《基于单片机的温度控制系统设计8.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的温度控制系统设计8.docx（35页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、毕业设计说明书（论文）作者：学号：教研室：电气自动化教研室专业：电气自动化技术题目：基于单片机的温度限制系统设计指导者：评阅者：毕业设计（论文）评语学生姓名：班级、学号：题目：综合成果：指导者评语:该生能按时完成毕业设计（论文）任务书规定的工作，主动查阅有关文献资料，设计看法端正，能独立思索并解决有关技术问题，论文符合学校规定的格式，写作的规范化程度好。设计方案可行，有确定的创新性，假如再多参考一些外文资料，将会更加完善。建议成果评定为一，可以提交答辩。指导者（签字）：毕业设计（论文）评语评阅者评语：评阅者（签字）：年月0答辩委员会（小组）评语：答辩委员会负责人（签字）：毕业设计说明书（论文）
2、中文摘要文献综述摘要本设计用AT89C51单片机实现房间的恒温限制。该系统由温度检测模块、温度显示模块、标准温度设定以及温度限制模块组成。温度检测模块是将DS18B20温度传感器对温度进行测量所传出的数字信号利用单片机进行读取和处理；温度显示模块用四位LED数码管显示，温度显示的精度为0.1度；温度设定模块用三个按键进行房间标准温度值的输入；温度限制是依据房间的实际温度与设定的标准温度之间的差值来调整可变脉宽（PWM）的宽度,从而限制可控硅的导通或截止的时间实现系统的恒温限制。本设计的相关软件编程由汇编语言实现，与硬件电路相辅相成，很好实现了系统的功能。本温度限制系统实现简洁，经济有效，能够达
3、到良好的温度限制效果。本系统操作简洁，好用性强，成本低廉，在实际生产生活中可以广泛应用。关键词AT89C51单片机温度传感器DS18B20恒温限制可变脉宽（PWM）书目1绪论O1.1 温度限制系统探讨的目的和意义O1.2 温度限制系统探讨概况OL3温度传感器技术O2系统总体方案设计32.1 方案论证32.2 系统功能介绍43系统硬件电路设计63.1 传感器接口电路设计63.1.1 温度数据采集电路63.2 LED显示接口电设计83 .2.1AT89C51单片机94 .2.2LED数码管113.3 温度限制电路的设计124脉宽调制154.1脉宽调制的介绍134.2基本原理134.3脉宽调制信号的
4、设计思想144.4脉宽调制信号的作用144.5脉冲宽度调制优点155系统软件设计156系统软件调试186.1目测186.2硬件调试186.3 软件的调试186.4 留意事项19结束语21参考文献22致谢23附录一程序24附录二硬件电路图351绪论1.1 温度限制系统探讨的目的和意义在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变更和化学反应过程都与温度密相关，因此温度限制是生产自动化的重要任务。随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化是现代温度限制系统发展的主流方向。特殊是近几年来，温度限制系统早已应用到人们生活的各个方面，但
5、温度限制始终是一个未开发的领域，却又与人们休戚相关的一个世纪问题。针对这种实际状况，设计一个温度限制系统具有广泛的应用前景与意义。本设计为房间温度限制系统设计，限制的对象是房间温度。温度限制在日常生活及工业领域应用特别广泛，比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度限制。而以往温度限制是由人工完成的而且不够重视。其实在很多场所温度都须要得到很好的限制。针对这一问题，本系统设计的目的是实现可以依据设定温度进行自行调整的系统，它应用广泛，功能强大，小巧美观，便于携带，是一款既好用又廉价的限制系统。1.2 温度限制系统探讨概况国外对温度限制技术探讨较早，始于20世纪70年头。先是采纳模拟式的组合仪表,
6、采集现场信息并进行指示、记录和限制。80年头末出现了分布式限制系统。目前正开发和研制计算机数据采集限制系统的多因子综合限制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。我国对于温度测控技术的探讨较晚，始于20世纪80年头。我国工程技术人员在汲取发达国家温度测控技术的基础上，才驾驭了温度室内微机限制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的限制。我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化汲取、简洁应用阶段向好用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术上，以单片机限制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合限制系统，与发达国家相比，
