基于51單片機(jī)的模擬電梯控制系統(tǒng)(完整版)資料

基于51單片機(jī)的模擬電梯控制系統(tǒng)（完整版）資料(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）

基于51單片機(jī)的模擬電梯控制系統(tǒng)（完整版）資料(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）課題基于51單片機(jī)的模擬電梯控制系統(tǒng)所屬教學(xué)單位專業(yè)年級(jí)學(xué)號(hào)姓名指導(dǎo)教師2021年11月22日摘要本文介紹了基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)，硬件部分主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、電梯內(nèi)外電路按鍵模擬檢測(cè)模塊、電梯外請(qǐng)求發(fā)光管顯示模塊、樓層顯示數(shù)碼管模塊、電梯上下行模塊及模擬傳感器模塊等5部分組成。該系統(tǒng)采用單片機(jī)（AT89C51）作為控制核心，內(nèi)外均使用按鍵按下與否引起的單片機(jī)相應(yīng)端口電平變化的原理，作為用戶請(qǐng)求信息發(fā)送到單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)判斷的結(jié)果最終驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)做相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，單片機(jī)依照請(qǐng)求信息通過(guò)模擬的傳感器使步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，并利用彩燈作為上升和下降的狀況顯示，七段數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前樓層，完成整個(gè)請(qǐng)求和響應(yīng)的過(guò)程。

軟件部分使用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，利用查詢方式來(lái)檢測(cè)用戶請(qǐng)求的按鍵信息。根據(jù)電梯運(yùn)行到相應(yīng)樓層時(shí)，模擬按鍵引起的電平變化，進(jìn)行判斷和執(zhí)行實(shí)現(xiàn)電梯的控制，并且將程序模塊化，方便了修改和調(diào)用。硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠，結(jié)合軟件，基本實(shí)現(xiàn)了四層電梯的模擬運(yùn)行。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，AT89C51，電梯控制，步進(jìn)電機(jī)目錄摘要 I目錄 II第1章

緒論 11.1電梯的研究背景及意義 11.2電梯的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 1第2章電梯設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 22.1設(shè)計(jì)任務(wù) 22.2設(shè)計(jì)要求 3第3章總體設(shè)計(jì)方案 33.1設(shè)計(jì)思路 33.2總體設(shè)計(jì)框圖 3第4章電梯控制系統(tǒng) 44.1電梯控制系統(tǒng) 44.2主要硬件設(shè)計(jì)器件介紹 64.3軟件設(shè)計(jì) 10第5章個(gè)人心得體會(huì) 13參考文獻(xiàn) 14致謝 15附錄I： 16附錄II： 19第1章

緒論1.1電梯的研究背景及意義電梯是高層賓館、商城、住宅、多層廠房和倉(cāng)庫(kù)等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來(lái)越大，樓層越來(lái)越多，對(duì)電梯的可靠性、舒適感和美學(xué)等方面的要求也有了更高的要求。電梯是集機(jī)電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，涉及機(jī)械傳動(dòng)、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域，而對(duì)現(xiàn)代電梯而言，應(yīng)具有高度的安全性。事實(shí)上，電梯上已經(jīng)采用了多項(xiàng)安全保護(hù)措施。在設(shè)計(jì)電梯的時(shí)候，對(duì)機(jī)械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險(xiǎn)系數(shù)。然而，只有電梯的制造，安裝調(diào)試、售后服務(wù)和維修保養(yǎng)都達(dá)到高質(zhì)量，才能全面保證電梯的最終高質(zhì)量。在國(guó)外，已“法規(guī)”實(shí)行電梯制造、安裝和維修一體化，實(shí)行由各制造企業(yè)認(rèn)可的、法規(guī)認(rèn)證的專業(yè)安裝隊(duì)伍維修單位，承擔(dān)安裝調(diào)試、定期維修和檢查試驗(yàn)，從而為電梯運(yùn)行的可靠性和安全性提供了保證。因此，可以說(shuō)乘坐電梯更安全。美國(guó)一家保險(xiǎn)公司對(duì)電梯的安全性做過(guò)認(rèn)真地調(diào)查和科學(xué)計(jì)算，其結(jié)論是：乘電梯比走樓梯安全5倍。掘資料統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)乘其他交通工具的人數(shù)每年約為80億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有540億人次之多。1.2電梯的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，樓的高度已和經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣的速度成長(zhǎng)起來(lái)。作為建筑的中樞神經(jīng)，電梯起著不可或缺的作用，電梯作為建筑物內(nèi)的主要運(yùn)輸工具，像其他的交通工具一樣，已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊粋€(gè)不可缺少的組成部分。一個(gè)國(guó)家的電梯需求總量，主要受其經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等綜合因素的影響。在全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)低迷的情況下，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)仍然以較高的速度持續(xù)增長(zhǎng)，城市化水平不斷提高。這從客觀上導(dǎo)致了我國(guó)電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國(guó)已經(jīng)成為全球最大的電梯市場(chǎng)。上世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國(guó)電梯需求量越來(lái)越大?？傏厔?shì)是上升的，目自口進(jìn)入了“第三次浪潮”，2004年總產(chǎn)量超過(guò)了8萬(wàn)臺(tái)，而且目前還沒(méi)有減速的跡象。從1949年建國(guó)以來(lái)全國(guó)共生產(chǎn)安裝了6l萬(wàn)多臺(tái)電梯。盡管如此，我國(guó)的電梯遠(yuǎn)未達(dá)到飽和的程度。全世界平均1000人有l(wèi)臺(tái)電梯，我國(guó)如果要達(dá)到這個(gè)水準(zhǔn)，還需要增加70萬(wàn)臺(tái)。到那時(shí)候，全國(guó)在用電梯將達(dá)到130萬(wàn)臺(tái)，每年僅報(bào)廢更新就需要6萬(wàn)臺(tái)。到2005年，中國(guó)電梯的年產(chǎn)量達(dá)到13．5萬(wàn)臺(tái)，與1980年相比，25年增長(zhǎng)了59倍，產(chǎn)量每年平均增長(zhǎng)17．8％。2005年安裝驗(yàn)收電梯124465臺(tái)，截至05年底，我國(guó)的在用電梯總數(shù)已達(dá)651794臺(tái)。如此龐大的市場(chǎng)需求為我國(guó)電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺(tái)!許多新技術(shù)和新產(chǎn)品，如無(wú)機(jī)房電梯、無(wú)齒輪曳引機(jī)、永磁同步拖動(dòng)技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等，國(guó)際上也是剛剛出現(xiàn)，我國(guó)就有許多企業(yè)可以生產(chǎn)了。國(guó)產(chǎn)電梯以其高質(zhì)量，低成本的優(yōu)勢(shì)贏得了越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外客戶，為逐步進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)創(chuàng)造了有利條件。中國(guó)電梯在亞洲市場(chǎng)占有越來(lái)越重要的位置，每年銷(xiāo)售量己達(dá)l萬(wàn)臺(tái)左右，約占亞洲市場(chǎng)的1/50，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻(xiàn)。當(dāng)今世界，電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。在一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，電梯的使用相當(dāng)普遍。