單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)

單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)摘要：說(shuō)到溫度控制人們很自然想到空調(diào)和冰箱的溫度控制，那種控制的特點(diǎn)是間歇式控制。在日常生活經(jīng)常需要連續(xù)恒溫控制，這對(duì)于溫度控制提出了新的要求。這里專門為其設(shè)計(jì)了一套恒溫控制系統(tǒng)。系統(tǒng)以單片機(jī)為核心配以控制簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠的雙向二極管、雙向可控硅、固態(tài)繼電器作為驅(qū)動(dòng)部件。并采用新型的接近開關(guān)和溫度傳感器作為系統(tǒng)的檢測(cè)部件，檢測(cè)精度高，為系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的反饋信號(hào)。人機(jī)對(duì)話采用簡(jiǎn)易的小鍵盤、單色數(shù)碼管和蜂鳴器讓系統(tǒng)的操作方便、人性化。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);恒溫;控制在現(xiàn)代中醫(yī)治療過(guò)程中，經(jīng)常采用中藥熏蒸療法，對(duì)骨關(guān)節(jié)的治療起到很好的輔助治療作用。由于熏蒸的特殊性，要求溫度控制系統(tǒng)必須提供定時(shí)和恒溫。其工作過(guò)程是：1、 將配制好的中藥液體放在容器中。2、 開啟電源，通過(guò)面板的小鍵盤設(shè)定好定時(shí)值和定溫值。3、 病人平躺在熏蒸床上，調(diào)節(jié)行走車對(duì)準(zhǔn)需要熏蒸部位。4、 系統(tǒng)進(jìn)入正常工作。一、 系統(tǒng)功能介紹根據(jù)病人的實(shí)際需求，通過(guò)鍵盤設(shè)定好時(shí)間和溫度，系統(tǒng)按照設(shè)定值開始工作，對(duì)患病部位進(jìn)行定時(shí)、定溫巡回熏蒸，當(dāng)行走車走到最左端時(shí)，由左限傳感器發(fā)出信號(hào)，單片機(jī)控制行走車向右行走。當(dāng)行走車走到最右端時(shí)，由右限傳感器發(fā)出信號(hào)，單片機(jī)控制行走車向左行走。時(shí)間顯示采用倒計(jì)時(shí)方法，當(dāng)所定時(shí)間減至0時(shí)，停止加溫、行走車回到起點(diǎn)位置。蜂鳴器和光二極管發(fā)出結(jié)束的聲、光提示信號(hào)。二、 系統(tǒng)工作原理要實(shí)現(xiàn)上面介紹的功能，科學(xué)地設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件是系統(tǒng)可靠運(yùn)行的保證。本著設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行可靠、易于實(shí)施和價(jià)格低廉的原則對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行了通盤考慮。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)后被確定下來(lái)。硬件系統(tǒng)工作原理圖如下圖所示。其中：S1作為修改增加鍵、S2作為修改減少鍵、S4作為修改定時(shí)/定溫選擇鍵、一旦確定是修改定時(shí)還是修改定溫后，由S1或S2鍵完成增減。S3作為行走和定位選擇鍵。當(dāng)按鍵壓下時(shí)，單片機(jī)通過(guò)P1.1、P1.2、P1.4或P2.7接收“0”信號(hào)。采用“0”作為有效信號(hào)主要是出于這樣的考慮：當(dāng)小鍵盤接觸不良時(shí)，避免系統(tǒng)產(chǎn)生誤動(dòng)作而造成對(duì)病人的傷害。因?yàn)殒I盤接觸不良必然導(dǎo)致“浮空”現(xiàn)象，從單片機(jī)的接收角度看，有可能將“浮空”當(dāng)成“1”信號(hào)。所以選擇“0”有效是必要的。若P2.7=0時(shí)：P1.0=0為定時(shí)時(shí)間增1、P1.1=0為定時(shí)時(shí)間減1若P2.7=1時(shí)：若P1.0=0為定溫值增1、P1.1=0時(shí)定溫值減1若P1.4=0時(shí)，查看P1.5和P1.6的狀態(tài)，如果二者均為0，將P1.5和P1.6中的1位置1，行走車巡回；如果二者的邏輯“或”不為0，將P1.5和P1.6均清0，行走車停（即定位）。左、右轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)由型號(hào)為C9013三極管和型號(hào)為DAI4002D固態(tài)繼電器組成。由于控制巡回的過(guò)程實(shí)質(zhì)是控制電機(jī)，而拖動(dòng)行走車的電機(jī)的功率比較大，所以這里的電機(jī)屬于強(qiáng)電范疇。DAI4002D固態(tài)繼電器的最大優(yōu)勢(shì)是隔離作用，他能有效地將強(qiáng)電與單片機(jī)的邏輯弱信號(hào)隔開，使驅(qū)動(dòng)變得簡(jiǎn)單而且可靠。當(dāng)P1.5或P1.6為1時(shí)，C9013導(dǎo)通，固態(tài)繼電器導(dǎo)通，送出左右轉(zhuǎn)信號(hào)。反之，固態(tài)繼電器斷開，不送左右轉(zhuǎn)信號(hào)。即行走車停實(shí)現(xiàn)定位。左限與右限的信號(hào)輸入是將左限和右限的位置信號(hào)由接近開關(guān)檢測(cè)后送到單片機(jī)的INT0和INT1，在單片機(jī)內(nèi)將二者設(shè)置成中斷方式，上升延有效。當(dāng)INT0或INT1有效時(shí)，通過(guò)單片機(jī)的中斷系統(tǒng)快速作出反應(yīng)，由中斷服務(wù)子程序?qū)⑾鄳?yīng)端口置1或清0改變行走車的運(yùn)行方向，到達(dá)巡回的目的。通過(guò)D2和D3可以直觀地在系統(tǒng)面板上看出行走車是在向左還是向右行走或者是定位。溫度檢測(cè)輸入是將溫度傳感器18B20通過(guò)P2.6接入單片機(jī)，在程序的入口處對(duì)18B20進(jìn)行初始化后就可以適時(shí)讀出當(dāng)前實(shí)際溫度并送溫度顯示輸出顯示。溫度控制輸出由R1(壓敏電阻)、R2、RW1（電位器）、C1、D1（雙向二極管）、SCR1（雙向可控硅）組成，旋轉(zhuǎn)RW1（電位器）改變C1的充放電時(shí)間通過(guò)D1（雙向二極管）改變SCR1（雙向可控硅）的導(dǎo)通角達(dá)到改變加熱部件的電壓，從而達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。RW1（電位器）電阻有效值大，輸出電壓低；反之輸出電壓高。將單片機(jī)的控制信號(hào)經(jīng)過(guò)積分器的輸出控制RW1（電位器）的旋轉(zhuǎn)角度來(lái)決定輸出電壓的高與低。這樣一來(lái)，雖然加熱元件端是強(qiáng)電，單片機(jī)提供的控制信號(hào)是弱電，但二者之間的耦合體是機(jī)械，杜絕了強(qiáng)電起、停時(shí)對(duì)單片機(jī)造成的工作不穩(wěn)定的威脅。通過(guò)以上對(duì)于系統(tǒng)原理的分析可以看出該系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：1、 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單、合理、實(shí)用。2、 操作方便、簡(jiǎn)單、明了。3、 由于系統(tǒng)中采用了有效的隔離措施，使系統(tǒng)運(yùn)行非?？煽?。4、 硬件價(jià)格低廉。5、 該系統(tǒng)可以引入如果需要定時(shí)和恒溫控制的場(chǎng)合使用。