7、存在较大差距。我国温度测量限制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍旧有很多问题困扰着我们，存在着装备配套实力差，产业化程度低，环境限制水平落后，软硬件资源不能共享和牢靠性差等缺点。1.3 温度传感器技术传感器技术是现代信息技术的主要内容之一，信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术。计算机和通信技术发展极快，相当成熟，而传感器应用技术因为须要运用模拟技术，而模拟技术还有很多问题难以解决，因此传感器应用技术也有待进一步发展。为了适应现代科学技术的发展，世界总舵国家都把传感器技术列为现代的关键技术之一。通常将能把非电量转换为电量的器件称为传感器，其实质上是一种功能块，作用是将来自外界的
8、各种信号转换成电信号。它是实现测试与自动限制系统的首要环节。假如没有传感器对原始参数进行精确牢靠地测量，那么无论是信号转换或信息处理，或者最佳数据的显示和限制都将无法实现。温度传感器，运用范围广，数量多，居各种传感器之手。温度传感器的发展大致经验了以下三个阶段：传统的分立式温度传感器（含敏感元件），主要输能够进行非电量和电量之间的转换；模拟集成温度传感器/限制器；智能温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、集成化、智能化及网络化的方向发展。温度传感器按传感器与被测介质的接触方式可分为接触式温度传感器和非接触式温度传感器两大类，其中，接触式温度传感器的测温元件与被测对象要有良好
9、的热接触，通过热传导及对流原理达到热平衡，这个示值即为被测对象的温度。这种测温方法精度比较高，并可测量物体内部的温度分布。但对于运动的、热容量比较小的及对感温元件有腐蚀作用的对象，这种方法将会产生很大的误差。非接触测温的测温元件与被测对象互不接触。常用的是辐射热交换原理。此种测温方法的主要特点是可测量运动状态的小目标及热容量小或变更快速的对象，也可测量温度场的温度分布，但受环境的影响比较大。温度传感器的发展大致可分为以下几种：（1）热电偶传感器。热点偶传感器是工业测量中应用最广泛的一种温度传感器，它与被测对象干脆接触，不受中间介质的影响，具有较高的精度；测量范围广，可从-50C1600C进行连
10、续测量，特殊的热电偶如金铁,银,格最低可测到-269C,锐铢最高可达2800oCo（2）模拟集成温度传感器。采纳硅半导体集成工艺制成的，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。模拟集成温度传感器是在20世纪80年头问世的，它将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出等功能。模拟集成温度传感器的主要特点是：功能单一、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温，不须要进行非线性校准，外围电路简洁。（3）光纤传感器。光纤测温技术可分为两类:全辐射测温法，单辐射测温法，双波长测温法，多波长测温法等。特点是：光纤挠性好、透光谱段宽、传输损耗低，无论是就地运
11、用或远传均特别便利而且光纤直径小，可以单根、成束、Y型或阵列方式运用，结构布置简洁且体积小。缺点是：测量起来困难,难于实现较高的精度，工艺比较困难,且造价高，推广应用有确定困难。（4）半导体汲取式光纤温度传感器。半导体汲取式光纤温度传感器是利用了半导体材料的汲取光谱随温度变更的特性实现的。一种传光型光纤温度传感器，是指在光纤传感系统中，光纤仅作为光波的传输通路，而利用其它如光学式或机械式的敏感元件来感受被测温度的变更。在这类传感器中，半导体汲取式光纤温度传感器是探讨得比较深化的一种。（5）智能温度传感器。智能温度传感器（亦称数字温度传感器）是在20世纪90年头中期问世的。它是微电子技术、计算机