世界上有名的幾家電梯公司，諸如：美國(guó)奧的斯公司、瑞士訊達(dá)公司、日本三菱和日立公司、芬蘭科恩等，其電梯的產(chǎn)量已占世界市場(chǎng)的51％。其中，奧的斯公司和三菱公司是世界上最大的電梯生產(chǎn)企業(yè)。目前，國(guó)外除了以交流電梯取代直流電梯以外，在低層樓房越來(lái)越多的使用液壓電梯。此外，家用小型電梯將成走電梯家族中新的組成部分，將為人們的生活帶來(lái)更大的方便。第2章電梯設(shè)計(jì)任務(wù)與要求2.1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)電梯控制模型，并可以通過(guò)程序控制步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)電梯的運(yùn)行控制。電梯模型示意圖如下圖所示2BC2BCAD34FGEHDJ1M圖2-1電梯控制模型示意圖2.2設(shè)計(jì)要求（1）用AT89C51單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)電梯的4層樓電梯運(yùn)行控制系統(tǒng)。（2）每層樓都具有顯示和請(qǐng)求的功能。（3）顯示電梯的運(yùn)行狀態(tài)并實(shí)時(shí)顯示電梯所在樓層位置。第3章總體設(shè)計(jì)方案3.1設(shè)計(jì)思路本次設(shè)計(jì)的總思想是，用開(kāi)關(guān)作為電梯內(nèi)外的請(qǐng)求按鍵，按鍵和單片機(jī)的口相連，按鍵按下為低電平，將信號(hào)傳送到單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)各口的信號(hào)進(jìn)行判斷處理，處理完畢后控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電梯的上下運(yùn)動(dòng)，采用傳感器確定電梯所在的樓層數(shù)及電梯準(zhǔn)確停止的位置，用七段數(shù)碼管顯示電梯所在樓層，用LED燈顯示電梯的運(yùn)行上下運(yùn)行狀態(tài)。3.2總體設(shè)計(jì)框圖單片機(jī)延時(shí)電路單片機(jī)延時(shí)電路外部顯示數(shù)碼顯示內(nèi)部顯示傳感器電機(jī)正反轉(zhuǎn)復(fù)位電路時(shí)鐘電路圖3-1電梯單片機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖第4章電梯控制系統(tǒng)4.1電梯控制系統(tǒng)電梯運(yùn)行的基本過(guò)程是:由外部的呼叫信號(hào)給出呼叫，控制系統(tǒng)判斷電梯目前所處的位置和顯示當(dāng)前電梯所在的樓層，并與呼叫樓層進(jìn)行對(duì)照確定電梯的運(yùn)行方向。若反方向，則改變方向到呼叫層，若同方向直接運(yùn)行到呼叫層。整個(gè)設(shè)計(jì)由兩塊51單片機(jī)分別控制：圖4-1是電梯控制系統(tǒng)的外部請(qǐng)求電路和內(nèi)部顯示電路及電機(jī)驅(qū)動(dòng)的原理圖，圖4-2是電梯控制系統(tǒng)的電梯所在位置的外部顯示電路和當(dāng)前電梯所在樓層索定電路原理圖。具體分析如下：圖4-1電梯外部請(qǐng)求電路和內(nèi)部顯示電路及電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理圖圖4-1為電梯控制系統(tǒng)的外部請(qǐng)求電路和內(nèi)部顯示電路及電機(jī)驅(qū)動(dòng)的原理圖，整個(gè)設(shè)計(jì)清晰明了，連接說(shuō)明如下： P0口：接七段數(shù)碼管,顯示下一目標(biāo)樓層。 P1口：接步進(jìn)電機(jī)。P1.0-P1.3接電機(jī)的驅(qū)動(dòng)模塊IN1-IN4。圖4-2電梯控制系統(tǒng)的電梯所在位置的外部顯示電路和當(dāng)前電梯所在樓層索定電路原理圖圖4-2電梯控制系統(tǒng)的電梯所在位置的外部顯示電路和當(dāng)前電梯所在樓層索定電路原理圖，具體分析如下：P0口接電梯所在位置顯示的七段數(shù)碼管。P1.0接指示電梯上行的顯示燈，P1.1接指示電梯下行的顯示燈。P2.0-P2.4分別接索定電梯所在位置的1-4樓的電刷模擬傳感器。4.2主要硬件設(shè)計(jì)器件介紹電梯控制系統(tǒng)的軟件在硬件支持下運(yùn)行，指揮系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的控制。軟件均采用MCS—51匯編語(yǔ)言寫(xiě)成，約占內(nèi)存35K左右.由于電梯控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)量少，沒(méi)有在系統(tǒng)中擴(kuò)展隨機(jī)RAM，只使用了8031片內(nèi)RAM來(lái)安排呼叫信號(hào)的記錄，判斷輸出狀態(tài)，滿足了程序調(diào)用的需要。 在整個(gè)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要有兩大硬件：51單片機(jī)和六線四相步進(jìn)電機(jī)，51單片機(jī)作為電梯的大腦起控制作用，步進(jìn)電機(jī)作為電梯的動(dòng)力之源，在51單片機(jī)的控制下帶動(dòng)電梯運(yùn)動(dòng)。兩者結(jié)合再加上附加電路組成了完整的電梯系統(tǒng)。 51單片機(jī)的主要功能和各引腳功能如下所示：

圖4-351單片機(jī)的引腳分布圖51單片機(jī)的主要特性：◆與MCS-51兼容◆4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器◆全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz◆三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定◆128*8位內(nèi)部RAM◆32可編程I/O線◆兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器◆5個(gè)中斷源◆可編程串行通道◆低功耗的閑置和掉電模式◆片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路◆壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán)◆數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年51單片機(jī)的管腳說(shuō)明：VCC：供電電壓。GND：接地P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)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：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個(gè)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(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“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(xiě)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：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：P3口管腳備選功能：P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)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(guò)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(wú)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)器周期兩了次/PSEN有效。但在訪問(wèn)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）。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(lái)自反向振蕩器的輸出。步進(jìn)電機(jī)的工作原理,特點(diǎn),原理圖,工作方式及時(shí)序圖如下：步進(jìn)電機(jī)的工作原理：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是純粹的數(shù)字控制電動(dòng)機(jī)，它將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成角位移，即給一個(gè)脈沖，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)一個(gè)角度，因此非常適合單片機(jī)控制。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角，同時(shí)步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差，精度高。步進(jìn)電機(jī)具有控制和機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。圖1是四相六線制步進(jìn)電機(jī)原理圖，這類步進(jìn)電機(jī)既可作為四相電機(jī)使用，也可做為兩相電機(jī)使用，使用靈活，因此應(yīng)用廣泛。四相六線制步進(jìn)電機(jī)原理圖：

