温度测量控制系统的设计石化学院

1、北京石油化工学院 BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY 电子工程设计（II）用纸 电 子 工 程 设 计（II）温度测量控制系统的设计与实现 院（系、部）： 姓 名： 班 级： 指导教师签名： 2014年 1 月 10日18目 录摘要：3一、设计要求41.电路设计42.程序设计43.系统联调44.本学期关注的重点4二、系统框图5三、单片机控制模块设计与制作51、单片机模块原理图5四、键盘显示模块设计与制作61、显示模块原理图6五、D/A模块设计与制作61、模数转换原理图6六、系统调试7七、故障排除14八、仪器、设备、元器件清单141、仪器设

2、备及工具142、元器件清单15九、温度测量控制系统的作品总体展示16十、总结、收获与体会25摘要：单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，自动化、智能化均离不开单片机的应用。单片机由于其微小的体积和极低的成本，广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。随着电子技术的发展，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么可编程控制器的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。 随着人们生活质量的提高，酒店厂房及家庭生活中都会见到温度控制的影子，随着社会的发展，温度的控制要求也越来越高，对于室内温度控制也就相应的不断提高，而我们设计的温度控制系统就是为了达到这

3、样的温度控制要求而进行设计的。我们模拟制冷空调的控制过程。能够显示当前温度和设定温度，显示误差不超过1，温控误差不超过1。 关键字：温度测量，温度控制，单片机，键盘显示，数模转换一、设计要求1.电路设计 核心单元单片机应用电路 模拟量接口A/D、D/A 电路 人机交互单元显示、键盘控制电路2.程序设计 控制模/数转换进行温度数据采集。 控制数/模转换改变控温元件工作状态，进行温度控制。 控制键盘与显示器，进行控制温度设定和测量温度显示。 将温度数据转换为显示温度数值的算法程序。 控制温度精确、平稳变化的的算法程序。3.系统联调 电路系统联调，配合测试程序实现基本的测温、控温功能。 程序联调，通

4、过电路系统实现精确、平稳的温度控制。4.本学期关注的重点 设计并实现了一个能够精确、稳定控制温度的系统。 知道了一个典型的电子系统应该具备哪些主要功能。 知道了一个典型电子系统的设计实现过程和工作方法。 知道如何设计测试方法、创造测试条件，对设计完成的电路模块或电路系统进行测试，使电路或系统的功能、指标充分展现。 设计组装的电路系统出现故障，能够根据电路或系统的工作原理、自己掌握的专业知识以及积累的经验，快速确定故障范围和故障原因。 掌握电路的设计方法，通过设计、计算实现电路设计要求。 组装焊接电路，焊接可靠美观。 二、系统框图 图1 温度测量控制系统总框图三、单片机控制模块设计与制作1、单片

5、机模块原理图图2 单片机模块原理图四、键盘显示模块设计与制作1、显示模块原理图图3 显示模块原理图五、D/A模块设计与制作1、模数转换原理图 图4 模数转换原理图 六、系统调试开环控制程序调试/*/#include C8051F020.h/包含C8051F020硬件信息的头文件#include absacc.h/包含绝对地址访问信息的头文件#include data_define.c#include Init_Device.c#define ADC XBYTE0x2000#defineDP1 XBYTE0x0000#define DP2 XBYTE0x0001#define DP3 XBYTE

6、0x0002#define DP4 XBYTE0x0003#define CS2 XBYTE0x4000#define TIMER 0x80unsigned char table=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e;unsigned int key=0;unsigned char d=0x80;uchar flag;void delay(void);void display(unsigned char x,unsigned char y);/*初始化*/void init

7、() Init_Device();CS2=0x80; DP1=0xff; DP2=0xff;DP3=0xff; DP4=0xff;/*读取温度*/void tep(void)unsigned long int adc=0;unsigned char y=0,z=0;unsigned char d1=0,d2=0;ADC=adc; /*启动A/D转换*/ delay(); /*等待A/D转换结束*/ adc=ADC;d1=d &0x0f; /AD值d2=d & 0xf0;d2=d24;display(1,d1);display(2,d2); adc=(adc*100)/256;/温度值 z=ad

8、c/10;display(4,z);y=adc%10;display(3,y);void keyboard()unsigned char x;uchar l_val,r_val,r_state,temp,conter,c;key=0x0004;x=1;c=XBYTEkey; if(r_state=c&0x1f)for(conter=1,temp=0x01;conter6;+conter,temp=temp1) if(r_state&temp)!=0) r_val=conter; l_val=x; if(r_val=1 & l_val=1)if(flag=0)flag=0xff;d=d+1;CS

9、2=d;else if(r_val=5 & l_val=1)if(flag=0)flag=0xff;d=d-1;CS2=d; else flag=0x00;void main(void) init();flag=0x00; while(1) tep();keyboard();void display(unsigned char x,unsigned char y)/*数值显示函数*/ if (x=3) DP3=tabley; else if(x=4) DP4=tabley; else if(x=2)DP2=tabley;else DP1=tabley; void delay(void)/*延时

10、函数*/ unsigned int i; for(i=0;iTIMER;+i); for(i=0;iTIMER;+i); for(i=0;iTIMER;+i); 闭环控制程序调试/*/#include C8051F020.h/包含C8051F020硬件信息的头文件#include absacc.h/包含绝对地址访问信息的头文件#include data_define.c#include Init_Device.c#define ADC XBYTE0x2000#defineDP1 XBYTE0x0000#define DP2 XBYTE0x0001#define DP3 XBYTE0x0002#

