基于單片機(jī)的藥品干燥監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

基于單片機(jī)的藥品干燥監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第一章 緒論 中藥產(chǎn)業(yè)是我國的傳統(tǒng)民族產(chǎn)業(yè)，它是我國醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)中獨(dú)具特色的重要組成部分，也是國際藥，特別是植物藥、天然藥物的重要組成部分。近幾年來，我國中成藥的工業(yè)產(chǎn)值平均年增長20%，利潤和利稅平均年增長24%，呈現(xiàn)了強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。但是，我國中藥產(chǎn)業(yè)在國際市場(chǎng)上的競爭能力還很弱，1999年的出口值僅6億美元左右，占國際植物藥市場(chǎng)份額不足5%，與我國天然藥物的大國地位相差甚遠(yuǎn)。現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)化已成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略性發(fā)展計(jì)劃?，F(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)則是在傳統(tǒng)中藥產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)代科學(xué)的“安全、高效、穩(wěn)定、可控”中藥生產(chǎn)技術(shù)，發(fā)展成為具有較高技術(shù)含量、較強(qiáng)國際競爭能力以及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)現(xiàn)代中藥產(chǎn)品為特征的新興產(chǎn)業(yè)群體。從本質(zhì)上講，也就是中藥生產(chǎn)的現(xiàn)代化和產(chǎn)業(yè)化。要實(shí)現(xiàn)中藥生產(chǎn)的現(xiàn)代化，必須科學(xué)合理地繼承傳統(tǒng)的中藥生產(chǎn)工藝，同時(shí)還要使每道生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化。干燥工藝的研究是實(shí)現(xiàn)中藥工藝現(xiàn)代化的前提條件。傳統(tǒng)中藥的生產(chǎn)與應(yīng)用已有幾千年的歷史，所采用的中藥干燥工藝主要是自然晾干，由于其占地面積大、干燥周期長與生產(chǎn)效率極低，顯然不能滿足現(xiàn)代化中藥工業(yè)生產(chǎn)的需要。于是，人們開發(fā)了許多干燥設(shè)備，如現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的熱風(fēng)干燥箱、翻板式干燥機(jī)、網(wǎng)帶式干燥機(jī)、水平槽型振動(dòng)流化干燥機(jī)及水平圓運(yùn)動(dòng)振動(dòng)流化干燥機(jī)等，這些設(shè)備由于采用了氣流技術(shù)，相應(yīng)地提高了干燥溫度與速度，與自然晾干方法相比有很大進(jìn)步，同時(shí)也避免了自然晾干受氣候影響等問題。然而，隨著現(xiàn)在環(huán)保節(jié)能政策的推行，各種環(huán)保節(jié)能設(shè)備在市場(chǎng)上顯現(xiàn)出了絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。況且對(duì)許多生產(chǎn)廠家來說，含干燥工藝的生產(chǎn)往往是能耗大戶。因此，在達(dá)到干燥工藝要求的前提下如何節(jié)約能源是對(duì)現(xiàn)代中藥干燥設(shè)備的基本要求，所以開發(fā)高效節(jié)能的新型中藥品干燥設(shè)備更顯得尤為重要。還有一個(gè)問題往往容易被人們所忽略：傳統(tǒng)中藥的配方是前人應(yīng)用自然晾干的藥材在反復(fù)實(shí)驗(yàn)、反復(fù)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上獲得的，其各種藥材內(nèi)含有效成分的多少、各類藥材的相對(duì)比例大小都非常講究，因此，現(xiàn)代干燥工藝生產(chǎn)的中藥材其有效成分與自然晾干的藥材相比，能保持不變嗎？本文將針對(duì)中藥生產(chǎn)過程中干燥工藝如何實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的問題進(jìn)行研究和探討。基于單片機(jī)的遠(yuǎn)紅外干燥監(jiān)控系統(tǒng)則是一種新型節(jié)能的干燥方案。它利用遠(yuǎn)紅外線發(fā)射器充當(dāng)發(fā)射源，依據(jù)自動(dòng)控制原理以單片機(jī)為基礎(chǔ)進(jìn)行全程控制。這是一項(xiàng)新的干燥技術(shù)，其干燥原理是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)檫h(yuǎn)紅外輻射，從而被藥材的分子吸收，產(chǎn)生共振，引起分子和原子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致物體變熱，經(jīng)過熱擴(kuò)散、蒸發(fā)和化學(xué)變化，最終達(dá)到干燥的目的。子仁果米類藥材均可采用該法干燥。遠(yuǎn)紅外干燥可節(jié)省電能2050，并且干燥過程中最大限度地保證中藥材質(zhì)量，干燥效果效果較好。系統(tǒng)主要包括單片機(jī)控制模塊，溫度采集模塊，溫度顯示模塊，鍵盤控制模塊，溫度調(diào)整以及報(bào)警模塊等五大部分。系統(tǒng)總體框架如圖1-1所示。傳感器數(shù)據(jù)采集顯示電路鍵盤控制越限報(bào)警遠(yuǎn)紅外加熱器控制電路單片機(jī)圖 1-1 系統(tǒng)框圖文章系統(tǒng)的介紹了紅外線干燥，單片機(jī)的控制電路以及軟件程序。文章共分七章，前四章分別對(duì)中草藥干燥特性，自動(dòng)控制原理以及遠(yuǎn)紅外線輻射進(jìn)行了部分介紹。后三章給出了硬件的組成電路以及系統(tǒng)框圖，并對(duì)組成元件進(jìn)行了詳細(xì)介紹，最后給出了系統(tǒng)的軟件編程。第二章 遠(yuǎn)紅外輻射簡介2.1 遠(yuǎn)紅外線簡介以及他對(duì)人體的作用太陽光線大致可分為可見光及不可見光。