一、單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的組成及工作原理

在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，對溫度控制系統(tǒng)的要求，主要是保證溫度在一定溫度范圍內(nèi)變化，穩(wěn)定性好，不振蕩，對系統(tǒng)的快速性要求不高。以下簡單分析了單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計過程及實(shí)現(xiàn)方法?，F(xiàn)場溫度經(jīng)溫度傳感器采樣后變換為模擬電壓信號，經(jīng)低通濾波濾掉干擾信號后送放大器，信號放大后送模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)輸入的溫度控制范圍通過繼電器控制加熱設(shè)備完成溫度的控制。本系統(tǒng)的測溫范圍為0℃～99℃，啟動單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)后首先按下第一個按鍵開始最低溫度的設(shè)置，這時數(shù)碼管顯示溫度數(shù)值，每隔一秒溫度數(shù)值增加一度，當(dāng)滿足用戶溫度設(shè)置最低值時再按一下第一個按鍵完成最低溫度的設(shè)置，依次類推通過第二個按鍵完成最高溫度的設(shè)置。然后溫度檢測系統(tǒng)根據(jù)用戶設(shè)定的溫度范圍完成一定范圍的溫度控制。

二、溫度檢測的設(shè)計

系統(tǒng)測溫采用AD590溫度傳感器，AD590是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。它的主要特性如下：

1、流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)；即：，式中：Ir—流過器件（AD590）的電流，單位為mA；T—熱力學(xué)溫度，單位為K。

2、AD590的測溫范圍為-55℃～+150℃；

摘要：單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、成本低、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)，可以說，智能控制與自動控制的核心就是單片機(jī)。目前，一個學(xué)習(xí)與應(yīng)用單片機(jī)的高潮在全社會大規(guī)模地興起。學(xué)習(xí)單片機(jī)的最有效方法就是理論與實(shí)踐并重，本文用80C51單片機(jī)自制了一個溫度控制系統(tǒng)，重點(diǎn)介紹了該系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及編程方法。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)、溫度傳感器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器

一、單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的組成及工作原理

在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，對溫度控制系統(tǒng)的要求，主要是保證溫度在一定溫度范圍內(nèi)變化，穩(wěn)定性好，不振蕩，對系統(tǒng)的快速性要求不高。以下簡單分析了單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計過程及實(shí)現(xiàn)方法。現(xiàn)場溫度經(jīng)溫度傳感器采樣后變換為模擬電壓信號，經(jīng)低通濾波濾掉干擾信號后送放大器，信號放大后送模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)輸入的溫度控制范圍通過繼電器控制加熱設(shè)備完成溫度的控制。本系統(tǒng)的測溫范圍為0℃～99℃，啟動單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)后首先按下第一個按鍵開始最低溫度的設(shè)置，這時數(shù)碼管顯示溫度數(shù)值，每隔一秒溫度數(shù)值增加一度，當(dāng)滿足用戶溫度設(shè)置最低值時再按一下第一個按鍵完成最低溫度的設(shè)置，依次類推通過第二個按鍵完成最高溫度的設(shè)置。然后溫度檢測系統(tǒng)根據(jù)用戶設(shè)定的溫度范圍完成一定范圍的溫度控制。

二、溫度檢測的設(shè)計

系統(tǒng)測溫采用AD590溫度傳感器，AD590是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。它的主要特性如下：

一、單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的組成及工作原理

在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，對溫度控制系統(tǒng)的要求，主要是保證溫度在一定溫度范圍內(nèi)變化，穩(wěn)定性好，不振蕩，對系統(tǒng)的快速性要求不高。以下簡單分析了單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計過程及實(shí)現(xiàn)方法?，F(xiàn)場溫度經(jīng)溫度傳感器采樣后變換為模擬電壓信號，經(jīng)低通濾波濾掉干擾信號后送放大器，信號放大后送模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)輸入的溫度控制范圍通過繼電器控制加熱設(shè)備完成溫度的控制。本系統(tǒng)的測溫范圍為0℃～99℃，啟動單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)后首先按下第一個按鍵開始最低溫度的設(shè)置，這時數(shù)碼管顯示溫度數(shù)值，每隔一秒溫度數(shù)值增加一度，當(dāng)滿足用戶溫度設(shè)置最低值時再按一下第一個按鍵完成最低溫度的設(shè)置，依次類推通過第二個按鍵完成最高溫度的設(shè)置。然后溫度檢測系統(tǒng)根據(jù)用戶設(shè)定的溫度范圍完成一定范圍的溫度控制。

