1、本科畢業(yè)設(shè)計200題目溫度測控系統(tǒng)的設(shè)計一溫度采集模塊學院物理與電子工程學院專業(yè)電氣工程及其自動化班級學號學生姓名指導(dǎo)教師完成日期2008年4月溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計-溫度采集模塊Design of Temperature Control System-Temperature Acquisition Module學生姓名：Student:指導(dǎo)教師：Advisor: Lecturer Zhou Muxun臺州學院物理與電子工程學院School of Physics & Electronic EngineeringTaizhou UniversityTaizhou, Zhejiang, China20

2、08年4月April 2008摘要溫度測控系統(tǒng)設(shè)計以AT89C51單片機作為其主控制芯片，可以完成 A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)處理，液晶顯示等功能。對構(gòu)成系統(tǒng)的各相關(guān)模塊的技 術(shù)和功能進行論述，全面地分析了系統(tǒng)的工作原理以及注意事項。系統(tǒng) 中增加了溫度采集測量電路，提高了測量的精度和保持了溫度的線性。 設(shè)計中的溫度控制策略采用PID控制，大大地提高了系統(tǒng)的控制精度， 很好地達到了設(shè)計要求。關(guān)鍵詞溫度；控制系統(tǒng)；單片機；液晶顯示AbstractTemperature measurement and control system designed to AT89C51 MCU as its main con

3、trol chip. It can complete A/D conversion, data processing, LCD functions. In this paper the technical and functional of all the system relevant modules are discussed, the working principle of the system is analyzed comprehensive, as well as attention to the matter. System Acquisition increased temp

4、erature measurement circuit, which improves the measurements accuracy and to maintain the temperatDesigH nethe temperature control strategy using PID control, the system will greatly improve the control precision and reach the design requirements very well.Key wordsTemperature; Control System; MCU;

5、Liquid Crystal Display目 錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 引言1 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 設(shè)計方案思路2 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 溫度測控系統(tǒng)的硬件設(shè)計2 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 3.1芯片介紹2 HYPERLINK l bookmark63 o Current Document AT89C51 單片機2 HYP

6、ERLINK l bookmark69 o Current Document ADC0809 轉(zhuǎn)換器3 HYPERLINK l bookmark73 o Current Document AD590溫度傳感器3 HYPERLINK l bookmark81 o Current Document 3.2溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計4鍵盤設(shè)置電路5 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document ADC0809 和 AT89C51 的接 口電路5AD590和采集電路和驅(qū)動電路63.2.4液晶顯示模塊7 HYPERLINK l bookmark88 o Current

7、Document 溫度測控系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)8 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 主程序設(shè)計8 HYPERLINK l bookmark95 o Current Document 鍵盤設(shè)置子程序10 HYPERLINK l bookmark119 o Current Document AD轉(zhuǎn)換子程序11液晶顯示子程序 12 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document PID控制模塊12 HYPERLINK l bookmark125 o Current Document 調(diào)試14 HYPERLINK l b

8、ookmark128 o Current Document 液晶顯示的調(diào)試14 HYPERLINK l bookmark131 o Current Document AD590測溫電路的調(diào)試14 HYPERLINK l bookmark137 o Current Document 主電路的調(diào)試 14 HYPERLINK l bookmark140 o Current Document 結(jié)論15參考文獻16 HYPERLINK l bookmark158 o Current Document 謝辭 17附件181.引言近年來，單片微型計算機以其強大的生命力飛速發(fā)展，在工業(yè)控制、智能儀器儀 表、智

9、能化設(shè)備和家用電器等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，因而引起了各行各業(yè)的極大關(guān) 注，有著廣闊的發(fā)展前景。單片機具有體積小、重量輕、耗能省、價格低、可靠性高 和通用靈活等優(yōu)點，因此也廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星定向、汽車火花控制、交通自動管理和微 波爐等專用控制上，它已滲透到諸多學科的領(lǐng)域，以及人們生活的各個方面1。而在 單片機的一個重要的領(lǐng)域，就有一種基于單片機的溫度控制系統(tǒng)。隨著工業(yè)的不斷發(fā) 展，對溫度測量的要求越來越高，測量的范圍也越來越廣，對溫度的控制技術(shù)的要求 也進一步加強。因此，溫度控制技術(shù)研究也是一個重要的研究課題。溫度測控系統(tǒng)是一個閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，它是用溫度傳感器將檢測到的實際溫度 A/D轉(zhuǎn)換，送入計