12、技术和自动测试技术（ATE）的结晶。目前，国际上己开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路。有的产品还带多路选择器、中心限制器（CPU）、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。智能温度传感器能输出温度数据及相关的温度限制量，适配各种微限制器（MCU）,并且可通过软件来实现测试功能，即智能化取决于软件的开发水平。随着科学技术的不断进步与发展，温度传感器的种类日益繁多，数字温度传感器更因适用于各种微处理器接口组成的自动温度限制系统具有可以克服模拟传感器与微处理器接口时须要信号调理电路和A/D转换器的弊端等优
13、点，被广泛应用于工业限制、电子测温计、医疗仪器等各种温度限制系统中。其中，比较有代表性的数字温度传感器有DS18B20MAX6575、DS1722MAX6635等。相比较而言，传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件，热敏电阻成本低，但须要后续信号处理电路，而且热敏电阻的牢靠性相对较差，测量温度的精确度低，检测系统的精度差。数字式温度传感器的种类也不少，并且在实际工程设计中具有上述诸多优点。2系统总体方案设计2.1 方案论证方案一：本课题的初步设计方案是通过限制调功电路的导通比，来实现对被调对象的限制，由图1可见，负载是加热器件，而过零触发电路是由锯齿波发生，信号综合，直流开关，同步电压与过零脉
14、冲输出5个环节组成。如下图所示：图2.1方案一电路图图2.1为第一个设计方案，该方案的工作原理简述如下：(1)锯齿波是由单结晶体管BT和Rl,R2,R3,Wl和CI组成的张驰震荡产生,然后经射极跟随器VI、R4输出。(2)限制电压(Uk)与锯齿波电压进行电流叠加后送到V2的基极，合成电压为Us,当UsO(0.7)时V2导通，Us0(0.7),V2导通，Ube3接近零电位，V3截止，直流开关导通。输出24V直流电压。(4)过零脉冲的输出，由同步变压器TB,整流桥Dl及RIO,RIl组成一削波同步电源，这个电源与直流开关的输出电压共同去限制V4与V5。只有当直流开关导通期间，V4截止，V4、V5基
15、电极和放射极之间才有工作电压，才能工作在期间，同步电压每次过零时，V4截止，其集电极输出正电压，使V5由截止转导通，经脉冲变压器输出触发脉冲而此脉冲使晶闸管T在须要导通的时刻导通。在直流开关导通期间使出连续的正弦波限制电压Uk的大小确定了直流开关导通时间的长短，也就确定了在设定周期内导通的周波数，从而可输出功率的调整。明显，限制电压Uk越大，则导通的周波数就越多，输出的功率也就越大，电阻炉的温度也就越高，反之，电阻炉的温度就越低。闭环限制自动调温的基本指导思想是在系统中增设温度传感器和温度调整器，温度传感器的基本功能是检测电炉的实际温度，并变换成电压讯号和炉温限制电压Uk进行比较，依据两者差值
16、的大小(Ae=Uk-Uft)和变更方向(即为正还是为负)，通过调整器进行相反方向的调整，使调整器的输出限制直流开关导通时间的长短，从而使设定周期内晶闸管的导通周波数增大或者减小，相应的电炉温度上升一点或者减小一点。实行这种限制方式，可以使炉温在较小的范围内变更，限制精度高。方案二：为了使得电路的简洁化，采纳单片机作为限制核心来设计本课题，温度信号采集运用温度传感器DS18B20,温度限制的基本思想为：通过采集到的温度与标准温度之间的差值来限制加热电阻丝的通电时间长短，从而起到恒温限制的目的。方案二的设计框图如下图所示：图2.2方案二设计框图本方案采纳单片机作为限制核心，运用温度传感器进行温度采
17、集，通过将采集到的温度与标准设定温度之间的差值进行温度限制，从而使得温度维持在标准设定温度。本方案设计成本低，具有具有较高的牢靠性，对于系统动态性能与稳定要求不是很高的场合特别的合适。2.2系统功能介绍本设计是对房间温度进行检测与限制，设计的温度限制系统实现了基本的温度限制功能：当温度低于设定的温度时，系统自动通过PWM启动加热装置，使温度上升。当温度高于设定的温度时，停止加热。三位数码管刚好显示温度，精确到小数点后一位。本文设计的温度限制系统具有如下功能：(1)通过温度芯片DS18B20采集温度，并以数字信号的方式传送给单片机。(2)四位数码管动态实时显示房间温度，显示精度0.(3)三个按键