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：①步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比。因此，當(dāng)它轉(zhuǎn)一圈后，沒(méi)有累計(jì)誤差，具有良好的跟隨性。②由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路組成的開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既簡(jiǎn)單、廉價(jià)，叉非?？煽俊Ｍ瑫r(shí)，它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。③步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，易于啟停、正反轉(zhuǎn)及變速。④速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平穩(wěn)調(diào)整，低速下仍能獲得較大轉(zhuǎn)矩，因此一般可以不用減速器而直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。⑤步進(jìn)電機(jī)只能通過(guò)脈沖電源供電才能運(yùn)行，不能直接使用交流電源和直流電源。⑥步進(jìn)電機(jī)存在振蕩和失步現(xiàn)象，必須對(duì)控制系統(tǒng)和機(jī)械負(fù)載采取相應(yīng)措施。

步進(jìn)電機(jī)的工作方式：步進(jìn)電機(jī)有兩種工作方式：整步方式和半步方式。以步進(jìn)角1．8°四相混合式步進(jìn)電機(jī)為例，在整步方式下，步進(jìn)電機(jī)每接收一個(gè)脈沖，旋轉(zhuǎn)1．8°，旋轉(zhuǎn)一周，則需要2OO個(gè)脈沖。在半步方式下，步進(jìn)電機(jī)每接收一個(gè)脈沖，旋轉(zhuǎn)0．9°，旋轉(zhuǎn)一周，則需要4OO個(gè)脈沖?？刂撇竭M(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)必須按一定時(shí)序?qū)Σ竭M(jìn)電機(jī)引線輸入脈沖。以上述四相六線制電進(jìn)電機(jī)為例，其半步工作方式和整步工作方式的控制時(shí)序如表4-1和表4-2所列。表4-1半步時(shí)序表表4-2整步時(shí)序圖4.3軟件設(shè)計(jì) 軟件的設(shè)計(jì)采取了兩套方案： 方案一：在程序設(shè)計(jì)的過(guò)程中用中斷，以便達(dá)到時(shí)時(shí)判斷的目的，在程序的設(shè)計(jì)過(guò)程中，使電梯運(yùn)行判斷更加智能化，程序采用模塊化，上下判斷采用狀態(tài)標(biāo)志法實(shí)現(xiàn)電梯的運(yùn)行，因各方面的原因，方案一作廢。但程序中有些模塊是比較好的可以用到其他數(shù)值大小的判斷上，例如：BIJIAO:;當(dāng)前樓層和請(qǐng)求樓層比較，上升置80H的值為1，下降置70H的值為1 MOVA,60H CJNEA,51H,S1;1 AJMPZQD2S1: JCSZ1 AJMPXZ1SZ1: SETB71H CLR81H AJMPZQD2XZ1: SETB81H CLR71H AJMPZQD2 這段程序?qū)崿F(xiàn)當(dāng)前樓層60H中的值和請(qǐng)求樓層值的大小比較，若當(dāng)前樓層小于請(qǐng)求樓層，則電梯上行，大于則下行，若同時(shí)上下都有請(qǐng)求則上行優(yōu)先，判斷完成后，繼續(xù)判斷其他樓層有沒(méi)有請(qǐng)求。 方案二：整個(gè)程序應(yīng)用單片機(jī)端口的高低電平實(shí)現(xiàn)，達(dá)到了模擬傳感器的效果，在程序中無(wú)形的對(duì)各個(gè)端口的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行了設(shè)置，并且電梯所在位置的判斷、顯示與電梯接收外部請(qǐng)求和判斷電梯運(yùn)行是獨(dú)立控制的，彼此之間互不影響，使程序的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化，并且提高了設(shè)計(jì)的成功率。 經(jīng)過(guò)分析選取了方案二，方案二的具體介紹如下：1初始化部分由于本設(shè)計(jì)沒(méi)有用到定時(shí)器、中斷和串口輸出，所以只對(duì)51單片機(jī)的各個(gè)端口進(jìn)行了初始化，把各個(gè)口均置為0FFH（低電平有效），然后利用電刷模擬的傳感器判斷當(dāng)前電梯所在的位置，調(diào)用數(shù)碼管顯示子程序LCALLXIANSHI顯示為1（初始狀態(tài)電梯在一樓），轉(zhuǎn)入處理一樓子程序，進(jìn)入程序執(zhí)行狀態(tài)。2各樓層請(qǐng)求響應(yīng)部分若電梯在一樓或四樓，直接調(diào)用鍵盤(pán)掃描子程序KEY，判斷是否有鍵按下，沒(méi)鍵按下則繼續(xù)掃描；如有鍵按下則判斷是那個(gè)鍵按下并輸出鍵值，轉(zhuǎn)入鍵值識(shí)別子程序再合并電梯內(nèi)外的請(qǐng)求，驅(qū)動(dòng)電梯到達(dá)請(qǐng)求層。在電梯運(yùn)行期間，程序仍然繼續(xù)調(diào)用鍵盤(pán)掃描子程序KEY和電梯位置子程序DQ,以便隨時(shí)響應(yīng)適當(dāng)?shù)恼?qǐng)求。若電梯在其它樓層，先判斷位地址78H中的數(shù)據(jù)是0還是1，0為上升狀態(tài)，1為下降狀態(tài)。若為上升狀態(tài)，則只響應(yīng)該樓層以上的請(qǐng)求（同向請(qǐng)求），若該樓層以上沒(méi)有請(qǐng)求則轉(zhuǎn)查詢下邊樓層有無(wú)請(qǐng)求，若有則轉(zhuǎn)為下降狀態(tài)并響應(yīng)，如果上下均無(wú)請(qǐng)求，則停留在該層繼續(xù)循環(huán)查詢等待請(qǐng)求；若為下降狀態(tài)，則只響應(yīng)該樓層以下的請(qǐng)求（同向請(qǐng)求），若該樓層以下沒(méi)有請(qǐng)求則轉(zhuǎn)查詢上邊樓層有無(wú)請(qǐng)求，若有則轉(zhuǎn)為上升狀態(tài)并響應(yīng)，如果上下均無(wú)請(qǐng)求，則停留在該層繼續(xù)循環(huán)查詢等待請(qǐng)求。3顯示子程序調(diào)用顯示子程序前先給寄存器A賦值，轉(zhuǎn)到響應(yīng)的查表地址，將字型碼送給串口寄存器KEYBUF，經(jīng)過(guò)74LS164并口輸出給數(shù)碼管顯示。XIANSHI:MOVA,KEYBUFMOVDPTR,#TABMOVCA,@A+DPTRMOVP0,ARETTAB:DB0EEH,28H,0CDH,6DH,2BH,67H,0E7H END4控制電梯正轉(zhuǎn)（上）和反轉(zhuǎn)（下）的子程序 在單片機(jī)判斷請(qǐng)求信號(hào)并做處理確定電機(jī)正反轉(zhuǎn)的前提下，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)電梯上下運(yùn)動(dòng)，完成整個(gè)控制。步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，電梯上的子程序：SHANG:;上 MOVP1,#0FEH ACALLDELAY MOVP1,#0FDH ACALLDELAY MOVP1,#0FBH ACALLDELAY MOVP1,#0F7H ACALLDELAY CLRP3.6;上燈 SETBP3.5;下燈 RET步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，電梯下的子程序：XIA:;下 MOVP1,#0F7H ACALLDELAY MOVP1,#0FBH ACALLDELAY MOVP1,#0FDH ACALLDELAY MOVP1,#0FEH ACALLDELAY CLRP3.5;上燈 SETBP3.6;下燈 RET5程序流程圖如下圖所示：?jiǎn)?dòng)初始化啟動(dòng)初始化顯示子程序判斷電梯所在樓層有人呼叫嗎？顯示所在樓層YN現(xiàn)在運(yùn)行方向？YNN還有同向？NY啟動(dòng)上行電梯停止啟動(dòng)下行到達(dá)目的層？檢查樓層并顯示NY到頂層？到底層？層？換向換向YY呼叫同方向？呼叫同方向？YY還有同向？NNN返回程序流程圖第5章個(gè)人心得體會(huì)隨著離校日子的一天天臨近，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過(guò)幾周的奮戰(zhàn)我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了，但對(duì)于自己而言有自豪的地方也有很多的遺憾，更多的是學(xué)到了很多。在學(xué)習(xí)上我看到了自己的不足，認(rèn)識(shí)到了自己的定位，在沒(méi)有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還很欠缺，要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己編程不成問(wèn)題，直到自己親手實(shí)踐時(shí)才知道自己對(duì)知識(shí)的欠缺有多大，眼高手低只會(huì)讓自己在成功的路上摔的更重，心理上承受更大的打擊。我也明白了學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)，只有自己親身經(jīng)歷了，好多問(wèn)題的精髓才能真正的接受，只有自己用心鉆研了才會(huì)發(fā)現(xiàn)其中的精華和奧秘所在，并且在研究的過(guò)程中自己會(huì)獲得更多的想法和思路，學(xué)習(xí)到更多意料之外的新知識(shí)，學(xué)到更多書(shū)本上學(xué)不到的知識(shí)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，也讓我明白了些許生活中應(yīng)該擁有的精神，對(duì)待身邊的任何人都不能看低對(duì)方的能力，說(shuō)不定他就是帶自己走向光明的貴人；不能忽略每個(gè)人的能力，在團(tuán)隊(duì)里每個(gè)人都有自己的作用；同學(xué)之間互幫互助，不僅加快了設(shè)計(jì)的進(jìn)度，而且增進(jìn)了彼此之間的友誼，也讓我深深的體會(huì)到什么叫做團(tuán)隊(duì)合作精神，設(shè)計(jì)、情感兩豐收。