智能暖氣控制器

1、本科生課程設計（論文）I課程設計（論文）任務及評語課程設計（論文）任務及評語院（系）： 教研室： 學 號學生姓名專業(yè)班級課程設計智能暖氣閥門控制器設計智能暖氣閥門控制器設計課程設計（論文）任務設計任務設計任務設計可安裝于用戶取暖管道上的閥門控制器，具有以下功能：1、用戶可由鍵盤輸入溫度設定值，當檢測出的室溫低于設定溫度時，增大暖氣閥門開度，當檢測出的室溫高于設定溫度時，減小閥門的開度。2、實時顯示室內(nèi)溫度；3、用戶可輸入供暖時間，在取暖時間內(nèi)，暖氣閥門開啟，否則關(guān)閉；4、系統(tǒng)數(shù)據(jù)掉電可保存；5、 （選作）用戶所用熱量計量、顯示。技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)1.管道內(nèi)水溫范圍：595 室內(nèi)溫度范圍：5452

2、.溫度檢測誤差：0.5 溫度顯示誤差：0.5；3.溫度設定分辨率：1；4.閥門為電磁閥，輸入為 420mA 電流信號設計要求設計要求1.根據(jù)設計任務，兼顧成本、可靠性、可實現(xiàn)性等因素，確定設計方案，論證要充分；2.用專業(yè)繪圖軟件繪制硬件電路，設計說明書中應指出器件型號、引腳的連接方法、芯片（端口）地址、外圍器件參數(shù)，并說明工作過程；3.繪制主程序和主要功能模塊流程圖，同時說明各模塊的工作過程，在條件具備的情況下，完成軟件調(diào)試；按規(guī)定格式，撰寫、打印設計說明書一份，詳細說明系統(tǒng)的設計過程（包括：摘要、緒論、方案論證、硬件電路設計、軟件設計、參數(shù)分析、總結(jié)、參考文獻等幾部分） ，字數(shù)應在4000字

3、以上進度計劃1.查閱資料，確定設計方案、繪制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖、劃分軟硬件功能（2 天）2.設計溫度檢測電路、單片機最小系統(tǒng)（1 天）3.確定溫度控制方案，設計 D/A 轉(zhuǎn)換電路（1 天）4.設計鍵盤顯示電路，完成系統(tǒng)硬件整體電路圖繪制（2 天）5.編寫、調(diào)試系統(tǒng)程序（3 天） 6. 修改設計說明書、準備答辯（1天）指導教師評語及成績平時： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績： 指導教師簽字： 年 月 日本科生課程設計（論文）II注：成績：平時20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計算本科生課程設計（論文）III摘 要在北方的城市生活中，暖氣一直是冬天不可少的生活必需品，而且大部分地區(qū)還是以燃煤供暖

4、為主要方式，在家庭，學校寫字樓及其他辦公場所經(jīng)常出現(xiàn)供暖溫度過高或者無人時仍然持續(xù)進行供暖造成的能源浪費。因供暖不當不僅導致資源嚴重浪費，且由此產(chǎn)生的二氧化碳，二氧化硫等有害氣體的排放量加重了環(huán)境負擔。本設計介紹了基于 AT89S51 單片機的新型智能暖氣控制系統(tǒng)。以數(shù)字型溫度傳感器檢測室內(nèi)溫度，當檢測值與設定值有偏差時，通過用鍵盤來改變控制閥門開度開控制溫度，閥門開度由 PID 控制，并用 LED 進行溫度顯示。針對我國北方冬季氣候特點，在單片機根據(jù)溫度傳感器和鍵盤采集的數(shù)據(jù)來判斷室內(nèi)情況，從而驅(qū)動電磁閥，調(diào)節(jié)暖氣片的熱水流量，達到智能調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的目的。分析現(xiàn)有暖氣供應的基礎上，設計了基于

