单片机恒温控制系统设计【很完整】

用户设定温度值后，显示设定温度和当前温度根据当前温度和设定温度之间的差值，控制加温或停止加温，最终达到恒温。

2.方案论证

   按要求，系统采用1片51单片机、1片A/D转换器ADC0809、键盘和4个共阴极7段LED显示器件。系统框图如图1所示。

3.硬件电路设计

   本设计中，8255A和A/D转换器都作为单片机的扩展外设。

4.硬件电路的功能（分模块介绍）

(1) 温度采集与控制单元电路:

   温度采集电路是用热敏电阻和一个分压电阻形成电压采样点，电压经换算可得到当前温度。用一个大功率电阻形成温度控制电路，控制点接地，大功率电阻上有电流流过则发热，控制点接+12V，大功率电阻上无电流流过则停止发热。电路图如下图2所示。

（2）动态显示电路：

   假设温度在100 ℃一下，因此可以选择4个共阴极的七段LED，前两个显示设定温度，后两个显示当前温度。单片机与8255A相连，用8255A的A口连接段码，B口连接位码实现动态显示。具体电路如图3所示。单片机与8255A的连接电路略，假设8255A的地址为FFF0H -FFF3H。

（3）A/D转换与温度控制电路：

   数据采集选用A/D转换器0809，程序中循环采集A/D转换值，采集完成由单片机接收采集的数据，经计算分析，确定是否加温，加温有8255A的PC0控制。具体电路如图4所示。

单片机接收到A/D转换值X后,将其转换为测试点的电压V，在计算出电阻Rt的值。Rt计算过程为：

V=5X/256

i=V/510

Rt=(5-V)/i=510*(5-V)/V

固有：Rt=510*(256-X)/X

   热敏电阻的阻值与温度之间有对应关系。有的热敏电阻的阻值与温度之间是线性关系，有的是非线性。对线性关系，可用公式将Rt换算成温度，对于非线性关系，可用查表程序。

   从连接电路中可知，0809芯片的地址是7FFFH，0809的控制端CBA与地相连，因此只可采集IN0的信号。采样结束信号EOC与8255的PC7相连，可通过查询测试A/D转换状态。

   UNL2803是反向驱动电路，A端为0时，A’为12V，停止加温；A端为1时，A’为0V，开始加温。

（4）键盘电路：

   键盘是用来设置恒温时的温度值，根据要求，可设置两个按键开关，K1用于增加设定值，K2用于减小设定值，两个开复安分别接在两个外部中断请求端INT0和INT1上，每按一次开关，温度值变化一次，开关电路如图5所示。由于外部中断是低电平或低脉冲出发，故连接时将K—端与中断请求端相连。

5. 程序设计

系统程序分为主程序、数据转换与控制子程序和中断服务程序。

（1）主程序：

  完成系统的8255初始化、启动A/D转换并采集数据、循环显示设定温度和采集温度。程序流程如果6所示。

（2）数据转换与控制子程序：

   热敏电阻采用mfd103，电阻与温度之间为非线性关系，因此，从A/D转换器接收的数据经计算得到Rt，经查表形成温度值，存入相应单元，并比较设定值与实际温度，控制加热电路。子程序流程图如下所示。

（3）中断服务程序

   中断服务程序由两个外部中断服务程序组成，其中一个完成设定温度加1，另一个完成设定温度减1。

6.程序清单

#include

#include

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

//定义0～9的共阴极显示代码

Code unchar Table[10]=

{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};    

//定义热敏电阻值与温度关系表（表为20～39℃电阻值，温度间隔为1）

code unit wd[20]=

{0x30CC,0x2EA6,0x2C9C,0x2AAB,0x2802,0x2710,0x25,

0x23CC,0x2248,0x20D6,0x1F76,0x1E26,0x1CE7,0x1BB6,

0x1A93,0x197D,0x1874,0x1778,0x1687,0x15A0};

uint wd_s,wd_c      //分别存放设定温度和当前温度

unit x；            //定义变量存放采样值

//数据转换与控制子程序

void change()

{

unit rt,I;

rt=510*(256-x)/x;        //计算Rt

for(i=1;i<20;i++) //查电阻表，形成当前温度值

{if (rt>=wd[i]) break;}

 wd_c=20+i;            //保存温度

if (wd_c XBYTE[0XFFF2]=1;

if (wd_c>wd_s) //当前温度大于设定温度时，停止加热

 XBYTE[0XFFF2]=0;

}

 //0号中断服务程序

 void int0_fun(void) interrupt 0

{wd_s++;

}

 //1号中断服务程序

void int0_fun(void) interrupt 1

{wd_s--;

}

 //主程序

main()

{

unchar m[4];               //存放温度各位数

unchar com=0xfe;           //显示位码

unchar i;                  //定义循环变量

IE=0x85;                   //中断初始化

IT0=1;

IT1=1;

XBYTE[0x7FFF3]=00X88;     //8255A初始化

while(1)

{

 XBYTE[0x7FFF]=0;      //启动转换

 if (XBYTE[0x7FFF2]&0x80=0);

 x=XBYTE[0x7FFF];

change()

  m[0]=wd_s/10;          //形成设定温度的十位和个位

m[1]=wd_s%10;

m[2]=wd_c/10;           //形成当前温度的十位和个位

m[3]=wd_c%10;

//显示温度

for (i=0;i<4;i++)

{

XBYTE[0xFFF1]=0xff;

XBYTE[0xFFF0]=table[m[i]];

XBYTE[0xFFF1]=com;

com=_crol_(com,1);

}

}

}