浴室水温控制系统设计

1、浴室水温控制系统设计 学院、系 XXX XXX 专业名称 XXXXXX 年 级 XXXXXX 学生姓名 XXXXXX 指导教师 XXXXXX浴室水温控制系统设计一、单片机简介(99期刊) 1.1 单片机的由来 单片机，专业名称Micro Controller Unit(微控制器件)，它是由大名鼎鼎的INTEL 公司发明的，最早的系列是MCS-48，后来有了MCS-51，现在还有MCS-96 系列，我们经常说的51 系列单片机就是MCS-51，它是一种8 位的单片机，而MCS-96 系列则是一种16 位的单片机。后来INTEL 公司把它的核心技术转让给了世界上很多的小公司，所以世界上就有许多公司

2、生产51 系列兼容单片机，目前在我国比较流行的就是美国ATMEL 公司的89C51，它是一种带Flash ROM 的单片机。1.2 MSC-51系列引脚图 1 VCC（40）：电源+5V。2 VSS（20）：接地，也就是GND。3 XTL1（19）和XTL2（18）：振荡电路。 单片机是一种时序电路，必须有脉冲信号才能工作，在它 的内部有一个时钟产生电路，有两种振荡方式，一种是内部振荡方式，只要接上两个电容和一个晶振即可；另一种是外部振荡方式，采用外部振荡方式时，需在XTL2 上加外部时钟信号。4 PSEN（29）：片外ROM 选通信号，低电平有效。5 ALE/PROG（30）：地址锁存信号输

3、出端/EPROM 编程 脉冲输入端。6 RST/VPD（9）：复位信号输入端/备用电源输入端。7 EA/VPP（31）：内/外部ROM 选择端。8 P0 口（39-32）：双向I/O 口。9 P1 口（1-8）：准双向通用I/0 口。10 P2 口（21-28）：准双向I/0 口。11 P3 口（10-17）：多用途口。二、系统总体设计2.1设计要求 温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本题目要求实现浴池的水温自动控制和用水量自动检测，要求水温的给定温度可以由操作面板上的键盘输入，也可

4、以由远程计算机串行传送输入。具体要求：（发表论文） 实现水温和用水量的自动控制 水温设定温度通过键盘输入或远程串行通讯输入 显示温度到小数点后1 1位；用水量到小数点后2 2位 水温控制精度为0.50.52.2总体设计方案 2.2.1 硬件电路总体设计 硬件电路主要有： 主机电路、数据采集电路、键盘控制电路、控制执行电路、显示电路以及掉电保护电路。2.2.2 软件电路总体设计 浴池水温控制系统的软件程序用汇编语言编写，主要用来对传感器采集到的数据送入单片机中的特定单元, ,然后一部分送去进行LEDLED显示，另一部分与设定值进行比较, ,通过PIDPID算法得到控制量并经由单片机输出去控制电动

5、调节阀进行水温调节。 1、主程序 构造整个程序的结构，进行初始化，分配好地址，合理调用子程序。2、子程序温度传感器和流量传感器输出为模拟信号，经过ADC0809 A/D转换为数字信号后,再通过软件换算为与其对应的温度和流量。 利用中断子程序，单片机完成A/D数据采集转换、数据滤波、显示当前温度、与设定值进行比较和调用PID算法子程序并输出控制信号等功能。 键盘中断子程序优先级最高，系统要实时响应该中断，以便进行相应的功能控制。显示子程序用来显示被测温度和流量。 三、系统硬件设计 3.1 器件选型 3.1.1 数据采集电路 温度传感器选用AD590AD590 流量传感器选用LWGYLWGY涡轮流