18、实现标准温度的设定。(4)利用PWM实现温度的限制。3系统硬件电路设计图3. O电路硬件图此方案以AT89C51为核心，通过DS18B20检测房间温度，将信号传输至单片机,用四位LED数码管显示温度，同时通过将检测的温度与标准设定温度的偏差来限制电阻丝通断时间的长短，从而达到恒温限制的目的。3.1 传感器接口电路设计温度数据采集电路DS18B20是美国DALLAS半导体公司生产的可组网数字式温度传感器，与其它温DS18B2032TVCCDQ GND度传感器相比，DS18B20具有以下特性：独特的单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅须要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通
19、讯。DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温。DS18B20在运用中不须要任何外围元件，全部传感器元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。温度范围一55C+125,固有测温辨别率0.5；测量结果干脆输出数字温度信号，以“一线总线”串行传送给CPU,同时可传送CRC效验码，具有极强的抗干扰纠错实力；测量结果以9位数字量方式串行传送。DS18B20虽然具有测温系统简洁、测温精度高、连接便利、占用口线少等优点，但在实际应用中也应留意以下几方面的问题：(1)系统的硬件虽然简洁但须要相对困难的软件进行补偿，由于DS18B20与微处理器间采纳串行数
20、据传送，因此，在对DS18B20进行读写编程时，必需严格的保证读写时序，否则将无法读取测温结果。(2)在DS18B20的有关资料中均未提及单总线上所挂DS18B20数量问题，简洁使人误认为可以挂随意多个DS18B20,在实际应用中并非如此。当单总线上所挂DS18B20超过8个时，就须要解决微处理器的总线驱动问题，这一点在进行多点测温系统设计时要加以留意。(3)连接DS18B20的总线电缆有长度限制。由于信号电缆本身存在电阻，距离过长时将导致信号衰减。试验中，当采纳一般信号电缆传输长度超过50m时，读取的测温数据将发生错误。当将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离可达150m。DS18B
21、20有PR-35和SOIC两种封装形式,管脚排列如表3.1所示。本系统选用PR-35封装形式。DS18B20返回温度值虽然只有9位，如图3.1.2所示。管脚管脚定义说明8脚SOIC3脚PR-3521GND地12o数据输入端83VCC电源34567NC空脚表3.1DS18B20管脚排列MsBLsBD15DMID13D12DIlDIOD9IDSD7D6D5D4D3D2DIDO图3.L2DS18B20温度值表示方法D9为符号位，0表示正，1表示负，高字节的其他位(D10-D15)是以符号位的扩展位表示的；DOD8为数据位，以二进制补码表示。温度是以1/2CLSB形式表示的。表3.2为数值和温度的关系
22、。温度数据（二进制）数据（十六进制）+12500000000IlllIOlOOOFAH+2500000000OOll00100032H+0.50000000000000001OOOlH000000000000000000000H+0.5IlllIlllIlllIlllFFFFH-25IlllIlllHOO1110FFCEH-55IlllIlll10010010FF92H表3.2DS18B20数值和温度的关系3.2 因房间环境温度不能出现负温状况，因此本系统不考虑负温状况，这样，在硬件选取上可以考虑选用商业级器件，不必要选用工业级器件，可以大幅度降低成本。因此单片机读取温度信息后，只需将低字节（
23、DOD8）送入上位机和限制电路即可。3.3 1.ED显示接口电设计本系统选用的是四位数码管动态实时显示房间温度，显示精度0.1。详细电路图如图3.2：单片机选用ATMEL公司的可在线编程的AT89C51,用于温度采集及数据通讯。AT89C51是一个低功耗,高性能CMoS8位单片机，片内含8kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采纳ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中心处理器和ISPFlash存储单元,功能强大的微型计算机的T89C51