可見光經(jīng)三棱鏡后會(huì)折射出紫、藍(lán)、青、綠、黃、橙、紅顏色的光線（光譜）。紅光外側(cè)的光線，在光譜中波長自0.76至400微米的一段被稱為紅外光，又稱紅外線。紅外線屬于電磁波的范疇，是一種具有強(qiáng)熱作用的放射線。紅外線的波長范圍很寬，人們將不同波長范圍的紅外線分為近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外區(qū)域，相對(duì)應(yīng)波長的電磁波稱為近紅外線、中紅外線及遠(yuǎn)紅外線。 紅外線是一種光波，它的波長比無線電波短，比可見光長。肉眼看不到紅外線，任何物體都發(fā)射著紅外線。熱物體的紅外線輻射比冷物體強(qiáng)。自然界有無數(shù)的遠(yuǎn)紅外放射源：宇宙星體、太陽、地球上的海洋、山嶺、巖石、土壤、森林、城市、鄉(xiāng)村、以及人類生產(chǎn)制造出來的各種物品，凡在絕對(duì)零度（-273）以上的環(huán)境，無所不有地發(fā)射出不同程度的紅外線?，F(xiàn)代物理學(xué)稱之為熱射線。由能量守恒定律得知，宇宙的能量不能發(fā)生，也不會(huì)消失，只可以改變能量的方式。熱能便是宇宙能量的一種，可以用放射（輻射）、傳導(dǎo)和對(duì)流的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在放射的過程中，便有一部份熱能形成紅外線。紅外線放射速度與可見光線相同，而且能夠像光一樣直線前進(jìn)；如果使用反射板，便能改變它的傳導(dǎo)方向。幾十年前，航天科學(xué)家對(duì)處于真空、失重、超低溫、過負(fù)荷狀態(tài)的宇宙飛船內(nèi)的人類生存條件進(jìn)行調(diào)查研究，得知太陽光當(dāng)中波長為 814微米的遠(yuǎn)紅外線是生物生存必不可少的因素。因此，人們把這一段波長的遠(yuǎn)紅外線稱為“生命光波”。這一段波長的光線，與人體發(fā)射出來的遠(yuǎn)紅外線的波長相近，能與生物體內(nèi)細(xì)胞的水分子產(chǎn)生最有效的“共振”，同時(shí)具備了滲透性能，有效地促進(jìn)動(dòng)物及植物的生長。 由于遠(yuǎn)紅外線與人體內(nèi)細(xì)胞分子的振動(dòng)頻率接近，“生命光波”滲入體內(nèi)之后，便會(huì)引起人體細(xì)胞的原子和分子的共振，透過共鳴吸收，分子之間摩擦生熱形成熱反應(yīng)，促使皮下深層溫度上升，并使微血管擴(kuò)張，加速血液循環(huán)，有利于清除血管囤積物及體內(nèi)有害物質(zhì)，將妨害新陳代謝的障礙清除，重新使組織復(fù)活，促進(jìn)酵素生成，達(dá)到活化組織細(xì)胞、防止老化、強(qiáng)化免疫系統(tǒng)的目的。所以遠(yuǎn)紅外線對(duì)于血液循環(huán)和微循環(huán)障礙引起的多種疾病均具有改善和防治作用。 此外，對(duì)人體內(nèi)的一些有害物質(zhì)，例如食品中的重金屬和其它有毒物質(zhì)、乳酸、游離脂肪酸、脂肪和皮下脂肪、鈉離子、尿酸、積存在毛細(xì)孔中化妝品殘余物等，就能夠藉助代謝的方式，不必透過腎臟，直接從皮膚和汗水一起排出，可避免增加腎臟的負(fù)擔(dān)。 一般來說，燃料燃燒、電熱器具熱源等放出的紅外線多屬于近紅外線，由于波長較短，因此產(chǎn)生大量的熱效應(yīng)，長期照射人體后會(huì)產(chǎn)生灼傷皮膚及眼睛水晶體等傷害。波長更短的其它電磁波如紫外線、X射線及射線等，會(huì)使原子上的電子產(chǎn)生游離，對(duì)人體更有傷害作用。遠(yuǎn)紅外線則不然，由于波長較長，能量相對(duì)較低，所以使用時(shí)相對(duì)較少燙傷之危害。 遠(yuǎn)紅外線也和家用電器所放射出的低頻電磁波不同，家用電器所釋出的低頻電磁波可穿墻透壁及改變?nèi)梭w電流的特性，而被人們高度懷疑其危害性。遠(yuǎn)紅外線在人體皮膚的穿透力僅有0.01至0.1厘米，人體本身也會(huì)放出波長約9微米的遠(yuǎn)紅外線，所以和低頻電磁波不可混為一談。 遠(yuǎn)紅外線被用在許多疾病的輔助治療上，例如筋骨肌肉酸痛、肌腱炎、褥瘡、燙傷及傷口不易愈合等疾病，都可以利用遠(yuǎn)紅外線促進(jìn)血液循環(huán)的特性，而達(dá)到輔助治療的目的。2.2 遠(yuǎn)紅外輻射干燥與傳統(tǒng)干燥技術(shù)的比較中藥材倉庫儲(chǔ)存的實(shí)踐證明，如果在一定條件下，將中藥材的含水量控制在一定限度內(nèi)，質(zhì)量就不會(huì)發(fā)生異變。如北方在氣溫30時(shí)，把紅棗的含水量控制在1217、黨參1116、苦杏仁68、北沙參1215、黃芪1114等時(shí)，在儲(chǔ)存的過程中就不會(huì)發(fā)生質(zhì)量變化。這就是所謂的中藥材“安全水分”，它是指在一定條件下，能使其安全儲(chǔ)存，質(zhì)量不發(fā)生異變的臨界含水量。因此，秋季采收加工后的中藥材，必須及時(shí)干燥至安全水分限度，才能保證中藥材的質(zhì)量。目前，中藥材的常用干燥技術(shù)有以下幾種：一、日硒法這是大多數(shù)藥材常用的一種干燥方法。晾曬時(shí)，應(yīng)選擇晴朗、有風(fēng)的天氣，將藥材薄薄地?cái)傇谌斚匣蛩嗟厣?，利用日光照明，同時(shí)要注意及時(shí)翻動(dòng)，保證日光照射均勻。秋后夜間，空氣濕度大，要注意將藥材收起蓋好，以防返潮。二、攤晾法該法也叫陰干法，即將藥材放置于室內(nèi)或大棚的陰涼處，利用流動(dòng)的空氣，吹去水分而達(dá)到干燥的目的。該法常用于陰雨天氣，或用于含有揮發(fā)油的藥材以及易走油、變色的藥材，如棗仁、柏子仁、知母、苦杏仁、黨參、天冬、火麻仁等。這些藥材不宜曝曬，可于日光不太強(qiáng)的場(chǎng)所或通風(fēng)陰涼處攤晾，以免走油、變質(zhì)。三、烘炕法此法是一種傳統(tǒng)的、簡便經(jīng)濟(jì)的藥材干燥方法。應(yīng)用該法要事先在室內(nèi)或大棚內(nèi)壘一個(gè)或數(shù)個(gè)長方形火炕，火炕寬約1.5m，長度可根據(jù)藥材多少而定，火炕下面每隔80cm留一個(gè)能開關(guān)的小門以便添加燃料。而后在其中放置一個(gè)火爐，火爐的火口處要架一塊鐵板，以防火苗上升，破壞藥材，同時(shí)亦可分散熱量?？粔镜?.2l.5m高時(shí)，每隔60cm橫放一根直徑34cm的圓鋼管，鋼管上面鋪放金屬絲網(wǎng)，絲網(wǎng)上面再覆以泥巴，然后從泥巴以上再把火炕加高60cm即可。最后點(diǎn)燃火爐，把火炕及覆蓋的泥巴烘干，將藥材依先大后小的層次置于炕槽內(nèi)，但不要裝的太滿，以厚3040cm為宜，上面覆蓋麻袋、草簾等。