溫度控制器畢業(yè)論文

1、 題目：溫度控制器的設計機電工程學院李小草 摘 要本文設計了一個溫度自動控制器。本設計以單片機（8031）為控制核心，外加硬件電路，將溫度顯示和數字控制集和于一體，實現(xiàn)智能溫度控制。并采用軟件程序實現(xiàn)升溫的調節(jié)，能對加熱爐的升溫速度和保溫時間嚴格控制。單片機控制系統(tǒng)由微處理器和工業(yè)生產對象兩大部分組成。本文是通過熱敏電阻和單片機等，來實現(xiàn)對工程上一些系統(tǒng)的溫度進行范圍控制的過程。關鍵詞：測溫；PID算法；單片機；溫度控制器目 錄摘 要.IABSTRACT.II第1章 前 言.1 1.1 概述.2 1.2 課題分析.2 1.3 設計思路.2第2章 系統(tǒng)的基本組成及工作原理.3 2.1 系統(tǒng)的基本

2、組成.3 2.2 系統(tǒng)的基本工作原理.3第3章 測溫電路的選擇及設計.5 31 熱電偶測溫電路.53.1.1 熱電偶.53.1.2 毫伏變送器.6 3. 2 熱敏電阻測溫電路.63.2.1 熱敏電阻.63.2.2 關于鉑電阻的特性.73.2.3 溫度測量電路.7第4章 芯片組的電路設計.8 41 ADC0809與8031接口硬件電路設計.8 42 8155與8031接口硬件電路設計.9 4.2.1 8155芯片的結構.9 4.2.2 8155與8031接口電路.9 43 2732EPROM的工作原理及硬件接口設計.11第5章 掉電保護功能電路.14第6章 溫度控制電路.15 6. 1 溫度控制

3、電路.15 62 控制規(guī)律的選擇.16第7章 系統(tǒng)程序設計.18 71 系統(tǒng)控制主程序.18 72 中斷服務程序.20 73 采樣程序及其流程圖.24 74 數字濾波子程序及其流程圖.25總 結.27致 謝.28參考文獻.29附 錄.30第1章 前 言1.1概述現(xiàn)代信息技術的三大基礎是信息采集控制(即溫度控制器技術)、信息傳輸(通信技術)和信息處理(計算機技術)。溫度控制器屬于信息技術的前沿尖端產品，尤其是溫度控制器被廣泛用于工農業(yè)生產、科學研究和生活等領域，數量日漸上升。溫度控制器是基于單片機開發(fā)的溫度控制裝置。其主要功能是，根據用戶設定溫度與實際溫度的差值來控制加熱器等執(zhí)行機構，從而改變溫

4、度至用戶所需。近些年來，因為溫度控制器環(huán)節(jié)已經被納入為分布式控制系統(tǒng)（DCS），個人電腦（PC）和可編程邏輯控制器（PLC），全球工業(yè)電子溫度控制器市場增長緩慢。隨著我國電子溫度控制器市場的迅猛發(fā)展，與之相關的核心生產技術應用與研發(fā)必將成為業(yè)內企業(yè)關注的焦點。了解國內外電子溫度控制器生產核心技術的研發(fā)動向、工藝設備、技術應用及趨勢對于企業(yè)提升產品技術規(guī)格，提高市場競爭力十分關鍵。目前主要有模擬、集成機械式溫度控制器和智能電子式溫度控制器兩大系列。且國際上新型溫度控制器正從模擬式向數字式、電子式；從集成化向智能化、網絡化的方向發(fā)展。在當今電子信息時代，電子自動化、信息采集控制在任何行業(yè)都是不可逆