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。在此要感謝我的指導(dǎo)老師梁老師對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。參考文獻(xiàn)[1]葉挺秀.應(yīng)用電子學(xué)［Ｍ］.杭州：浙江大學(xué)出版社，1994[2]朱承高.電工及電子技術(shù)手冊(cè)［Ｍ］.北京：高等教育出版社，1990[3]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）［Ｍ］.北京：高等教育出版社，1989[4]李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)［Ｍ］.北京:北京航空航天大學(xué)出版社，1994.11[5]李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ)［Ｍ］.北京:北京航空航天大學(xué)出版社，1997.7[7]陳光東.單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)［Ｍ］.武漢:華中科技大學(xué)出版社。[8]沈德全.mcs51系列單片機(jī)接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗郏停?北京:北京航空航天大學(xué)出版社[9]李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ)［Ｍ］.北京航空航天出版社，2001.7[10]然苗.51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例［Ｍ］.北京航空航天出版社，2003.3[11]唐俊翟.單片機(jī)原理與應(yīng)用［Ｍ］.冶金工業(yè)出版社，2003.9[12]劉瑞新.單片機(jī)原理及應(yīng)用教程［Ｍ］.機(jī)械工業(yè)出版社，2003.7[13]吳國(guó)經(jīng).單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)［Ｍ］.中國(guó)電力出版社，2004.1[14]何立民.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)［Ｍ］.北京航空航天出版社，1995[15]張凱.MCS-51單片機(jī)綜合系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)［Ｍ］.科學(xué)出版社，1996致謝這次基于單片機(jī)的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束，我們學(xué)到了很多東西，得到了極大的鍛煉，資料快又準(zhǔn)的查找和選擇，不僅可以增強(qiáng)設(shè)計(jì)的成功性，而且提高了設(shè)計(jì)的效率，我們?cè)O(shè)計(jì)的電梯自動(dòng)控制用到了51單片機(jī)，電梯的動(dòng)力來(lái)源用的是四相六線步進(jìn)電機(jī)，在整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不管是硬件還是軟件都遇到了很多的問(wèn)題，讓我們深刻體會(huì)到理論設(shè)想與實(shí)際結(jié)果的差距，也意識(shí)到理論與實(shí)際相結(jié)合的重要性。這次設(shè)計(jì)的成功，首先感謝老師能在百忙之中抽出時(shí)間幫助我們，在寫(xiě)程序時(shí)樓層之間的判斷和執(zhí)行給我們?cè)斐闪撕艽蟮睦Щ?，使得在前期設(shè)計(jì)沒(méi)有任何的進(jìn)展，我們不懂的疑難都向老師請(qǐng)教，老師放下自己的工作給我們系統(tǒng)的分析、指導(dǎo)并給我們更好的方案和建議，使設(shè)計(jì)找到正確的方向，完成設(shè)計(jì)，在老師孜孜不倦的教誨和悉心的指導(dǎo)下，我們?nèi)〉昧俗詈蟮某晒ΑＦ浯我兄x我們的小組成員，組內(nèi)成員分工明確，互幫互助，他們盡職盡責(zé)完成自己所負(fù)責(zé)的模塊，完成自己的模塊后協(xié)助其他組員設(shè)計(jì)，在這次設(shè)計(jì)中我們看到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性，使設(shè)計(jì)變得更加的完美，讓我們學(xué)到了課堂上學(xué)不到的知識(shí)。在最后要深深的說(shuō)一句，老師、同學(xué)您們辛苦了！最后，希望各位領(lǐng)導(dǎo)、老師審閱我們的論文并渴望您們給予批評(píng)指正。附錄=2\*ROMANI：完成后的電梯結(jié)構(gòu)如下圖所示：完成后的控制電梯運(yùn)動(dòng)的電路如下圖所示：完成后的樓層請(qǐng)求按鍵和請(qǐng)求樓層、上行和下行的指示部分如下圖：附錄=2\*ROMANII：接收外部請(qǐng)求并控制電梯運(yùn)行的程序如下： SP1EQUP2.0;一樓停點(diǎn)開(kāi)關(guān) SP2EQUP2.1;二樓停點(diǎn)開(kāi)關(guān) SP3EQUP2.2;三樓停點(diǎn)開(kāi)關(guān) SP4EQUP2.3;四樓停點(diǎn)開(kāi)關(guān) SP5EQUP2.4;一樓開(kāi)關(guān) SP6EQUP2.5;二樓開(kāi)關(guān) SP7EQUP2.6;三樓開(kāi)關(guān) SP8EQUP2.7;四樓開(kāi)關(guān) SP9EQUP3.0;報(bào)警開(kāi)關(guān)ORG0000HLJMPMAINMAIN:;判斷初始樓層 MOVP0,#76H JNBSP1,LOOP1 JNBSP2,LOOP2 JNBSP3,LOOP31 JNBSP4,LOOP41 JNBSP9,BAOJING1 LJMPMAINLOOP1:;一樓 JNBSP5,LOOP5;1-1 JNBSP6,LOOP6;1-2 JNBSP7,LOOP7;1-3 JNBSP8,LOOP8;1-4 JNBSP9,BAOJING1 LJMPLOOP1LOOP2:;二樓 JNBSP5,LOOP9;2-1 JNBSP6,LOOP10;2-2 JNBSP7,LOOP11;2-3 JNBSP8,LOOP12;2-4 JNBSP9,BAOJING1 LJMPLOOP2LOOP5: MOVP0,#06H LJMPMAINLOOP6: MOVP0,#5BH LCALLSHANGJNBSP2,MAIN LJMPLOOP6LOOP7: MOVP0,#4FH LCALLSHANG JNBSP3,MAIN LJMPLOOP7LOOP31: LJMPLOOP3LOOP8: MOVP0,#66H LCALLSHANG JNBSP4,MAIN LJMPLOOP8LOOP9: MOVP0,#06H LCALLXIA JNBSP1,MAIN LJMPLOOP9LOOP10: MOVP0,#5BH LJMPMAINLOOP11: MOVP0,#4FH LCALLSHANG JNBSP3,MAIN1 LJMPLOOP11MAIN1:; 中轉(zhuǎn) LJMPMAINLOOP41:;中轉(zhuǎn) LJMPLOOP4BAOJING1: LJMPBAOJINGLOOP12: MOVP0,#66H LCALLSHANG JNBSP4,MAIN1 LJMPLOOP12LOOP3:;三樓 JNBSP5,LOOP13;3-1 JNBSP6,LOOP14;3-2 JNBSP7,LOOP15;3-3 JNBSP8,LOOP16;3-4 JNBSP9,BAOJING1 LJMPLOOP3LOOP4:;四樓 JNBSP5,LOOP17;4-1 JNBSP6,LOOP18;4-2 JNBSP7,LOOP19;4-3 JNBSP8,LOOP20;4-4 JNBSP9,BAOJING1 LJMPLOOP4LOOP13: MOVP0,#06H LCALLXIA JNBSP1,MAIN1 LJMPLOOP13LOOP14: MOVP0,#5BH LCALLXIA JNBSP2,MAIN1 LJMPLOOP14LOOP15: MOVP0,#4FH LJMPMAIN1LOOP16: MOVP0,#66H LCALLSHANG JNBSP4,MAIN1 LJMPLOOP16MAIN11: LJMPMAIN1LOOP17: MOVP0,#06H LCALLXIA JNBSP1,MAIN1 LJMPLOOP17LOOP18: MOVP0,#5BH LCALLXIA JNBSP2,MAIN1 LJMPLOOP18LOOP19: MOVP0,#4FH LCALLXIA JNBSP3,MAIN11 LJMPLOOP19LOOP20: MOVP0,#66H LJMPMAIN1LOOP311: SETBP3.2 SETBP3.4 LJMPLOOP3SHANG:;上 MOVP1,#0FEH ACALLDELAY MOVP1,#0FDH ACALLDELAY MOVP1,#0FBH ACALLDELAY MOVP1,#0F7H ACALLDELAY CLRP3.6;上燈 SETBP3.5;下燈 RETXIA:;下 MOVP1,#0F7H ACALLDELAY MOVP1,#0FBH ACALLDELAY MOVP1,#0FDH ACALLDELAY MOVP1,#0FEH ACALLDELAY CLRP3.5;上燈 SETBP3.6;下燈 RETBAOJING: JNBSP3,LOOP311 CPLP3.2 ACALLDELAY1 CLRP3.4 LJMPBAOJINGDELAY: MOVR0,#8DE1: MOVR1,#01HDE2: MOVR2,#0FFHDE3: DJNZR2,DE3 DJNZR1,DE2 DJNZR0,DE1 RETDELAY1:MOVR0,#10DE4: MOVR1,#10HDE5: MOVR2,#0FFHDE6: DJNZR2,DE6 DJNZR1,DE5 DJNZR0,DE4 RET END泰山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告題目基于單片機(jī)的直流電機(jī)PWM調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院機(jī)械與工程學(xué)院年級(jí)二〇一一級(jí)專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師簽字學(xué)生簽字2021年12月7日題目來(lái)源指導(dǎo)教師推薦□自選其它□題目類別基礎(chǔ)研究□應(yīng)用研究其它□一、課題研究的目的和意義在電氣時(shí)代的今天，電動(dòng)機(jī)一直在現(xiàn)代化的生產(chǎn)和生活中起著十分重要的作用。