工業溫度自動控制系統設計研究

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【摘要】本文是一種基于STC89C52的工業溫度自動控制的系統。其工作原理是通過4路溫度傳感器DS18B20進行溫度的采集，經過STC89C52進行分析并處理，如果溫度小于預定的所設預定值，工業溫度自動控制中的繼電器開始工作，對整個工業過程進行加溫；如果溫度大于預定所設預定值，繼電器斷開不工作，對整個工業過程進行降溫。在這個過程，顯示屏1602顯示當前4路溫度。最后通過串口通訊模塊對整個工業溫度自動控制實現顯示當然溫度值在上位機中進行顯示。

【關鍵詞】單片機；溫度控制；顯示報警

引言

自從20世紀的70年代左右，對工業控制的要求越來越高，尤其是在微處理的發展越來越快的情況下。國外的工業溫度自動控制系統發展完善具有自動性，和自整定，自適應性，同時對工業溫度自動控制的效果有目共睹，許多外國國家，比如日、美、德，瑞典這些先進國家的工業溫度自動控制技術遠遠比其他國家要強很多，同時他們還生產了許多相應的裝備，在工業溫度自動控制中應用廣泛。

1總體設計方案

基于單片機的工業溫度自動控制系統的設計的原理是，當我們選用的溫度傳感器從外界采集到溫度后，4路溫度傳感器把采集的溫度數據傳送到主控制器中，并在顯示屏上顯示出4路溫度。同時進行數據分析跟所設預定溫度值比較，在通過4個繼電器的開關實現，對溫度的控制。當外界溫度變化十分大的情況下，或者4個溫度傳感器失靈，不好用，不能把所需要溫度調到規定范圍內，主要控制器通過三極管驅動報警裝置報警。在本工業溫度自動控制系統中我們通過串口通訊連接到上位機，可以儲存并顯示時時溫度，方便了我們對數據的統計和對溫度自動控制過程的掌握，圖1為工作原理框圖。

2系統硬件設計

2.1時鐘電路設計

（見圖2）晶振電路的作用就是，使電路擁有時鐘周期，同時才能運行程序代碼，從而才能使單片機正常工作。在STC89C52工作時，ROM發出指令，同時STC89C52來執行。那什么是機器周期就很好解釋了，也就是STC89C52訪問一次對應存儲器的時間，同時以此作為基準。一個機器周期包括12個時鐘周期。假如STC89C52的晶振是12MHz，那么時鐘周期就是晶振的倒數也就是1/12μs，同時機械周期等于晶振乘以時鐘周期，所以就是1μs。

2.2溫度檢測模塊設計

STC89C52主控制器對DS18B20的操作，首先在本工業溫度自動控制系統開機之后，我們首先要對DSB1820進行復位，在這之后，STC89C52給DS18B20高電平，這樣的目的是為了方便接受脈沖。這樣就建立了STC89C52和DS18B20的之間的數據通訊。接下來STC89C52對DS18B20發送5條ROM指令，所以它們完成了5個工作周期。如果STC89C52只連接一個DS18B20，可以直接跳過ROM指令，繼續運行。但是本溫度自動控制系統一共有4個DS18B20溫度傳感器，所以所不可以直接跳過ROM指令繼續運行。在整個DS18B20的一個周期完成的主要任務是，寫讀RAM中的傳送數據，并且將這組數據拷貝到EEPROM模塊中，并且當STC89C52所傳送指令結束后，發出讀取數據的指令。

3主程序設計

首先對整個程序進行初始化，DS18B20采集溫度，控制LCD1602顯示，最后判斷按鍵是否執行按下。溫度控制點1的程序需要對應F1，2點對應F2。然后溫度在LCD中顯示，按鍵按下，啟動按鍵程序，當確認按鍵被按下的時候，程序開始循環判斷是否4個DS18B20采集的溫度超過設定，繼電器程序啟動控制繼電器開關。繼電器結束動作后，程序從頭運行，循環。

4總結

在我們當今的生活當中，溫度控制系統與我們的生活息息相關，它有著強大的應用能力，在家電的溫度控制，汽車的溫度控制，還有工業中的溫度控制，但是如何設計溫度控制電路還要結合所應用場景的實際。我國在工業溫度自動控制中使用模糊控制理論這個意識崛起的非常晚，但是我們進步是巨大的，同時這個領域我們有很多傲人的成果如模糊控制和辨識，模糊集合論等等。這些成果是我國在國際上有著強烈反響。隨著經濟全球化的發展，國家加大對工業的重視，我們把小企業整合，把技術整合，加大投資，使我們在工業溫度自動控制方面有了顯著提高。基金項目：2018年國家級大學生創新創業訓練計劃項目（201813604003）。

參考文獻

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作者：曲娜 宋毅 奚雨佳 崔海鑫 李雅 單位：吉林建筑科技學院