5、轉的潮流。溫度控制器發(fā)展初期是機械式溫度控制器，這類溫度控制器采用雙金屬片或充氣膜盒感測室內溫度，使用波段開關直接調整風速。雙金屬片溫度控制器現(xiàn)基本已淘汰，只使用在一些要求不高較低檔場合；充氣膜盒溫度控制器當前較流行，但總體來講機械式溫度控制器缺點十分明顯：1.機械式溫度控制器外觀陳舊呆板；2.機械式溫度控制器控溫精度差；3.容易打火（直接切換強電）；4.極易在一個極小溫差范圍內頻繁開關水閥（風閥）；5.功能比較單一。鑒于這些，智能電子式溫度控制器全面取代機械式溫度控制器將是不可逆轉的潮流。本文將介紹一款以單片機為核心,具有智能、可編程、環(huán)保和節(jié)能等特點的溫度控制系統(tǒng)的設計。本設計的溫度控制器

6、是已單片機為核心的。單片微型機簡稱單片機，它是在一片芯片上集成了中央處理部件，存儲器、定時器/計數器和各種輸入輸出設備等接口部件。單片機是微機發(fā)展的一個重要的分支，自問世以來，性能不斷地改善和提高，加之單片機具有集成度高、功能強、速度快、體積小、功耗小、使用方便、性能可靠、價格便宜等優(yōu)點，故在工業(yè)控制、數據采集和處理、通信系統(tǒng)、家用電器等領域的應用日益廣泛。國內雖然起步較晚，但單片機的潛力越來越被人們所重視，尤其在工業(yè)控制、自動化儀器儀表、計算機系統(tǒng)接口、智能化外設等應用領域發(fā)展很快。它的應用對于產品升級換代、機電一體化都具有重要的意義。在工業(yè)生產中，電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開關量

7、都是常用的主要被控參數。其中，溫度控制也越來越重要。在工業(yè)生產的很多領域中，人們都需要對各類加熱爐、熱處理爐、反應爐和鍋爐中的溫度進行檢測和控制。采用單片機對溫度進行控制不僅具有控制方便、簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高被控溫度的技術指標，從而能夠大大的提高產品的質量和數量。1.2課題分析單片機控制系統(tǒng)由微機和工業(yè)生產對象兩大部分組成，其中包括硬件電路和軟件程序，整個控制系統(tǒng)是通過接口將計算機和生產過程聯(lián)系起來實現(xiàn)計算機對生產過程中的數據處理和控制。本文介紹了MCS51單片機對溫度控制系統(tǒng)硬件接口和軟件設計的基本思想。包括單片機系統(tǒng)的擴展即程序存儲器和數據存儲器的擴展，輸入/輸出接口擴

8、展和溫度控制電路的接口。1.3設計思路首先，收集大量相關資料，參考多種溫度控制器方案并確定出自己將要設計的方案；(根據系統(tǒng)具體指標要求，可以對每一個具體部分進行分析設計。此外，整個控制系統(tǒng)可分為硬件電路設計和軟件程序設計兩大部分?？煞謩e對它們進行分析設計)再對自己打算設計的方案進行仿真調試；當仿真調試得到理想效果時，再將設計好的原理電路制成PCB板；隨后清點需要的元器件，并購買；最后，按照自己設計的電路完成實物并調試。 第2章 系統(tǒng)的基本組成及工作原理2.1系統(tǒng)的基本組成在工業(yè)生產中，電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開關量都是常用的主要被控參數。其中，溫度控制也越來越重要。在工業(yè)生產的很多

9、領域中，人們都需要對各類加熱爐、熱處理爐、反應爐和鍋爐中的溫度進行檢測和控制。采用單片機對溫度進行控制不僅具有控制方便、簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高被控溫度的技術指標，從而能夠大大的提高產品的質量和數量。本系統(tǒng)是由核心處理模塊、溫度采集模塊、鍵盤顯示模塊、及控制執(zhí)行模塊等組成。方案一：  采用AT89S51作為電路的控制核心,使用12位的高精度模數轉換器AD574A進行數據轉換,控制電路部分采用PWM控制可控硅的通斷以實行對溫度的連續(xù)控制,此方案精度相對較高，但價格昂貴。如用于本設計，顯得浪費資源。方案二：  采用8031作為控制核心,以使用最為普遍的器件ADC