有大量蒸氣冒起時(shí)，要及時(shí)掀開麻袋或草簾，并注意上下翻動(dòng)藥材，直到炕干為止。該法適用于川芎、澤瀉、桔梗等藥材的干燥。干燥過程要注意掌握火候，以免將藥材炕焦，還要根據(jù)藥材的性質(zhì)和對(duì)干燥程度的要求分別對(duì)待，有些藥材不宜用烘炕法干燥。四、烘房和干燥機(jī)烘干法該法適合于規(guī)?；乃幉姆N植基地使用，且效率高、省勞力、省費(fèi)用，不受天氣的限制，還可起到殺蟲驅(qū)霉的效果，溫度可控，適用于各類藥材，不影響藥材質(zhì)量，是一種較先進(jìn)的干燥方法。但要注意按照規(guī)范的技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)建造烘房并購進(jìn)專用干燥機(jī)械，由熟悉干燥技術(shù)的專業(yè)人員操作。另外要注意根據(jù)藥材的不同性質(zhì)控制干燥溫度和時(shí)間。五、遠(yuǎn)紅外加熱干燥法這是一項(xiàng)新的干燥技術(shù)，其干燥原理是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)檫h(yuǎn)紅外輻射，從而被藥材的分子吸收，產(chǎn)生共振，引起分子和原子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致物體變熱，經(jīng)過熱擴(kuò)散、蒸發(fā)和化學(xué)變化，最終達(dá)到干燥的目的。子仁果米類藥材均可采用該法干燥。遠(yuǎn)紅外干燥可節(jié)省電能2050，效果較好。六、微波干燥法這是一項(xiàng)20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來的新技術(shù)，微波干燥實(shí)際上是通過感應(yīng)加熱和介質(zhì)加熱，使中藥材中的水分和脂肪不同程度地吸收微波能量，并把它轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃繌亩_(dá)到干燥的目的。微波干燥可殺滅微生物和霉菌，并具有消毒作用，使藥材達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，并能防止藥材在貯藏過程中發(fā)霉和生蟲。從這六種干燥法中可以看出遠(yuǎn)紅外線干燥法在如今推行高效節(jié)能的社會(huì)形勢(shì)下表現(xiàn)出了獨(dú)特的優(yōu)越性。第三章 中草藥干燥特性簡介3.1中草藥特性3.1.1 中草藥的作用抗病害。如大黃、黃連、大青葉等能夠抑菌;板藍(lán)根、野菊等有抗病毒的能力;苦楝皮、馬鞭草、白頭翁等能殺蟲。增強(qiáng)機(jī)體免疫力。水產(chǎn)動(dòng)物具有相對(duì)完善的免疫功能，中草藥可以對(duì)其起調(diào)節(jié)作用?？梢酝晟骑暳系臓I養(yǎng)，提高飼料轉(zhuǎn)化率。中草藥本身含有一定的營養(yǎng)物質(zhì)，如粗蛋白、粗脂肪、維生素等，某些中草藥還有誘食、消食健胃的作用。3.1.2 中草藥的特點(diǎn)資源廣、成本低。我國地域遼闊，中草藥資源豐富，易種易收，且使用簡便。動(dòng)物體內(nèi)無藥物殘留、無公害。中草藥是天然物質(zhì)，保持了各種成分的自然性和生物活性，其成分易被吸收利用，不能被吸收的也能順利排出體外，在體外被細(xì)菌等分解，不會(huì)污染水環(huán)境。而一般的化學(xué)藥物成分會(huì)積累在動(dòng)物體內(nèi)或長期殘留于水中。毒副作用小或無，動(dòng)物體不產(chǎn)生抗藥性。有毒的中草藥經(jīng)過適當(dāng)?shù)呐谥萍庸ず?，毒性?huì)降低或消失;通過組方配伍，利用中藥之間的相互作用，提高了其防病治病的功效，減弱或減免了毒副作用。至今醫(yī)學(xué)研究從未發(fā)現(xiàn)中草藥有抗藥性的問題。中草藥飼料添加劑既含有營養(yǎng)物質(zhì)，又具有安神鎮(zhèn)靜、健胃促消化、理氣活血、養(yǎng)精補(bǔ)益、趨蟲保健和防病治病等藥理作用;中草藥免疫活性物質(zhì)能增強(qiáng)機(jī)體免疫機(jī)能，提高動(dòng)物抗應(yīng)激、抗疾病能力，改善動(dòng)物生產(chǎn)性能，且具有無殘留，不易產(chǎn)生耐藥性等優(yōu)點(diǎn)，是近年來國際動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)研究的一大熱點(diǎn)。中草藥可解決長期困擾畜牧業(yè)發(fā)展的抗生素殘留問題，提高生產(chǎn)率，減少畜牧業(yè)對(duì)環(huán)境的污染，發(fā)展綠色畜牧業(yè)，滿足人民的食品安全需求。3.2干燥工藝對(duì)中草藥特性的影響筆者對(duì)中藥丸也進(jìn)行了多種工況的對(duì)流干燥實(shí)驗(yàn)研究，以六味地黃丸為例，對(duì)同一批藥丸分別在不同工況下進(jìn)行干燥，采用404550 的變溫工況進(jìn)行干燥的產(chǎn)品指標(biāo)成分（熊果酸汁）含量為0.18%，采用5054 的變溫工況進(jìn)行干燥產(chǎn)品的指標(biāo)成分（熊果酸汁）含量為0.17%，而采用5065 的熱風(fēng)干燥箱干燥的產(chǎn)品的指標(biāo)成分（熊果酸汁）含量為0.12%,其指標(biāo)成分已受到了很大的損失.干燥工藝不僅影響藥品的有效成分，而且對(duì)中藥丸的服用特性崩解度指標(biāo)也有很大的影響，筆者對(duì)天津達(dá)仁堂制藥廠生產(chǎn)的清目地黃丸在幾種不同的工況下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)同一批藥丸，在熱風(fēng)干燥箱中，用5060 的熱風(fēng)烘干的中藥丸，不同藥丸的崩解時(shí)間差異較大，分別為38 min、40 min、47 min、55 min。而采用人工環(huán)境工程綜合試驗(yàn)裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)表明：在3040 變溫工況下干燥的中藥丸，其崩解時(shí)間為15 min、18 min、21 min、24 min；在4050 變溫工況下干燥的中藥丸，其崩解時(shí)間為20 min、22 min、24 min、28 min；用50 恒溫工況下干燥的中藥丸，其崩解時(shí)間為27 min、28 min、27 min、30 min?？梢钥闯觯涸跓犸L(fēng)干燥箱中干燥中藥丸，其崩解時(shí)間較長，已接近允許的上限值，而且不同藥丸的崩解時(shí)間差異很大，這說明不同位置的干燥工況差異較大。