数字温度自动控制系统毕业设计正文(编辑修改稿)

数字温度自动控制系统毕业设计正文(编辑修改稿)内容摘要：

0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10U9A T 8 9C 52RDWRA1A2A3A4B1B2P W MB4B3P 图 复位电路和时钟电路 温度采集电路 数据采集电路如图 所示 ,1 脚接地， 2 脚即为单总线数据口， 3 脚接电源。 温度传感器 DS18B20 采集被控对象的实时温度 ,提供给AT89C2051 的。 毕 业 论 文 正 文 第 14页 哈尔滨职业技术学院印制 123J1 D S1 8B 2 0V CCP3.5 图 数据采集电路 人机接口设计 键盘的设计 在本设计中采用了矩阵式，键盘分布如图 所示。 各键设在行列线的交差点上，有键合上时行列线接通，否则不连通。 行线 P10— P13（即A1— A4）通过上拉电阻接 +5V，处于输入状态，列线 P14— P17（即 B1—B4）为输出状态 [7]。 图 键盘电路 显示电路的设计 本设计的显示采用两位 寸共阳数码管，采用动态显示方式 ，因为此种方式的显示比 液晶显示要更直观同时更节约成本。 数码管的引脚图 如 图 所示。 毕 业 论 文 正 文 第 15页 哈尔滨职业技术学院印制 图 数码管引脚图 数码管 采用 红色管，其 接口 为 : 第 1 脚： 为数码管的 e 端控制脚，来控制数码管的 d 点的亮灭。 第 2 脚： 为数码管的 d 端控制脚，来控制数码管的 d 点的亮灭。 第 3 脚：为 数码管的公共极 ， 通过接入一个三极管来控制此数码管的亮灭，同时起到一个动态显示的作用。 第 4 脚： 为数码管的 c 端控制脚，来控制数码管的 c 点的亮灭。 第 5 脚： 为数码管的 dp 端控制脚，来控制数码管的点的亮灭。 第 6 脚： 为数码管的 b 端控制脚，来控制数码管的 b 点的亮灭。 第 7 脚：为数码管的 a 端控制脚，来控制数码管的 a 点的亮灭。 第 8 脚：为数码管的公共极与 3 脚内部相连其作用相同这里不做介绍。 第 9 脚：为数码管的 f 端控制脚，来控制数码管的 f 点的亮灭。 毕 业 论 文 正 文 第 16页 哈尔滨职业技术学院印制 第 10 脚：为数码管的 g 端控制脚，来控制数码管的 g 点的亮灭。 在本设计中数码管与单片机的连接如图 所示。 单片机的 P0 口为数据输出口，接到两个的数码管的相同接口， — 为控制端，分别 选择 在某一个瞬间是哪个数码管工作。 图 显示电路图 功率驱动电路设计 本设计的加热电阻丝的驱动电路 采用的是继电器驱动形式，因为继电器驱动与晶闸管形式驱动相比有可靠性高，成本低，不易损坏，电路简单等优点。 因此本设计采用继电器驱动形式。 本设计的驱动电路如图 所示。 毕 业 论 文 正 文 第 17页 哈尔滨职业技术学院印制 图 继电器驱动电路 毕 业 论 文 正 文 第 18页 哈尔滨职业技术学院印制 第 3章 软件设计 由于整个系统软件比较复杂，为了便于编写、调试、修改和增删，系统程序的编制适合采用模块化的程序结构，故要求整个控制系统软件由许多独立的小模块组成，它们之间通过软件接口连接，遵循模块内数据关系紧凑，模块间数据关系松散的原则，将各功能模块组织成模块化的软件结构。 系统的软件主要由主程序模块、数据采集模块、数据处理模块、控制算法模块等组成。 主模块的功能是为其余几个模块构建整体框架及初始化工作；数据采集模块的作用是将数字量采集并储存到存储器中；数据处理模块是将采集到的数据进行一系列的处理，其中最重要的是 将采集回的数字信号转换为实际温度的 程序：控制算法模块完成控制系统的运算并且输出控制量。 主程序模块 主程序模块要做的主要工作是上电后对系统初始化和构建系统整体软件框架，其中初始化包括对单片机的初始化、 数码管的 初始化等。 然后等待温度设定，判断 是否温度设定 完成 ，若 温度设定已完成则 系统 继续正常 运行，则依次调用各个相关模块，循环控制直到系统停止运行。 主程序模块的程序流程图如图 31 所示。 毕 业 论 文 正 文 第 19页 哈尔滨职业技术学院印制 注： 详细 部分子程序详见附录 2 的 /* 主程序 */函数； /*系统初始化程序 */。 