二、溫度檢測的設(shè)計

系統(tǒng)測溫采用AD590溫度傳感器，AD590是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。它的主要特性如下：

1、流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)；即：，式中：Ir—流過器件（AD590）的電流，單位為mA；T—熱力學(xué)溫度，單位為K。

2、AD590的測溫范圍為-55℃～+150℃；

1概述單片機(jī)技術(shù)

單片微型計算機(jī)，也就是我們常說的單片機(jī)，它是指一種集合了CPU、RAM、ROM、I/O接口和終端系統(tǒng)等部件一體式計算機(jī)。這種計算機(jī)擁有小巧的外觀和強(qiáng)大的功能。在電源和晶振的共同作用下，單片機(jī)可以快速并且精準(zhǔn)的處理需要處理的各種數(shù)字信息。從單片機(jī)這些年的發(fā)展過程分析，單片機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展和集成電路技術(shù)的聯(lián)系十分緊密。相比較于一般的計算機(jī)來看，單片機(jī)不僅體積小、能耗低，而且具有很高的性價比。單片機(jī)的主要作用是可以對工作條件做出改善和對工作效率進(jìn)行提升等等。當(dāng)工作任務(wù)比較危險時，就可以使用單片機(jī)對危險系數(shù)進(jìn)行把控，使其降低。