10、0809作模數轉換,控制上使用對電阻絲加電使其升溫。此方案簡易可行,器件的價格便宜，且應用簡單。對本次設計而言，相對適宜。綜上分析,針對此次設計，我們采用方案二即可：整個系統(tǒng)由8031單片機、8155外圍接口芯片，以及2732EPROM可擦除程序存儲器、ADC0809模數轉換器、溫度檢測元件和溫度控制電路組成。82.2系統(tǒng)的基本工作原理控制系統(tǒng)工作如下：材料溫度由熱電阻測量，信號放大通過放大器，毫伏信號放大后由A/D轉換成相應的數字量，再通過光電耦合器，進入主機電路。由主機進行數據處理，判斷分析，再輸出數字控制量，去控制加熱功率，從而實現(xiàn)對溫度的控制。同時，超過上下限時進行自動報警，控制中自動

11、顯示溫度值。進行系統(tǒng)設計時，應考慮如下問題：具有掉電保護功能；具有超偏報警功能，超偏時，發(fā)光管以閃光形勢報警；輸入輸出通道和主機都用光電耦合器進行隔離，使儀器具有較強的抗干擾能力；采用六位LED顯示；溫度控制范圍涉及測溫元件、電爐功率的選擇；控制精度、超調量等指標，涉及到A/D轉換精度、控制規(guī)律選擇等。系統(tǒng)原理框圖如下所示：掉電保護供電系統(tǒng)溫度測量電路溫度控制中心（芯片組）溫度控制電路（可控硅）溫度顯示數模轉換過溫報警圖2.1系統(tǒng)原理框圖本設計溫度控制器以單片機芯片組為控制中心，由掉電保護供電系統(tǒng)對各個部分進行供電。溫度測試電路將溫度信息轉換為模電信息，經數模轉換將其轉換為數字信號，然后再傳到

12、溫度控制中心（芯片組）進行分析處理。在芯片組的處理下，控制溫度控制電路的工作，控制顯示當前溫度及過溫報警。溫度控制電路工作以改變溫度，從而達到控溫目的。 第3章 測溫電路的選擇及設計3.1 熱電偶測溫電路3.1.1熱電偶熱電偶是將溫度量轉換成電勢大小的熱電傳感器，它被廣泛用來測量1001300范圍內的溫度，它具有結構簡單，使用方便，精度高，熱慣性小，可測局部溫度，集中檢測，自動記錄等特點。2 圖3.1熱電效應如圖，將兩種不同材料導體A、B兩端接在一起，一端溫度為，另一端為T（T），這時在這個回路中將產生一個與溫度、T以及導體料性質有關的電勢（T、），這樣構成的熱電變換元件稱為熱電偶，可用來測量

13、溫度，這種熱電效應產生的電勢（T、）是由珀爾帖效應和湯姆遜效應引起的。常見的幾種標準化熱電偶有：鉑鉑熱電偶（WRLB）（分度號LB-3）、鉑鉑熱電偶（WRLL）（分度號：LL-2）：鎳鉻、鎳硅或鎳鉻鎳鋁熱電偶（WREV）（分度號EV-2）：鎳鉻考銅熱電偶（WREA）（分度號EA-2）。 3.1.2毫伏變送器 毫伏變送器是電動單元組合儀表中的一種，它可以將來自熱電偶的MV級信號轉換為電流輸出，同時還能對熱電偶溫電曲線進行校正，從而使熱電偶檢測的溫度值與變送器的輸出具有線性關系，本系統(tǒng)中所有用的變送器為EX系列儀表中的熱電偶溫度變送器它的輸入電路有冷端補償和斷偶保護措施，負反饋電路具有線性功能。線

