基于单片机的单总线多点的温度控制论文.docx

摘 要 设计了一种以80C552单片机为核心的工件热处理控制系统。该系统以80C552单片机为核心，配以信号调理电路、温度采集单元、信号输出电路和键盘/显示单元等几个部分。工作时，通过温度传感器采集电炉温度产生的电压模拟信号，信号经放大、滤波送入80C552单片机进行处理后，控制电炉的电热丝功率的输出。实践结果表明，该控制系统设计方案合理可行，具有成本低廉，操作简便灵活，可靠性高等优点。关键词 80C552 热处理 温度控制目 录1 绪论 42 元件资料 5 2.1 芯片原理5 2.2 芯片介绍63 系统分析 11 3.1需求背景 113.2芯片选择 114 硬件设计12 4.1 protues仿真电路图 125 软件设计 13参考文献 14附录1 源代码 15附录2 元器件清单 26基于单片机的单总线多点温度控制绪论研究的意义随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。温度是工业对象中的一个重要的被控参数。然而所采用的测温元件和测量方法也不相同；产品的工艺不同，控制温度的精度也不相同。因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。随着国民经济的发展，人们需要对各中加热炉，热处理炉，反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便，简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。2、元件资料2.1 芯片原理系列单片机是采用高性能的静态80C51，设计由先进CMOS 工艺制造并带有非易失性Flash 程序存储器全部支持12 时钟和6 时钟操作。定时/计数器6 输入4 优先级嵌套中断结构1 个串行I/O 口可用于多机通信I/O 扩展或全双工UART以及片内振荡器和时钟电路。此外由于器件采用了静态设计可提供很宽的操作频率范围频率可降至0， 可实现两个由软件选择的节电模式空闲模式和掉电模式空闲模式冻结CPU， 但RAM 定时器串口和中断系统仍然工作。掉电模式保存RAM 的内容但是冻结振荡器导致所有其它的片内功能停止工作由于设计是静态的，时钟可停止而不会丢失用户数据运行可从时钟停止处恢复。表1.1 选型表80C51 核心处理单元4k 字节FLASH 89C51X28k 字节FLASH 89C52X216k 字节FLASH 89C54X232k 字节FLASH 89C58X2128 字节RAM 89C51X2256 字节RAM 89C52X2/54X2/58X2布尔处理器全静态操作12 时钟操作可选6 个时钟(通过软件或并行编程器)存储器寻址范围64K 字节ROM 和64K 字节RAM电源控制模式时钟可停止和恢复空闲模式掉电模式两个工作频率范围6 时钟模式时为0 到20MHz12 时钟模式时为0 到33MHzLQFP, PLCC 或DIP 封装扩展温度范围双数据指针3 个加密位4 个中断优先级6 个中断源4 个8 位I/O 口全双工增强型UART帧数据错误检测自动地址识别3 个16 位定时/计数器T0 T1 标准80C51 和增加的T2 捕获和比较可编程时钟输出异步端口复位低EMI (禁止ALE 以及6 时钟模式)掉电模式可通过外部中断唤醒2.2 芯片介绍表1.2 编号含义下表所示为操作模式电源电压以及最大外部时钟频率之间的关系表1.3 电压及时钟频率的关系表图1.1 框图(CPU)图1.2 逻辑符号图1.3 管脚功能表1.4 管脚描述表1.5 管脚描述(续)3、系统分析3.1需求背景本设计使用单片机作为核心进行控制。单片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别是体积小，重量轻，耗能低，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途。本系统所使用的单片机8052有128K的RAM，使温度控制大为简便。本设计采用8052作为主控制芯片。8052的接口电路有ADC0809等芯片。ADC0809为温度测量电路的输入接口。3.2元件选择AT89C52 ADC0809 LED SPEAK BUTTON4、硬件设计4.1仿真电路图LCD的控制端接在P2口，数据端口接在P0口，另外加了两个led灯，独立按键个。图1.4 protues仿真电路图5、软件设计void delay(int )延时函数提供硬件与源代码之间的同步此函数依据每条语句运行的时间来实现延时功能Void LCD_write_instruction(unsigned char ) 写指令函数将指令写入LCD中Void LCD_write_data(unsigned char ) 写数据函数 将数据写入LCD中void main( )主函数键盘的检测以及LCD的显示全在函数里。LCD每按一个键，会显示相应的信息反馈给操作者，该液晶可以直接用字符引用显示，不必自己取字模，并且移动的每个位置已规定好。