2溫度控制系統(tǒng)設(shè)計中單片機(jī)的應(yīng)用分析

2.1溫度控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)組成及開發(fā)。就溫度自動控制系統(tǒng)而言，功率控制及溫度測量為其硬件組成非常重要的兩個部分。在設(shè)計溫度控制系統(tǒng)的時候，單片機(jī)一般會被選為主機(jī)。在配備好兩路傳感變送器、多路開關(guān)、D/A轉(zhuǎn)換器、V/I轉(zhuǎn)換器等這些部件以后，溫度控制系統(tǒng)就可以發(fā)揮出控制系統(tǒng)溫度的功能了。之前我們了解到，單片機(jī)同時擁有準(zhǔn)確性、可靠性和安全性等特點(diǎn)，所以溫度控制系統(tǒng)的主機(jī)使用單片機(jī)，能夠最大程度的對溫度控制系統(tǒng)的可靠性和安全性做出保障。在溫度測量部分這個硬件構(gòu)成部分當(dāng)中，將信號通過既定方式轉(zhuǎn)換為電路：根據(jù)不同的控制對象選用相對應(yīng)的溫度傳感器，從而將物理信號，通過傳感器轉(zhuǎn)化為電信號，便于8051單片機(jī)進(jìn)行處理。電路通過信號進(jìn)行處理：通過傳感器的轉(zhuǎn)化，從而產(chǎn)生的電信號，通常來說為較小的電壓信號，由于控制器精度有其既定的范圍，不可能直接到達(dá)A/D，所以說就要對較小的電壓信號進(jìn)行適當(dāng)放大。該系統(tǒng)利用了電路圖如下的程控差分放大器。見圖1。程控差分放大器A3，其主要是利用AD844；差分放大器和傳感器的匹配以及小信號的測量精度，通過前置放大器A1產(chǎn)生改變；其射級跟隨器A2，有效的將差分放大器及D/A的緩沖和匹配得以實(shí)現(xiàn)；所有數(shù)控基準(zhǔn)電壓源其輸出電壓最大不得超過2.5V，是因為小于1.2V的基準(zhǔn)電壓源獲得較為困難，所以說將16位D/A轉(zhuǎn)換器MAX542組合成為所需的數(shù)控基準(zhǔn)源，2.5V/216≈0.04mV為其最小分辨率；差分放大器其放大的倍數(shù)根據(jù)傳感器所輸出的電壓信號范圍進(jìn)行確定，這樣，所有程控可變增益差分放大器得以產(chǎn)生。采用此程控放大電路，使得傳統(tǒng)程控放大器的缺點(diǎn)得以克服，同時還有很多有點(diǎn)，如容易控制、精度較高等，所以說整個系統(tǒng)的各類精度都有了非常顯著的提升。一般來說，溫度自動控制系統(tǒng)，其軟件算法是通過τ（對象的純滯后時間）/Tm(對象的慣性時間常數(shù))來進(jìn)行確定，通常情況下，若使用PID算法進(jìn)行控制時，則τ/Tm需小于0.5；使用達(dá)林算法進(jìn)行控制時，則τ/Tm需大于0.5。在該系統(tǒng)的使用過程當(dāng)中，不同的控制對象可采用不同的算法進(jìn)行，所以說該控制系統(tǒng)，其靈活性大幅度提升。因為在工業(yè)控制其過程當(dāng)中，純滯后性、非線性是很多被控對象的普遍特點(diǎn)，若采用PID算法進(jìn)行控制，要想使其控制能力良好則較為困難，所以說本篇文章對達(dá)林算法進(jìn)行重點(diǎn)研討，利用達(dá)林算法，能夠使純滯后性以及非線性對象的控制達(dá)到理想的效果。2.2提高溫度控制系統(tǒng)的工作效能。上文中，我們對目前溫度控制系統(tǒng)中進(jìn)行溫度控制的方式進(jìn)行了列舉，它們主要包括三種，分別是閉環(huán)控制系統(tǒng)、引用FPGA/CPLD技術(shù)和單片機(jī)與高精度傳感器的方式。前兩種方式的缺點(diǎn)包括建造成本高、維護(hù)難度大和實(shí)用性差等。然而如果把單片機(jī)和高精度傳感器結(jié)合到一起，這些缺點(diǎn)就可以被彌補(bǔ)了。隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，溫度控制系統(tǒng)中使用單片機(jī)來發(fā)揮溫度控制的作用，所消耗的經(jīng)費(fèi)會比較少。另外，使用單片機(jī)處理各種信息，還能夠提高處理數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。從系統(tǒng)維護(hù)方面來看，溫度控制系統(tǒng)中選擇單片機(jī)也比較便利，通常來看，只要能夠做到日常維護(hù)核心處理部分就足夠了。2.3實(shí)現(xiàn)軟件功能。在目前大多數(shù)的溫度控制系統(tǒng)開發(fā)過程中，都是使用C語言、C++語言、C#語言等計算機(jī)編程語言，這樣才能夠發(fā)揮出預(yù)期功能。同時，計算機(jī)語言還可以幫助溫度控制系統(tǒng)對主要功能進(jìn)行分模塊的管理。在生產(chǎn)溫度控制系統(tǒng)的時候，主程序通常會優(yōu)先操作單片機(jī)收集到的數(shù)據(jù)，然后以這些數(shù)據(jù)作為判斷的依據(jù)，進(jìn)而幫助我們選擇需要的子程序。同時，這些被轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)會被傳送到單片機(jī)。隨后，單片機(jī)就會以十秒一次的速度操控溫度信息，然后對這些信息進(jìn)行實(shí)時處理。得到對比分析的結(jié)果以后，溫度控制系統(tǒng)就會自己做出調(diào)節(jié)。這樣一來，溫度控制系統(tǒng)的最主要的功能就可以達(dá)成了。我們可以從此溫度控制系統(tǒng)的構(gòu)成部分看出，此設(shè)計最顯著的特點(diǎn)是其具有良好的開放性，這樣，在軟硬件的重新配置及功能擴(kuò)展方面更加方便，與此同時，其應(yīng)用系統(tǒng)也可靈活的進(jìn)行構(gòu)造。