10、算機中，與設(shè)定值進行比較，得出偏差。對此偏差進行修正，從而 實現(xiàn)對溫度的控制。溫度測控系統(tǒng)在現(xiàn)實生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用，如倉庫存 儲、家禽養(yǎng)殖以及許多工業(yè)生產(chǎn)，都需要對環(huán)境溫度進行監(jiān)視和控制。有一種采用模糊控制來設(shè)計溫控系統(tǒng)囹，模糊控制技術(shù)是基于模糊集合理論發(fā)展 起來的一門前沿高新技術(shù)，具有精度高，響應(yīng)快，過度過程超調(diào)量小適應(yīng)性強，控制 規(guī)律簡單等特點，應(yīng)用日益廣泛。在國外，一種電子溫度控制系統(tǒng)專門運用于管道上的混合閥控制，對于它的環(huán) 增益控制單位至少大約要和混合閥的瞬時斜坡特性曲線成反比，而斜坡特性曲線是由 閥門的開放的瞬時值，以及冷和熱的補給溫度和混合溫度決定的，其控制精度要求很 高，

11、而且決定因素很多，可見該電子溫度控制系統(tǒng)的要求多高。另一種的溫度控制系 統(tǒng)是在其中加入中心恒溫器6，用于對電加熱和電冷卻設(shè)備進行控制，使設(shè)備在一定 區(qū)域內(nèi)，保持一定范圍內(nèi)的溫度，這種溫控系統(tǒng)的恒溫器非常多元化，它通過區(qū)域內(nèi) 的電力導(dǎo)體與控制器聯(lián)系，通訊，然后根據(jù)溫度狀況改變恒溫器的設(shè)定值。目前大多數(shù)溫度控制系統(tǒng)都具有溫度時延、控制精度不夠、智能程度低等缺點， 而單片機溫控系統(tǒng)可以很好的運用于實際的生活和生產(chǎn)中，同時投入也不大，成本低， 具有很好的實際運用價值，所以對于溫度控制系統(tǒng)的研究單片機溫控系統(tǒng)是個很好的 典范，也是主要的發(fā)展方向，同時加入一些先進的控制整定技術(shù)可以使其控制的精度 大大提高

12、，對未來的發(fā)展有很大的意義。設(shè)計方案思路溫度測控系統(tǒng)設(shè)計的基本思路是采用一個控制芯片，將采集進來的信號，進行放 大，調(diào)幅，濾波，最后通過A/D轉(zhuǎn)換后，輸入到控制芯片中，通過程序?qū)⒏鱾€模塊 連接起來，實現(xiàn)整套系統(tǒng)的功能?？梢姡刂菩酒倪x擇最重要。文獻9提出了以PLC作為控制器的加熱爐溫度控 制系統(tǒng)設(shè)計方案，實現(xiàn)了加熱爐電阻絲兩端的電壓和加熱爐溫度的控制。PLC具有抗 干擾強，穩(wěn)定性高，可靠性好等特點，但是其控制精度不高，且成本較高，不容易進 行試驗，實用性不強。而單片機相比PLC有成本低，功耗低，功能強等優(yōu)勢，方便 進行試驗和研究，課題采用單片機作為控制芯片。測量溫度有很多傳感器。如熱電偶的測

13、溫范圍廣，但靈敏度較低；熱敏電阻靈敏 度高，但工作溫度范圍較窄。而集成溫度傳感器利用了半導(dǎo)體PN結(jié)電流電壓特性和 溫度的相關(guān)性，與熱電偶、熱敏電阻相比，具有輸出線性好，測溫精度較高的優(yōu)點。 課題采用AD590作為溫度傳感器。A/D轉(zhuǎn)換芯片的選擇ADC0809，該芯片帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以 及微處理機兼容的控制邏輯的CMOS組件，可以與單片機直接接口。最后整體方案是用 AD590采集溫度，經(jīng)過采集電路放大，濾波之后，通過 ADC0809轉(zhuǎn)換，輸入單片機AT89C51，經(jīng)過程序處理最后直觀的呈現(xiàn)在液晶上。溫度測控系統(tǒng)的硬件設(shè)計3.1芯片介紹AT89C51 單片機Atmel公司的AT8