5、單片機技術(shù)的更具人性化，自動化，智能化的室內(nèi)暖氣控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：智能化；LED 顯示；PID；溫度傳感器本科生課程設計（論文）IV目 錄第 1 章 緒論.11.1 研究背景及意義 .11.2 設計任務及要求 .1第 2 章 系統(tǒng)方案設計.22.1 溫度測量方案 .22.1.1 常用的測溫方法及原理 .22.1.2 傳感器選型 .32.2 溫度控制方案 .42.2.1 PID 控制算法.42.2.2 電磁閥選型 .52.3 顯示方案 .52.4 鍵盤設置方案 .62.5 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖.72.6 CPU 選型 .7第 3 章 硬件電路設計.83.1 溫度檢測電路設計 .83.2 鍵盤接口電路設

6、計 .83.3 顯示電路設計 .93.4 D/A 轉(zhuǎn)換電路設計 .10第 4 章 軟件設計.11第 5 章 課程設計總結(jié).13參考文獻.14附錄.15附錄.16本科生課程設計（論文）0第 1 章 緒論1.1 研究背景及意義我國大部分地區(qū)處于北溫帶，冬季溫度較低，室內(nèi)需要進行供暖以保證溫暖過冬。在北方的城市生活中，暖氣一直是冬天不可少的生活必需品，隨著現(xiàn)代化建設的進行，陳舊的暖氣管道以及，古老的供暖模式顯得與現(xiàn)代化的氣息有些格格不入。而且大部分地區(qū)還是以燃煤供暖為主要方式，在家庭，學校寫字樓及其他辦公場所經(jīng)常出現(xiàn)供暖溫度過高或者無人時仍然持續(xù)進行供暖造成的能源浪費。因供暖不當不僅導致資源嚴重浪費

7、，且由此產(chǎn)生的二氧化碳，二氧化硫等有害氣體的排放量加重了環(huán)境負擔。本設計采用智能化模式的控制暖氣閥門開度，控制供暖液體的流通來解決這一問題，實現(xiàn)節(jié)能減排與節(jié)約供暖費用的雙重效益。1.2 設計任務及要求設計任務：設計可安裝于用戶取暖管道上的閥門控制器，具有以下功能：1.用戶可由鍵盤輸入溫度設定值，當檢測出的室溫低于設定溫度時，增大暖氣閥門開度，當檢測出的室溫高于設定溫度時，減小閥門的開度。2.實時顯示室內(nèi)溫度；3.用戶可輸入供暖時間，在取暖時間內(nèi)，暖氣閥門開啟，否則關(guān)閉；4.系統(tǒng)數(shù)據(jù)掉電可保存；5.（選作）用戶所用熱量計量、顯示。技術(shù)參數(shù)：1.管道內(nèi)水溫范圍：595 室內(nèi)溫度范圍：5452.溫度

8、檢測誤差：0.5 溫度顯示誤差：0.5；3.溫度設定分辨率：1；4.閥門為電磁閥，輸入為 420mA 電流信號本科生課程設計（論文）1 第 2 章 系統(tǒng)方案設計2.1 溫度測量方案2.1.1 常用的測溫方法及原理（1）壓力式測溫系統(tǒng) 是最早應用于生產(chǎn)過程溫度測量方法之一，是就地顯示、控制溫度應用十分廣泛的測量方法。帶電接點的壓力式測溫系統(tǒng)常作為電路接點開關(guān)用于溫度就地位式控制。壓力式測溫系統(tǒng)適用于對銅或銅合金不起腐蝕作用場合，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，機械強度高，不怕振動；不需外部電源；價格低。缺點是測溫范圍有限制（-80400）；熱損失大，響應時間較慢；儀表密封系統(tǒng)（溫包，毛細管，彈簧管）損壞難以修理