3結(jié)語

通過文中的分析，我們不難發(fā)現(xiàn)，單片機(jī)對于溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)來說，應(yīng)用價值巨大。那些傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)解決不了的難題，單片機(jī)技術(shù)都可以通過自身性能所發(fā)揮出來的優(yōu)勢進(jìn)行規(guī)避。在工業(yè)工程設(shè)計過程中引入類似于單片機(jī)技術(shù)這類的高效計算機(jī)技術(shù)，能夠為我國的工業(yè)工程發(fā)展提供重要推動力。

摘要：單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、成本低、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)，可以說，智能控制與自動控制的核心就是單片機(jī)。目前，一個學(xué)習(xí)與應(yīng)用單片機(jī)的高潮在全社會大規(guī)模地興起。學(xué)習(xí)單片機(jī)的最有效方法就是理論與實(shí)踐并重，本文用80C51單片機(jī)自制了一個溫度控制系統(tǒng)，重點(diǎn)介紹了該系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及編程方法。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)、溫度傳感器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器

一、單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的組成及工作原理

在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，對溫度控制系統(tǒng)的要求，主要是保證溫度在一定溫度范圍內(nèi)變化，穩(wěn)定性好，不振蕩，對系統(tǒng)的快速性要求不高。以下簡單分析了單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計過程及實(shí)現(xiàn)方法?，F(xiàn)場溫度經(jīng)溫度傳感器采樣后變換為模擬電壓信號，經(jīng)低通濾波濾掉干擾信號后送放大器，信號放大后送模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)輸入的溫度控制范圍通過繼電器控制加熱設(shè)備完成溫度的控制。本系統(tǒng)的測溫范圍為0℃～99℃，啟動單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)后首先按下第一個按鍵開始最低溫度的設(shè)置，這時數(shù)碼管顯示溫度數(shù)值，每隔一秒溫度數(shù)值增加一度，當(dāng)滿足用戶溫度設(shè)置最低值時再按一下第一個按鍵完成最低溫度的設(shè)置，依次類推通過第二個按鍵完成最高溫度的設(shè)置。然后溫度檢測系統(tǒng)根據(jù)用戶設(shè)定的溫度范圍完成一定范圍的溫度控制。

二、溫度檢測的設(shè)計

系統(tǒng)測溫采用AD590溫度傳感器，AD590是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。它的主要特性如下：

人工智能發(fā)展的大環(huán)境下，企業(yè)用人單位對畢業(yè)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊協(xié)作能力都提出了新的要求。重視對高職院校學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高他們的就業(yè)競爭力，培養(yǎng)高技術(shù)技能型人才，既是時展的需要，又是高職教育恒久不變化的話題。把培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力作為教育教學(xué)的主要方向，改變原有的教學(xué)觀念［1］，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，鼓勵學(xué)生開動腦筋去探索、去研究，激發(fā)他們的創(chuàng)造性和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)團(tuán)隊協(xié)作和實(shí)踐動手能力，讓課堂教學(xué)在創(chuàng)新社團(tuán)延續(xù)下去，鼓勵和支持大學(xué)生盡早參與科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和社會實(shí)踐等創(chuàng)新活動，為學(xué)生今后的成長成才做好引導(dǎo)和鋪墊作用。