6、量传 感器 A/DA/D转换电路选用ADC0809ADC0809 3.1.2 温度调节电路 温度调节器选用电动单座调节阀 3.1.3 看门狗电路选用X5045X5045芯片3.2 电路设计 3.2.1 AD590AD590外围电路设计 3.2.2 电动单座调节阀的外围电路设计 该系统工作原理如下：现假设流人的热水温度为T热、冷水温度为T冷，混合水温度为T混，显然有T冷 T混 T热。根据热力学平衡方程，Q放=Q吸有，（医学论文发表） C水m热(T热一T混)=C水m冷(T混一T冷) (1) 由式(1)可以推出， (2) 式(2)可变为: (3)mTmTTmm热 热冷 冷混冷热TT热+T冷m热混=（

7、 =）1+m冷 显然，由式(3)可知，在T热、T冷一定的情况下，T混是的递增函数。这样，当实测温度T测小于设定温度T设时，可通过控制两个电动调节阀的流量使得增大，就可以使T测逐渐逼近T设，最后达到温度的调节。反之，T测大于T设时，通过控制两个电动调节阀，使减小，达到调节温度的目的。 当单片机检测到的T测 T设时，需要调节两个电动调节阀，使增大，这只需使控制热水电动调节阀的DAC0832的输出Vout1(控制电动调节阀1)增大，控制冷水电动调节阀的DAC0832的输出Vout2(控制电动调节阀2)不变或减小，就能实现的增大，达到调节水温的目的。3.2.3 键盘及显示的设计 键盘采用软件查询和外部

8、中断相结合的方法来设计，低电平有效。图中按键AN1，AN2，AN3，AN4的功能定义如表 按键AN2与P2.2( EXTINT)相连，采用外部中断方式，并且优先级定为最高；按键AN3和AN4分别与P1.3和P1.4相连，采用软件查询的方式；AN1则为硬件复位键，与R、C构成复位电路。 功能表如下（期刊网）键盘数字电路硬件部分电路图 四、系统软件设计4.2.1 主程序模块 4.2.2 温度测量子程序框图 4.2.3 调整设定温度子程序框图 显示子程序 显示子程序：程序实例（ad.asm）: ORG 0000H 伪指令，指明以下程序的起始地址MAIN1: 标号ACALL DELAY ; 延时 AC

9、ALL AD ; 调用呼叫AD子程序 ;将转换的数字量屏蔽高位低位送显 MOV 31H,30H 将数据从30H口送到31H存储单元备份 MOV A,30H 将数据存储A寄存器，将28送A，28=1CH ANL A,#0FH 和00001111与00011100，屏蔽高4位得 00001100 MOV DPTR,#SETTAB 将数据表的首地址给DPTR MOVC A,A+DPTR 取字符数据送A MOV SBUF,A 将显示的字符数据送SBUF，SBUF是与LED显示连接的接口 D1: JNB TI,D1 TI不为0则转移到D1 CLR TI TI清零 ;将转换的数字量屏蔽低位高位送显 MOV

10、 A,30H 取数据，例如28，“1E”送A寄存器 ANL A,#0F0H 和11110000与，得高4位0001 SWAP A 低4位与高4位互换，将0001送到A寄存器的低4位，得00000001 MOV DPTR,#SETTAB 取字符数据首地址送DPTR MOVC A,A+DPTR 将查到的字符数据送A寄存器 MOV SBUF,A 将字符送SBUF显示 D2: JNB TI,D2 TI不为0则转移到D2，D2是 标号 CLR TI （期刊网发表论文） TI清0 AJMP MAIN1 返回主程序 AD: MOV DPTR,#7F00H 指向转换地址 MOV A,#03H 指向转换口 MOVX DPTR,A 转换 把从端口30H得到的数据送到地址为7F00的端口进行转换MOV R1,#64H 64H减到0所需时间是100微秒D3: DJNZ R1,D3 等100微秒转换完 MOVX A,DPTR 转换后的值给A MOV 30H,A 转换的值给30H RET DELAY: ;延时 MOV R2,#0FFH D14: MOV R3,#0FFH D12: DJNZ R3,D12 DJNZ R2,D14 RET 返回 SETTAB: DB 0FCH,60H,0DAH,0F2H,66H,0B6H,0BE