14、性功能：毫伏單元變送用折線近似地代替曲線構成非線性負反饋使變送器整個閉合的特性具有非線性，如果這個非線性的規(guī)律和所用熱電偶特性曲線互相抵消，就可以使輸出電壓和電流具有完全正比于溫度的性能。為了提高測量精度，可將變送器進行零點遷移，當溫度范圍為4001000，熱電偶輸出16.441.32mv，使變送器輸出010mv,其輸出經過電流電壓變換電路轉換為05v電壓信號，這樣，使用8位的ADC使量化誤差達±2.34。3.2 熱敏電阻測溫電路3.2.1熱敏電阻利用感溫電阻，把測量溫度轉化成測量電阻的電阻式測溫系統(tǒng)，常用于測量-200+500范圍內的溫度，大多數金屬導體的電阻，都具有隨溫度變化的特

15、性，其特性方程如下： 、分別為熱電阻在t和0時的電阻值。a為熱電阻的電阻溫度系數（1/）對于絕大多數的金屬導體，a并不是一個常數，而是溫度的函數，不同的金屬導體，a保持常數所對應的溫度范圍不同，選作感溫元件的材料應滿足如下要求：材料的電阻溫度系數a越大，熱阻的系數大，最敏度越高，純金屬的a比合金的高，所以一般采用純金屬作熱敏電阻元件。在測溫范圍內，a保持常數，便于實現(xiàn)溫度表的線性刻度特性。具有比較大的電阻率，有利于減少熱電阻的體積，減少熱慣性。特性復現(xiàn)性好，容易復制。3.2.2關于鉑電阻的特性鉑的物理化學性能非常穩(wěn)定，是目前制造熱電阻的比較好的材料，有很好的穩(wěn)定性和測量精度。鉑的使用溫度范圍-

16、200+6000100的電阻溫度系數平均值（/）為3.923.98，電阻率為（·）0.098100.106在0時，鉑的電阻值=1003.2.3 溫度測量電路圖3.2 溫度測量電路本電路主要分為兩個部分：一部分是溫度傳感，一部分是信號放大。熱敏電阻Rt隨著溫度的不同而輸出相應的電阻值，從而在各個輸出端輸出不同的電壓值，形成一個微弱的電壓信號。這個電壓信號經運放放大處理后，最終輸出一個反應溫度情況的可識別電壓信號Uo。 第4章 芯片組的電路設計4.1 ADCO809與8031接口硬件電路設計ADCO809是8路輸入單片機模數轉換器，它采用逐位逼近式A/D轉換原理，可以直接接到微機總線接口

17、上，不需另加I/O接口芯片，它可作為微機的I/O接口，亦可作為存儲單元對待，它無需進行調零和滿量程調節(jié)，多路開關地址輸入能夠進行鎖存和譯碼，而且其三態(tài)TTL輸出也可鎖存。圖4.1 ADC0809與8031接口電路如圖所示ADC0809與8031單片機的接口電路，當P2.2=0時，選中了ADC0809（允許啟動各通道轉換與讀取相應的轉換結果），轉換結束信號EOC經倒相后接至單片機的外部中斷，當p3.3=0時，說明轉換結束，我們選用0通道作為輸入，因而可以把0809視為一個地址為03F8H的外部數據存儲單元，對其寫數據時，8031的信號使ALE和START有效，將74LS373鎖存的地址低三位存入

18、0809并啟動ADC，當EOC為低電平時，說明A/D轉換正在進行，當EOC為高電平（即P3.3=0）時，表示轉換結束，8031可以讀入轉好的數據。114.2 8155和8031接口硬件電路設計4.2.1 8155芯片的結構8155芯片是一種多功能的可編程常用外圍接口芯片，它具有三個可編程I/O端口（A口和B口是8位C口是6位）一個可編程14位定時計數器和256字節(jié)的RAM，能方便地進行I/O擴展和RAM擴展，芯片引腳功能如下RESET：復位輸入信號AD0AD7：三態(tài)地址/數據復用線：片選信號：讀選通信號線，低電平有效：寫選通信號線，低電平有效IO/，RAM/IO選擇，IO/=O， =0時，單片