1創(chuàng)新社團(tuán)簡介

大學(xué)生電子設(shè)計創(chuàng)新社團(tuán)的建立以鍛煉和提升學(xué)生的綜合能力為出發(fā)點(diǎn)，是以學(xué)生開展專業(yè)技能活動、開啟頭腦風(fēng)暴、碰撞思維火花、鍛煉自身研究探索能力、溝通協(xié)調(diào)能力和人際交往能力為主要宗旨，立足于提升學(xué)生的專業(yè)技能和自我管理、自主學(xué)習(xí)的能力，以項目任務(wù)為載體，按照項目要求教師進(jìn)行有針對性的知識點(diǎn)分解講授，充分發(fā)揮老生帶新生、小組討論學(xué)習(xí)的模式方法，讓學(xué)生直接參與到每個項目的設(shè)計、選型、制作、調(diào)試中。教師最終根據(jù)電路功能狀態(tài)以及其他標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行評定。一個學(xué)期完成一定數(shù)量的設(shè)計項目，期末時候進(jìn)行綜合考察評定，選出優(yōu)秀學(xué)員進(jìn)行鼓勵鞭策。每個項目以一定的周期為限，學(xué)生在有關(guān)知識點(diǎn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，自主的查找資料、分頭研究仿真模擬測試結(jié)果、討論涉及項目的方案、器件材料的選擇，查找項目的最新資料信息，查閱項目已有的傳統(tǒng)方案，加以推敲研究改進(jìn)創(chuàng)新，設(shè)計出更為優(yōu)異的東西，為各類電子設(shè)計大賽、今后的畢業(yè)設(shè)計、進(jìn)入更高一個層次學(xué)校的學(xué)習(xí)或者踏入工作崗位以后從事開發(fā)設(shè)計提供鍛煉培養(yǎng)的機(jī)會，這是建立學(xué)生創(chuàng)新社團(tuán)的主要目標(biāo)，也同時解決了學(xué)院各級各類技能競賽的參賽組隊、參賽成績等的實(shí)際問題。大學(xué)生電子設(shè)計創(chuàng)新社團(tuán)最為注重的是學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新研究的過程。不斷提高學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和組織實(shí)施能力。鼓勵學(xué)生在專業(yè)課程的學(xué)習(xí)過程中，從自身所長與興趣出發(fā)，積極參與實(shí)驗實(shí)踐活動，引導(dǎo)學(xué)生探索、研究和創(chuàng)新［2］，提出自己的創(chuàng)新觀點(diǎn)與見解。同時為了加強(qiáng)學(xué)生對社團(tuán)的主人翁意識，在項目經(jīng)費(fèi)的使用問題上讓學(xué)生也參與進(jìn)來。對自己做的每個項目做費(fèi)用預(yù)算，嚴(yán)格規(guī)劃社團(tuán)經(jīng)費(fèi)的開支，公開賬目明細(xì)，對社團(tuán)每年的開支做相應(yīng)的預(yù)算，學(xué)會在自由支配的基礎(chǔ)上統(tǒng)籌規(guī)劃，老師既能夠起到統(tǒng)籌管控的作用又能夠給學(xué)生一定程度的自由發(fā)揮空間，讓學(xué)生自己做社團(tuán)的主人，不僅鍛煉學(xué)生金錢管理能力和資金規(guī)劃能力，更激發(fā)了他們的積極主動性［3］，充分發(fā)揮他們的聰明才智，為今后學(xué)生踏入工作崗位或自主創(chuàng)業(yè)、自我生活規(guī)劃奠定基礎(chǔ)。