9、，必須更換；測量精度受環(huán)境溫度及溫包安置位置影響較大；毛細管傳送距離有限制。（2）熱電阻 熱電阻測量精度高，可用作標準儀器，廣泛用于生產(chǎn)過程各種介質(zhì)的溫度測量。優(yōu)點是測量精度高；再現(xiàn)性好；與熱電偶測量相比它不需要冷點溫度補償及補償導線。缺點是需外接電源；熱慣性大；不能使用在有機械振動場合。鎧裝熱電阻將溫度檢測元件、絕緣材料、導線三者封焊在一根金屬管內(nèi)，它的外徑可以做得很小，具有良好的力學性能，不怕振動。同時，它具有響應快，時間常數(shù)小的優(yōu)點。鎧裝熱電阻可制成纜狀形式，具有可撓性，任意彎曲，適應各種復雜結(jié)構(gòu)場合中的溫度測量。（3）雙金屬溫度計 雙金屬溫度計也是用途十分廣泛的就地溫度計。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡

10、單，價格低；維護方便；比玻璃溫度計堅固、耐振、耐沖擊；示值連續(xù)。缺點是測量精度較低。（4）熱電偶 熱電偶在工業(yè)測溫中占了很大比重。生產(chǎn)過程遠距離測溫大多使用熱電偶。優(yōu)點是體積小，安裝方便；信號遠傳可作顯示、控制用；與壓力式溫度計相比，響應速度快；測溫范圍寬；測量精度較高；再現(xiàn)性好；校驗容易；價低。缺點是熱電勢與溫度之間是非線性關(guān)系；精度比電阻低；在同樣條件下，熱電偶接點易老化。本科生課程設計（論文）2（5）光學高溫計 光學高溫計結(jié)構(gòu)簡單、輕巧、使用方便，常用于金屬冶煉、玻璃熔融、熱處理等工藝過程中，實施非接觸式溫度測量。缺點是測量靠人眼比較，容易引入主觀誤差；價格較高。（6）輻射高溫計 輻射高

11、溫計主要用于熱電偶無法測量的超高溫場合。優(yōu)點是高溫測量；響應速度快；非接觸式測量；價格適中。缺點是非線性刻度；被測對象的輻射率、輻射通道中間介質(zhì)的吸收率會對測量造成影響；結(jié)構(gòu)復雜。（7）紅外測溫儀（便攜式） 特點是非接觸測溫；測溫范圍寬（6001800/9002500）；精度高示值的 1%+1；性能穩(wěn)定；響應時間快（0.7s）；工作距離大于 0.5m。2.1.2 傳感器選型本設計選用數(shù)字溫度傳感器測量溫度，選用 DS18B20。數(shù)字式溫度傳感器就是能把溫度物理量和濕度物理量，通過溫、濕度敏感元件和相應電路轉(zhuǎn)換成方便計算機、PLC、智能儀表等數(shù)據(jù)采集設備直接讀取得數(shù)字量的傳感器。 數(shù)字溫度傳感器

12、（簡稱 SWC） ，又稱集成數(shù)字式感溫探頭，是一種新型的三端溫度變送器件，該器件采用集成模塊化設計，可以直接將被測溫度信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字脈沖信號輸出，具有傳送距離遠，抗干擾能力強，轉(zhuǎn)換精度高等優(yōu)點。它可以方便地與 51 系列單片機接口，而省去 A/D 轉(zhuǎn)換集成電路，降低成本，提高可靠性，縮小體積，可廣泛應用于軍事，醫(yī)藥衛(wèi)生，食品及自動化測控系統(tǒng)中。SWC 三條引腳的名稱分別為控制線（K） ，信號線（S） ，公共線（G） 。DS18B20 數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應用于多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，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

13、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。 其測量結(jié)果以 912 位數(shù)字量方式串行傳送 。技術(shù)參數(shù)：測溫范圍：-55125測溫分辨率：0.5工作電源: 35V/DC 不銹鋼保護管直徑：6 mm 本科生課程設計（論文）3 圖 2.1 數(shù)字溫度傳感器 DS18B202.2 溫度控制方案常用的溫度控制有比例控制（P） 、比例積分控制（PI） 、比例微分控制（PD） 、比例積分微分控制（PID） 。本設計采用 PID 控制將溫度差信號轉(zhuǎn)換為電流信號直接由電磁閥開度變化來控制溫度。2.2.1 PID 控制算法PID 調(diào)節(jié)是比例、積分、微分調(diào)節(jié)規(guī)律的線性組合，PID