19、機選擇8155的RAM讀寫AD0AD7上的地址為8155的RAM單元地址。當IO/=1， =0時，單片機選擇8155的I/O讀寫AD0AD7上的地址為8155的I/O地址。ALE：地址鎖存信號線PA0PA7：端口A I/O線PB0PB7：端口B I/O線 PC0PC7：端口C I/O線TIMER： 定時計數器的輸入端：定時計數器的輸出端4.2.2 8155與8031接口電路8155和8031可以直接連接，不需要任何外加電路，對系統(tǒng)增加了256字節(jié)的RAM，22位I/O線及一個計數器，電路中8031的P2.1接8155的CE，P2.0接8155的IO/，P0.0P0.7接8155的AD0AD7時

20、，8155的I/O和RAM地址分配將是：（1）P2.1=0,P2.0=0時選中8155片中RAM，地址是0000H00FFH（2）P2.1=0,P2.0=1時選中2/0口，各口分想地址為：0100H命令狀態(tài)寄存器0101H A口地址0102H B口地址0103H C口地址0104H計數值低8位0105H計數值高8位和方式寄存器（3）8155的命令字和狀態(tài)字a、8155的命令字 圖4.2 8155命令字 定時器命令00=無操作01=停止計數10=時間到由停止計數11=裝入工作方式和計數長度后立即啟動計數器b、8155的控制字圖4.3 8155控制字圖4.4 8031與8155接口電路圖4.3 2

21、732EPROM的工作原理及硬件接口設計2732是4K×8位EPROM器件，有12根地址線A11A0，可以尋址片內4K字節(jié)存儲器中任何單元，所以稱2732為4K字節(jié)EPROM。它是一種可編程只讀存儲器，單一正5V供電，最大靜態(tài)電流150mA，維持電流30mA，24線雙列直插式封裝，管腳圖如下： 圖4.5 2732管腳圖2732是4K×8位的EPROM器件，有12根地址線A11A0，這12根地址線中高4位A8A11與P2.0P2.3連接，低8位A0A7與地址鎖存器74LS373的輸出端Q0Q7連接（這里地址可映象P0口的地址）數據端D0D7直接與8031的P0口連接，當803

22、1系統(tǒng)發(fā)出低12位地址信息時，分別選中2732片內4K字節(jié)存儲器中各單元，2732的CE引腳為片選信號輸入端，低電平有效，表示選中該2732芯片。該片選信號決定了2732這塊芯片的4K字節(jié)存儲器在8031系統(tǒng)擴展程序存儲器64KB空間中的位置，圖中接法2732占有的擴展程序存儲器地址空間為0000H07FFH。5此外，2732的端，Vpp、端可組合成2732的各種工作方式（讀待機即維持，寫即編程，編程檢驗等）圖中連接法其工作方式為讀狀態(tài)，當選通信號為低電平選通2732即把2732中的D0D7端口上的程序或常數讀入，8031單片機的P0口上去，當為高電平時，即無效，則禁止2732的數據讀入P0口

23、。 圖4.6 2732EPROM與8031硬件接口電路圖中74LS373是帶三態(tài)輸出的8口鎖存器，擴展電路中用作外部地址鎖存器，三態(tài)控制端E接地，以保持輸出暢通，其三態(tài)輸出還有一定的驅動能力，G端與8031單片機的ALE連接，當G=1時（ALE高電平持續(xù)期間）74LS373的輸出Q0Q7隨其輸入的D0D1的狀態(tài)變化即P0口送出的8位地址信號一旦輸出，就能映射到2732EPROM的地址輸入A0A7上，G端的狀態(tài)由“1”變“0”時（ALE不跳變）低8位地址被鎖存。 第5章 掉電保護功能電路掉電保護電路功能的實現(xiàn)有兩種方案：一是選用E²ROM將重要數據置于其中,二是加接備用電池，如下圖所示