2實(shí)例說明

根據(jù)所在高職院校創(chuàng)新社團(tuán)的實(shí)際實(shí)施過程，選擇以《太陽能熱水器溫控系統(tǒng)》項目設(shè)計為例，簡單闡述學(xué)習(xí)教學(xué)流程。太陽能熱水器溫控制系統(tǒng)是一個比較典型的檢測控制應(yīng)用電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對水溫的檢測、信號處理、以及實(shí)現(xiàn)水溫加熱的控制系統(tǒng)。教師評分標(biāo)準(zhǔn)就以整體功能實(shí)現(xiàn)狀況、精準(zhǔn)度和誤差率如何以及是否滿足檢測、控制的要求來判定。課前，學(xué)生自主選題或教師指定項目內(nèi)容，選擇了應(yīng)用較為廣泛的太陽能熱水器中溫控系統(tǒng)為本次項目的課題，該項目涉及知識點(diǎn)包括:《模擬電子技術(shù)與應(yīng)用》中要講授的電源電路、報警指示電路;《單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用》中涉及的主控電路;《數(shù)字電子技術(shù)與應(yīng)用》中的數(shù)碼顯示電路制試點(diǎn)內(nèi)容;以及其他包括傳感器等可以讓學(xué)生自我搜集材料、自主學(xué)習(xí)、自我拓展的相關(guān)知識點(diǎn)內(nèi)容。課中，不同課程的專任教師將相關(guān)知識點(diǎn)給學(xué)生進(jìn)行講授提點(diǎn)。如《單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用》任課教師將書本材料中的傳統(tǒng)芯片8051及構(gòu)成的主控電路相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行介紹，并留一定拓展內(nèi)容和思路給學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生查找相關(guān)資料和手冊對比傳統(tǒng)的80C51、80S52芯片，選用較為先進(jìn)、編程靈活、控制簡單的新型主控芯片，讓學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識的前提下更重要的是根據(jù)自身的不同學(xué)習(xí)能力和理解能力選擇最合適的進(jìn)行學(xué)習(xí);《模擬電子技術(shù)與應(yīng)用》老師將常見的電源電路結(jié)構(gòu)原理和報警指示電路進(jìn)行總結(jié)概括分享，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)際項目的要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和修正;每個教師的課時根據(jù)內(nèi)容量有所不用，《數(shù)字電子技術(shù)與應(yīng)用》老師也根據(jù)項目內(nèi)容將課本材料中的LED、LCD的構(gòu)造和原理進(jìn)行講授指導(dǎo)，讓學(xué)生學(xué)會選擇適當(dāng)?shù)娘@示設(shè)備。課外，學(xué)生在對該項目有一定程度的了解和掌握基礎(chǔ)上，查找相關(guān)文獻(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資料，消化老師所講授的每個環(huán)節(jié)的知識點(diǎn)內(nèi)容，同時進(jìn)行拓展創(chuàng)新，并且根據(jù)項目需要自主學(xué)習(xí)選擇市面上比較成熟的溫度傳感器DS18B20采集溫度變化信號，之后進(jìn)行電路圖的設(shè)計及仿真，利用仿真軟件調(diào)整電路的設(shè)計中可能出現(xiàn)的線路故障、電容電阻等元器件參數(shù)選擇不合適等狀況;在此基礎(chǔ)上學(xué)生采購元器件或在已有的元器件倉庫中尋找自己需要的合適元件進(jìn)行實(shí)物制作安裝;實(shí)物制作完成之后通過燒錄編譯控制算法觀察最終調(diào)試結(jié)果;對控制精度要求較高的同學(xué)則會不斷地對算法進(jìn)行研究和改進(jìn)，在這過程中，學(xué)生提升了自己的設(shè)計和邏輯能力。個別同學(xué)制作的太陽能熱水器溫度控制系統(tǒng)的實(shí)物電路板，還緊密聯(lián)系社會實(shí)際，創(chuàng)新地提出了多機(jī)通信接口，為完善的人機(jī)交互界面提供了可能。也有的同學(xué)在對主控芯片的選擇上進(jìn)行了一番調(diào)研，選用的核心主控芯片STC12C5410ADSOP28價格合適，功能完善。綜合學(xué)生的設(shè)計電路，在太陽能熱水器溫控系統(tǒng)這個項目中有顯著的三個設(shè)計的優(yōu)異之處，分別體現(xiàn)在:一、主控芯片的選擇。常見的溫度控制電路大多采用AT89系列作為控制芯片，社團(tuán)的章同學(xué)和其他兩名同學(xué)選用了STC12C5410ADSOP28單片機(jī)，該單片機(jī)對傳統(tǒng)8051系列的功能具有良好的兼容性，同時還有具有諸如功耗低、價格低廉、抗干擾能力強(qiáng)、易于開發(fā)、實(shí)現(xiàn)在線編程容易等的優(yōu)點(diǎn)。二、電源電路的設(shè)計。在我們常見的電路中電源電路常采用交直流轉(zhuǎn)換的整流穩(wěn)壓電路，但是這種結(jié)構(gòu)要求固定安裝，并且占空間而且笨重，不利于電路系統(tǒng)的整體安裝和調(diào)試。在陸同學(xué)和其他幾名同學(xué)的控制電路電路中，他們選用了已廣泛應(yīng)用于手機(jī)、便攜式電腦等的USB接口供電，USB供電體積小、重量輕、便于攜帶，調(diào)試和操作起來也很方便便捷，并且接口及數(shù)據(jù)線的通用性好，是一個供電電路的不錯選擇。三、數(shù)碼顯示電路及按鍵電路的設(shè)計。傳統(tǒng)的電路中常常采用矩陣鍵盤方式設(shè)計鍵盤控制電路部分，通過軟件編程實(shí)現(xiàn)數(shù)碼顯示。而鍵盤往往數(shù)量多、所占面積較大。創(chuàng)新社團(tuán)的孫同學(xué)和其他幾位同學(xué)設(shè)計的控制系統(tǒng)則完全不同，他們通過將單片機(jī)上的數(shù)模轉(zhuǎn)換I/O端口直接連接數(shù)碼顯示，同時設(shè)定了兩個按鍵控制溫度調(diào)節(jié)，大大縮小了電路板的面積，簡化了電路結(jié)構(gòu)，使電路的集成度得到了較大地提高［4］?？梢园l(fā)現(xiàn)，在這些細(xì)小的改進(jìn)上學(xué)生們動了腦筋，也花了心思，只有通過大量的資料查找閱讀和理解才能夠有這么出彩的設(shè)計創(chuàng)新，這樣的舉動就已經(jīng)達(dá)到了創(chuàng)新社團(tuán)建設(shè)的根本目的。