14、調(diào)節(jié)把比例調(diào)節(jié)的快速性、積分調(diào)節(jié)的消除靜差的能力、微分調(diào)節(jié)的預見性結(jié)合起來。PID 基本算式有：位置式、增量式、和速度式。 圖 2.2 PID 控制框圖PID 調(diào)節(jié)既能改善系統(tǒng)穩(wěn)定性，又可以消除靜差。對于負荷變化大、容量滯后大、控制品質(zhì)要求高的控制對象均能適應。其傳遞函數(shù)為： （2-1）其中是比例系數(shù)，為積分時間常數(shù)，為微分時間常數(shù)。由式 （2-pKiTdT1）可知，PID 控制器的比例系數(shù)增大，則控制器對偏差反應靈敏；積分時間pK減小，則對偏差的積累量靈敏；微分時間常數(shù)增大，則對偏差的變化靈敏。iTdT（1）位置式 PID 算法 （2-2） （2）增量式 PID 算式11 1)()(sTsT

15、PsEsUGdi)1()()()()(0neneTTdieTiTneKpnuni本科生課程設計（論文）4 （2-3）（3）速度式 PID 算式 （2-4）2.2.2 電磁閥選型電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設備，用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥可以配合不同的電路來實現(xiàn)預期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。 本設計采用 KLQD：2W 系列二位二通直動膜片式電磁水閥 ，型號2W200-15。用直動式膜片結(jié)構(gòu)無壓力啟動，擴充了其使用領(lǐng)域并且采用平板式膜片結(jié)構(gòu)

16、啟閉可靠，并增強了該產(chǎn)品的使用壽命。選用塑封線圈可提高該產(chǎn)品在眾多環(huán)境下的安全使用。技術(shù)參數(shù)：動作方式 直動式 型式 常閉式 使用壓力： 空氣/Air: 01.0Mpa、水/ Water: 00.7Mpa、油/ Oil: 00.7Mpa 工作溫度：EPDM：-5120流量孔徑：20 mmCV 值：7.6 圖 2.3 2W 系列電磁水閥2.3 顯示方案本設計采用四位數(shù)碼管顯示，四位數(shù)碼管是一種半導體發(fā)光器件，其基本單)1()()()()(neneTTdneTiTneTKpTnu)1()()()()(neneTTdneTiTneKpnu本科生課程設計（論文）5元是發(fā)光二極管。能顯示4個數(shù)碼管叫四位

17、數(shù)碼管。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示） ；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應用時應將公共極 COM 接到+5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應用時應將公共極 COM 接到地線 GND 上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陽極

18、為低電平時，相應字段就不亮。 圖 2.4 數(shù)碼管顯示根據(jù)設計要求顯示溫度，由于溫度檢測誤差0.5 ，溫度顯示誤差0.5，所以只顯示一位小數(shù)即可。最后一位顯示小數(shù)位，中間兩位顯示十位和個位，第一位可作為顯示溫度或者熱量做后續(xù)開發(fā)，當溫度顯示 10s 后自動關(guān)閉數(shù)碼管以節(jié)約能源。2.4 鍵盤設置方案鍵盤實質(zhì)上是一組按鍵開關(guān)的集合。通常可以分為獨立連接式和行列式兩類，每一類按其譯碼方式又都可分為編碼及非編碼兩種類型。本設計采用獨立式，非編碼鍵盤。獨立式按鍵是指直接用 I/O 口線構(gòu)成的單個按鍵電路。每個獨立式按鍵單獨占有一根 I/O 口線，每根 I/O 口線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他 I/O 口線

19、的工作狀態(tài)。本設計只用三個獨立按鍵即可。 圖 2.5 獨立式鍵盤按鍵分布圖上行鍵下行鍵顯示本科生課程設計（論文）6設定溫度初始值為 20，當檢測值與設定值有偏差時，利用鍵盤上下行鍵調(diào)節(jié)溫度，溫度設定分辨率為 1。2.5 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖 圖 2.6 系統(tǒng)總體框圖2.6 CPU 選型本設計選用 AT89S51單片機，AT89S51是一個低功耗，高性能 CMOS8位單片機，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system programme able)的可反復擦寫1000次的 Flash只讀程序存儲器，器件采用 ATSEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標準 MCS-51指令系統(tǒng)及80C