無(wú)論是在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國(guó)防、航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生、商務(wù)與辦公設(shè)備中，還是在日常生活中的家用電器中，都大量地使用著各種各樣的電動(dòng)機(jī)。以前電動(dòng)機(jī)大多使用由模擬電路組成的控制柜進(jìn)行控制，現(xiàn)在單片機(jī)已經(jīng)開(kāi)始取代模擬電路作為電機(jī)控制器。當(dāng)前電機(jī)控制器的發(fā)展方向越來(lái)越趨于多樣化和復(fù)雜化，現(xiàn)有的專用集成電路未必能滿足苛刻的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)要求，為此可考慮開(kāi)發(fā)電機(jī)的新型單片機(jī)控制器二、課題的研究現(xiàn)狀電動(dòng)機(jī)的控制技術(shù)的發(fā)展得力于微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、永磁材料技術(shù)、電動(dòng)控制技術(shù)、微機(jī)應(yīng)用技術(shù)的最新發(fā)展成果。正是這些技術(shù)的進(jìn)步使電機(jī)控制技術(shù)在近20多年內(nèi)發(fā)生了翻天覆地的變化，其中電動(dòng)機(jī)的控制部分已由模擬控制逐漸讓位于以單片機(jī)為主的微處理器控制，形成數(shù)字和模擬的混合控制系統(tǒng)和純數(shù)字控制的應(yīng)用，并曾向全數(shù)字化控制方向快速發(fā)展。而國(guó)外交直流系統(tǒng)數(shù)字化已經(jīng)達(dá)到實(shí)用階段。三、課題研究的主要內(nèi)容完成單片機(jī)的直流電機(jī)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)，包括各部分硬件的設(shè)計(jì)以及相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。通過(guò)電平轉(zhuǎn)換使上位機(jī)能與單片機(jī)進(jìn)行串口通信，并選用串口大師軟件對(duì)單片機(jī)發(fā)送信號(hào)。設(shè)計(jì)顯示電路，使用戶可以通過(guò)顯示屏與控制系統(tǒng)進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)等狀態(tài)以及速度的實(shí)時(shí)顯示。四、課題研究的方法根據(jù)市場(chǎng)需求和發(fā)展趨勢(shì)，本設(shè)計(jì)將介紹一種基于AT89S51單片機(jī)的直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)。首先對(duì)直流調(diào)速控制電路進(jìn)行設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)速度的控制、檢測(cè)、顯示；再對(duì)直流調(diào)速控制主回路進(jìn)行設(shè)計(jì)，其采用了三相橋式全控整流電路；然后進(jìn)行系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，本課題采用PID控制算法設(shè)計(jì)；最后進(jìn)行系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)，為了防止從電源系統(tǒng)竄入干擾，本系統(tǒng)供電采用隔離變壓器；同時(shí)，為了保證信息傳輸?shù)恼_性，在過(guò)程通道上采用光禍隔離措施。五．進(jìn)度安排課題分階段的進(jìn)度計(jì)劃序號(hào)起止日期工作內(nèi)容階段成果12021年11月20日——2021年12月16日資料收集寫(xiě)出開(kāi)題報(bào)告22021年12月21日——2021年03月29日根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)查詢與直流電動(dòng)機(jī)PWM調(diào)速控制系統(tǒng)的文獻(xiàn)資料，分塊整理文獻(xiàn)。完成文獻(xiàn)查閱，明確垃圾桶控制的設(shè)計(jì)思路以及方法步驟32021年04月01日——2021年04月10日由對(duì)直流電機(jī)不同轉(zhuǎn)速功能的控制，給出各自設(shè)計(jì)技術(shù)方案完成課題設(shè)計(jì)技術(shù)方案42021年04月11日——2021年04月24日按照方案進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，運(yùn)用設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制軟件的理論分析、軟硬件制作與調(diào)試等完成各功能設(shè)計(jì)52021年04月23日——2021年04月30日整理資料完成論文初稿論文初稿62021年05月01日——2021年05月30日前期設(shè)計(jì)的進(jìn)一步分析改進(jìn)論文定稿六．參考文獻(xiàn)[1]張毅剛彭喜元.單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].北京：北京市海淀區(qū)四季青印刷廠，2021.[2]張毅剛.新編MCS-51單片機(jī)運(yùn)用設(shè)計(jì).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003.[3]張義和王敏男許宏昌余長(zhǎng)春.例說(shuō)51單片機(jī)（c語(yǔ)言版）.北京：人民郵電出版社，2021.[4]馬忠梅籍順心張凱馬巖.單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì).北京：北京航空航天大學(xué)，2021.[5]SamsungElectronics.S3C44BOXRiscmicrocontrollerARMinstructionsheet.2002.[6]郭天祥.《51單片機(jī)C語(yǔ)言教程》，電子工業(yè)出版社，2005年7月[7]丁元杰.《單片微機(jī)原理及應(yīng)用》，機(jī)械工業(yè)出版社，2005年7月[8]樓然苗、李光.《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》，北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2007.[9]林金陽(yáng),王明福.基于MC51單片機(jī)的直流電機(jī)PWM調(diào)速系統(tǒng)[J].長(zhǎng)春工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2021,(03).[10]王蘇.直流電機(jī)PWM調(diào)速研究及單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)[J].機(jī)電工程技術(shù),2021,(11).[11]方力.基于單片機(jī)的直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化,2021,(06)[12]鄭憲偉,趙玉林,成廣大.基于AVR單片機(jī)的直流電機(jī)的PWM閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].煤礦機(jī)械，2021,（01）.[13]蒲龍梅，李泓.單片機(jī)控制的直流PWM調(diào)速裝置的研究[J]技術(shù)探討與研究.2006,（03）.[14]趙鴻圖.基于單片機(jī)AT89C51的直流電機(jī)PWM調(diào)速系統(tǒng)[J].電子技術(shù),2021,(10).[15]賈玉瑛,王臣.基于單片機(jī)控制的PWM直流調(diào)速系統(tǒng).[J].包頭鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào).2005,(12).[16]說(shuō)明書(shū)，LED12864液晶完整中文版資料[17]王曉明電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制(第3版)