3總體設(shè)計構(gòu)造舉例

[論文關(guān)鍵詞]單片機(jī)溫度控制

[論文摘要]以單片機(jī)為基礎(chǔ)，分別以轎車溫控系統(tǒng)和貯液容器溫控系統(tǒng)為例，闡述單片機(jī)在溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用原理。

一、單片機(jī)在貯液容器溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用

該系統(tǒng)中以貯液容器溫度為被控參數(shù)，蒸汽流量為控制參數(shù)，輸入貯液容器冷物料的初溫為前饋控制，構(gòu)成前饋一反饋控制系統(tǒng)。發(fā)揮前饋控制和反饋控制的各自優(yōu)勢，將可測而不可控的干擾由前饋控制克服，其他干擾由反饋控制克服，從而達(dá)到控制貯液容器溫度。滿足工藝要求的目的。

（一）硬件設(shè)計。選單片機(jī)AT89C51為主機(jī)，配以兩路傳感變送器、多路開關(guān)、A／D轉(zhuǎn)換器、D／A轉(zhuǎn)換器、V／I轉(zhuǎn)換器、調(diào)節(jié)閥等實(shí)現(xiàn)對貯液容器溫度的自動控制，同時還設(shè)有報警電路、鍵盤和顯示電路。系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時，貯液容器的溫度恒定在工藝要求的數(shù)值不變。當(dāng)冷物料的初始溫度與其設(shè)定值相比發(fā)生變化時，如果變化很小，將完全由前饋控制來克服這一變化給系統(tǒng)帶來的影響；如果變化大，前饋控制不能完全克服這一變化給系統(tǒng)帶來的影響，反饋控制則開始動作。當(dāng)冷物料的初始溫度不變，而由其他干擾引起貯液容器的溫度發(fā)生變化時，只有反饋控制動作，最終使系統(tǒng)重新達(dá)到穩(wěn)態(tài)。

1．前向通道的設(shè)計

[論文關(guān)鍵詞]單片機(jī)溫度控制

[論文摘要]以單片機(jī)為基礎(chǔ)，分別以轎車溫控系統(tǒng)和貯液容器溫控系統(tǒng)為例，闡述單片機(jī)在溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用原理。

一、單片機(jī)在貯液容器溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用

該系統(tǒng)中以貯液容器溫度為被控參數(shù)，蒸汽流量為控制參數(shù)，輸入貯液容器冷物料的初溫為前饋控制，構(gòu)成前饋一反饋控制系統(tǒng)。發(fā)揮前饋控制和反饋控制的各自優(yōu)勢，將可測而不可控的干擾由前饋控制克服，其他干擾由反饋控制克服，從而達(dá)到控制貯液容器溫度。滿足工藝要求的目的。