采用人工環(huán)境工程綜合試驗(yàn)裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，其崩解時(shí)間隨著干燥溫度的降低而大幅度縮短，而且均勻性很好。綜上所述，現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)離不開現(xiàn)代化的干燥設(shè)備，但由于中藥產(chǎn)品的特殊性，要求人們?cè)谶x用現(xiàn)代干燥設(shè)備時(shí)，必須對(duì)所生產(chǎn)的產(chǎn)品的干燥特性進(jìn)行系統(tǒng)的研究，掌握干燥過程中的溫度、濕度、壓力及氣流速度對(duì)中藥材性質(zhì)與特性的影響規(guī)律，因此有必要對(duì)采用現(xiàn)代干燥設(shè)備與采用傳統(tǒng)的自然晾干所獲得的中藥材產(chǎn)品的有效成分進(jìn)行比較分析，在保證中藥材有效成分基本不損失的前提下，選擇先進(jìn)的干燥設(shè)備。第四章 自動(dòng)控制的發(fā)展及應(yīng)用4.1 自動(dòng)控制的基本介紹在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的眾多領(lǐng)域中，自動(dòng)控制技術(shù)起著越來越重要的作用。自動(dòng)控制是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置（稱控制裝置或控制器），使機(jī)器，設(shè)備或生產(chǎn)過程（統(tǒng)稱被控對(duì)象）的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)（即被控制量）自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。自動(dòng)控制理論是研究自動(dòng)控制共同規(guī)律的技術(shù)科學(xué)。它的發(fā)展初期，是以反饋理論為基礎(chǔ)的自動(dòng)調(diào)節(jié)原理，主要用于工業(yè)控制，二戰(zhàn)期間為了設(shè)計(jì)和制造飛機(jī)及船用自動(dòng)駕駛儀，火炮定位系統(tǒng)，雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)以及其他基于反饋原理的軍用設(shè)備，進(jìn)一步促進(jìn)并完善了自動(dòng)控制理論的發(fā)展。到戰(zhàn)后，以形成完整的自動(dòng)控制理論體系，這就是以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)的經(jīng)典控制理論，它主要研究單輸入-單輸出，線形定常數(shù)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)問題。20世紀(jì)60年代初期，隨著現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)新成果的推出和電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，為適應(yīng)宇航技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制理論跨入了一個(gè)新階段現(xiàn)代控制理論。他主要研究具有高性能，高精度的多變量變參數(shù)的最優(yōu)控制問題，主要采用的方法是以狀態(tài)為基礎(chǔ)的狀態(tài)空間法。目前，自動(dòng)控制理論還在繼續(xù)發(fā)展，正向以控制論，信息論，仿生學(xué)為基礎(chǔ)的智能控制理論深入。為了實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制任務(wù)，首先要將被控制對(duì)象和控制裝置按照一定的方式連接起來，組成一個(gè)有機(jī)的總體，這就是自動(dòng)控制系統(tǒng)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，被控對(duì)象的輸出量即被控量是要求嚴(yán)格加以控制的物理量，它可以要求保持為某一恒定值，例如溫度，壓力或飛行航跡等；而控制裝置則是對(duì)被控對(duì)象施加控制作用的機(jī)構(gòu)的總體，它可以采用不同的原理和方式對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，但最基本的一種是基于反饋控制原理的反饋控制系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)的意義不僅在于代替人們繁重的體力勞動(dòng)和簡單的腦力勞動(dòng)，更重要的是開辟了過去靠人的體力和腦力所不能達(dá)到的活動(dòng)領(lǐng)域。在很多社會(huì)性大系統(tǒng)中，如銀行的資金清算，巨型系統(tǒng)工程的管理，鐵路、航空等交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度指揮等，都要采集、記憶和處理隨時(shí)都在變化的巨大信息流，單靠人力已無法及時(shí)完成，只有具有龐大的信息存儲(chǔ)和處理能力的智能控制系統(tǒng)才能勝任。人類的研究活動(dòng)已擺脫了地球生物圈的束縛而廣泛地進(jìn)入外層空間和海洋深處。對(duì)月球和太陽系其他行星的探測(cè)，對(duì)太陽系以外的宇宙進(jìn)行考察，對(duì)數(shù)千米以下的海底的研究，都是目前單靠人力所不能及的。自動(dòng)控制系統(tǒng)正在代替人們?nèi)ネ瓿蛇@些任務(wù)。在戰(zhàn)場(chǎng)上的軍事活動(dòng)中，在惡劣環(huán)境條件下的生產(chǎn)勞動(dòng)中，凡不宜于由人直接承擔(dān)的任務(wù)，均有人工設(shè)計(jì)和建造的自動(dòng)控制系統(tǒng)在工作。自動(dòng)控制系統(tǒng)已成為人類現(xiàn)代社會(huì)活動(dòng)中不能須臾離開的東西。人們研制和應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)，在不少情況下是受生物界的啟發(fā)。高級(jí)動(dòng)物的體溫控制、瞳孔反射、皮膚變色、某些生物激素的應(yīng)急釋放，以及對(duì)生態(tài)環(huán)境變化的適應(yīng)性變異等，都是自然界中結(jié)構(gòu)精巧而原理復(fù)雜的自動(dòng)控制系統(tǒng)。