北京航空航天大學(xué)出版社.2021評(píng)委評(píng)語(yǔ)及其建議：評(píng)委簽字：學(xué)院蓋章：2021年12月21日基于單片機(jī)的室溫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)作者姓名：專業(yè)名稱：電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師摘要在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室中，室內(nèi)溫度控制的應(yīng)用隨處可見(jiàn)。室內(nèi)溫度控制是所有溫度控制系統(tǒng)中的最基礎(chǔ)的控制，在此基礎(chǔ)上可以形成溫度不變的恒溫箱等等。本論文設(shè)計(jì)的室內(nèi)溫度控制是在單片機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。DS1624將室內(nèi)溫度檢測(cè)后傳到AT89S52單片機(jī)內(nèi)，與設(shè)定值進(jìn)行比較，單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后根據(jù)處理結(jié)果，改變特定I/O口的電平，來(lái)控制熱電制冷片是加熱還是制冷，從而達(dá)到室內(nèi)溫度控制的目的。本論文既可以對(duì)當(dāng)前設(shè)定溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示又可以對(duì)溫度進(jìn)行控制，以達(dá)到用戶需要的溫度，并且在沒(méi)有新溫度設(shè)定時(shí)保持已定值不變。人性化的鍵盤(pán)設(shè)計(jì)使設(shè)置溫度簡(jiǎn)單快速，兩位整數(shù)兩位小數(shù)的顯示方式具有更高的顯示精度。而且還設(shè)定了溫度的上下限，系統(tǒng)只執(zhí)行允許范圍內(nèi)的溫度變化，系統(tǒng)整體誤差小于0.1°C。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)熱電制冷DS1624按鍵輸入數(shù)碼顯示AbstractInourdailylifeandindustrialproductionandlaboratory,app-licationofRoomtemperaturecontrolcanbeseeneverywhere.Atthesametime,itisthebasisofalltemperaturecontrolsystemandthisbasis,canbesettoelectricincubatorsandsoon.Inthispaperthedesignofamicrocontroller-basedRoomtemperaturecontrol.RoomtemperaturewillbedetectedafterDS1624insingle-chipAT89S52reachedwithagivenvalueofcomparison,single-chipdataprocessing,andthenaccordingtoprocessingresultsandchangethespecificI/Oportlevel,tocontrolthethermoelectriccoolingsystemisheatingorcooling,toachievetheobjectiveofindoortemperaturecontrol.Inthispaper,thetemperaturecannotonlybecarriedoutonthecurrentreal-timedisplaybutalsobecontrolledsothattheuserneedstoreachtemperature,andmakeitaconstantinthistemperaturewithoutnewsetting.Humanizeddesignkeyboardeasyandquicktosetthetemperature,thetwodecimalandintegers,adisplayshowsahigheraccuracy.Butalsosetthetemperatureoftheupperandlowerlimits,thesystemonlyallowstheimplementationofthetemperaturechangewithinandthesystemoverallerrorislessthan0.1°C.Keywords:MCU,thermoelectricrefrigeration,DS1624,keystorke,digitaldisplay目錄摘要 IAbstract II目錄 III前言 11緒論 21.1選題的目的和意義 21.2溫度控制的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 2溫度控制的國(guó)內(nèi)發(fā)展概況 2溫度控制的國(guó)外發(fā)展概況 31.3幾種常見(jiàn)溫度控制系統(tǒng) 32系統(tǒng)方案論證 52.1主控制器選擇 52.2溫度采集系統(tǒng)的選擇 52.3熱電制冷系統(tǒng)的選擇 72.4按鍵系統(tǒng)的選擇 72.5顯示器的選擇 82.6警告及提示系統(tǒng)選擇 82.7風(fēng)扇電機(jī)選擇 93系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 103.1硬件總體結(jié)構(gòu)框圖 103.2單片機(jī)知識(shí)介紹 10單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 11單片機(jī)AT89S52介紹 113.3溫度測(cè)量系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 14溫度傳感器DS1624介紹 14DS1624的引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 15DS1624的工作原理及方式 16片內(nèi)256字節(jié)存儲(chǔ)器操作 17DS1624的指令集 182C介紹 19DS1624的電路設(shè)計(jì) 203.4熱電制冷片驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 21驅(qū)動(dòng)芯片MAX1968介紹 21熱電制冷片TEC介紹 23驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 243.5按鍵電路介紹 253.6復(fù)位與時(shí)鐘電路 263.7LED顯示電路 273.8警告及指示電路 273.9電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 283.10整體電路圖 284系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 314.1系統(tǒng)主程序流程圖 314.2按鍵控制服務(wù)程序流程圖 314.3熱電制冷程序流程圖 32總結(jié) 33致謝 34參考文獻(xiàn) 35附件程序清單 36 前言溫度控制被廣泛地用在生產(chǎn)、生活、實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域。而在醫(yī)用、水產(chǎn)、特種工業(yè)、工業(yè)探傷、照相等行業(yè)，都需要求有穩(wěn)定而精確的溫度，也就是在設(shè)定一個(gè)溫度之后，系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)整到這一個(gè)數(shù)值并保持不變。本論文是基于單片機(jī)而設(shè)計(jì)的室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)室內(nèi)溫度的檢測(cè)傳到單片機(jī)，與給設(shè)定值進(jìn)行比較，單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，根據(jù)偏差信號(hào)來(lái)改變特定I/O口的電平，也就控制了熱電系統(tǒng)，從而達(dá)到室內(nèi)溫度控制的目的。本論文是對(duì)室內(nèi)進(jìn)行的溫度控制。從室內(nèi)溫度的檢測(cè)并傳送到單片機(jī)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到了困難，比如說(shuō)溫度測(cè)量器件的選用，是選用數(shù)字量輸出還是選用模擬量輸出，各有什么有特點(diǎn)，這些都經(jīng)過(guò)了考慮才選擇了這個(gè)方案。在單片機(jī)的設(shè)計(jì)中，單片機(jī)外部線路的設(shè)計(jì)，端口的分配和選用，復(fù)位和內(nèi)部時(shí)鐘的配合和電路的驅(qū)動(dòng)等方面也遇到了不少問(wèn)題，經(jīng)過(guò)對(duì)各模塊功能及單片機(jī)I/O的特點(diǎn)詳細(xì)了解后都基本上解決了。加熱電路本論文選擇了熱電制冷電路，這個(gè)電路的開(kāi)關(guān)頻率很高，很多空調(diào)等都選用了類似的熱電制冷電路，只是根據(jù)控制要求做了適當(dāng)調(diào)整。本論文利用芯片DS1624作為室內(nèi)溫度的檢測(cè)元件。DS1624芯片可以直接把測(cè)量的溫度值變換成單片機(jī)可以讀取的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)。單片機(jī)通過(guò)外部矩陣鍵盤(pán)進(jìn)行溫度設(shè)定，讀入的溫度值與設(shè)定值進(jìn)行比較，根據(jù)偏差的大小，單片機(jī)執(zhí)行程序?qū)犭娤到y(tǒng)進(jìn)行控制，即經(jīng)過(guò)特定I/O口的電平變化，讓熱電系統(tǒng)加熱或者說(shuō)是制冷，從而改變了室內(nèi)溫度。當(dāng)熱電系統(tǒng)加熱時(shí)，使室內(nèi)溫度升高，DS1624不斷對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行溫度檢測(cè)，當(dāng)偏差存在時(shí)單片機(jī)就繼續(xù)驅(qū)動(dòng)熱電系統(tǒng)電路進(jìn)行加熱，直到偏差為零。此時(shí)將MAX1968的SHDN引腳置低，設(shè)置成關(guān)斷置閑模式。處于制冷時(shí)也是一樣的道理。1緒論1.1選題的目的和意義隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，溫度的測(cè)量和控制在工業(yè)生產(chǎn)中獲得了廣泛的應(yīng)用，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防、科研以及日常生活領(lǐng)域占有重要的地位。