参考文献：1 闫玉德 俞虹，MCS-51单片机原理与应用，机械工业出版社，2008年2 周鸣争 钱峰，微机原理与接口技术，电子科技大学出版社，2006年 附录1/*LCD模块/*LCD模块#define LCD_DATA P1 /LCD的数据口sbit LCD_BUSY=LCD_DATA7; /LCD忙信号位sbit LCD_RS=P20; /LCD寄存器选择sbit LCD_RW=P21; /LCD读写控制sbit LCD_EN=P22; /LCD使能信号void LCD_check_busy(void) /检测LCD状态 while(1) LCD_EN=0; LCD_RS=0; /指令寄存器通信 LCD_RW=1; /read data LCD_DATA=0xff; LCD_EN=1; /EN=1，执行当前操作 if(!LCD_BUSY)break; / D7=0，空闲 LCD_EN=0;void LCD_cls(void) /LCD清屏 LCD_check_busy(); LCD_RS=0; /指令寄存器通信 LCD_RW=0; /write data LCD_DATA=1; /D0=1，清屏 LCD_EN=1; LCD_EN=0; void LCD_write_instruction(unsigned char LCD_instruction) /写指令到LCD LCD_check_busy(); LCD_RS=0; LCD_RW=0; LCD_DATA=LCD_instruction; LCD_EN=1; LCD_EN=0; void LCD_write_data(unsigned char LCD_data) /输出一个字节数据到LCD LCD_check_busy(); LCD_RS=1; /数据寄存器通信 LCD_RW=0; LCD_DATA=LCD_data; LCD_EN=1; LCD_EN=0; void LCD_set_position(unsigned char x) /LCD光标定位到x处LCD_write_instruction(0x80+x); /0x000x27:第一行;0x400x67:第二行void LCD_printc(unsigned char lcd_data) /输出一个字符到LCD LCD_write_data(lcd_data);void LCD_prints(unsigned char *lcd_string) /输出一个字符串到LCD unsigned char i=0; while(lcd_stringi!=0x00) /0x00:字符串结束符 LCD_write_data(lcd_stringi); i+; void LCD_initial(void) /初始化LCD LCD_write_instruction(0x3c);/D7D5=001:FUNCTION SET:8bit,2line,5*10dot LCD_write_instruction(0x0c);/D7D3=00001:ON/OFF:turn on display,no cursor, LCD_write_instruction(0x06);/D7D3=000001:ENTRY MODE:add.increment,no shift LCD_cls();/*LCD模块结束/*ADC0809.C主程序#includereg51.h#includelcd.h/0809各控制线sbit DOT=P17;sbit ST=P30; sbit OE=P31; sbit EOC=P32;/按键 sbit add=P37;sbit sub=P25;sbit set=P26;sbit enter=P27;/制冷/热开关sbit cold=P23;sbit hot=P24;unsigned char b6=0,0,0,0,0,0;/放现场温度和设置温度显示码 unsigned char channel=0xbc; /1011 1100，ABC110选择第三通道同时使ST=0，OE=0输出数据线呈高阻状态，EOC=1。unsigned int getdata,flag,count;/getdata：ad采样值；flag：温度符号；count：中断计数器 long int value;/ad数据转换值（电压）int temp,set_temp=28; /temp：现场温度；set_temp：设置温度（默认28）/延时void dely(n) unsigned int i; for(i=0;in;i+);/显示实际温度；入口参数=flag，temp；出口参数=温度的显示码bjvoid show_temp(unsigned int n)unsigned char j; b2=temp/10+0; b3=temp%10+0; if(n=1)/正温度 LCD_set_position(0x09);/从第一行第10列开始显示 LCD_prints(+); LCD_set_position(0x0a);/从第一行第11列开始显示 for(j=2;j4;j+) LCD_printc(bj); else /负温度 LCD_set_position(0x09);/从第一行第10列开始显示 LCD_prints(-); LCD_set_position(0x0a);/从第一行第11列开始显示 for(j=2;j4;j+) LCD_printc(bj); /显示设置温度，入口参数=set_temp；出口参数=温度的显示码bivoid show_set() unsigned char i; b4=set_temp/10+0; b5=set_temp%10+0; LCD_set_position(0x4a); for(i=4;i3)st_s=1;LCD_printc(st_s+0); if(sub=0)dely(100);if(sub=1)st_s-;if(st_s9)st_g=0;LCD_printc(st_g+0); if(sub=0)dely(100);if(sub=1)st_g-;if(st_g电压-温度/入口参数=getdata；出口参数=temp，flagvoid datap() value=getdata*196; b0=value/10000; /整数位 b1=(value-b0*10000)/1000; /第一小数位 if(b0set_temp)cold=1;hot=0; else if(temps