24、可为很多嵌入式限制应用系统供应高性价比的解决方案。AT89C51具有如下特点：40个引脚，4kBytesFlaSh片内程序存储器，128bytes的随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出(I/O)口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗(WDT)电路，片内时钟振荡器。AT89C51有3个并行I/O端口，P0:P0.0Po.7、PLOPl.7、P2.0P2.7。PO端口在没有片内存储器时，可以作为一般I/O口运用，外接存储器时作为地址线/数据线运用。Pl端口可以作为一般I/O口运用，同时PLO、Pl.1PL5PL7还具备特殊功能
25、，如表3.4所示。P2端口在没有片外存储器时，可以作为一般I/O口运用，外接存储器时作为高8位地址运用。引脚特殊功能P1.0T2:定时器I计数器2的外部计数器输入Pl.1T2EX:定时器I计数器2的捕获I重载触发及方向限制P1.5MOSI:用于在线编程(ISP)P1.6MOSI:用于在线编程(ISP)P1.7SCK:用于在线编程(ISP)表3.4AT89C51Pl端口的特殊功能引脚特殊功能P3.0RXD（串行口输入）P3.1TXD（串行口输入）P3.2INTO（外部中断输入0）P3.3INTI（外部中断输入1）P3.4TO（定时器。外部输入）P3.5Tl（定时器I外部输入）P3.6WR（外部数
26、据存储器写限制）P3.7RD（外部数据存储器读限制）表3.5AT89C51P3端口的特殊功能单片机在本房间温度监控系统中主要用于通讯及温度采集。P3.0接DS18B20。PO口用于温度显示接口的设计。单片机与限制电路共用一个外部时钟，采纳片内存储器，设有上电复位功能。单片机最小系统如图3.2.1：日置 Hkra fir fir abcdergdp 14-67-S1.ED显示器即为发光二极管显示器，具有显示醒目、成本低、配置敏捷、接口便利等特点，单片机应用系统中常用它来显示系统的工作状态和采集的信息输入数值等。1.ED显示器按其发光管排布结构的不同，可分为LED数码管显示其和LED点阵显示器。L
27、ED数码管主要用来显示数字及少数字母和符号，LED点阵显示器可显示数字、字母、汉子和图形等。LED点阵显示器虽然显示敏捷，但其占用的单片机系统软件、硬件资源远大于LED数码管。因此除特地应用大屏幕LED点阵显示或有特殊显示要求场合外，几乎全部单片机应用系统都采纳LED数码管显示。本系统选用的是LED数码管显示器。数码管显示器有两种工作方式，即静态显示方式和动态显示方式。静态显方式程序特别简洁，占用CPU时间资源很少，只是在显示字符变更时调用一下显示程序。但硬件电路繁多，每个数码管须要一个8位I/O口、一个8位驱动、8个限流电阻。一般用于数码管位数较少的场合。LED静态显示由于运用的元器件较少，
28、在数码管显示器较多的场合,电路显得烦琐，为了简化线路，减低成本，本系统选用的是动态扫描显示方式。动态扫描显示方式的工作原理是：逐个地循环点亮各位显示器，也就是说在随意时刻只有1位显示器在显示。为了使人看到全部显示器都在显示，就得加快循环点亮各位显示器的速度（提高扫描频率），利用人眼的视觉残留效应，给人感觉到与全部显示器持续点亮的效果一样。动态扫描显示电路如图322：图3.2.2动态扫描图3.4 温度限制电路的设计图3.3通过调整脉冲宽度来限制双向可控硅的通断。当脉冲宽度变宽（占空比增大）时,双向可控硅的导通时间延长，电阻丝加热时间延长从而使温度上升。反之脉冲宽度变窄（占空比减小）时.，双向可控
29、硅的导通时间缩短，电阻丝的加热时间缩短使得温度降低。以此方法来限制温度的恒定不变。4脉宽调制4.1 脉宽调制的介绍PWM就是脉冲宽度调制的英文缩写，方波高电平常间跟周期的比例叫占空比，例如1秒高电平1秒低电平的PWM波占空比是50%脉宽调制PWM是开关型稳压电源中的术语。这是按稳压的限制方式分类的，除了PWM型，还有PFM型和PWM、PFM混合型。脉宽宽度调制式（PWM）开关型稳压电路是在限制电路输出频率不变的状况下，通过电压反馈调整其占空比，从而达到稳定输出电压的目的。脉宽调制（PWM）是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行限制的一种特别有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率限制与变换的
30、很多领域中。4.2 基本原理随着电子技术的发展，出现了多种PWM技术，其中包括：相电压限制PwM、脉宽PwM法、随机PWM、SPWM法、线电压限制PWM等，而在银氢电池智能充电器中采纳的脉宽PWM法，它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形，通过变更脉冲列的周期可以调频，变更脉冲的宽度或占空比可以调压，采纳适当限制方法即可使电压与频率协调变更。可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到限制充电电流的目的。模拟信号的值可以连续变更，其时间和幅度的辨别率都没有限制。9V电池就是一种模拟器件，因为它的输出电压并不精确地等于9V,而是随时间发生变更，并可取任何实数值。与此类似，从电池汲取的电