24、，穩(wěn)壓電源和備用電池分別通過二級管接于存儲器或單片機的Vcc端，當穩(wěn)壓電源電壓大于備用電池電壓時，電池不供電，當穩(wěn)壓電源掉電時，備用電池工作。9儀器內還應設置掉電檢測電路，以便在一旦檢測到失電時，將斷點（PC及各種寄存器）內容保護起來，圖中CMOS555接成單穩(wěn)形式，掉電時3端輸出低電平脈沖作為中斷請求信號。光電耦合器的作用是防止干擾而產生誤動作，在掉電瞬時，穩(wěn)壓電源在大電容支持下，仍維持供電，這段時間主機執(zhí)行中斷服務程序，將斷點和重要數據置入RAM。6圖5.1掉電保護功能圖第6章 溫度控制電路6.1溫度控制電路溫度控制電路采用可控硅調功方法，雙向可控硅相當于一雙反相并聯(lián)的普通可控硅，具有正反

25、相都能控制導通的特性，可用作調溫器。將它串在50HZ交流電源和加熱絲電路中，只要在給定周期內改變可控硅開關的接通時間，就能改變加熱功率，從而實現(xiàn)溫度的調節(jié)。13圖6.1可控硅調功器輸出功率與通斷電T關系對于這樣的執(zhí)行機構，單片機只要輸出能控制可控硅通斷時間的脈沖作為信號就可以了，這可用一條功線通過程序輸出控制脈沖。為了達到過零觸發(fā)的目的，需要交流電過零檢測電路，此電路輸出對應于50HZ交流電壓過零時刻的脈沖作為觸發(fā)雙向可控硅的同步脈沖，是可控硅在交流電壓過零時刻觸發(fā)導通，電路如下圖：圖6.2過零觸發(fā)電路圖中電壓比較器LM311將50HZ正弦交流電壓變?yōu)榉讲?，方波的正跳沿和負跳沿分別作為兩個單穩(wěn)

26、觸發(fā)器的觸發(fā)信號，單穩(wěn)觸發(fā)器輸出的窄脈沖經二極管或門混合就得到對應于220V市電過零時刻的同步脈沖。此同步脈沖一路作為觸發(fā)同步脈沖加到溫控電路，一路作為計數脈沖加到單片機8031和P3.4、P3.5輸入端。6.2控制規(guī)律的選擇電阻爐爐溫控制是這樣一個反饋調節(jié)作用過程：比較實際爐溫和需要爐溫得到的偏差通過對偏差的處理獲得控制信號去調節(jié)爐子的加熱功率，從而實現(xiàn)對爐溫的控制。按照偏差的比例，積分和微分產生控制作用，簡稱PID控制,是過程控制中應用最廣泛的一種控制形式，通過對實際運行效果和理論分析表明，這種控制規(guī)律在相當多的工業(yè)生產中能得到比較好的效果。計算機PID算法是用差分方程近似實現(xiàn)的。用微分方

27、程表示PID調節(jié)規(guī)律的理想算式為：式中e(t)=r(t)-y(t)為偏差信號，是調節(jié)器的輸入信號;r(t)是給定值;y(t)為被控變量;U(t)為調節(jié)器輸出的控制信號;Kp為比例系數;Ti為積分時間常數;Td為微分時間常數。計算機只能處理數字信號，若采樣周期為T，第幾次采樣輸入偏差為en，調節(jié)器輸出為Un,PID算法中的微分用差分代替，積分用代替，于是得到,寫成遞推形式： 改寫成：由于電阻爐一般都屬于一階對象和帶純滯后的一階對象，所以式中KP、KI、KD的選擇取決于電阻爐的階躍響應特性和實際經驗,在程序中假設都為正小數,參與運算的數都變?yōu)橛嬎銠C易于處理的形式，數據處理方法如下：（1） 把所有的

