單片機溫度控制系統(tǒng)

單片機溫度控制系統(tǒng)摘要：說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，這對于溫度控制提出了新的要求。這里專門為其設計了一套恒溫控制系統(tǒng)。系統(tǒng)以單片機為核心配以控制簡單、運行可靠的雙向二極管、雙向可控硅、固態(tài)繼電器作為驅(qū)動部件。并采用新型的接近開關和溫度傳感器作為系統(tǒng)的檢測部件，檢測精度高，為系統(tǒng)提供準確的反饋信號。人機對話采用簡易的小鍵盤、單色數(shù)碼管和蜂鳴器讓系統(tǒng)的操作方便、人性化。關鍵詞：單片機;恒溫;控制在現(xiàn)代中醫(yī)治療過程中，經(jīng)常采用中藥熏蒸療法，對骨關節(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)必須提供定時和恒溫。其工作過程是：1、 將配制好的中藥液體放在容器中。2、 開啟電源，通過面板的小鍵盤設定好定時值和定溫值。3、 病人平躺在熏蒸床上，調(diào)節(jié)行走車對準需要熏蒸部位。4、 系統(tǒng)進入正常工作。一、 系統(tǒng)功能介紹根據(jù)病人的實際需求，通過鍵盤設定好時間和溫度，系統(tǒng)按照設定值開始工作，對患病部位進行定時、定溫巡回熏蒸，當行走車走到最左端時，由左限傳感器發(fā)出信號，單片機控制行走車向右行走。當行走車走到最右端時，由右限傳感器發(fā)出信號，單片機控制行走車向左行走。時間顯示采用倒計時方法，當所定時間減至0時，停止加溫、行走車回到起點位置。蜂鳴器和光二極管發(fā)出結(jié)束的聲、光提示信號。二、 系統(tǒng)工作原理要實現(xiàn)上面介紹的功能，科學地設計系統(tǒng)硬件是系統(tǒng)可靠運行的保證。本著設計合理、運行可靠、易于實施和價格低廉的原則對硬件系統(tǒng)進行了通盤考慮。經(jīng)過反復實驗后被確定下來。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/定溫選擇鍵、一旦確定是修改定時還是修改定溫后，由S1或S2鍵完成增減。S3作為行走和定位選擇鍵。當按鍵壓下時，單片機通過P1.1、P1.2、P1.4或P2.7接收“0”信號。采用“0”作為有效信號主要是出于這樣的考慮：當小鍵盤接觸不良時，避免系統(tǒng)產(chǎn)生誤動作而造成對病人的傷害。因為鍵盤接觸不良必然導致“浮空”現(xiàn)象，從單片機的接收角度看，有可能將“浮空”當成“1”信號。所以選擇“0”有效是必要的。若P2.7=0時：P1.0=0為定時時間增1、P1.1=0為定時時間減1若P2.7=1時：若P1.0=0為定溫值增1、P1.1=0時定溫值減1若P1.4=0時，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)動由型號為C9013三極管和型號為DAI4002D固態(tài)繼電器組成。由于控制巡回的過程實質(zhì)是控制電機，而拖動行走車的電機的功率比較大，所以這里的電機屬于強電范疇。DAI4002D固態(tài)繼電器的最大優(yōu)勢是隔離作用，他能有效地將強電與單片機的邏輯弱信號隔開，使驅(qū)動變得簡單而且可靠。當P1.5或P1.6為1時，C9013導通，固態(tài)繼電器導通，送出左右轉(zhuǎn)信號。反之，固態(tài)繼電器斷開，不送左右轉(zhuǎn)信號。即行走車停實現(xiàn)定位。左限與右限的信號輸入是將左限和右限的位置信號由接近開關檢測后送到單片機的INT0和INT1，在單片機內(nèi)將二者設置成中斷方式，上升延有效。當INT0或INT1有效時，通過單片機的中斷系統(tǒng)快速作出反應，由中斷服務子程序?qū)⑾鄳丝谥?或清0改變行走車的運行方向，到達巡回的目的。通過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。溫度檢測輸入是將溫度傳感器18B20通過P2.6接入單片機，在程序的入口處對18B20進行初始化后就可以適時讀出當前實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的充放電時間通過D1（雙向二極管）改變SCR1（雙向可控硅）的導通角達到改變加熱部件的電壓，從而達到調(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。將單片機的控制信號經(jīng)過積分器的輸出控制RW1（電位器）的旋轉(zhuǎn)角度來決定輸出電壓的高與低。這樣一來，雖然加熱元件端是強電，單片機提供的控制信號是弱電，但二者之間的耦合體是機械，杜絕了強電起、停時對單片機造成的工作不穩(wěn)定的威脅。通過以上對于系統(tǒng)原理的分析可以看出該系統(tǒng)有如下特點：1、 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)非常簡單、合理、實用。2、 操作方便、簡單、明了。3、 由于系統(tǒng)中采用了有效的隔離措施，使系統(tǒng)運行非常可靠。4、 硬件價格低廉。5、 該系統(tǒng)可以引入如果需要定時和恒溫控制的場合使用。