基于單片機應用的溫度控制器指導老師：顧振飛答辯人：王凱翔專業班級：11014P南京信息職業技術學院目錄概述

溫度控制系統總體設計硬件系統設計軟件系統設計結束語致謝概述隨著社會的進步和工業技術的發展，人們越來越重視溫度對產品的影響，許多產品對溫度范圍要求嚴格，目前市場上普遍存在的問題有溫度信息傳遞不及時、精度不夠的缺點，不利于工業控制者根據溫度變化及時做出決定。在這樣的形式下，開發一種實時性高、精度高的溫度采集系統就很有必要。本文敘述了用STC12C5A60S2單片機作為控制器，用NTC熱敏電阻制作的溫度傳感器實現溫度測量，該方案根據熱敏電阻隨溫度變化而變化的特性，采用串聯分壓電路單片機采集熱敏電阻的電壓，通過A/D轉換將模擬量電壓信號轉換成數字量電壓信號，同時用PID算法計算出PWM占空比來控制加熱時間。經過查表轉換得到溫度值，控制數碼管實時顯示溫度值并用LED燈報警。

溫度控制系統總體設計如上圖所示將采集的溫度T轉換為Rt,根據電路圖進行分壓得到電壓信號U，此時通過AD采集轉換輸送到MCU單片機，再進行反饋回去通過對半查表法得到溫度T，在數碼管上實時顯示溫度值。本次實驗的被測溫度原件為NTC熱敏電阻，我們知道熱敏電阻是隨著溫度變化電阻從而變化的，所以我們只需要對電阻進行檢測就能反映出溫度變化了。由于單片機不能直接識別非電量，所以又要將電阻轉化為電壓信號才能被AD轉換器采集,采集的信號就能發送給單片機處理了。通過用PID算法，PWM（脈沖寬度控制）和對半查表法就能實現溫度的控制及上下限報警，并將溫度值顯示在數碼管上。下圖為溫度控制模塊。

將電阻信號轉化為電壓信號公式：U=5×Rt/(10K+Rt)，三極管起放大作用。那么怎么根據電壓信號反饋回去檢測溫度呢？公式Rt=10(5-u)/u，當算出電阻值后，就能根據溫度特性表對半查表法檢測溫度。硬件系統設計STC12C5A60S2單片機最小系統由STC12C5A60S2單片機及其時鐘和復位電路組成，是整個控制部分的核心。該單片機是宏晶科技生產的單時鐘/機器周期的單片機，指令代碼完全兼容傳統8051，但速度快8-12倍，提供Flash程序存儲器60kByte，1kByte的EEPROM，片上集成1280ByteRAM。工作電壓3.5-5.5V，內部集成MAX810專用復位電路，擁有4個定時器，2個串口，2路PWM，8路高速10位A/D轉換，ISP/IAP，內置看門狗電路，外部掉電檢測電路等。STC12C5A60S2的最小系統包括復位電路和時鐘電路，復位電路有上電復位、按鍵復位、看門狗等復位方式，本設計采用按鍵復位方式。在單片機的X1、X2引腳之間加上11.0592MHZ的晶振，并通過20pF左右的電容接地為單片機提供工作時鐘。其最小系統如圖下圖所示。STC12C5A60S2單片機按鍵有矩陣鍵盤和獨立式鍵盤兩種形式。由于本設計中所需要的按鍵并不多，所以采用獨立鍵盤就能夠滿足本次設計所需，而且節約硬件電路、操作方便。根據選用原則：以最少的按鍵，實現盡可能多的功能。該系統有7個顯示畫面，畫面的切換需要按鍵完成，并且系統需要設定溫度值，因此根據所需功能和要求，該系統采用的是4個獨立式按鍵，分別為MODE鍵、UP鍵、DN鍵和ENT鍵。MODE鍵功能為界面切換，ENT鍵為實時顯示鍵，UP鍵起數字加作用，DN起數字減功能。MODE鍵與單片機P20口相接，UP鍵與單片機P21口相接，DN鍵與單片機P22口相接，ENT鍵與單片機P32口相接，最終完成數碼管顯示畫面切換和溫度值設定功能。電路如下圖所示。

按鍵模塊顯示電路采用的是SM42036顯示器，該顯示器顯示的內容主要是溫度設定值和測量值，并設計為7個界面的顯示，界面切換由按鍵完成。顯示電路圖如下圖所示