28、數都變成定點純小數進行處理（2） 算式中的各項都有正負，用補碼表示,計算結果以原碼輸出。（3） 雙精度運算，為了保證運算精度把單字節(jié)16位進行運算，最后結果取8位有效值輸出。 第7章 系統(tǒng)程序設計系統(tǒng)控制程序采用兩次中斷嵌套方式來設計，首先使T0計數器能產生與秒鐘定時中斷，作為本系統(tǒng)的采樣周期，在中斷服務程序中啟動A/D讀入采樣數據，進行數據濾波、上下線報警處理、PID計算，然后輸出控制脈沖信號，脈沖的寬度由T1計數器溢出中斷決定。在等待T1中斷時，將本次采樣數值轉換成對應的溫度值放入顯示緩沖區(qū)，然后用顯示子程序，從T1中斷返回后，再從T0中斷返回主程序并繼續(xù)顯示本次采樣溫度，等待下次T0中斷

29、。7.1 系統(tǒng)控制主程序的設計其中T1中斷嵌套在T0中斷之中，而T1的初值是由PID計算值決定的。所以PID的最大輸出必須小于250，即保證在T0再次溢出中斷之前，T1中斷服務結束，并以T0中斷返回到主程序，否則程序不能正常進行。程序所點用8031內部數據存貯的單元如圖: 圖7.1 參數內部RAM分配圖 開 始設計堆棧指針清標志和暫存單清顯示緩沖區(qū)設定參數初值T0初始化CPU開中斷掃描鍵盤溫度顯示圖7.2 主程序流程圖主程序MOV 81H, 50H；設堆棧CLR 5EH ；清本次越限標志 CLR 5FH ；清上次CLR A ；MOV 2FH, A ；MOV 30H, A ；MOV 3BH, A

30、 ；MOV 3CH, A ；清暫存單元MOV 3DH, A ；MOV 3EH, A ；MOV 44H, A ；MOV DISM0,A ；MOV DISM1,A ；MOV DISM2,A ； MOV DISM3,A ；MOV DISM4,A ；MOV DISM5,A ；清顯示緩沖MOV TMOD，56H；T0方式2：T1方式1計數MOV TL0， 06H；MOV TH0， 06H；TO賦值CLR PT0 ；T0為低優(yōu)先級中斷SETB TR0 ；啟動T0SETB ET0 ；允許T0中斷SETB EA ；CPU中斷LOOP： ACALL DISPLY ；調用顯示程序 ACALL SCAN ；調用掃描

31、程序 ATMP LOOP ；等待中斷7.2 中斷服務程序的設計T0中斷服務程序：PUSH A ；PUSH DPL ；PUSH DPH ；保護現(xiàn)場SETB D5H ；置標志ACALL SAMP ；調用采樣子程序ACALL FILTER ；調用數字濾波程序CJNE A，42H，TPL；Ui（K）Umax則TPLWL: MOV C，5EH ； MOV 5FH，C ；交換標志 CLR 5EH ；清本次標志 ACALL UPL ；上限處理 POP DPH ； POP DPL ；恢復現(xiàn)場 POP A ； RETI ；中斷返回TPL： JNC TPL1 ；若Ui（K）>Vmax則TPL1CLR 5FH

32、 ；清上次越限標志CJNE A，43H，MTPL；Ui（K）Umin則MTPLHAT：SETB P1.1 ；正常，綠 ACALL PID ；計算PID MOV A，2FH ；PLD值（A） CPL A ； INC A ；求TL1值NM： SETB P1.3 ；輸出控制脈沖 MOV TL1， A ；T1賦初值 MOV TH1，#OFFH ； SETB PT1 ；T1高優(yōu)先級中斷³ SETB TR1 ；啟動T1 SETB ET1 ；允許T1中斷 ACALL TRAST ；標度轉換LOOP：ACALL DISPLY ；顯示溫度 JB D5H，LOOP；等待T1中斷 POP A ；POP D

