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1、（ 空一行 ）基于RS485通信的51單片機(jī)恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) （ 黑體小二 ）（ 空一行 ）潘 雄 （ 宋體四號(hào) ） （吉首大學(xué)物理科學(xué)與信息工程學(xué)院，湖南 吉首 416000） （宋體五號(hào) ）（ 空一行 ） 摘 要 （黑體四號(hào) ） 由于現(xiàn)代工藝越來(lái)越多的需要對(duì)實(shí)時(shí)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，而且需要的精度越 來(lái)越高。所以溫度控制系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外許多有關(guān)人員的重視，得到了十分廣泛的應(yīng)用。 本恒溫控制系統(tǒng)是利用單片機(jī)鍵盤設(shè)置恒溫系統(tǒng)的溫度值， 并實(shí)時(shí)對(duì)溫度進(jìn)行采集， 并傳輸?shù)娇刂破?，控制器采?PID 控制算法來(lái)對(duì)溫度進(jìn)行控制；并且把實(shí)時(shí)溫度在 LCD 上顯示出來(lái)。在溫度的控制過(guò)程中，經(jīng)過(guò) PID 控制算法后

2、可以得到的一個(gè) PID 返回值，控制器通過(guò)這個(gè) PID 返回值，來(lái)控制加溫與降溫的快慢。 （摘要正文宋體小四 ） 關(guān)鍵詞 （黑體四號(hào) ）：MCS51 單片機(jī)；溫度采集；單片機(jī)鍵盤； LCD 顯示；溫度控制； PID 算法 （宋體小四，詞與詞之間用分號(hào) ）（ 空一行 ）The 51 SCM Temperature Control System Design Based onRS485 Communication（ 標(biāo)題字體 Times New Roman 三號(hào)字加粗 ） （ 空一行 ）Pan Xiong（ 字體 Times New Roman 小四 ）（College of Physics Sc

3、ience and Information Engineering,Jishou University,Jishou,Hunan 416000）（單位字體 Times New Roman 五號(hào) ） （ 空一行 ）Abstract（Times New Roman 小四，加粗 ） As more and more modern technology to the needs of real-time monitoring and control of temperature, but also the increasingly high precision. Therefore, temperat

4、ure control system on the many domestic and foreign attention has been very wide range of applications. The temperature control system is to use SCM keyboard settings of the temperature thermostat system and real-time temperature on the acquisition and transmission to the controller, controller PID

5、algorithm used to control the temperature, and the real-time temperature on the LCD display Out. In the temperature control process, after the PID algorithm can be a PID return value.（ 正文 Times New Roman 小四 ） Key words（Times New Roman 小四，加粗 ）： MCS51 SCM temperature acquisition; SCM keyboard; LCD dis

6、play, temperature contro（l Times New Roman 小四號(hào)，詞之間用分號(hào) ）（頁(yè)邊距：左 2.8cm,右2.8cm,上2.5cm，下2.2cm。行間距20磅。下同） （摘要和目錄頁(yè)頁(yè)碼以羅馬數(shù)字單獨(dú)編排，居中位于頁(yè)面底端。）（ 空一行 ）目錄 （三號(hào)黑體，居中書寫 ）（ 空一行 ）第一章緒論 11.1系統(tǒng)背景 11.2系統(tǒng)概述 1系統(tǒng)功能 1系統(tǒng)所用器件及其功能 1第三章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)3.1恒溫控制系統(tǒng)硬件電路總體設(shè)計(jì) 1 03.2控制模塊電路設(shè)計(jì) 10參考文獻(xiàn) 32（ 章左起書寫、黑體，小四。逐級(jí)標(biāo)題右縮進(jìn) 1 個(gè)漢字的距離，宋體，小四。文字與章號(hào)或

7、節(jié)號(hào)間空一個(gè)漢字的距離 ）從第一章起要有頁(yè)眉，頁(yè)眉左部為論文標(biāo)題，右部為每章標(biāo)題，宋體五號(hào)字)第一章 緒 論 ( 三號(hào)黑體，居中書寫，上下各空一行)1.1 系統(tǒng)背景 ( 四號(hào)黑體，左起書寫，上，下各空一行)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，對(duì)溫度的測(cè)量及控制占據(jù)著極其重要地位。首先 讓我們了解一下恒溫控制系統(tǒng)在各個(gè)方面的應(yīng)用領(lǐng)域：供暖系統(tǒng)的溫度恒定控制、 大棚蔬菜種植的溫度控制和熱水器恒溫控制等等。恒溫控制系統(tǒng)應(yīng)用十分的廣泛。(正文小四號(hào)宋體，行間距 20 磅)1.2 系統(tǒng)概述本設(shè)計(jì)以 MCS51 單片機(jī)為控制核心， 并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的復(fù)位電路， 時(shí)鐘電路和串 口電路。為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的目的，本設(shè)計(jì)還設(shè)計(jì)了包括

8、溫度采集、溫度顯示、鍵盤輸入、 溫度控制、 485 通信接口等外圍電路。 而且對(duì)所設(shè)計(jì)電路給出了相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)， 包 括溫度控制程序、 PID 程序、鍵盤輸入程序，液晶顯示程序，溫度采集程序等等。 系統(tǒng)的功能 (小四號(hào)黑體，左起書寫)本恒溫控制系統(tǒng)主要完成的功能是對(duì)溫度的恒定控制，具體的功能如下所述：(1) 能夠?qū)崟r(shí)的測(cè)得恒溫控制系統(tǒng)所控制的對(duì)象的實(shí)時(shí)溫度；(2) 我們所需要恒定的溫度值可以實(shí)時(shí)的從鍵盤輸入；(3) 恒溫控制系統(tǒng)所控制的對(duì)象的實(shí)時(shí)溫度值和我們要恒定的溫度值都可以實(shí)時(shí) 的在 LCD 上顯示出來(lái)；(4) 恒溫控制效果好，經(jīng)過(guò)實(shí)際的測(cè)控證明：本恒溫控制系統(tǒng)，控制的精度為±

