單片機(jī)恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【很完整】

1、1. 功能要求用戶設(shè)定溫度值后，顯示設(shè)定溫度和當(dāng)前溫度根據(jù)當(dāng)前溫度和設(shè)定溫度之間的差值，控制加溫或停止加溫，最終達(dá)到恒溫。2.方案論證 按要求，系統(tǒng)采用1片51單片機(jī)、1片A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809、鍵盤和4個(gè)共陰極7段LED顯示器件。系統(tǒng)框圖如圖1所示。MCS-51單片機(jī)顯示設(shè)定溫度和當(dāng)前溫度加溫控制電路A/D測溫元件熱敏電阻鍵盤設(shè)定溫度圖1. 恒溫控制系統(tǒng)原理圖3.硬件電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中，8255A和A/D轉(zhuǎn)換器都作為單片機(jī)的擴(kuò)展外設(shè)。4.硬件電路的功能（分模塊介紹）(1) 溫度采集與控制單元電路: 溫度采集電路是用熱敏電阻和一個(gè)分壓電阻形成電壓采樣點(diǎn)，電壓經(jīng)換算可得到當(dāng)前溫度。用一個(gè)大功

2、率電阻形成溫度控制電路，控制點(diǎn)接地，大功率電阻上有電流流過則發(fā)熱，控制點(diǎn)接+12V，大功率電阻上無電流流過則停止發(fā)熱。電路圖如下圖2所示。+5V+12V分壓電阻510控制點(diǎn)A熱敏電阻Rt采樣點(diǎn)V大功率電阻100圖2.溫度采集與控制單元電路（2）動(dòng)態(tài)顯示電路： 假設(shè)溫度在100 一下，因此可以選擇4個(gè)共陰極的七段LED，前兩個(gè)顯示設(shè)定溫度，后兩個(gè)顯示當(dāng)前溫度。單片機(jī)與8255A相連，用8255A的A口連接段碼，B口連接位碼實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。具體電路如圖3所示。單片機(jī)與8255A的連接電路略，假設(shè)8255A的地址為FFF0H -FFF3H。PA6PA0PB0PB38255AagagagagX1X2X3

3、X4圖3.動(dòng)態(tài)顯示電路（3）A/D轉(zhuǎn)換與溫度控制電路： 數(shù)據(jù)采集選用A/D轉(zhuǎn)換器0809，程序中循環(huán)采集A/D轉(zhuǎn)換值，采集完成由單片機(jī)接收采集的數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算分析，確定是否加溫，加溫有8255A的PC0控制。具體電路如圖4所示。+5V+12V分壓電阻510控制點(diǎn)A熱敏電阻Rt采樣點(diǎn)V大功率電阻100圖2.溫度采集與控制單元電路P0WRP2.7RDMCS-51A/D0809ALESCOECBA8255AAUNL2803PC7PC0圖4.數(shù)據(jù)采集與溫度控制電路單片機(jī)接收到A/D轉(zhuǎn)換值X后,將其轉(zhuǎn)換為測試點(diǎn)的電壓V，在計(jì)算出電阻Rt的值。Rt計(jì)算過程為：V=5X/256i=V/510Rt=(5-V)/

4、i=510*(5-V)/V固有：Rt=510*(256-X)/X 熱敏電阻的阻值與溫度之間有對(duì)應(yīng)關(guān)系。有的熱敏電阻的阻值與溫度之間是線性關(guān)系，有的是非線性。對(duì)線性關(guān)系，可用公式將Rt換算成溫度，對(duì)于非線性關(guān)系，可用查表程序。 從連接電路中可知，0809芯片的地址是7FFFH，0809的控制端CBA與地相連，因此只可采集IN0的信號(hào)。采樣結(jié)束信號(hào)EOC與8255的PC7相連，可通過查詢測試A/D轉(zhuǎn)換狀態(tài)。 UNL2803是反向驅(qū)動(dòng)電路，A端為0時(shí)，A為12V，停止加溫；A端為1時(shí)，A為0V，開始加溫。（4）鍵盤電路： 鍵盤是用來設(shè)置恒溫時(shí)的溫度值，根據(jù)要求，可設(shè)置兩個(gè)按鍵開關(guān)，K1用于增加設(shè)定值

