楊婧芳++祁惠梅

摘 要：科技的進(jìn)步導(dǎo)致人們對(duì)溫度的要求也發(fā)生了非常大的轉(zhuǎn)變。在實(shí)現(xiàn)溫度控制的過(guò)程中，借助單片機(jī)進(jìn)行是一種主流方案。研究表明，采用這種當(dāng)時(shí)，不僅能夠?qū)囟冗M(jìn)行合理的控制，滿足用戶的需求，還有助于推進(jìn)單片機(jī)的發(fā)展，為企業(yè)帶來(lái)更大的利益。因此，在近些年，引入單片機(jī)科學(xué)的控制溫度成為解決生產(chǎn)中溫度問(wèn)題，提升產(chǎn)業(yè)效益的關(guān)鍵。文章結(jié)合實(shí)際，闡釋單片機(jī)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 溫度控制系統(tǒng) 開發(fā) 應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)中常常需要對(duì)溫度這個(gè)參數(shù)進(jìn)行控制，所以研究溫度控制系統(tǒng)具有深遠(yuǎn)的意義，如今關(guān)于溫度的控制更是應(yīng)用到養(yǎng)殖業(yè)之中，例如：豬舍溫度，孵化室溫度等，為了保證某種環(huán)境下溫度的適宜，要做好溫度控制系統(tǒng)的研制和探究工作，進(jìn)而保證工作效益，提高經(jīng)濟(jì)收益。當(dāng)前以AT89C51為核心的溫度控制系統(tǒng)比較常用，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)很好的溫度控制，在選擇溫度傳感器時(shí)DS18B20比較常用，利用所測(cè)量的溫度值與預(yù)先設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較，溫度較低則要啟動(dòng)加熱裝置，溫度較高則要啟動(dòng)制冷裝置。本文就是基于單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，使溫度控制更加有效。

1、單片機(jī)概述

單片機(jī)最早被稱作微型計(jì)算機(jī)。它主要是借助ROM、RAM等等多個(gè)元件構(gòu)成的一個(gè)綜合系統(tǒng)。鑒于其體積相對(duì)較小，并且在較小的提及之內(nèi)蘊(yùn)含著較大的能量。因此，單片機(jī)被廣泛的運(yùn)用于農(nóng)業(yè)、化工。機(jī)械、醫(yī)學(xué)以及生活等等諸多方面。在現(xiàn)代工業(yè)化中運(yùn)用單片機(jī)能夠使外用電源和晶振效用，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有序的處理，進(jìn)而達(dá)到控制溫度的效果。通過(guò)這種模式，可以為企業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)便利，將企業(yè)的資源更加廣泛的運(yùn)用于生產(chǎn)當(dāng)中，降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，增加能源利用率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在長(zhǎng)期的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，借助單片機(jī)進(jìn)行溫度控制，能夠使單單片機(jī)在各行各業(yè)中綻放出異樣的風(fēng)采。

2、單片機(jī)的型號(hào)選擇與系統(tǒng)框架

2.1 單片機(jī)型號(hào)的選擇

在整個(gè)溫控系統(tǒng)中，單片機(jī)的型號(hào)至關(guān)重要，要求所選擇的單片機(jī)具有高性價(jià)比、高內(nèi)存、運(yùn)行速度快等特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)多次的實(shí)驗(yàn)認(rèn)證，由ATMEL生產(chǎn)的AT89C51單片機(jī)擁有4k字節(jié)可編程閃速程序存儲(chǔ)器，鎖定三級(jí)程序存儲(chǔ)器，內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器大，共有128×8位，具備上述所要求的條件，是構(gòu)造溫度控制系統(tǒng)的理想選擇。

2.2 傳感器的選擇

在溫度傳感器的選擇上，本文重點(diǎn)討論采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，采用此傳感器對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。DS18B2可以適用3.0V到5.5V的電壓，電壓范圍適用較廣，也可以由數(shù)據(jù)線供給電源；通訊便利，單線接口即可實(shí)現(xiàn)雙向通信；支持多點(diǎn)組網(wǎng)測(cè)溫功能，多個(gè)DS18B20可并聯(lián)在唯一的三線上進(jìn)行溫度的測(cè)量；可以測(cè)量的溫度范圍為零下55℃至125℃；分辨率高，可編程的分辨率為9至12位，測(cè)溫精度較高。