溫度控制系統(tǒng)是人類供熱、取暖的主要設(shè)備的驅(qū)動(dòng)來(lái)源，它的出現(xiàn)迄今已有兩百余年的歷史。期間，從低級(jí)到高級(jí)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和對(duì)溫度控制精度要求的不斷提高，溫度控制系統(tǒng)的控制技術(shù)得到迅速發(fā)展。目前高效率溫度控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活、工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，適用于家電、汽車(chē)、材料、電力電子等行業(yè)，成為發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要熱工設(shè)備之一。在現(xiàn)代化建設(shè)中，能源的需求非常大，然而我國(guó)的能源利用率極低，所以實(shí)現(xiàn)高效率的溫度控制，有著極為重要的實(shí)際意義。1.2溫度控制的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及現(xiàn)代傳感技術(shù)的發(fā)展，溫度的測(cè)量和控制對(duì)人類日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、氣象預(yù)報(bào)、物資倉(cāng)儲(chǔ)等都起著極其重要的作用。在許多場(chǎng)合，及時(shí)準(zhǔn)確獲得目標(biāo)的溫度信息是十分重要的，近年來(lái)，溫度測(cè)控領(lǐng)域發(fā)展迅速，并且隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，溫度的測(cè)控芯片也相應(yīng)的登上歷史的舞臺(tái)，能夠在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各領(lǐng)域中廣泛使用。近些年來(lái)，呈現(xiàn)出智能化、計(jì)算機(jī)化、全自動(dòng)等特點(diǎn)。它們普遍利用溫度傳感器、單片機(jī)（還有PLC，DSP）和微機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)，并通過(guò)LED或LCD、加熱裝置、排風(fēng)裝置等的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的數(shù)值顯示和自動(dòng)調(diào)節(jié)。溫度控制的國(guó)內(nèi)發(fā)展概況溫度控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然已經(jīng)十分廣泛，但從生產(chǎn)的溫度調(diào)節(jié)來(lái)講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國(guó)、德國(guó)等先進(jìn)國(guó)家相比有著較大差距。能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)控制，難于控制滯后、復(fù)雜、時(shí)變溫度系統(tǒng)。而適應(yīng)于較高控制場(chǎng)合的智能化、自適應(yīng)控制儀表，國(guó)內(nèi)技術(shù)還不十分成熟，形成商品化并在儀表控制參數(shù)的自整定方面，國(guó)外已有較多的成熟產(chǎn)品。但由于國(guó)外技術(shù)保密及我國(guó)開(kāi)發(fā)工作的滯后，還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出性能可靠的自整定軟件。控制參數(shù)大多靠人工經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試確定。近幾年來(lái)，在我國(guó)以信息化帶動(dòng)的工業(yè)化正在蓬勃發(fā)展，溫度已成為工業(yè)對(duì)象控制中一種重要的參數(shù)，特別是在冶金、化工、機(jī)械等各類工業(yè)中，廣泛使用各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等。對(duì)溫度控制系統(tǒng)的要求隨工藝的要求越來(lái)越高，促使溫度控制系統(tǒng)不斷向控制迅速，精度高，抗干擾能力強(qiáng)，高性價(jià)比方向發(fā)展。1.2.2溫度控制的國(guó)外發(fā)展概況國(guó)外溫度控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，并在智能化、自適應(yīng)、參數(shù)自整定等方面取得成果。日本、美國(guó)、德國(guó)、瑞典等技術(shù)領(lǐng)先，都生產(chǎn)出來(lái)一批商品化的、性能優(yōu)異的溫度控制器及儀器儀表，并在各行各業(yè)廣泛應(yīng)用。它們主要具有如下特點(diǎn)：1.適應(yīng)于大慣性、大滯后等復(fù)雜溫度控制系統(tǒng)的控制；2.能夠適應(yīng)于受控系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型難以建立的溫度控制系統(tǒng)的控制；3.能夠適應(yīng)于受控系統(tǒng)過(guò)程復(fù)雜、參數(shù)時(shí)變的溫度控制系統(tǒng)的控制；4.溫度控制系統(tǒng)普遍采用自適應(yīng)控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理論及計(jì)算機(jī)技術(shù)，運(yùn)用先進(jìn)算法，適應(yīng)范圍廣；5.是溫控器普遍具有自整定功能。借助計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，溫控器具有對(duì)控制對(duì)象控制參數(shù)及特性進(jìn)行自整定的功能。有的還有自學(xué)習(xí)功能，能夠更具歷史經(jīng)驗(yàn)及控制對(duì)象的變化情況，知自動(dòng)調(diào)整相關(guān)控制參數(shù)，以保證控制效果的最優(yōu)化；6.是具有控制精度高、抗干擾力強(qiáng)、魯棒性好的特點(diǎn)。目前國(guó)外溫度控制系統(tǒng)及儀表正朝著高精度、智能化、小型化等方面快速發(fā)展。1.3幾種常見(jiàn)溫度控制系統(tǒng)下面介紹幾種非常常見(jiàn)的溫度控制系統(tǒng)：1.虛擬儀器溫室大棚溫度測(cè)控系統(tǒng)，在農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面虛擬儀器溫室大棚溫度測(cè)控系統(tǒng)是一種比較智能、經(jīng)濟(jì)的方案，該系統(tǒng)能夠?qū)Υ笈飪?nèi)的溫度進(jìn)行采集，然后再進(jìn)行比較,通過(guò)比較對(duì)大棚內(nèi)的溫度是否超過(guò)溫度限制進(jìn)行分析，如果超過(guò)溫度限制，溫度報(bào)警系統(tǒng)將進(jìn)行報(bào)警,來(lái)通知管理人員大棚內(nèi)的溫度超過(guò)限制，大棚內(nèi)的溫控系統(tǒng)出現(xiàn)故障,從而有利于農(nóng)作物的生長(zhǎng),提高產(chǎn)量。系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是在一臺(tái)電腦上可以監(jiān)測(cè)到多個(gè)大棚內(nèi)的溫度情況并進(jìn)行控制。該系統(tǒng)LabVIEW虛擬儀器編程，通過(guò)對(duì)前面板的設(shè)置來(lái)顯示溫室大棚內(nèi)的溫度，越限報(bào)警來(lái)對(duì)大棚內(nèi)溫度進(jìn)行控制。該系統(tǒng)有單片機(jī),溫度傳感器，串口通信,和計(jì)算機(jī)組成。2.模糊PID熱水鍋爐溫度控制系統(tǒng)，模糊PID控制器是以常規(guī)PID為基礎(chǔ)，采用模糊推理思想，根據(jù)不同的e和ec對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行在線自整定，控制器有兩部分組成，即常規(guī)PID控制部分和模糊推理的參數(shù)校正部分。應(yīng)用模糊集合理論建立參數(shù)kp、ki和kd與系統(tǒng)誤差e和系統(tǒng)誤差變化率ec之間的二元連續(xù)函數(shù)關(guān)系，并用不同e和ec在線自整定PID參數(shù)。3.電阻爐溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的硬件主要由單片機(jī)主控、前向通道、后向通道、人機(jī)接口和接口擴(kuò)展等模塊組成，以內(nèi)含C52兼容單片機(jī)的ADuC845為控制核心、配有640KB的非易失RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、外擴(kuò)鍵盤(pán)輸入、320x240點(diǎn)陣的圖形液晶顯示器進(jìn)行漢字、圖形、曲線和數(shù)據(jù)顯示，超溫報(bào)警裝置等外圍電路；預(yù)留微型打印機(jī)接口，打印現(xiàn)場(chǎng)結(jié)果。預(yù)留RS232接口，能和PC機(jī)聯(lián)機(jī)傳輸現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)。電阻爐的溫度先由熱電偶溫度傳感器檢測(cè)并轉(zhuǎn)換成微弱的電壓信號(hào)，溫度變換器此信號(hào)進(jìn)行非線性校正及電壓放大，由單片機(jī)內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。再經(jīng)數(shù)字濾波、誤差校正、標(biāo)度變換、線性擬合、查表等處理后。