31、流也不限定在一组可能的取值范围之内。模拟信号与数字信号的区分在于后者的取值通常只能属于预先确定的可能取值集合之内，例如在0V,5V这一集合中取值。模拟电压和电流可干脆用来进行限制，如对汽车收音机的音量进行限制。在简洁的模拟收音机中，音量旋钮被连接到一个可变电阻。拧动旋钮时，电阻值变大或变小；流经这个电阻的电流也随之增加或削减，从而变更了驱动扬声器的电流值，使音量相应变大或变小。与收音机一样，模拟电路的输出与输入成线性比例。尽管模拟限制看起来可能直观而简洁，但它并不总是特别经济或可行的。其中一点就是，模拟电路简洁随时间漂移，因而难以调整。能够解决这个问题的精密模拟电路可能特别浩大、笨重（如老式的
32、家庭立体声设备）和昂贵。模拟电路还有可能严峻发热，其功耗相对于工作元件两端电压与电流的乘积成正比。模拟电路还可能对噪声很敏感，任何扰动或噪声都确定会变更电流值的大小。通过以数字方式限制模拟电路，可以大幅度降低系统的成本和功耗。此外，很多微限制器和质巳已经在芯片上包含了PWM限制器，这使数字限制的实现变得更加简洁了。4.3脉宽调制信号的设计思想HR2H-IIILHlsHR3本课题的脉宽调制信号是设定周期为IS矩形波。它的产生将定时计数器设定在IOmS定时.，后通过寄存器R3来限制脉宽调制信号的周期，本课题只是达到一种模拟的效果，在精确上没有过高的要求，因此将IS周期分成100等份，即设定定时器的
33、定时为IOms,R3中启动定时器的次数100。寄存器R2中存放的数据是依据检测电路和限制电路转换过来的一个数，R2中存放的数值的大小用于限制脉冲信号，在IS内高电平的时间长短。这样可以从P2.6口检测到定周期脉冲可调的限制信号。44脉宽调制信号的作用可控脉冲脉宽调制信号由P3.0口输出将P3.0口输出的矩形波信号接于双向可控硅的限制端来限制可控硅的通断。当矩形波在一个周期内高电平的时间越长，双向可控硅的导通时间越长，即发热元件上发出的热量也越多。总之，发热元件上释放出能量的凹凸由矩形波在一个周期内高电平的时间长短所确定的。4.5脉冲宽度调制优点PWM的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形
34、式的，无需进行数模转换。让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。噪声只有在强到足以将逻辑1变更为逻辑O或将逻辑O变更为逻辑1时，也才能对数字信号产生影响。对噪声反抗实力的增加是PWM相对于模拟限制的另外一个优点，而且这也是在某些时候将PWM用于通信的主要缘由。从模拟信号转向PWM可以极大地延长通信距离。在接收端，通过适当的RC或LC网络可以滤除调制高频方波并将信号还原为模拟形式。总之，PWM既经济、节约空间、抗噪性能强，是一种值得广阔工程师在很多设计应用中运用的有效技术。5系统软件设计本设计总体程序框图如下，总体程序由主程序，按键子程序，温度获得子程序三部分组成。图5.1总体程序框图图5.2
35、读温度流程图6系统软件调试6.1目测1 .有无短路处。2 .比照电路图看有无接错、漏接处。3 .有无虚焊处。4元件是否都对4 .2硬件调试首先应进行上电前的打算。为了防止硬件的损坏，应在电路板上电前进行电路检查，包括：对芯片的焊接方向进行检查，对芯片的引脚进行短路和断路检查。在经过检查确认芯片的焊接没有任何问题的状况下，进行上电检查，在电源打开后，先推断电路是否存在异样，如出现芯片过热等现象，应刚好切断电源，检查电路故障。在上电无异样状况的前提下，可以用万用表和示波器进行测量。首先测量电源芯片的输出电压是否正常，然后用示波器分别测量各个主要芯片电源引脚，察看电源的波形状况，如有纹波，则在预先留
36、出的位置上焊上退耦电容以消除纹波，保证芯片工作正常。电源测量完毕后，进一步用示波器测量有源晶振的输出脚，其输出是频率为8MHz的波形（非方波，类似正弦波）。在确定晶振起振后，按住复位键，使单片机始终保持在复位状态，同时测量其各个引脚的电平状况，并同数据手册上表述的复位时的芯片引脚状态进行比对，由此可推断单片机是否正常。确认单片机正常之后就可以通过仿真器连接用户板进行调试。5 .3软件的调试由于软件的编写都是依据各个模块进行的，我们在进行软件的系统模拟调试时应，先确认硬件的接口标记是否在软件程序中一一对应，而且要检测所编写的软件有没有学问性的错误。在觉得基本没有问题后我们通过电脑将程序编译进入系