33、PH ；POP DPL ；RETI ；中斷返回MTPL：JNC HAT ；若Ui(k)>Umin則HAT SETB P1.0 ； MOV A，45H ； CPL A ； INC A ； AJMP NM ；TPL1：SETB 5EH ；置本次越限標志 JNB 5FH，WL ；若上次沒越限則轉 INC 44H ；越限計數器加1 MOV A，44H ； CLR C ； SUBB A， #N ； JNZ WL ；越限次數不等于N轉 SETB P1.2 ；上限報警，紅燈亮 CLR 5EH ； CLR 5FH ；清標志 POP A ； POP DPH ； POP DPL ；恢復現(xiàn)場 RETI ；從中

34、斷返回 T1中斷服務程序（由001BH轉來） CLR D5H ；清標志 CLR P1.3 ；停止輸出 RETI ；從中斷返回T1中斷程序清標志停止輸出返回 圖7.3T1中斷程序圖圖7.4系統(tǒng)控制流程圖7.3 采樣程序的設計 圖7.6 采樣程序流程圖根據流程圖寫程序如下：SMAP： MOV R0，#2CH ；采樣值首址 MOV R1， #03H ；計數器賦值SAM1： MOV DPTR，#03F8H ； MOVX DPTR， A ；啟動ADC MOV R2， #20H ；延時DLY： DJNZ R2， DLY ；結束？HERE：JB P3.3， HERE ；等待ADC結束 MOVX A， DPT

35、R ； MOV RO， A ；存放采樣值 INC RO ； DJNE R1 SAM1 ； RET ；7.4 數字濾波子程序設計微機控制系統(tǒng)通常直接放在生產現(xiàn)場，會受到嚴重干擾，系統(tǒng)采用濾波方法來濾除干擾，數字濾波算法有很多，本系統(tǒng)采用中值濾波，就是連續(xù)三次取樣，取中間值作為本次采樣值。三次采樣值分別放于2CH，2DH，2EH中，取中間值放在累加器A中，同時也轉放在2AH單元中，以備進行溫度標度轉換用。圖7.6系統(tǒng)控制程序流程圖數字濾波程序流程圖程序清單如下：FILTER：MOV A， 2CH ； (2CH)送A CJNZ A， 2DH， CMP1 ；若（2CH）(2DH)則CMP1 ATMP

36、CMP2 ； 否則轉CMP2CMP1： JNC CMP2 ； 若（2CH）>(2DH)則CMP2 XCH A， 2DH ； XCH A， 2CH ；CMP2： MOV A， 2DH ； CJNE A， 2EH，CMP3；若（2DH）(2EH)則CMP3 MOV 2AH，A ； 否則（2DH）送2AH RET ； 返回CMP3： JC CMP4 ； 若（2DH）<(2EH)則CMP4 MOV 2AH， A ； RET ；CMP4： MOV A， 2EH ； CJNE A， 2CH，CMP5；若（2EH）(2CH)則CMP5 MOV 2AH，A ； RETCMP5： JC CMP6 ；

37、 若（2EH）<(2CH)則CMP6 XCH A， 2CH ；CMP6： MOV 2AH，A ； RET ；總 結設計總結如下:1. 本設計硬件部分由溫度檢測、數據處理和溫度控制三部分組成，根據鉑溫度傳感器良好的線性特點，對電阻溫度進行檢測，減少了傳感器的非線性誤差。同時利用單片機作為數據處理器，并運用PID算法進行數據處理。單片機定時對溫度進行檢測，信號經A/D變換得到相應的數字量，送到計算機中進行判斷和運算得到相應的控制量，去控制加熱功率。2. 在溫度測控系統(tǒng)中，由于控制對象是電熱絲，因而沒有制冷效果，但是本人設計目的是控制最低溫度為0，所以要求控制環(huán)境的環(huán)境濕度不能高于0，否則即使電熱絲兩端的電勢差為0也達不到控制要求，就算等的時間再久，它的溫度也只是環(huán)境溫度，所以，