對(duì)生物界這些自然系統(tǒng)的研究和模仿導(dǎo)致了一門新學(xué)科仿生學(xué)的誕生。每年建造數(shù)萬個(gè)具有初等智能的機(jī)器人并投入工業(yè)運(yùn)行是這方面的最新成就。從人類文明進(jìn)化的觀點(diǎn)來看，由科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造的各種自動(dòng)控制系統(tǒng)是人類體力和腦力的延伸。跟蹤和適應(yīng)這個(gè)潮流是世界各民族的天責(zé)。4.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用控制系統(tǒng)一般由控制器（控制裝置）和被控對(duì)象組成。分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種控制方式。開環(huán)控制是一種最簡單的控制形式，其特點(diǎn)是：在控制器與被控對(duì)象之間只有正向控制作用，沒有反饋控制作用，如圖4-1所示?？刂破鞅豢貙?duì)象圖4-1 開環(huán)控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)于每一個(gè)參考輸入量，就有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)與輸出量。此種系統(tǒng)的控制精度取決于元器件的精度和特性調(diào)整的精度，并且沒有抑制內(nèi)部、外部擾擾動(dòng)引起的控制誤差的功能。開環(huán)控制系統(tǒng)一般都是穩(wěn)定的。閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是：在控制器與被控對(duì)象之間不僅有正向控制作用，而且還有反饋控制作用。將檢測(cè)出來的輸出量送回到系統(tǒng)的輸入端，并與輸入量比較的過程稱為反饋。閉環(huán)控制的實(shí)質(zhì)就是利用負(fù)反饋，使系統(tǒng)具有自動(dòng)修正被控制量（輸出量）偏離參考給定量（輸入量）的控制功能，因此，閉環(huán)控制又稱反饋控制。如圖4-2所示?？刂破鞅豢貙?duì)象測(cè)量元件圖4-2 閉環(huán)控制系統(tǒng)圖4-3為熱水電加熱器。為保持希望的水溫，由溫控開關(guān)的接通或斷開電加熱器的電源來控制。在使用熱水時(shí)，水箱中流出熱水并補(bǔ)充冷水。在此熱水電加熱器系統(tǒng)中，輸入量（給定量）為預(yù)設(shè)的希望溫度，設(shè)為希；輸出量（被控量）為水箱的實(shí)際溫度，設(shè)為；被控制對(duì)象為水箱。擾動(dòng)信號(hào)主要是由于放出熱水并注入冷水而產(chǎn)生的降溫作用。當(dāng)希時(shí)，溫控開關(guān)斷開，電加熱器不工作，此時(shí)水箱中的水溫保持在希望溫度上。當(dāng)使用熱水時(shí)，由于擾動(dòng)作用使實(shí)際水溫下降，測(cè)溫元件感受希的變化，并把這一變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)使溫控開關(guān)接通，電加熱器工作， 使水箱中的實(shí)際水溫上升，直到希為止。顯然，圖4-3所示熱水電加熱器系統(tǒng)為閉環(huán)控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)的原理方框圖如圖4-4所示。 圖4-3熱水電加熱器原理 溫控開關(guān)電加熱器水箱測(cè)溫元件TT希圖4-4 控制系統(tǒng)的原理方框圖在此基于單片機(jī)控制的藥品干燥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中就采用了與上例中極為相似的閉環(huán)控制控制系統(tǒng)，當(dāng)檢測(cè)到干燥箱中的溫度超過預(yù)設(shè)最高溫時(shí)，加熱設(shè)備停止加熱；當(dāng)檢測(cè)到干燥箱中的溫度低于預(yù)設(shè)最低溫時(shí)，加熱設(shè)備開始加熱。從而達(dá)到了自動(dòng)調(diào)控。自動(dòng)控制原理的應(yīng)用使此干燥系統(tǒng)更加穩(wěn)定。第五章 硬件電路的設(shè)計(jì)5.1 單片機(jī)及看門狗電路5.1.1單片機(jī)控制模塊是整個(gè)設(shè)計(jì)方案的核心，它控制了溫度的采集、處理與顯示、溫度上下限值的設(shè)定與溫度越限時(shí)電機(jī)的啟動(dòng)。AT89C51單片機(jī)是51系列單片機(jī)的一個(gè)成員，內(nèi)部自帶4K字節(jié)可編程FLASH可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，與Intel MCS-51系列單片機(jī)的指令和輸出管腳相兼容。由于將多功能八位CPU和閃速存儲(chǔ)器結(jié)合在單個(gè)芯片中，因此，AT89C51構(gòu)成的單片機(jī)系統(tǒng)是具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、效率高的微控制系統(tǒng)，減少了硬件開銷，節(jié)省了成本，提高了系統(tǒng)的性價(jià)比。AT89C51是一個(gè)有40個(gè)引腳的芯片，引腳配置如圖5-1所示。與8031相比，AT89C51自帶4K的ROM和128B的RAM，因此編寫中小型系統(tǒng)就無需任何硬件進(jìn)行擴(kuò)展。圖5-1 AT89C51引腳配置AT89C51芯片的40個(gè)引腳功能為：VCC：電源電壓。GND：接地。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)RST變?yōu)楦唠娖讲⒈３?個(gè)機(jī)器周期時(shí)，所有I/O引腳復(fù)位至“1”。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩放大器的輸出。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。P0口：8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：8位雙向I/O口。引腳P1.2P1.7提供內(nèi)部上拉，當(dāng)作為輸入并被外部下拉為低電平時(shí)，它們將輸出電流，這是因內(nèi)部上拉的緣故。P1.0和P1.1需要外部上拉，可用作片內(nèi)精確模擬比較器的正向輸入（AIN0）和反向輸入（AIN1），P1口輸出緩沖器能接收20mA電流，并能直接驅(qū)動(dòng)LED顯示器；P1口引腳寫入“1” 后，可用作輸入。