37、统核心T89S52单片机，检验软件与硬件各部分是否协调的工作。出现问题时我们要耐性的检查程序并作出适当的修改，直到软件系统的完全契合硬件电路，那我们软件就调试胜利了。1、测试环境环境温度28摄氏度，室内面积20平方米测试仪器：数字万用表，温度计0100摄氏度2、测试方法使系统运行，采纳温度计同时测量室内度变更状况，得出系统测量的温度。3、测试结果设定温度由O摄氏度到40摄氏度标定温差摄氏度调整时间15s（详细视现场状况）静态误差二0.5摄氏度最大超调量1摄氏度4、通过测试分析，对于实际室内的温度限制，可以再提出以下2点方法：I增加传感器个数，对各个温度传感器采集的数据进行求算术平均，可得到较为
38、精确的温度值。II对实际室内的温度限制，可采纳功率较大的电炉，并且通过风扇对箱内温度进行充分搅和，降温设备可采纳空气压缩机等制冷设备。5、通过试验测试和分析，发觉虽然传感器的温度采集精度最高可得到0.06,但测试得到的数据最小间隔为0.03o通过分析，当对浮点数求平均处理时，遇到同一时刻两个传感头采集的温度相差不大，使0.06时求出平均温度变为0.03为了解该数据是否真实，可采纳一个高精度的数字温度计测试，发觉读出的值与其基本一样，由此推断假如在同一时间增加采集温度的个数，则可以进一步提高温度的精度。6 .4留意事项（1）测驱动电路的过程中发觉数码管不能正常显示的状况，经检验发觉主要是由于接触
39、不良的问题。其中包括线的接触不良和芯片的接触不良，在试验过程中，数码管有几段时隐时现。用万用表检测发觉有线接触不良，重焊后就可正常显示。而芯片接触不良用万用表欧姆档检测有几个引脚本该相通的地方却未通，其解决方法为把芯片拔出正对万能板孔匀称用力插入。（2）由于焊接时的大意损坏了元件，在调试是我们怎么都找不到问题的所在，我们是用解除法一个一个元件的测试的找出损坏的元件，重新换上新的元件，故障得以解决。（3）还有关于程序调试过程中出现的问题。执行程序是发觉程序执行不稳定，解除软件的错误外，经老师的指导才发觉单片机的EA管脚没有接地。因为次程序只用到片内程序存储器，所以在程序执行时确定要把管脚接的，这
40、样程序才能只执行片内的，不然程序会乱跳，从而导致程序执行不稳定。（4）接三极管的过程中，发觉电路不管程序是什么，数码管都是显示8字，经查除发觉原来是三极管的极端弄错了，从新调整极端依次。（5）在电路调试时由于我们选用的是对射型的光电传感器由于没正对好使的调试一度中断，最终我们通过反复的调试解决了问题（6）调试时由于线路的繁杂，没有细致的找到对应部分的线路，使的调试的结果与预期出现很大的误差，我们通过梳理线路后就调试胜利了并达到了预期的效果。（7）在调试时几个模块的电路调试都不是很好，我们就要对线路的硬件连接做细致的检查，调试的时候我们首先要确定连接的电路没有错误，各个元件管脚间没有虚连，那样我
41、们的调试才会更顺当。结束语这次毕业设计让我受益匪浅。通过这次设计我对自己在高校里所学的学问得到了全面的回顾，并充分发挥对所学学问的理解和对毕业设计的思索及书面表达实力，最终完成了这份论文。撰写论文的过程也是专业学问的学习过程，它使我运用已有的专业基础学问，对其进行设计，分析和解决一个理论问题或实际问题，把学问转化为实力的实际训练。培育了我运用所学学问解决实际问题的实力。通过这次毕业设计我发觉，只有理论水平提高了，才能够将课本学问与实践相整合,理论学问服务于教学实践，以增加自己的动手实力。这个设计特别有意义我获得很深刻的阅历。通过这次毕业设计，我们知道了理论和实际的距离，也知道了理论和实际想结合
42、的重要性，也从中得知了很多书本上无法得知的学问。我们的学习不但要立足于书本，以解决理论和实际教学中的实际问题为目的，还要以实践相结合，理论问题即实践课题，解决问题即课程探讨，学生自己就是一个专家,通过自己的手来解决问题比用脑子解决问题更加深刻。学习就应当实行理论与实践结合的方式，理论的问题，也就是实践性的课题。这种做法既有助于完成理论学问的巩固，又有助于带动实践，解决实际问题，加强我们的动手实力和解决问题的实力。总的来说这次的毕业设计使得我学习了很多它是高校里的最终一堂课也是重要的一堂课，他对我们的将来都具有深远的影响。参考文献1李伯成.基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计.电子工业出版社.