14、9C51是一種低功耗、高性能的片內(nèi)含有4kB快閃可編程/擦除 只讀存儲器(FPER-OM)的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存儲器技術(shù) 制造，并且與80C51引腳和指令系統(tǒng)完全兼容10。AT89C51具有40管腳，有P0，P1，P2，P3四個主要I/O口，每個口都分為八位， 其中以P3口功能最強大，是單片機的主要功能口，AT89C51的引腳圖如圖1所示：FL 口 FL 口 Fl. 1 Pl. 2 PIB 3 P i . 4 P J B 5 P I. ti PI. 7 RST Rxm p & u CTXO5I P 3- 1 fTWTth ? 3. 2 P3, 3 4 (7 1 P，. 5

15、 (W PJL 缶 (inVP& T KTAL2 OAL1 必；9P0_ 眼pn.1/ cmpo.mm P0_ 3/PEL 本/PO_ S7AIO* p”. 6/ rmm PD. t/VPPA.LE/Pff P2- 6/(Al4 FL 5/ (Al 孫 P2. + P2, M/ (Al h2w i / (A-y 】 F2. E 而)圖1 AT89C51的引腳圖ADC0809 轉(zhuǎn)換器ADC0809是一種8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，帶8個模擬量輸入通道，芯片內(nèi)有通道地址譯碼鎖存器，有輸出三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器，啟動信號為脈沖啟動方式，每個通道的 轉(zhuǎn)換大約為100四S，可以與單片機直接接口。ADC0809的

16、引腳圖如圖2所示:IN3IN2IN4INIIN.5INO1NGAIN7BSTCKOCALE1X5切OEECLKD5vccT1VREJF +DOND VREF-DID21314126T10 11 T120 19 Tr 1715ZS27棗2?24232221圖2 ADC0809的引腳圖ADC0809可處理8路模擬量輸入，有三態(tài)輸出能力，既可與各種微處理器相連，也可單獨工作。多路開關(guān)可選通8個模擬通道IN0IN7,允許8路模擬量分時輸入，共 用 A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖存器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。3.1.3 AD590溫度傳感

17、器AD590是美國AD公司研制的一種電流式集成溫度傳感器11。其直流工作電壓為 +4V到+30V，當電源電壓由5V向10V變化時，其電流變化僅為0.2pAZ V，最佳使用溫度范圍-55C+150C，在此測溫范圍內(nèi)，測量誤差為0.5C，測量分辨率為0.1C。AD590的主要特性：具有良好的線性和互換性，測量精度高，并具有消除電源波動的特性12。僅需+4V到+30V的直流工作電壓，不需要傳送器、濾波器和線性化電路等。具有優(yōu)良的干擾抑制比，只需很小的功率(115mW)。電源電壓漂移和波紋不敏感。電氣上耐用，可承受+44 V正向電壓，+20V反向電壓，不必擔心管腳接錯。AD590管腳排列如圖3所示：圖

18、3 AD590管腳排列圖3 AD590管腳排列3.2溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計總體框圖如圖4所示，以單片機系統(tǒng)為核心，通過溫度傳感器AD590將溫度信 號轉(zhuǎn)換為電流信號，放大后，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809將送進來的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù) 字信號后送到單片機處理，并將采集的溫度值與鍵盤設(shè)定的溫度值進行比較，通過內(nèi) 部的程序處理，將最后的結(jié)果顯示在液晶上。圖4 系統(tǒng)總體框圖圖4 系統(tǒng)總體框圖主要模塊：AD590采集測溫模塊，ADC0809和AT89C51的A/D轉(zhuǎn)換和主控制 模塊，液晶顯示模塊。為了增強系統(tǒng)的抗干擾性，各模塊獨立制板。3.2.1鍵盤設(shè)置電路圖5鍵盤與單片機的接口鍵盤與單片機的接口電路如圖5