9、c。本恒溫控制系統(tǒng)恒溫控制過(guò)程如下：利用單片機(jī)鍵盤設(shè)置恒溫系統(tǒng)的目標(biāo)溫度 值，并實(shí)時(shí)對(duì)溫度進(jìn)行采集，并傳輸?shù)娇刂破?，控制器采?PID 控制算法來(lái)對(duì)溫度 進(jìn)行控制；并且把實(shí)時(shí)溫度在 LCD 上顯示出來(lái)。在溫度的控制過(guò)程中，經(jīng)過(guò) PID 控制算法后可以得到的一個(gè) PID 返回值，控制器通過(guò)這個(gè) PID 返回值，采用 PWM 方式來(lái)控制制冷設(shè)備與加熱設(shè)備的工作或不工作。系統(tǒng)所用器件及其作用在本恒溫控制系統(tǒng)中所使用的器件及其在恒溫控制系統(tǒng)中的作用如下所述：( 頁(yè)碼從正文開(kāi)始至全文結(jié)束，按阿拉伯?dāng)?shù)字編排，居中位于頁(yè)面底端第三章系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)3.1恒溫控制系統(tǒng)硬件電路總體設(shè)計(jì)恒溫控制系統(tǒng)硬件電路按功

10、能上可以分為以下幾個(gè)模塊電路：控制模塊電路、 溫度傳感器模塊電路、液晶顯示模塊電路、鍵盤輸入模塊電路、升溫及降溫模塊電 路。系統(tǒng)硬件電路總體設(shè)計(jì)方框圖，如圖 3.1所示：圖3.1恒溫控制系統(tǒng)硬件電路總體（圖要有圖號(hào)和圖名，居中置于圖下方，楷體五號(hào)。圖內(nèi)文字說(shuō)明字號(hào)同正文）3.2控制模塊電路設(shè)計(jì)MCU控制模塊電路是恒溫控制系統(tǒng)的控制核心部分，主要由晶振電路、復(fù)位電 路和MCU芯片組成。晶振電路，它產(chǎn)生整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘脈沖；復(fù)位電路，是整個(gè)恒 溫控制系統(tǒng)的復(fù)位電路，可以用該復(fù)位電路來(lái)復(fù)位 MCU芯片、8255芯片、LCD液 晶；MCU芯片，是恒溫控制系統(tǒng)的控制核心芯片，在通信過(guò)程的中的各種數(shù)據(jù)處理

11、和控制都是由它來(lái)執(zhí)行的。R0R1溫度計(jì)分辨率/bit最大轉(zhuǎn)換時(shí)間/us00993.750110187.510113751112750（表要有表號(hào)和表名，居中置于表上方，五號(hào)楷體。表內(nèi)漢字宋體小四，英文 表3.1配置寄存器與分辨率關(guān)系表Times New Roman 小四）高速暫存存儲(chǔ)器由9個(gè)字節(jié)組成，其分配如下圖所示。當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補(bǔ)碼形式存放在高速暫存存儲(chǔ)器的第0和第1個(gè)字節(jié)單片機(jī)可通過(guò)單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格式如圖存儲(chǔ)器映像圖所示。對(duì)應(yīng)的溫度計(jì)算：當(dāng)符號(hào)位S=0時(shí)，直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)S=1時(shí)，先將補(bǔ)碼變?yōu)樵a，再計(jì)算

12、十進(jìn)制值。典型對(duì)應(yīng)的溫度值表如表3.2所示：表3.2DS18B20典型對(duì)應(yīng)的溫度值表溫度廠c二進(jìn)制表示十六進(jìn)制表示+12500000111 1101000007D0H+25.062500000001 100100010191H+10.12500000000 1010001000A2H+0.500000000 000010000008H000000000 000000000000H-0.511111111 11111000FFF8H-10.12511111111 01011110FF5EH-25.062511111110 01101111FE6FH-5511111100 10010000FC90

13、HDS18B20最大的特點(diǎn)是單總線數(shù)據(jù)傳輸方式，DS18B20的數(shù)據(jù)I/O均由同一條線來(lái)完成參考文獻(xiàn) （黑體，小四號(hào)，居中書寫）1 周澤魁，張同軍，張光新太赫茲波科學(xué)與技術(shù)J.自動(dòng)化儀表，2006, 27（3）: 12.2 高傳善，毛迪林，曹袖.數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)M.北京：高等教育出版社，2004 , 154156.3 Fellow ，Terahertz . IEEE Transactions on Microwave Theory and TechniquesJ .2002，3（50）：917924.4 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽組委會(huì) . 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目作品選編（ 2001 ）M. 北京：北京理工大學(xué)出版社 ,2001,156 166.5 趙亮，侯國(guó)銳.單片機(jī)C語(yǔ)言編程與實(shí)例M.北京：人民郵電出版社,2005,133138.6 張友德 ,趙志英 , 涂時(shí)亮 . 單片機(jī)微型機(jī)原理應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)（第三版） M. 上海: 復(fù)旦大學(xué)出版 社,2000,190 199.7 梅遂生 ,楊家德 . 光電子技術(shù)信息裝備的新秀 M. 北京： 國(guó)防工業(yè)出版社 ,1999.8 張開(kāi)生 , 郭國(guó)法