2.3 系統(tǒng)框架的構(gòu)建

本系統(tǒng)主要包含了數(shù)據(jù)采集、電路驅(qū)動(dòng)、溫度設(shè)置、顯示以及單片控制等多個(gè)模塊。本系統(tǒng)的工作流程如下：由數(shù)據(jù)模塊實(shí)時(shí)采集溫度數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)傳送給單機(jī)片，數(shù)據(jù)信息經(jīng)單機(jī)片處理后再傳送至顯示模塊，將信息顯示出來(lái)。設(shè)置模塊的主要作用是提前預(yù)定溫度，即為預(yù)定溫度，在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，當(dāng)檢測(cè)到系統(tǒng)溫度低于預(yù)定溫度時(shí)，單機(jī)片立即自動(dòng)控制電路，運(yùn)行加熱程序，加熱電路，同時(shí)會(huì)有警報(bào)聲提醒溫度出現(xiàn)異常；當(dāng)檢測(cè)到的溫度達(dá)到預(yù)定的溫度時(shí)便會(huì)停止加熱，系統(tǒng)開始正常運(yùn)行。

3、單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

3.1 硬件系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

在溫度控制系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)選用單片機(jī)作為核心控制器件，由單片機(jī)控制多種轉(zhuǎn)換器、傳感變送器以及多路開關(guān)實(shí)現(xiàn)溫度控制。另外，為了使系統(tǒng)更加具體，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)還可以增加其他電路設(shè)計(jì)，例如為了避免電路遭到破壞，可以應(yīng)用報(bào)警電路提醒溫度已經(jīng)超出界限范圍；還可以外加顯示電路，實(shí)現(xiàn)更為直觀的觀測(cè)溫度；應(yīng)用鍵盤輸入設(shè)定溫度值，可以根據(jù)不同場(chǎng)合對(duì)于溫度的要求而重新設(shè)定，使溫控系統(tǒng)可以用于多個(gè)場(chǎng)所。

3.2 溫度檢測(cè)的開發(fā)與應(yīng)用

在進(jìn)行溫度檢測(cè)時(shí)經(jīng)常會(huì)選用熱電偶傳感器，因?yàn)檩^其他傳感器比較，熱電偶傳感器不但價(jià)格較低，而且精度要更高一些，反應(yīng)速度也很快，測(cè)量范圍也比較廣，綜合來(lái)看性價(jià)比較高，所以應(yīng)用比較實(shí)用。但是熱電偶傳感器存在一個(gè)缺點(diǎn)，就是它輸出電壓信號(hào)在幾毫伏到幾十毫伏之間，十分微弱，所以在使用熱電偶傳感器時(shí)一般都會(huì)搭配放大電路使用，通常運(yùn)用熱電偶調(diào)理模板可以實(shí)現(xiàn)這一要求。另外，要使用冷端補(bǔ)償法保證熱電偶在使用時(shí)提供恒定不變的溫度。

3.3 軟件開發(fā)與應(yīng)用

單片機(jī)進(jìn)行編程來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的語(yǔ)言主要是C語(yǔ)言，應(yīng)用循環(huán)查詢的方式顯示和控制溫度，首先要對(duì)模塊進(jìn)行初始化，之后調(diào)用讀取溫度、處理溫度、顯示溫度等模塊的程序，實(shí)現(xiàn)溫度的控制，主程序的作用就是通過(guò)調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)讀取溫度、顯示溫度、啟動(dòng)溫度控制模塊等。軟件處理之后，熱電偶測(cè)量到的溫度值會(huì)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路的處理，變?yōu)閿?shù)字，再經(jīng)過(guò)單片機(jī)借口傳送到單片機(jī)內(nèi)部。根據(jù)對(duì)比結(jié)果的不同，系統(tǒng)通過(guò)程序自動(dòng)控制升溫系統(tǒng)和降溫系統(tǒng)工作，如果測(cè)量溫度與設(shè)定溫度之間差距較大，則要達(dá)到兩者平衡則需要一段時(shí)間，所以要執(zhí)行截?cái)喙δ埽谶@段時(shí)間內(nèi)，溫度修正，逐漸與設(shè)定溫度平衡。由此可知，溫控系統(tǒng)的軟件開發(fā)是系統(tǒng)的控制核心，硬件工作由軟件編程控制。

4、結(jié)論

基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，該系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)、有效和精確檢測(cè)溫度的特點(diǎn)，還可以預(yù)設(shè)溫度并對(duì)此進(jìn)行調(diào)節(jié)溫度調(diào)控，能夠滿足人們對(duì)于溫度越來(lái)越高的要求。該系統(tǒng)因低成本、高精度、操作靈活而備受人們的關(guān)注，市場(chǎng)前景十分廣闊。

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