19、所示，對于鍵盤的設(shè)置較簡單，直接加在主模塊 電路中，四個按鈕的作用分別為讀取當前溫度，讀取設(shè)定溫度，增高設(shè)定溫度，減低 設(shè)定溫度。控制鍵盤可以改變閾值。ADC0809 和 AT89C51 的接口電路。r跆FOZ.-r123 1|yggZ71距J23dr跆FOZ.-r123 1|yggZ71距J23d5.11將1325 1Jt-l-2JN-flJH-JDIDCFTAKTZTALJXTAL2 龍吁叫 k-cjwhP3.srriP3.1*TDP3.MXTI P3JMDTTQ3BUfyaDD-AADCBADD-CALESTARTALC/PKiG P3.*TwD EAATpi-m DrRKD ET/VP

20、EEl-UBLE START CLuCEl圖6 ADC0809和AT89C51的接口電路圖ADC0809和AT89C51的接口電路如圖6所示，單片機和ADC0809進行接口是一種常見的單片機接口電路13, ADC0809可以將8通道的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，按般的方法是先寫入一次某一模擬信號的地址，查詢ADC0809的EOC信號看其是否轉(zhuǎn)換 完成，如果轉(zhuǎn)換完成了，就可以得到其數(shù)字。當?shù)刂匪嫘盘朅LE為高電平時，C、B、A三條線上的數(shù)據(jù)送入ADC0809內(nèi)部 的地址鎖存器中，經(jīng)過譯碼器譯碼后選中某一通道。當ALE=0時，地址鎖存器處于鎖 存狀態(tài)，模擬開關(guān)始終與剛才選中的輸入通道接通。當IN0通

21、道的模擬量到達ADC0809 時，并不是馬上開始A/D轉(zhuǎn)換，只有當轉(zhuǎn)換信號START出現(xiàn)下降沿時才啟動A/D轉(zhuǎn)換， 當START到達上升沿時，對ADC0809進行復(fù)位。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，必須使ADC0809的允許輸出控制端OE為高電平，打開三態(tài)輸 出鎖存器，單片機才能讀到A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。一路的模擬量輸入，選擇IN0,通道地址線A，B，C全部接地。8位的數(shù)字量輸出 和AT89C51的？0口八位相連，EOC-A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號和AT89C51的P3.3相連即外部中 斷1，采用74LS74的雙。觸發(fā)器來構(gòu)成二分頻電路，ADC0809的A/D轉(zhuǎn)換過程在時鐘 信號的協(xié)調(diào)下進行。ADC0809的時鐘信號由

22、CLOCK端送入。3.2.3 AD590和采集電路和驅(qū)動電路圖7 AD590采集測量電路AD590采集測量電路如圖7所示，溫度傳感器采用AD590，之后連接由運算放 大器OP07構(gòu)成的跟隨器，以提高輸出負載能力。要得到輸出電壓與實際采集到的 溫度成線形比，必須對信號進行降壓和放大。對跟隨器的輸出信號經(jīng)過一級反向放 大，再經(jīng)過一級反向求和降壓，可以提高精度，使整個溫度范圍內(nèi)保持良好的線性。電路的計算過程如下： TOC o 1-5 h z 0CxC 日寸U 1 = 273.2 - 273.2 + 尤(mv)(1)U =-%* U(2)2 R 1 7U =-攵 *(-12)(3)5U 4 =-土*(

23、U2 + U 3)(4)9則：U 4 = 10U 1 - 2.732(5)其中：電位器R7為10K,調(diào)節(jié)電位孫8,使為2.732V，電位器R“為10K。驅(qū)動電路用紅綠發(fā)光二極管模擬加熱和降溫。紅燈表示加熱，綠燈表示降溫。3.2.4液晶顯示模塊圖8液晶顯示電路液晶顯示電路如圖8所示，采用1602c液晶顯示，相比數(shù)碼管，液晶更直觀，程 序設(shè)計也較簡單，具有配置靈活，與單片機連接方便的特點。1602c液晶采用標準的 16腳接口，其中，3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度弱，接 地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時通過一個10K電位器 調(diào)整對比度，4腳：RS為寄存器選