43、20042宗光华,李大寨.多单片机系统应用技术.国防工业出版社.20033胡学海.单片机原理及应用系统设计.电子工业出版社.20054孙育才,王荣兴,孙华芳.ATMEL新型AT89S52系列单片机及其应用.清华高校出版社.20055于京,张景璐.51系列单片机C程序设计与应用案例.中国电力出版社.20066蔡杏山.Protel99SE电路设计.人民邮电出版社.20077杨小川.ProtelDXP设计指导教程.清华高校出版社.20038李晓荃.单片机原理与应用M.电子工业出版社，2000年8月9何立民.AVR单片机原理与接口技术M.北京航空航天高校出版社，200210杨帮文.新型继电器好用手册M
44、.北京人民邮电出版社.200411何希才.传感器及其应用电路M.北京：电子工业出版社,2001.131-135.12丁镇生.传感器及传感技术应用M.北京：电子工业出版社，1998.13王家桢.传感器与变送器M.北京:清华高校出版社，1996.14曾巧媛.单片机原理及应用M.北京：电子工业出版社.200215何力民.单片机高级教程M.北京：北京航空高校出版社.200016金发庆.传感器技术与应用M.北京：北京机械工业出版社.2000本课题的完成中，我得到了很多人的帮助，在此表示诚心的感谢！首先感谢我的指导老师王老师，我的课题是在的指导和帮助下完成的，她深厚的理论功底和严谨的治学看法以及高度的敬业
45、精神使我受益非浅，对我课题的完成起到了至关重要的作用。经过这次毕业设计，使我觉得不论从理论学问还是从实际操纵中都学到了不少学问，我想归纳起来，主要有以下四个方面：（1）经过这次毕业设计，它让我接触更多平常没接触的科学仪器设备、元器件以及获得相关的仪器调试阅历，同时我也发觉自己在这方面很多不足之处。体会到理论学问对实践有很大的知道作用，她让我知道，只有在正确的理论指引下，才能设计出合乎实际须要的硬件电路。（2）学会了高效率的查阅资料、运用工具书、医用网络查找资料。我发觉，在我们所运用的书籍上有些学问在实际应用中其实不是特别志向，各种参数都须要自己去调整。间或还会遇到错误的资料现象，这就要求我们应
46、更加留意实践环节。（3）在毕业设计中，我们应当留意重点与细微环节的关系。（4）失败不行怕，只要不趴下，昂首向前走，希望总会有的。（5）同组同学相互包涵，彼此合作，取长补短，才能铸就最终的胜利。可以说这次毕业设计是对所学学问的一次运用和检阅，同时对自学实力提出很高的要求，所以平常的学习离开思索，就是严峻的错误，我们学习不应当有偏科现象，各方面学问都要接触，这样做才能为毕业设计打下基石。最终,我要感谢的母校扬州职业高校,为我供应的良好的学习与发展环境。母校开放、公正的言论环境,现代、好用的学习环境,舒适、便捷的生活环境让我顺当度过了人生的关键三年。愿全部校内里相识的,不相识的；来过的,走过的愿你们珍惜握在手里的现在,抓住机遇,拥有一个美妙的明天。附录一程序程序如下；TM_NUMEQU23HTM_LEQU22HTM_HEQU21HDSPBUFEQU40HDQBITP2.0FLAGBITOOHORGOOOOHAJMPMAINORGOOOBHAJMPTOINTORG30HMAIN:MOVSP,#070HMOVTMOD,#02HMOVIE,#82HMOVTHO,#6MOVTLO,#6MOVR2,#04MOVRl,MOH1.Ll:MOVRl,#00INCRlDJNZR2,LL1SETBRSOMOVR2,#00MOVR3,#00MOVR4,#00MOVR5,#00M