在閃速編程與編程校驗(yàn)期間，P1口也可接收編碼數(shù)據(jù)。P2口：帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：引腳P3.0P3.7為帶內(nèi)部上拉的雙向I/0引腳。P3口的輸出緩沖器能接收20mA的灌電流；P3口寫入“1”后，內(nèi)部上拉，可用輸入。P3口也可用作特殊功能口，其功能見表1-1。P3口同時(shí)也可為閃速存儲(chǔ)器編程和編程校驗(yàn)接收控制信號(hào)。表1-1 P3口特殊功能P3口引腳特殊功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2INT0（外部中斷0）P3.3INT1（外部中斷1）P3.4T0（定時(shí)器0外部輸入）P3.5T1（定時(shí)器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）5.1.2 看門狗根據(jù)設(shè)計(jì)所需的單片機(jī)的內(nèi)部資源（程序存儲(chǔ)器的容量、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的容量及I/O口數(shù)量），選擇AT89C51-24PC較合適。為了防止程序跑飛，導(dǎo)致溫度失控，進(jìn)而引起可怕的后果，本設(shè)計(jì)加入了硬件看門狗電路IMP813L，如果它的WDI腳不處于浮空狀態(tài)，在1.6秒內(nèi)WDI不被觸發(fā)（即沒有檢測(cè)到上什沿或下降沿），就說明程序已經(jīng)跑飛，看門狗輸出端將輸出低電平到手動(dòng)復(fù)位端，使復(fù)位輸出端RST發(fā)出復(fù)位信號(hào)，使單片機(jī)可靠復(fù)位，即程序重新開始執(zhí)行。IMP813L的引腳和功能與IMP705相同，但只具有高電平有效的復(fù)位輸出。具 有1.25V門限的電源故障報(bào)警電路可用于檢測(cè)電池電壓和非5V的電源。所有器件都具有手動(dòng)復(fù)位（MR）輸入。 看門狗定時(shí)器的輸出如果連接至MR將會(huì)觸發(fā)復(fù)位信號(hào)。如圖5-2所示：圖5-2 看門狗電路813器件都帶有一個(gè)輔助比較器，它具有1.25V的轉(zhuǎn)換點(diǎn)和獨(dú)立的輸出端（PFO）及非反相輸入端（PFI）。外接一個(gè)電阻分壓器可使該比較器用作電源電壓監(jiān)控器。PFI端的衰減電壓應(yīng)設(shè)置為僅僅低于1.25V門限。當(dāng)電源電壓下降時(shí)，PFI減小使得PFO輸出變?yōu)榈碗娖健ＭǔFO中斷處理器以致系統(tǒng)可被關(guān)閉。 IMP813L是一個(gè)很好的CPU監(jiān)控電路，它包括電壓檢測(cè)型上電復(fù)位，手動(dòng)復(fù)位和看門狗電路5.2溫度檢測(cè)電路溫度傳感器采用AD590，它實(shí)際上是一個(gè)與絕對(duì)溫度成正比的電流源，它的工作電壓為430V，感測(cè)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1A/K。因此在00C時(shí)的輸出電流為273.2A，在1000C時(shí)輸出電流為373.2A。溫度傳感器將溫度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào)，通過電阻后轉(zhuǎn)變電壓信號(hào)，經(jīng)過運(yùn)算放大器JRC4558運(yùn)算處理，處理后得到的模擬電壓信號(hào)傳輸給A/D轉(zhuǎn)換部分。A/D轉(zhuǎn)換器選用ADC0804，它是用CMOS集成工藝制成的逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，分辨率8位，轉(zhuǎn)換時(shí)間100s，基準(zhǔn)電壓05V，輸入模擬電壓05V。AD590 共有I、J、K、L、M 五擋，其中M 擋的的精度最高，在額定工作范圍內(nèi)，非線性誤差小于0.3，I 擋誤差較大為10，使用前應(yīng)校正。5.3控制輸出電路控制信號(hào)由單片機(jī)的P1.4引腳輸出，經(jīng)過光耦TLP521-1隔離后，經(jīng)三極管C8550直接驅(qū)動(dòng)繼電器WJ108-1C-05VDC，如果所接的電加熱設(shè)備的功率2KW，則可利用繼電器的常開觸點(diǎn)直接控制加熱設(shè)備，如果加熱設(shè)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(shè)備。5.4鍵盤電路5.4.1 鍵盤采用獨(dú)立式按鍵接口設(shè)計(jì)獨(dú)立式鍵盤接口電路每個(gè)按鍵單獨(dú)占有一根I/O接口引線。輸入每根I/O接口引線的信號(hào)對(duì)應(yīng)某個(gè)數(shù)據(jù)。如圖5-3所示：圖5-3 獨(dú)立鍵盤鍵盤處理程序任務(wù)1)鍵輸入 檢查鍵盤是否有鍵被按下，消除按鍵抖動(dòng)。確定被按鍵的鍵號(hào)，獲取鍵號(hào)。軟件消除抖動(dòng)。2)鍵譯碼 鍵號(hào)為鍵盤位置碼，根據(jù)鍵號(hào)查表得出被按鍵的鍵值。鍵值：數(shù)字鍵09、字符鍵0AH0FH、功能鍵10H 。3)鍵處理 根據(jù)鍵值轉(zhuǎn)移到不同程序段。若鍵 值屬于數(shù)字、字符鍵，則調(diào)用顯示數(shù)字和字符的子程序。若鍵值屬于功能鍵，則進(jìn)行多分支轉(zhuǎn)移，執(zhí)行各個(gè)功能程序段。5.4.2 軟件去抖動(dòng)采用軟件去抖動(dòng)的方法是在單片機(jī)檢測(cè)到有鍵按下時(shí)執(zhí)行一個(gè)1020ms的延時(shí)程序后再次檢查該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)如保持閉合狀態(tài)，則確認(rèn)為有鍵按下，否則從頭檢測(cè)。這樣就能消除鍵的抖動(dòng)影響。原理如圖5-4所示：圖5-4 去抖原理圖鍵盤共有四個(gè)按鍵，分別是S1（設(shè)置）、S2（+）、S3（-）、S4（儲(chǔ)存+開關(guān)）。通過鍵盤來設(shè)置室內(nèi)應(yīng)達(dá)到的溫度，鍵盤采用中斷方式控制。當(dāng)按下S1鍵3S，設(shè)置燈D4點(diǎn)亮，進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)，數(shù)碼管顯示當(dāng)前設(shè)置溫度。