摘 要：本文介紹了一種基于AT89C51單片機(jī)為基礎(chǔ)的溫度智能控制系統(tǒng)，并且闡述了構(gòu)成本系統(tǒng)的基本原理、硬件組成及相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：AT89C51單片機(jī) 溫度控制 硬件及軟件設(shè)計(jì) 一、引言 　　針對(duì)實(shí)驗(yàn)室等對(duì)溫度極其敏感的一些大型公共場(chǎng)合，為達(dá)到對(duì)其溫度的良好控制，本文從實(shí)用的角度以AT89C51為核心設(shè)計(jì)了一套溫度智能控制系統(tǒng)。實(shí)踐證明，本系統(tǒng)運(yùn)行情況良好且經(jīng)濟(jì)可靠。 二、硬件組成： 　　本系統(tǒng)主要是針對(duì)實(shí)驗(yàn)室等一些大型公共場(chǎng)所的溫度進(jìn)行控制。因此我們要求的溫度不是一個(gè)點(diǎn)，而是一個(gè)范圍，因此我們?cè)O(shè)定了一個(gè)溫度點(diǎn)，在此溫度點(diǎn)的上下限附近設(shè)定一個(gè)回差帶，如下圖所示。 [align=center] 圖 1 溫度越限控制示意圖[/align] 　　針對(duì)以上情況，本系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為核心，組成一個(gè)集溫度的采集、處理、顯示、自動(dòng)控制為一身的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其原理框圖見(jiàn)圖2。圖中硬件組成主要由以下幾部分組成：?jiǎn)纹瑱C(jī)信息處理、溫度采集、信號(hào)轉(zhuǎn)換、顯示、報(bào)警、鍵聲及控制部分。 [align=center] 圖2 溫度控制系統(tǒng)原理框圖[/align] 　　具體工作如下： 　　利用集成溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的采集，然后信號(hào)通過(guò)運(yùn)算放大器、保持器和 A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量變?yōu)閿?shù)字量送入單片機(jī)進(jìn)行處理。我們預(yù)先從鍵盤(pán)輸入一個(gè)溫度范圍（上限報(bào)警值和下限報(bào)警值、上限值、上限復(fù)位值、下限值、下限復(fù)位值），通過(guò)溫度采集系統(tǒng)檢測(cè)出環(huán)境的溫度，由數(shù)字顯示電路顯示出當(dāng)時(shí)的溫度，當(dāng)溫度高于上限值時(shí)，系統(tǒng)將起動(dòng)制冷設(shè)備，把溫度降下來(lái)，根據(jù)采樣溫度值與下限值的差值占上限與下限之間的差值的百分比平均地起動(dòng)設(shè)備的臺(tái)數(shù)，當(dāng)溫度低于上限復(fù)位值時(shí)，才關(guān)閉全部的設(shè)備。制冷設(shè)備停止工作。當(dāng)溫度低于下限值時(shí)，與高于上限值的控制方法相同。當(dāng)溫度高于或低于報(bào)警的上下限值時(shí)，報(bào)警器發(fā)聲，提醒工作人員此時(shí)溫度太高或太低，以做出相應(yīng)的措施。 　　其中： 　　1、 為使整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行更加完善，本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)匹配了矩陣式鍵盤(pán)以及由四位LED數(shù)碼管組成的顯示器以顯示實(shí)時(shí)的溫度值及事先給定的溫度值。 　　2、 為提高系統(tǒng)的抗干擾能力，在原有硬件的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了電源檢測(cè)、報(bào)警等電路以促進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)的功能更加完善。 　　3、為使掉電后上次設(shè)定的參數(shù)不至于丟掉，本系統(tǒng)采用串行EEPROM―24C02進(jìn)行掉電前的參數(shù)存儲(chǔ)。24C02和AT89C51的典型接口電路如下： [align=center] 圖3 24C02和AT89C51的接口電路[/align] 三、軟件設(shè)計(jì)： 　　為便于調(diào)試，本系統(tǒng)主要采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具體由鍵盤(pán)、顯示、溫度采集、信號(hào)處理、A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換報(bào)警等子程序組成。這里給出主程序框圖見(jiàn)圖4： [align=center] 圖4 主程序流程圖[/align] 　　其中， 　　1、 本系統(tǒng)采用矩陣式鍵盤(pán)，應(yīng)用鍵掃描法進(jìn)行識(shí)別，其程序流程圖見(jiàn)圖5： 　　2、 為消除外界對(duì)采樣系統(tǒng)的干擾，我們采用防脈沖干擾平均值法，計(jì)算方便，速度快，且所需內(nèi)存很小。 　　3、在該系統(tǒng)中溫度范圍設(shè)定在0℃～50℃，但經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的采樣值為對(duì)應(yīng)于該溫度的電壓值，因此本系統(tǒng)的標(biāo)變換公式為： 　　 　　這樣計(jì)算后該系統(tǒng)中溫度范圍在0℃～51℃。 [align=center] 圖5 鍵盤(pán)程序流程圖[/align] 四、結(jié)束語(yǔ)： 　　整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的采樣、處理及控制。本系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、工作精度高，且通過(guò)鍵盤(pán)可以方便地進(jìn)行參數(shù)修改，真正達(dá)到對(duì)溫度的智能控制。 參考文獻(xiàn) 　　【1】何立民主編。MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與接口技術(shù)。 北京航空航天大學(xué)出版社，1990年1月 　　【2】楊忠煌，黃博俊主編。單片機(jī)8051實(shí)務(wù)與應(yīng)用。中國(guó)水利水電出版社，2001年6月。 　　【3】蘇文平主編。新型電子電路。北京航空航天大學(xué)。1999年1月。