24、擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指 令寄存器。5腳：RW為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。6 腳：E端為使能端，E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。714腳： D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線，通過一個十孔插槽，通過數(shù)據(jù)線與單片機的P1 口相連。溫度測控系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)軟件采用c語言編寫，c語言屬于高級語言，具有通俗易懂，修改方便，語句簡 單等優(yōu)點，在單片機的編程語言中C語言的運用很成熟，也很廣泛。課題中控制策略 采用PID控制。PID控制，實際中也有?1和PD控制。PID控制就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利 用比例、積分、微分計算出控制量進行控制14。本系統(tǒng)PID算法由仿真

25、軟件實現(xiàn)，增量PID算法的優(yōu)點是編程簡單，數(shù)據(jù)可以遞 推使用，占用存儲空間少，運算快15。4.1主程序設(shè)計主程序流程圖如圖9所示，程序一開始進行初始化，液晶清屏，使兩個發(fā)光二極 管處于滅的狀態(tài)，之后設(shè)置并啟動AD轉(zhuǎn)換以及鍵盤掃描，檢測是否有鍵按下，并分 析。當設(shè)置溫度的鍵按下，程序轉(zhuǎn)到溫度設(shè)置子程序中運行，鍵盤掃描完后，對溫度 進行采樣，將采集的電壓經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的溫度值，在液晶上顯示，最后 將采集的溫度和設(shè)置的溫度進行比較，若采集的溫度比設(shè)置的溫度高，綠燈亮，反之， 紅燈亮。主程序段如下：void main()EPIN=0;/*程序初始化*/lcdreset(); ST=0;/*啟

26、動AD轉(zhuǎn)換*/OE=0;. while(1) keyscan();/*調(diào)用鍵盤子程序*/t0=i; if(count=200)/*采集兩百次再求平均值*/ count=0; temp=temp/200; temp=temp*2; t0=t0*10; if(tt0)/*采集設(shè)置的溫度進行比較，比設(shè)置的溫度低，紅燈亮*/ led1=0; led2=1; /*否則，綠燈亮*/else led2=0; led1=1; 主程序完成A/D轉(zhuǎn)換的功能，以及調(diào)用鍵盤用來設(shè)置溫度的值，最后處理采集 到的數(shù)據(jù)，并與設(shè)置的溫度值進行比較確定紅綠燈的亮滅情況。4.2鍵盤設(shè)置子程序鍵盤設(shè)置子程序流程圖如圖10所示:首先

27、進行按鍵和單片機的端口設(shè)置，1鍵的功能是實現(xiàn)溫度加功能，2鍵是實現(xiàn) 溫度減功能，3鍵和4鍵是實現(xiàn)設(shè)置溫度和采集溫度顯示界面轉(zhuǎn)換的功能。程序段如下:Keyscan ()key1=1;key2=1;if(key1=0)key1=1;key2=1;if(key1=0)while(key1=0);i+；if(i=100) i=0;/*端口的設(shè)置*/*鍵按下*/*鍵盤設(shè)置溫度*/if(key2=0)key2=1;delay(20);/*延時*/if(key2=0)while(key2=0);if(i=0) i=9;else i-;4.3 AD轉(zhuǎn)換子程序AD轉(zhuǎn)換子程序流程圖如圖11所示:圖11 AD轉(zhuǎn)換子

28、程序流程圖程序段如下：ST=0;/*啟動AD轉(zhuǎn)換*/OE=0;ST=1;ST=0;while(EOC=0);/*轉(zhuǎn)換結(jié)束*/OE=1;/*處理數(shù)據(jù)*/count+;temp=temp+P0;OE=0;ST=1;ST=0;4.4液晶顯示子程序液晶顯示子程序流程圖如圖12所示:流程圖圖12流程圖圖12液晶顯示子程序液晶顯示子程序如下：display1()/*完成顯示設(shè)置的溫度的功能*/lcdwda1(0 x03,i/10+0 x30);/* 顯示數(shù)據(jù)的處理*/lcdwda1(0 x04,i%10+0 x30);lcdwda1(0 x05,C);display2()/*完成顯示采集的溫度的功能*/l

29、cdwda1(0 x04,t/100%10+0 x30);lcdwda1(0 x05,t/10%10+0 x30);lcdwda1(0 x06,.);lcdwda1(0 x07,t%10+0 x30);lcdwda1(0 x08,c);temp=0;4.5 PID控制模塊PID控制采用Simulink進行仿真，系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是1/(5s+1)，其Simulink仿 真圖如圖13所示：圖13圖13系統(tǒng)仿真圖PID參數(shù)的整定采用臨界比例法，先將積分和微分斷開，單調(diào)節(jié)比例環(huán)節(jié)，調(diào)節(jié)WWW比例值直到系統(tǒng)運行平穩(wěn)。仿真曲線如圖14所示:WWW0d-2-3-4501020304050 GO 70 QQ 9