在設(shè)置狀態(tài)下，每按一下S2，溫度設(shè)置值加1，最高設(shè)置到51。在設(shè)置狀態(tài)下，每按一下S3，溫度設(shè)置值減1，最低設(shè)置到0。在設(shè)置狀態(tài)下，按一下S4，將溫度設(shè)置值存儲(chǔ)于AT24C01中，設(shè)置燈熄滅，退出設(shè)置狀態(tài)。如果在設(shè)置狀態(tài)下，S2、S3、S4在10秒內(nèi)無任何操作，系統(tǒng)將自動(dòng)退出設(shè)置狀態(tài)，設(shè)置溫度不進(jìn)行保存。不在設(shè)置狀態(tài)，按下S2、S3、S4鍵無任何反應(yīng)。5.5顯示電路顯示電路由兩位E10501_AR數(shù)碼管組成，由兩片74LS164驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示，74LS164所需的串行數(shù)據(jù)和時(shí)鐘由單片機(jī)的P3.0和P3.1提供。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(shù)據(jù)（實(shí)時(shí)溫度值或設(shè)置溫度值）。如圖5-5所示：圖5-5 顯示電路5.6置溫度儲(chǔ)存電路為了防止設(shè)定溫度在電源斷電后丟失，此設(shè)計(jì)加入了儲(chǔ)存電路，儲(chǔ)存器選用具有I2C總線功能的AT24C01。每次通過鍵盤設(shè)置的室內(nèi)設(shè)定溫度都通過儲(chǔ)存器儲(chǔ)存起來，即使是電源斷電，儲(chǔ)存器存儲(chǔ)的設(shè)定溫度也不丟失，在電源來電后，單片機(jī)自動(dòng)將設(shè)定溫度從儲(chǔ)存器中讀出，一方面避免了斷電后的更新設(shè)置工作；另一方面也保護(hù)了控制器控制的安全性，可靠性。AT24C01引腳圖如5-6所示：圖5-6 AT24C01引腳圖5.7電源電路電源采用了串聯(lián)型集成穩(wěn)壓器電路，電源有兩路輸出，一路由L7805CV穩(wěn)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(wěn)壓輸出12V，給JRC4558、AD590供電。如圖5-7所示：圖5-7 電源電路當(dāng)然這里還可以選擇現(xiàn)成的開關(guān)型穩(wěn)壓電源，但它的價(jià)格相對(duì)來說要高一些。第六章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.1 系統(tǒng)初始化模塊完成A/D轉(zhuǎn)換及溫度值的換算、溫度值顯示、變量的設(shè)定、各變量賦初值、讀設(shè)置溫度。流程圖如圖6-1所示:開始程序初始化A/D轉(zhuǎn)換及溫度換算BCD碼轉(zhuǎn)換溫度顯示溫度比較秒標(biāo)志位清零調(diào)用看門狗一秒時(shí)間到？到否累計(jì)總時(shí)間達(dá)到干燥時(shí)間？到否結(jié)束YNNY圖6-1主程序流程圖6.2循環(huán)模塊完成溫度比較、看門狗的觸發(fā)。流程圖如圖6-2所示:Y開始將TH/TL送寄存器CY清零計(jì)算溫度降溫報(bào)警處理返回溫度下限？到否溫度上限？到否降溫報(bào)警處理YNNY故障報(bào)警？到否報(bào)警處理圖 6-2 溫度測(cè)量子程序流程圖6.3 定時(shí)器T0中斷模塊完成1秒的定時(shí)。流程圖如圖6-3所示:N1秒計(jì)數(shù)值減1為0否？TH0/TL0賦值1秒計(jì)數(shù)單元從新賦值秒標(biāo)志位置1返回50ms到Y(jié) 圖6-3 T0中斷子程序6.4 外部中斷INT1中斷模塊完成鍵盤對(duì)溫度值的設(shè)定。流程圖如圖6-4所示:設(shè)置燈點(diǎn)亮等待S1釋放溫度設(shè)置值加1并顯示保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)10S計(jì)數(shù)值減1為0？到否有S2按下？到否YNNYS1按住3S？到否A有S3按下？到否溫度設(shè)置值減1并顯示保存溫度設(shè)置值熄滅設(shè)置燈恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)AS1按下Y有SS4按下？到否NYBB返回顯示測(cè)量溫度圖6-4 INT1中斷程序流程圖結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我做的課題是基于單片機(jī)的藥品干燥監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，它是最常見的和最典型的過程控制系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)主要針對(duì)MCS-51型單片機(jī)在檢測(cè)相對(duì)過程控制方面的應(yīng)用，分析溫度控制系統(tǒng)實(shí)例。單片機(jī)對(duì)溫度控制是一種單片機(jī)在現(xiàn)實(shí)生活中得到應(yīng)用一個(gè)方面，此系統(tǒng)除具有的檢測(cè)功能外，還有數(shù)據(jù)處理功能，溫度顯示功能，溫度控制功能等等.系統(tǒng)采用MCS-51系列單片機(jī)89C51作為控制核心，門控信號(hào)由89C51內(nèi)部的計(jì)數(shù)定時(shí)器產(chǎn)生，單位為1。由于單片機(jī)的計(jì)數(shù)頻率上限底（12MHz 晶振時(shí)約為500KHz），所以需對(duì)高頻被測(cè)信號(hào)進(jìn)行硬件預(yù)分頻處理，89C51則完成運(yùn)算、控制及顯示功能。由于使用了單片機(jī)，使整個(gè)系統(tǒng)具有極為靈活的可編程性，能方便地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能擴(kuò)展和改進(jìn)。而本次設(shè)計(jì)正是鑒于單片機(jī)在這方面的優(yōu)異性能來設(shè)計(jì)一種用單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)。在學(xué)校收集本課題的相關(guān)資料，并向指導(dǎo)老師請(qǐng)教相關(guān)問題。在技術(shù)人員和同事的帶領(lǐng)下,從最基本的做起,慢慢熟悉到熟練我們的工作,把我們所學(xué)的和即將學(xué)習(xí)的運(yùn)用到工作中去! 