5、，K2用于減小設(shè)定值，兩個(gè)開復(fù)安分別接在兩個(gè)外部中斷請求端INT0和INT1上，每按一次開關(guān)，溫度值變化一次，開關(guān)電路如圖5所示。由于外部中斷是低電平或低脈沖出發(fā)，故連接時(shí)將K端與中斷請求端相連。+5VK+KK圖5.按鍵電路5. 程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序分為主程序、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與控制子程序和中斷服務(wù)程序。（1） 主程序： 完成系統(tǒng)的8255初始化、啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換并采集數(shù)據(jù)、循環(huán)顯示設(shè)定溫度和采集溫度。程序流程如果6所示。啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換結(jié)束開始接受采樣值調(diào)用轉(zhuǎn)換控制子程序保存轉(zhuǎn)換值顯示設(shè)定溫度顯示當(dāng)前溫度NY圖6.主程序流程圖（2） 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與控制子程序： 熱敏電阻采用mfd103，電阻與溫度之間為非線

6、性關(guān)系，因此，從A/D轉(zhuǎn)換器接收的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算得到Rt，經(jīng)查表形成溫度值，存入相應(yīng)單元，并比較設(shè)定值與實(shí)際溫度，控制加熱電路。子程序流程圖如下所示。N當(dāng)前溫度>設(shè)定溫度返回采樣值轉(zhuǎn)換為Rt保存溫度查表得到溫度Y圖7.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與控制子程序流程圖當(dāng)前溫度>設(shè)定溫度Y開始停止加熱加熱N（3）中斷服務(wù)程序 中斷服務(wù)程序由兩個(gè)外部中斷服務(wù)程序組成，其中一個(gè)完成設(shè)定溫度加1，另一個(gè)完成設(shè)定溫度減1。6.程序清單#include<absacc.h>#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned

7、 char#define uint unsigned int/定義09的共陰極顯示代碼Code unchar Table10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; /定義熱敏電阻值與溫度關(guān)系表（表為2039電阻值，溫度間隔為1）code unit wd20=0x30CC,0x2EA6,0x2C9C,0x2AAB,0x2802,0x2710,0x2564,0x23CC,0x2248,0x20D6,0x1F76,0x1E26,0x1CE7,0x1BB6,0x1A93,0x197D,0x1874,0x1778,0x1687,0x15A0

8、;uint wd_s,wd_c /分別存放設(shè)定溫度和當(dāng)前溫度unit x； /定義變量存放采樣值/數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與控制子程序void change()unit rt,I;rt=510*(256-x)/x; /計(jì)算Rtfor(i=1;i<20;i+) /查電阻表，形成當(dāng)前溫度值if (rt>=wdi) break; wd_c=20+i; /保存溫度 if (wd_c<wd_s) /當(dāng)前溫度小于設(shè)定溫度時(shí)，開始加熱 XBYTE0XFFF2=1; if (wd_c>wd_s) /當(dāng)前溫度大于設(shè)定溫度時(shí)，停止加熱 XBYTE0XFFF2=0; /0號(hào)中斷服務(wù)程序 void int0_

9、fun(void) interrupt 0wd_s+; /1號(hào)中斷服務(wù)程序void int0_fun(void) interrupt 1wd_s-; /主程序main()unchar m4; /存放溫度各位數(shù)unchar com=0xfe; /顯示位碼unchar i; /定義循環(huán)變量IE=0x85; /中斷初始化IT0=1;IT1=1;XBYTE0x7FFF3=00X88; /8255A初始化while(1) XBYTE0x7FFF=0; /啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 if (XBYTE0x7FFF2&0x80=0); x=XBYTE0x7FFF;change() m0=wd_s/10; /形成設(shè)定溫度的十位和個(gè)位m