11、define DP4 XBYTE0x0003#define CS2 XBYTE0x4000#define TIMER 0x80unsigned char table=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e;unsigned int key=0;unsigned char d=0x80;unsigned char input1=0,input2=0;unsigned char input=0;unsigned char y=0,z=0;uchar flag;void delay

12、(void);void display(unsigned char x,unsigned char y);/*自定义延迟*/void delay_ms()unsigned int i;for(i=0;i=400;i+)delay();/*初始化*/void init() Init_Device();CS2=0x80; DP1=0xff; DP2=0xff;DP3=0xff; DP4=0xff;/*读取温度*/void tep(void)unsigned long int adc=0;unsigned char d1=0,d2=0;ADC=adc; /*启动A/D转换*/ delay(); /*

13、等待A/D转换结束*/ adc=ADC;display(1,input1);display(2,input2); adc=(adc*100)/256;/温度值 z=adc/10;display(4,z);y=adc%10;display(3,y);/*键盘*/void keyboard()unsigned char x;uchar l_val,r_val,r_state,temp,conter,c;key=0x0004; for(x=1;x5;x+,key+) c=XBYTEkey; if(r_state=c&0x1f)for(conter=1,temp=0x01;conter6;+conte

14、r,temp=temp=1&r_val=1&l_val=1&r_val=3&l_val=4)/-1if(flag=0)delay_ms();if(flag=0)flag=0xff;input1=(l_val-3)*5+(r_val-1); else flag=0x00;void main(void) init();flag=0x00; while(1) tep();keyboard();input=input2*10+input1;if(input=(z*10+y) d=0x00; CS2=d;elsed=0xff;CS2=d;/*数值显示函数*/void display(unsigned c

15、har x,unsigned char y) if (x=3) DP3=tabley; else if(x=4) DP4=tabley; else if(x=2)DP2=tabley;else DP1=tabley; void delay(void)/*延时函数*/ unsigned int i; for(i=0;iTIMER;+i); for(i=0;iTIMER;+i); for(i=0;iTIMER;+i); 七、故障排除 这学期我们感到的压力很大，因为这学期的电路比上学期的难度大太多，特别开始的时候我们的数码管那块板块焊完了结果检查出来电路焊错,当时真的想放弃了，不过还是坚持了下来，把

16、线全拆了重新开始焊！终于，小心的焊完了电路。在接下来的调试过程中，也会出现好多小问题，比如数码管显示不完全等常见现象，,还有一些虚焊的问题,接触不良问题, 最后经过细心调试都一一解决.在编程过程中，由于对c语言知识了解不多，不过在刘知音,闫硕，穆诗瑶等人的的帮助下，我们顺利的完成了一个个程序，在这我们要谢谢他们。八、仪器、设备、元器件清单1、仪器设备及工具万用表示波器电烙铁剥线钳镊子、电源试验台2、元器件清单键盘显示电路元器件器件个数数码管226管脚排针274LS273474LS244174LS138174LAS004电阻3004电阻4.7K5键盘1DIP40 IC插座1DIP20 IC插座1

17、DIP16 IC插座1DIP14 IC插座1线路板1导线、焊锡若干数/模转换电路元器件器件个数26管脚排针2芯片DAC08321NE55321芯片底座3电阻7.5、K15K、30K各一个线路板1导线、焊锡若干单片机电路图26管脚排针2C8051F023174LS3731芯片底座174LS1371线路板1导线、焊锡若干九、温度测量控制系统的作品总体展示自己拍照！十、总结、收获与体会通过本次实训，我们最不仅熟练掌握了自动控制的知识，而且也拥有了实际设计的能力，具备了一线工作人员应具备的基本素质。本次实训，更是在老师的指导和帮助下，借助学校给我们提供的物质平台，培养自己分析、解决实际问题的能力和勇于

18、创新的科学精神的起点。 我们在本次实训中受益非浅，但我们不能把这些能力的获得和老师的不停指导分开。在此特别的感谢各位老师的细心的辅导。.在大家的共同协作努力下，我们顺利的完成了单片机的实训，并掌握了汇编语言。在此，我代表我们所有参加本次实训的同学，向帮助和指导过我们的老师，说声：“谢谢，亲爱的老师，您们辛苦了。”，我也应该向给我们提供物质平台的学校北京石油化工学校，道个谢：“因为你的存在，我收获了我这一生当中最为珍贵的东西，我永远无法把你忘记！在整个实验过程中我们遇到了许多问题，虽然在实验之前做过一些准备工作，但在真正做的时候还是常常出现心有余而力不足的情况，让我们常常感慨“书到用时方恨少”。仔细想想，我们所做的准备工作还不够到位，不能群策群力的针对问题想出合理的解决方法。这次实验的过程给了我们很大的启发，对我们今后的学习和工作都有很大的帮助和促进，并且带给了我们宝贵的经验。在今后的道路上我们一定会吸取这次试验的宝贵经验和教训努力把事情做好。 通过这次课程设计，我真正领略到“团队合作”的真正含义，我们的课设是一个团队的任务，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结合作的精神， 这种精神是一个灵魂，它号召着我们心往一处想，劲往一处使，共同奋斗，共同努力，也正是这种精神激励着我们圆满的完成了此次课程设计的任务，达到了预期的成果。在接下来我们进行了对我们来