（一）硬件設(shè)計。選單片機(jī)AT89C51為主機(jī)，配以兩路傳感變送器、多路開關(guān)、A／D轉(zhuǎn)換器、D／A轉(zhuǎn)換器、V／I轉(zhuǎn)換器、調(diào)節(jié)閥等實(shí)現(xiàn)對貯液容器溫度的自動控制，同時還設(shè)有報警電路、鍵盤和顯示電路。系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時，貯液容器的溫度恒定在工藝要求的數(shù)值不變。當(dāng)冷物料的初始溫度與其設(shè)定值相比發(fā)生變化時，如果變化很小，將完全由前饋控制來克服這一變化給系統(tǒng)帶來的影響；如果變化大，前饋控制不能完全克服這一變化給系統(tǒng)帶來的影響，反饋控制則開始動作。當(dāng)冷物料的初始溫度不變，而由其他干擾引起貯液容器的溫度發(fā)生變化時，只有反饋控制動作，最終使系統(tǒng)重新達(dá)到穩(wěn)態(tài)。

1．前向通道的設(shè)計

【摘要】

本文介紹了一種空調(diào)機(jī)溫度控制系統(tǒng)。本溫度控制系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)收集數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)對溫度的調(diào)控。主要過程如下：利用傳感器將非電量信號轉(zhuǎn)換為電信號，轉(zhuǎn)換后的電信號再進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，傳送給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并向外圍設(shè)備輸出控制信號。由LED實(shí)時顯示被控溫度及設(shè)定溫度，使系統(tǒng)應(yīng)用更加方便、直觀。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)調(diào)試

緒論

單片機(jī)利用大規(guī)模集成電路技術(shù)把中央處理器和數(shù)據(jù)存儲器（RAM）、程序存儲器（ROM）及其他I/O通信口集成在一塊芯片上，構(gòu)成一個最小的計算機(jī)系統(tǒng)。而現(xiàn)代的單片機(jī)則加上了中斷單元、定時單元及A/D轉(zhuǎn)換等更復(fù)雜、更完善的電路，使得單片機(jī)的功能越來越強(qiáng)大，應(yīng)用更廣泛。

第1章單片機(jī)空調(diào)控制系統(tǒng)

摘要：智能魚缸控制系統(tǒng)以STC89C51單片機(jī)作為核心控制模塊，與BT04-A藍(lán)牙模塊、電源模塊、光照模塊、增氧模塊、恒溫模塊、自動換水模塊、按鍵模塊、數(shù)碼顯示及報警模塊相結(jié)合，完成對魚缸的精確控制，使水族有更好的生存環(huán)境。通過溫度傳感器實(shí)時采集魚缸水溫，并由數(shù)碼管顯示，以便隨時直觀方便地掌握魚缸的溫度狀況；同時系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)增氧、增強(qiáng)光照、自動換水、自動投食功能。系統(tǒng)設(shè)計了兩種控制方式，一是手機(jī)app藍(lán)牙控制，二是按鍵控制。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；藍(lán)牙技術(shù)；手機(jī)APP

1系統(tǒng)總體設(shè)計

智能魚缸控制系統(tǒng)主要由電源模塊、主控制模塊、藍(lán)牙模塊、光照模塊、增氧模塊、恒溫模塊、自動換水模塊、按鍵模塊、數(shù)碼顯示及報警模塊組成。智能魚缸控制系統(tǒng)框圖如圖1所示。本文設(shè)計的智能魚缸控制系統(tǒng)，主要由硬件和軟件兩部分組成。其中硬件由電源模塊、主控制模塊、藍(lán)牙模塊、光照模塊、增氧模塊、恒溫模塊、自動換水模塊、按鍵模塊、數(shù)碼顯示及報警模塊組成。軟件是在KeilC編程環(huán)境中用C語言編程實(shí)現(xiàn)。通過手機(jī)APP或按鍵操作可對智能魚缸控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)增氧、恒溫、自動換水和增強(qiáng)光照功能，從而確保魚生活在舒適的環(huán)境中。通過溫度傳感器實(shí)時監(jiān)測魚缸水溫，當(dāng)水溫超出魚生存的最佳溫度范圍時，溫度報警模塊會發(fā)出告警，并自動開啟加熱或降溫功能，直至溫度達(dá)到所設(shè)范圍。同時，該系統(tǒng)還具有自動投食功能。

2系統(tǒng)電路設(shè)計

2.1主控制模塊