30、0100圖14系統(tǒng)穩(wěn)定圖根據(jù)臨界邊界法整定參數(shù)計算表，算出P，I，D的參數(shù)值加入到上述系統(tǒng)中再進行整定得到最后的整定曲線，如圖15所示:1.51.4QBae1.51.4QBaeo.z圖15整定后的曲線PID控制器參數(shù)整定采用的是臨界比例法。利用該方法進行PID控制器參數(shù)的整 定步驟如下：（1）首先預(yù)選擇一個足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作；（2）僅加入比例控制 環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時的比例放大系數(shù)和臨界振 蕩周期；（3）在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數(shù)。5.調(diào)試5.1液晶顯示的調(diào)試液晶顯示出數(shù)據(jù)后，能直觀了解電路是否正常。在調(diào)試過程中，首先遇到了液晶

31、只能背光燈亮，而不能顯示數(shù)據(jù)。最先考慮到硬件問題，通過查找資料和用儀器測量， 發(fā)現(xiàn)液晶有幾根線接錯，在原來的電路上將接錯的線接對后，再次進行試驗，發(fā)現(xiàn)可 以正常顯示數(shù)據(jù)，于是將液晶顯示模塊重新制板。隨后又發(fā)現(xiàn)無數(shù)據(jù)顯示，再次檢查 硬件和軟件均無問題，這時想到了亮度的問題，于是耐心的調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)屏 幕亮了出現(xiàn)了數(shù)據(jù)。5.2 AD590測溫電路的調(diào)試由于AD590的增益有偏差，同時電阻也有誤差，因此必須對電路進行調(diào)整。為 了獲取準確的溫度值，分別在0C（冰水混合物）、100C （沸水）和36.5C （人體 溫度）進行溫度定標。具體步驟是：（1）把AD590放于冰水混合物中，調(diào)節(jié)電位器R1，

32、使得跟隨器輸出電壓為 273.2mV。依次調(diào)節(jié)R7、R8，使得運放U2、U3的輸出為-2.732V和2.732V。（2）將AD590放入沸水中，調(diào)節(jié)電位器R11，使得U4輸出為1V。（3）同理進行36.5C使得定標。這樣就保證了 AD590的準確性，在特殊的溫度點的溫度，這個過程是很費時間 也需要耐心，這個調(diào)試的關(guān)鍵就是放大電路的穩(wěn)定性，和運放的性能，OP07為低失 調(diào)電壓、低失調(diào)電流和低漂移的超低失調(diào)運算放大器，其增益和共模抑制比高，噪聲 小，是一種通用性強的運算放大器。在調(diào)試的過程中沒有遇到什么大問題，順利的完 成了調(diào)試。5.3主電路的調(diào)試主電路的調(diào)試是最后也是最重要的環(huán)節(jié)，主電路的調(diào)試主

33、要是看看A/D轉(zhuǎn)換是 否成功，還有鍵盤電路，主要的功能是否可以實現(xiàn)。先把液晶和主電路連接起來，有 了液晶，能更直觀的了解調(diào)試是否成功。然后將采集電路連接起來，為了防止AD590 參數(shù)產(chǎn)生誤差，先不接上AD590O將采集端輸入一個電壓值，程序經(jīng)過多次修改，沒有問題后，輸入單片機接通電 源進行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)液晶上顯示的數(shù)值和預(yù)想的值有偏差，于是想到是程序的設(shè)計上數(shù) 據(jù)處理這一塊沒處理好。接著完善了程序之后再調(diào)試，終于成功了，說明A/D轉(zhuǎn)換 沒有問題。再進行鍵盤電路的檢查，同樣的方法先軟件，以軟件檢查硬件的問題。經(jīng) 過幾次的調(diào)試，最后按鍵能成功的設(shè)置預(yù)想的數(shù)值并且可以在液晶上顯示出來。紅綠 發(fā)光二極管也