20、51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，AT89S51在眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)中得到廣泛應用。溫度傳感器A/D 轉(zhuǎn)換器CPU顯示電路鍵盤接口電路D/A 轉(zhuǎn)換器電磁閥驅(qū)動電路數(shù)據(jù)存儲本科生課程設計（論文）7第 3 章 硬件電路設計3.1 溫度檢測電路設計本設計采用本設計選用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 測量溫度，可以方便地與51 系列單片機接口，而省去 A/D 轉(zhuǎn)換集成電路。 圖 3.1 DS18B20 與單片機連接圖DS18B20 只有 3 個引腳 1、2、3 分別為 GND、I/O 和 VCC。2、3 引腳之間接個上拉電阻直接與單片機相接。3.2 鍵盤接

21、口電路設計鍵盤采用獨立式按鍵，只需上行、下行、顯示三個按鍵。每動作一次溫度動作 1。初始溫度設定為 20，當測量值與設定值有偏差 2以上用鍵盤進行調(diào)節(jié)。這種鍵盤的結(jié)構(gòu)優(yōu)點是電路簡單；缺點是當鍵數(shù)較多時，要占用較多的 I/O接口。123456ABCD654321DCBATitleNumberR evisionSizeBDate:10-Jan-2013Sheet of File:D:ProtelExamplesSheet1_Sch.DDBDrawn By:123DS18B 20EA/VP31X119X218R ES ET9R D17W R16INT012INT113T014T115P101P112

22、P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11R XD10U1AT89S 51Y112M HzC 122uFC 222uFC 322uFR ES ETR 11KR 21KVCCR 31KVCC本科生課程設計（論文）8 圖 3.2 按鍵電路設計3.3 顯示電路設計用 7 段 LED 數(shù)碼管顯示溫度，用 74LS164 驅(qū)動數(shù)碼管。74LS164 是高速硅門 CMOS 器件，與低功耗肖特基型 TTL 器

23、件的引腳兼容。74LS164 是 8 位邊沿觸發(fā)式移位寄存器，串行輸入數(shù)據(jù)，然后并行輸出。數(shù)據(jù)通過兩個輸入端（DSA 或 DSB）之一串行輸入；任一輸入端可以用作高電平使能端，控制另一輸入端的數(shù)據(jù)輸入。兩個輸入端或者連接在一起，或者把不用的輸入端接高電平，一定不要懸空。 采用串行口擴展顯示節(jié)省了 I/O 口，但傳送速度較低；擴展的芯片越多，速度越低。123456ABCD654321DCBATitleNumberR evisionSizeBDate:10-Jan-2013Sheet of File:D:ProtelExamplesSheet1_Sch.DDBDrawn By:EA/VP31X11

24、9X218R ESET9R D17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11R XD10U?8031Y112M HzC 122uFC 222uFC 322uFR ESETR 11KR 21KVCCS1S2S3R 31KR 41KR 51KVCC123456ABCD654321DCBATitleNumberR evisionSizeB

25、Date:10-Jan-2013Sheet of File:D:ProtelExamplesSheet2_Sch.DDBDrawn By:abfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9DS1abfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9DS2abfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9DS3abfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9DS4A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR974LS 164A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR974LS 164A1B2Q

26、03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR974LS 164A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR974LS 164R200R200R200R200VCCEA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U?8031本科

27、生課程設計（論文）9 圖 3.3 顯示電路本科生課程設計（論文）103.4 D/A 轉(zhuǎn)換電路設計DAC0832 是 8 分辨率的 D/A 轉(zhuǎn)換集成芯片。與微處理器完全兼容。這個 DA芯片以其價格低廉、接口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點，在單片機應用系統(tǒng)中得到廣泛的應用。D/A 轉(zhuǎn)換器是由 8 位輸入鎖存器、8 位 DAC 寄存器、8 位 D/A 轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。DAC0832 有三種工作方式：直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。輸出方式有兩種：單極性電壓輸出和雙極性電壓輸出。123456ABCD654321DCBATitleNumberR evisionSizeBDate:10-Jan-2