一方面將爐溫經(jīng)人機(jī)面板上的LCD顯示；另一方面將該溫度值與被控制值（鍵盤(pán)設(shè)定值）比較，根據(jù)偏差值的大小，由控制算法進(jìn)行運(yùn)算，最后輸出移相控制脈沖，放大后觸發(fā)可控硅導(dǎo)通。達(dá)到控制電阻爐溫度的目的。如果實(shí)測(cè)溫度值超過(guò)了該系統(tǒng)所要求的范圍，單片機(jī)就向報(bào)警裝置發(fā)出命令，系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警。2系統(tǒng)方案論證室內(nèi)溫度的大小對(duì)生產(chǎn)、食品儲(chǔ)存、農(nóng)作物生長(zhǎng)等的影響很大。而單片機(jī)的測(cè)溫和控制裝置，能對(duì)室內(nèi)環(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)溫度給定值給出調(diào)節(jié)量，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的目的。本系統(tǒng)要求隨時(shí)監(jiān)視室內(nèi)的溫度，在一定范圍內(nèi)根據(jù)用戶溫度設(shè)定值，迅速做出調(diào)整，以達(dá)到對(duì)室內(nèi)溫度的控制。2.1主控制器選擇控制器是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部件，它的性能關(guān)系到系統(tǒng)的運(yùn)算處理能力、控制精度、功能的實(shí)現(xiàn)等等，因而主控制器的選擇非常重要。方案一：采用含有ARM內(nèi)核的單片機(jī)，這類處理器的優(yōu)點(diǎn)是：低功耗，功能強(qiáng)大，運(yùn)算處理能力強(qiáng)，控制精度高，I/O口可以配置，應(yīng)用靈活，廣泛使用在嵌入式系統(tǒng)方面，已經(jīng)滲透到生活的許多方面，包括現(xiàn)在使用的，就有嵌入式ARM的參與，而且功能也越來(lái)越趨于完善。由此可以看出ARM通常用于功能完善，處理功能強(qiáng)，控制精度高的場(chǎng)合。方案二:采用Atmel公司的AT89S系列單片機(jī)，這類處理器的優(yōu)點(diǎn)是：低功耗，高性能，有4～8K系統(tǒng)可編程flash存儲(chǔ)器，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令與引腳完全兼容，在生活中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，涉及到日常生活，工業(yè)控制方面等等，能滿足通常的控制要求，而且取得了相當(dāng)滿意的效果，控制精度高?；谝陨蟽煞N方案比較，再結(jié)合本系統(tǒng)的控制要求，選用Atmel公司的AT89S52單片機(jī)，它有8K的系統(tǒng)可編程flash存儲(chǔ)器，有32個(gè)通用I/O口，能夠?qū)崿F(xiàn)本控制系統(tǒng)的功能、滿足要求，也不用再擴(kuò)展存儲(chǔ)器，減少了硬件延遲與誤差，保證系統(tǒng)快速響應(yīng)，而且組成系統(tǒng)的性價(jià)比高，資源得到了充分的利用。2.2溫度采集系統(tǒng)的選擇溫度采集元件也是本控制系統(tǒng)的另一重要部件，它是這個(gè)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。測(cè)量結(jié)果誤差的大小關(guān)系到后級(jí)控制的難易程度，誤差越大，處理就越難。在控制系統(tǒng)中我們學(xué)過(guò)，組成閉環(huán)控制系統(tǒng)的元件中，測(cè)量元件引起的誤差不能消除，系統(tǒng)本身的誤差則可以通過(guò)算法控制到最小。而組成的任何系統(tǒng)本身都存在一些誤差，這樣就使控制精度更低了，甚至不能完成控制要求而以失敗告終。方案一：采用模擬量輸出溫度傳感器AD590，它具有線性優(yōu)良、性能穩(wěn)定、靈敏度高、無(wú)需補(bǔ)償、熱容量小、抗干擾能力強(qiáng)、可遠(yuǎn)距離測(cè)溫且使用方便等優(yōu)點(diǎn)。可廣泛應(yīng)用于各種冰箱、空調(diào)器、糧倉(cāng)、冰庫(kù)、工業(yè)儀器配套和各種溫度的測(cè)量和控制等領(lǐng)域。方案二：采用數(shù)字量輸出DS1624，DS1624是美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的集成了測(cè)量系統(tǒng)和存儲(chǔ)器于一體的芯片。數(shù)字接口電路簡(jiǎn)單，與I2C總線兼容，且可以使用一片控制器控制多達(dá)8片的DS1624。測(cè)溫范圍寬，讀數(shù)穩(wěn)定，分辨率高，無(wú)須外接電路，與單片機(jī)接口簡(jiǎn)單，其數(shù)字溫度輸出達(dá)13位，精度為0.03125°C。DS1624可工作在最低2.7V電壓下，適用于高精度、低功耗的方案三：采用熱敏電阻式溫度傳感器，常用的熱敏電阻溫度傳感器都是具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，它的電阻率受溫度的影響很大，而且隨溫度的升高而減小。優(yōu)點(diǎn)是：靈敏度較高，能檢測(cè)出6°C到10°C的溫度變化；工作溫度范圍寬；體積小，能夠測(cè)量其它溫度計(jì)無(wú)法測(cè)量的溫度；使用方便；基于以上方案比較，方案一和方案三都要先放大后經(jīng)A/D處理后才能傳遞給單片機(jī)處理，電源對(duì)放大和A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果有不同程度的影響，為了使誤差盡可能小，則對(duì)電源的要求比較高，因而增加了硬件延遲與成本（是方案二的兩倍以上），比方案二的效果也差一些。而方案二對(duì)電源沒(méi)有特別要求，兩線只需分別加一個(gè)上拉電阻就可以與單片機(jī)直接相連。從系統(tǒng)控制要求角度出發(fā)，再考慮系統(tǒng)的性價(jià)比，選擇了方案二。2.3熱電制冷系統(tǒng)的選擇熱電制冷系統(tǒng)是整個(gè)溫度控制系統(tǒng)的加熱制冷的執(zhí)行系統(tǒng)，包括加熱制冷元件，元件的驅(qū)動(dòng)電路。在允許的溫度范圍內(nèi)，該系統(tǒng)讓室內(nèi)溫度可以根據(jù)實(shí)際需要加熱或制冷，以改變室內(nèi)溫度，為用戶提供一個(gè)滿意的室內(nèi)溫度。方案一：采用發(fā)熱電熱絲制熱，而制冷則用可以另選制冷的電路。優(yōu)點(diǎn)在于采用市電，比較方便，由單片機(jī)輸出PWM波來(lái)控制雙向可控硅的觸發(fā)相位，控制執(zhí)行元件電路加熱或制冷。但是用市電的制冷電路卻是一個(gè)大難題，而且多為一個(gè)制冷系統(tǒng)，如空調(diào)的制冷系統(tǒng)。方案二：采用半導(dǎo)體熱電制冷片，半導(dǎo)體制冷片的工作運(yùn)轉(zhuǎn)是用直流電流，它既可制冷又可加熱，而且只要通過(guò)改變直流電流的極性就可以在同一制冷片上實(shí)現(xiàn)制冷或加熱，這個(gè)效果的產(chǎn)生就是通過(guò)熱電的原理，在現(xiàn)代的溫度控制系統(tǒng)中應(yīng)用相當(dāng)?shù)膹V泛，推動(dòng)了溫度控制系統(tǒng)的跨越式發(fā)展，被稱為世界“制冷”三大奇跡之一。而且有專門(mén)的驅(qū)動(dòng)芯片（如MAX1968），可以改變電流的方向，效果好，低價(jià)格?；谝陨蟽蓚€(gè)方案比較，方案二組成的執(zhí)行系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，可靠性高，性價(jià)比也高，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行系統(tǒng)的加熱與制冷。而方案一組成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)就不及方案二靈活而有序。所以我選擇方案二。2.4按鍵系統(tǒng)的選擇按鍵系統(tǒng)是整個(gè)溫度控制系統(tǒng)的溫度設(shè)定輸入系統(tǒng)，按照用戶的要求輸入所需的室溫值。當(dāng)溫度在允許范圍內(nèi)時(shí)，按鍵設(shè)定的溫度得以執(zhí)行，通過(guò)熱電制冷片加熱或制冷，通過(guò)風(fēng)扇加速空氣流動(dòng)，來(lái)達(dá)到迅速調(diào)整室溫的目的。方案一：直接利用單片機(jī)接口組成矩陣式鍵盤(pán)，要M×N個(gè)按鍵，則需要用M+N個(gè)I/O接口。而按鍵的中斷則采用與門(mén)集成芯片輸出來(lái)觸發(fā)單片機(jī)的外部中斷，在主控制器收到中斷后由中斷程序迅速讀取按鍵值，反應(yīng)非常迅速，而且在I/O口充足時(shí)，就更為常用。同時(shí)編程也容易，可靠性高。方案二：用專門(mén)的芯片擴(kuò)展鍵盤(pán)，也是矩陣式的，當(dāng)有按鍵按下時(shí)就會(huì)觸發(fā)按鍵中斷，在主控制器收到中斷信號(hào)后就開(kāi)始讀相應(yīng)按鍵值。不同的專用芯片與主控制器間的通信方式不一樣，有的是并口，有的則是串口。根據(jù)主控制器的I/O口來(lái)選擇用并口還是串口通信方式?；谝陨蟽煞N方案比較，結(jié)合主控制器的I/O口，方案一和方案二都行，效果都好，但是主控制器的I/O口比較充足，可以直接用并口通信，而此時(shí)如果選擇方案二，則中間再用一塊專用芯片，這樣就會(huì)增加硬件延時(shí)，降低了控制系統(tǒng)的實(shí)效性，因而在實(shí)現(xiàn)同樣功能的時(shí)侯，按鍵系統(tǒng)的性價(jià)比卻明顯降低了，所以我選擇方案一。2.5顯示器的選擇顯示器是室溫控制系統(tǒng)中顯示系統(tǒng)的重要組成部件，它顯示了用戶設(shè)定的溫度即室內(nèi)最終要達(dá)到的溫度（在允許的范圍內(nèi)0°C～40°C），讓人們知道室內(nèi)的溫度方案一：采用