通過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅使我對(duì)單片機(jī)的知識(shí)有了更深的了解，而且鍛煉了我的思維能力。雖然在設(shè)計(jì)過程中，遇到了許多問題，如設(shè)計(jì)初重點(diǎn)不明確，思緒混亂，經(jīng)過認(rèn)真思考和老師及同學(xué)的幫助，才使自己思路明確，抓住重點(diǎn)，不懂就問，在很短的時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)有序的完成。作為一名07級(jí)電氣自動(dòng)化專業(yè)的大學(xué)應(yīng)屆畢業(yè)生，我所擁有的是年輕和知識(shí)。年輕也許意味著欠缺經(jīng)驗(yàn)，但是年輕也意味著熱情和活力，我自信能憑自己的能力和學(xué)識(shí)在畢業(yè)以后的工作和生活中克服各種困難，不斷實(shí)現(xiàn)自我的人生價(jià)值和追求的目標(biāo)。致謝首先感謝學(xué)校在畢業(yè)之際能給我一個(gè)可能讓我們把所有的知識(shí)總結(jié)起來的機(jī)會(huì)，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)有了一個(gè)整體上的概括，也讓我們具體了解到了每個(gè)元件在電路中的具體作用，了解到了它的功能，結(jié)構(gòu)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我的導(dǎo)師杜深慧老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。杜老師平常不僅要授課，還要在我們外出實(shí)習(xí)的時(shí)間通過郵件和電話對(duì)我進(jìn)行指導(dǎo)。她嚴(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(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，杜老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在此謹(jǐn)向杜老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。在此，我還要感謝和我同組的梁艷同學(xué)。在論文即將完成之際，正是由于的她幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。她對(duì)本課題做了不少工作，給予我不少的幫助。從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠摯的謝意! 再一次感謝我的指導(dǎo)老師杜深慧老師，并對(duì)電氣學(xué)院的各位老師致以深深的敬意！謝謝您們！參考文獻(xiàn)1 溫希東自動(dòng)控制原理及應(yīng)用.西安:希安電子科技大學(xué)出版社2004.72李全利、遲榮強(qiáng)單片機(jī)原理及接口技術(shù).北京：高等教育出版社，20043劉守義單片機(jī)應(yīng)用技術(shù). 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，20024陳杰 黃鴻編傳感器與檢測(cè)技術(shù).北京：高等教育出版社，20025何希才傳感器及其應(yīng)用 . 北京：國防工業(yè)出版社，20016胡宴如模擬電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京：高等教育出版社，19987康華光電力電子技術(shù).北京：高等教育出版社，2004附錄1所用器件總結(jié)型號(hào)數(shù)量對(duì)應(yīng)元件序號(hào)種類3301R26電阻47019R1R17、R28、R298202R20、R251K2R22、R232K1R273K2R21、R2410K2R18、R192K2RP3、RP4電位器5K2RP1、RP210P1C9瓷片電容30P2C17、C18100/25V4C1、C2、C3、C4電解電容470/16V2C5、C61N41482D2、D3整流二極管3.9V/1W1D1穩(wěn)定二極管紅色、32D4、D5發(fā)光二極管DB1071ZLQ1整流橋KBP2061ZLQ2C85501Q1三極管12M1Y1晶振74LS1642U11、U12ICAD5901U9ADC08041U5AT24C011U6AT89C511U4IMP813L1U7JRC45581U8L7805CV1U3LM79L121U2MC78L121U1TLP521-11U10E10501-AR2DS1、DS2數(shù)碼管WJ108-1C-05VDC1K1繼電器220V/8V/215V/2.5W1T1電源變壓器VH-22CN1、CN2連接座附錄2 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(fā)端sda bit p1.7 ;AT24C01的數(shù)據(jù)線scl bit p1.6 ;AT24C01的時(shí)鐘線drxd bit p3.0 ;74LS164數(shù)據(jù)dtxd bit p3.1 ;74ls164時(shí)鐘intr bit p3.2 ;A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)控制口位szled bit p3.5 ;設(shè)置LEDsbz bit 00h ;秒標(biāo)志位swwd equ 30h ;十位溫度的BCD碼存儲(chǔ)單元gwwd equ 31h ;個(gè)位溫度的BCD碼存儲(chǔ)單元adpj equ 32h ;A/D轉(zhuǎn)換后的平滑濾波值存儲(chǔ)單元szwd equ 33h ;設(shè)置溫度值存儲(chǔ)單元adwz equ 34h ;5次A/D值的初始位置,即34h38hmjsz equ 39h ;1秒記數(shù)值(50ms次數(shù))smjsz equ 3ah ;3秒記數(shù)值（200ms次數(shù)）shmjsz equ 3bh ;10秒記數(shù)值（200ms次數(shù)） org 0000h ljmp start org 000bh ljmp timezd ;T0中斷 org 0013h ljmp temszzd ;INT1中斷 org 0030hstart: clr sbz mov mjsz,#20 mov smjsz,#15 mov shmjsz,#50 mov sp,#60h ;-賦初值 ;lcall durom mov szwd,a ;-讀設(shè)置溫度 mov tmod,#01h mov th0,#3ch mov tl0,#0b0