28、013Sheet of File:D:ProtelExamplesSheet3_Sch.DDBDrawn By:EA/VP31X119X218R ES ET9R D17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11R XD10AT89S 51Y112M HzC 122uFC 222uFR ES ETR 11KR 21KVCCVcc20I

29、out111lsbDI07Iout212DI16DI25R fb9DI34DI416Vref8DI515DI614msbDI713ILE19WR218C S1WR12Xfer17DAC 0832VCCC 333uFR 610K568ALM1514R 710KR fb-15VVout+15VVCCWR1WR本科生課程設計（論文）11圖 3.4 D/A 轉(zhuǎn)換電路本科生課程設計（論文）12第 4 章 軟件設計 NYNY圖 4.1 系統(tǒng)軟件程序框圖初始化溫度檢測子程序超出設定范圍調(diào)用溫度控制子程序顯示子程序有鍵按下鍵盤服務子程序數(shù)據(jù)存儲本科生課程設計（論文）13主單片機是本系統(tǒng)的核心，負責讀取溫度，熱

30、量，存儲數(shù)據(jù)，并將之顯示在LED 顯示器上，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)發(fā)送指令至驅(qū)動電路調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度；另外，主單片機還負責采集鍵盤數(shù)據(jù)，進行人機對話，實現(xiàn)室內(nèi)溫度的手動調(diào)節(jié)。其工作流程如圖 4.1 所示：初始化后主單片機開始掃描鍵盤，鍵盤共設 3 個按鍵。按上行鍵為增溫鍵，按下后單片機接收到數(shù)據(jù)便發(fā)送增溫指令至驅(qū)動電路，驅(qū)動電磁閥增加熱水流量，增加房間溫度。按下行鍵為降溫鍵，按下后，主機收到數(shù)據(jù)發(fā)送降溫指令至驅(qū)動電路，降低房間內(nèi)溫度。顯示按鍵為 LED 鍵，按下后，單片機會向 LED 顯示器發(fā)送數(shù)據(jù)，顯示用戶需要的數(shù)據(jù)。顯示 10s 后自動關(guān)閉 LED 以節(jié)約能源。鍵盤掃描完畢后單片機接下來便發(fā)送溫度數(shù)據(jù)

31、讀取指令機，讀取數(shù)據(jù)并顯示，同時判斷是否高于設定值。若高于此上限，便發(fā)送降溫指令至驅(qū)動電路。若低于設定值便發(fā)送升溫指令。如此實現(xiàn)室內(nèi)溫度的自動調(diào)節(jié)。接下來發(fā)送人數(shù)數(shù)據(jù)讀取指令，接收人數(shù)數(shù)據(jù)，若人數(shù)大于零則正常調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度；若人數(shù)為零，則發(fā)送關(guān)閉暖氣指令至驅(qū)動電路，關(guān)閉電磁閥。實現(xiàn)房間無人時暖氣關(guān)閉的目的以節(jié)省能量。執(zhí)行完最后一步后單片機會接著執(zhí)行鍵盤掃描程序進行下一循環(huán)。本科生課程設計（論文）14第 5 章 課程設計總結(jié)本文設計了智能暖氣閥門控制器裝置，該設計基于 AT89S51 單片機，設計可安裝于用戶取暖管道上的閥門控制器。當數(shù)字傳感器檢測到的室內(nèi)溫度與設定值有偏差時，用戶可由鍵盤輸入溫度