N Y 图 31 主程序流程图 开始 读温度设定值 等待 数据采集 温度显示 比较 运算 控制输出 系统初始化 温度是否被设 温度设定完成 温度是否达到设定 值 更改 N Y Y N Y N 毕 业 论 文 正 文 第 20页 哈尔滨职业技术学院印制 数据采集和显示模块 数据采集模块的任务是负责温度信号的采集以及将采集到的数字量提供给单片机。 AT89C2051 通过控制 DS18B20 读取实时温度，然后，通过 P0 口送到两位数码管进行显示。 数据采集模块的程序流程图如图 所示 ，显示程序设计框图 如图 所示。 图 32 数据采集模块程序流程图 开始 结果保存 返回 毕 业 论 文 正 文 第 21页 哈尔滨职业技术学院印制 N N Y 图 显示程序设计框图 注： DS18B20 和数码管显示的子程序设计详见附录 2 的 /*DS18B20 程序： */ /*数码管显示程序： */ 输入模块 键盘选择程序扫描方式工作，利用 CPU 在完成其它工作的空闲时间中，调用键盘扫描子程序，来处理键的输入要求。 在执行键功能处理程序时， CPU 不再响应其它键输入要求 [9]。 键盘处理子程序流程图如图 所示 ： 开始 两位数码管初始化 返回 清除显示 送显示位置 送显示数据 判断是否达到显示次数 毕 业 论 文 正 文 第 22页 哈尔滨职业技术学院印制 图 键盘程序设计框图 注：键盘模块部分子程序详见附录 2 的 /* void anjianjianche() */ 开 始 有键闭合 找到闭合键 延时去键抖动 扫描键盘 键值计算 闭合键释 放 结 束 建立有效标志 建立无效标志 N Y N Y N Y 延时去抖动 毕 业 论 文 正 文 第 23页 哈尔滨职业技术学院印制 第 4 章 调试与仿真 调试 本设计的调试主要分为硬件调试，软件调试和综合调试三部分，以下对其做具体的讲解。 硬件调试 由于本设计采用的是由工厂代工制作的成品 PCB 板为焊接平台，所以在本设计的硬件调试上并没有花费太多的时间，当电路板焊接完成后，首先对电路板进行了一次目检，看看是否有焊盘漏焊和虚焊。 当检查完成时发现一处虚焊后进行二次焊接进行补救。 目检完成后又对电路进行了一次上电监测，对各引脚的电压都进行了测量，结果没有发现异 常。 基本检查完成后对电路板进行了一次实际程序实跑监测，像那些大公司一样在硬件焊接完成后要进行一次硬件检测程序的校验已发现有哪些硬件不能正常工作。 因此本设计也写了一个单独对硬件各部分检测的程序，当程序烧写完成后，对电路板进行了一次综合性的检查，结果发现电路板一切正常。 硬件调试结束。 毕 业 论 文 正 文 第 24页 哈尔滨职业技术学院印制 软件调试 本设计的软件调试采用的是模块化方式，分别把程序中的每一个子函数做相应的改动后单独烧入芯片后，观察其相应的表现，以此来判断此子函数是否能正常工作。 当每一个子程序检测完成后。 要将程序中体的写在一起来检查一下 是否存在个别子程序不兼容的情况，如果发现就予以改正。 至此本设计的软件调试也将告一段落。 综合性能调试 综合调试的目的是检测程序中的某些参数是否合理，如不合理将予以改正，还有为各个电路模块安装到现成的盒子内的适当位置。 例如在本设计中由于显示函数中的一个参数写的不合理，导致了当改变预定温度数值时，数码管不能及时的显示出预设的温度，发现了问题后予以改正，问题解决。 在电路模块的安装期间也遇到了问题，发现有些位置不能很可靠的安装到盒子内，后对盒子进行了改造，电路模块顺利的安装完成。 到此调试结。 毕 业 论 文 正 文 第 25页 哈尔滨职业技术学院印制 仿真 本设计的仿真是通过对人为的假的工作环境进行模仿来验证本设计的准确性和可靠性。 具体仿真如下：将设备接入 220 伏 50 赫兹的交流电，然后对设备进行具体的温度设定，大约将温度定在室温以上体温以下。 这时由于室温没有达到预定温度设定值，因此此时单片机控制的加热器具的驱动电路开始工作，继电器被吸合，加热指示灯点亮。 当用手摸住温度传感器后，由于体温高于温度设定值，所以单片机控制用于加热控制的继电器释放，加热器停止加热，同时停止加热的指示灯被点亮。 当手一开后加热器又开始处于加热状态。 说明本设 计可以满足我们正常的基本要求，达到了设计标准。 到此仿真结束。 毕 业 论 文 正 文 第 26页 哈尔滨职业技术学院印制 结 论 本设计使用的温度控制器结构简单、测温准确，具有一定的实际应用价值。 该智能温度控制器只是 DS18B20 在温度控制领域的一个简单实例，还有许多需要完善的地方，例如可以将测。