1 软件的功能模块组成本软件有主控模块、温度设定模块、读取和转换模块、温度显示模块、实时温度与设定温度比拟模块。4.2主控模块说明 图4-1 主程序流程图4.3温度设定模块的说明图4-2 温度设定子程序4.4读取和转换模块YNYNN的说明图4-3 读取和转换温度子程序4.5温度显示模块的说明图4-4 温度显示子程序流程4.6实时温度与设定温度比拟模块。图4-5 实时温度与设置温度比拟子程序5 系统集成调试与运行评价5.1 介绍该系统运行硬件调试和软件调试系统的调试包括硬件调试和软件调试。硬件调试的任务是排除系统的硬件电路故障，包括设计性错误和工艺性故障。软件调试是利用开发工具进展在线仿真调试，除发现和解决程序错误外，也可以发现硬件故障。5.1.1 硬件静态的测试(1)排除逻辑故障这类故障往往由于设计和加工制板过程中工艺性错误所造成的。主要包括错