34、能按要求產(chǎn)生亮滅現(xiàn)象。6.結(jié)論本設(shè)計經(jīng)過自己的努力和指導(dǎo)老師的悉心教導(dǎo)，基本功能都能完成，按鍵可以設(shè) 置溫度值并能轉(zhuǎn)換顯示采集的溫度和設(shè)置溫度界面。通過控制AD590這端的溫度，液 晶上的數(shù)值也會隨著變化。并且當采集的溫度高于設(shè)置的溫度時，綠燈亮，表示要降 溫處理；而低于設(shè)置的溫度時，則紅燈亮，表示可以繼續(xù)加熱。但是還存在一些小問 題，其中有PID控制這一塊沒有做到很完美，于是檢測的溫度精確度不是非常高，但 是基本上誤差不大。希望這個課題在以后能更得到很大的改善，能進一步的完美的采集溫度以及控制 溫度，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展對于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性的要求不斷的提高， 對其方案要求不斷的簡化

35、，實用，靈敏度要高，以后人們對于溫度控制系統(tǒng)的研究也 不斷加深?；趩纹瑱C的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計具有功能強、成本低、元件少、可靠性 好、抗干擾性強、簡單易行、具有實效性、使用范圍廣等特點。另外對于數(shù)據(jù)量要求 不大和工作環(huán)境比較惡劣的數(shù)據(jù)存儲也具有良好參考價值和推廣前景。參考文獻龍澤明，顧立志等.MCS-51單片機原理及工程應(yīng)用M.北京：國防工業(yè)出版社，2005 劉昭斌.利用單片機實現(xiàn)溫度智能控制J.石油化工自動化，2004， (4)，52-54盧流發(fā)，杜婷.基于單片機的溫度監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)J.電子工程師，2005, (31)， 63-65周奕辛，于艷春.模糊控制在溫度控制系統(tǒng)中的研究和應(yīng)用J.儀器

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37、控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)J.信息技木與信息化，2006, (3)， 78-80宋樂鵬.基于PLC控制的加熱爐溫度控制系統(tǒng)J.可編程控制器與工廠自動化(PLC FA)， 2007，(5)，70-72敬嵐，朱海君一等.基于AT89C51的自動測量和控制系統(tǒng)設(shè)計J.儀表技術(shù)與傳感器，2004, (12),35-37凌振寶，王君等.集成溫度傳感器原理及應(yīng)用J.傳感器世界，2002，8(9)，29-32逢玉臺，王團部.集成溫度傳感器AD590及其應(yīng)用J.國外電子元器件，2002，(7)，22-24王新輝.ADC0809，8155應(yīng)用在MCS-51單片機系統(tǒng)中的問題J.電腦開發(fā)與應(yīng)用，2003， 16(11)，

38、38-39宋逢春，孟紅莉等.PID參數(shù)的設(shè)定調(diào)節(jié)J.電工技術(shù)，2007，(10)，49-50劉綠山，劉建群等.基于AT89S52單片機的溫度控制系統(tǒng)J.微計算機信息，2007, (17)，98-100謝辭本次畢業(yè)設(shè)計在指導(dǎo)老師和學校領(lǐng)導(dǎo)的幫助下能圓滿的畫上句號，要感謝學校給 我們提供了很好的設(shè)計環(huán)境和條件，讓我們能夠安心的進行設(shè)計研究。也感謝學院在 精神上和物質(zhì)上的大力支持。首先衷心地感謝我的指導(dǎo)老師周慕遜，是他的悉心指導(dǎo)讓我度過一個個難關(guān)，同 時孜孜不倦的幫我解答了大量的疑問，感謝他在實驗過程中耐心的指導(dǎo)，以及為我們 提供寶貴的建議，以及一些比較難得卻又十分重要的資料，使我們的設(shè)計能夠順利地 進行。然后還要感謝那些指導(dǎo)過我編程序的同學，沒有他們的幫忙，很難在上個學期就 能完成的我的畢業(yè)設(shè)計，感謝他們在做自己的畢業(yè)設(shè)計之余抽出時間幫我，讓我學到 了很多東西。這次畢業(yè)設(shè)計是對我們大學四年所學知識的一種鍛煉和提高，讓我無愧于大學四 年的學習，最后再一