32、設定值，當檢測出的室溫低于設定溫度時，增大暖氣閥門開度，當檢測出的室溫高于設定溫度時，減小閥門的開度。用戶也可輸入供暖時間，在取暖時間內(nèi)，暖氣閥門開啟，在屋內(nèi)沒人時閥門關(guān)閉，大大節(jié)約能源而且也減少有害氣體排放。另外，本系統(tǒng)造價低廉，適合我國北方的普通暖氣用戶。本設計也存在缺陷和不足，例如在人數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng)部分，其作用遠不止可以實現(xiàn)室內(nèi)無人時關(guān)閉暖氣這么簡單；另外主單片機設計了三個按鍵，按鍵的功能還可以進一步擴展，更好的進行人機對話，使系統(tǒng)更加的人性化。在實踐應用中還應考慮經(jīng)濟型和實用性。本科生課程設計（論文）15參考文獻1張洪潤,劉秀英,張亞凡.單片機應用與設計 200 例M.北京：北京航空航天大

33、學出版社,20062孫余凱,吳鳴山.傳感器技術(shù)基礎與技能實訓教程M.電子工業(yè)出版社,20063樊延虎,邵思飛,劉根據(jù).一種單片機鍵盤顯示系統(tǒng)的設計J.延安大學學報, 20024赫寧聲,陸英.PIC 單片機在閥門定位中的應用J.電子工業(yè)出版社,20005李艷軍,魏曉林.應用單片機實現(xiàn)電機自動調(diào)速的探討J.農(nóng)機化研究所,20006李朝青.單片機原理及接口技術(shù)M.北京：北京航空航天大學出版社,20057李學海.PIC 單片機實用教程提高篇M.北京：北京航空航天大學出版社,20028童詩白.模擬電子技術(shù)M.北京：清華大學出版社,20019趙祥明.PIC16F87X 單片機的開發(fā)與應用J.天津：天津理工

34、學院學報,200310周航慈,朱兆優(yōu),李躍忠.智能儀器原理與設計M.北京：北京航空航天大學出版社,2005本科生課程設計（論文）16附錄123456ABCD654321DCBATitleNumberR evisionSizeBDate:10-Jan-2013Sheet of File:D:ProtelExamplesSheet3_Sch.DDBDrawn By:abfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9DS1abfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9DS2abfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9DS3abfcgdeVCC1234567ab

35、cdefg8dpdp9DS4A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713C LK8M R974LS 164A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713C LK8M R974LS 164A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713C LK8M R974LS 164A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713C LK8M R974LS 164R200R200R200R200VCCEA/VP31X119X218R ES ET9R D17W R16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P1

36、45P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11R XD10AT89S 51Y112M HzC 122uFC 222uFR ES ETR 11KR 21KVCCS1S2S3R 31KR 41KR 51KVCC123DS18B 20R 34.7KVCCP1.5U71Vcc20Iout111lsbDI07Iout212DI16DI25R fb9DI34DI416Vref8DI515DI614msbDI713ILE19W R2

37、18C S1W R12Xfer17DAC 0832R XDTXDVCCIout1Iout2C 333uFR 610K568ALM1514R 710KR fb-15VVout+15VVCCW R1W RIout1Iout2R fbP1.5R XDTXD本科生課程設計（論文）17附錄 主程序和中斷程序入口ORG 0000H ；程序執(zhí)行開始地址LJMP START ；跳至 START 執(zhí)行ORG 0003H ；外中斷 0 中斷入口地址RETI ；中斷返回（不開中斷）ORG 000BH ；定時器 T0 中斷入口地址RETI ；中斷返回（不開中斷）ORG 0013H ；外中斷 1 中斷入口地址RETI ；中斷返回（不開中斷）ORG 001BH ；定時器 T1 中斷入口地址RETI ；中斷返回（不開中斷）ORG 0023H ；串行口中斷入口地址RETI ；中斷返回（不開中斷）ORG 002BH ；定時器 T2 中斷入口地址RETI ；中斷返回（不開中斷）初始化程序中的各變量CLEARMEMIO: CLR A MOV P2,A ；P2 口置 0 MOV R0,#70H ；內(nèi)存循環(huán)清零（70H7BH） MOV R2,#0CH LOOPMEM: MOV R0，A INC R0 DJNZ R2，LO