液晶显示温度控制器器一直显示99度

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-10-18 21:46 标签： 变压器温度控制器
温度控制器简要说明
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1.1&&&& 课程设计要求
完成基于单片机的温度控制器系统的设计，能够实现温度的自动加热，并检测温度温度，对温度进行显示。
& 根据季节不同，设定温度范围。
（1）&&&&&&& 有二路继电器信号输出。
（2）&&&&&&& 当温度低于设定的下限值时，启动加热器加热。直至加热到温度等于设定的上限值时，停止加热器加热。
（3）&&&&&&& 若温度超过设定范围上限，控制器能打开降温风扇，直至回到设定范围，停止降温。
（4）&&&&&&& 能进行控制状态显示，加热——红灯亮；停止加热——绿灯亮；降温——声光报警闪烁。
2&&&&&&&& 设计方案 2.1&&&& 原理框图
本文介绍了用51单片机设计的一种多功能温度控制器,具有设置温度、实时温度显示，自动温度保持等特点。并且具有结构简单、可靠性高、成本低等特点。
当前市场上的温度控制器基本上采用双金属片温控，控温精度低、可靠性差、功能单一。随着微电子技术的发展，单片微处理器功能日益增强，价格低廉，在各方面得到广泛应用。在温度控制器中应用单片机，具有设计简单、可靠性高、功能易扩展等优点。
&&& 温度控制器主要实现对温度的控制，并满足不同用户的个性需求。因此一个较完善的控制器应具有以下功能：
　　温度的测量与显示；用户设定功能(如温度设定，定时设定等)；对电加热管的控制功能；一些功能键(如恒温控制等)。
图1 原理框图2.2&&&& 基本功能设计
显示电路如图6所示，温度采用二位七段码显示，显示范围0℃~99℃。对温度进行循环扫描显示。设置按键两个，一个十位按键，一个个位按键。3&&&&&&&& 硬件电路设计
　　根据温度控制器的功能要求，并结合对51系列单片机的资源分析，采用此系列中的主流型号89C51作为电路系统的控制核心。电温度控制器的总体布局如图1所示。基本硬件电路图如图2(a)~(c)所示。在本系统中，P0.0~P0.3用于七段码显示，P2.6控制水闸开关，P2.7控制电加热管，P3.3~P3.5用于按键设计和读取水量，P3.0~P3.2用于跟DS1820通信进行温度测量，P2.0~P2.1对七段码进行扫描，P2.2~P2.5 LED指示灯显示，P3.7控制扬声器用于报警和指示。
1.温度测量电路
温度测量电路如图4所示，测温元件采用DALLAS的单线数字温度传感器DS1820。DS1820提供九位温度读数，测量范围-55℃~125℃，采用独特1-WIRE 总线协议，只需一根口线即实现与MCU的双向通讯，具有连接简单，高精度，高可靠性等特点。在工作时，通过总线向其提供电源，单片机发出指令码读取温度值。3.1&&&& DS1820的工作原理
DS1820采用3脚PR-35封装或8脚SOIC封装，管脚排列如图2所示。图中3号引脚为GND，2号引脚I/O为数据输入/输出端（即单线总线），该脚为漏极开路输出，常态下呈高电平。1号引脚VDD是外部+5V电源端，不用时应接地。NC为空脚。图3所示为DS1820的内部框图，它主要包括寄生电源、温度传感器、64位激光ROM单线接口、存放中间数据的高速暂存器（内含便笺式RAM），用于存储用户设定的温度上下限值的TH和TL解发器存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码（CRC）发生器等七部分。
图2 DS1820引脚图
图3 DS18B20内部结构图3.2&&&& 温度测量原理
DS1820测量温度时使用特有的温度测量技术。其测量电路框图如图3所示。DS1820内部的低温度系数振荡器能产生稳定的频率信号f0，高温度系数振荡器则将被测温度转换成频率信号f。当计数门打开时，DS1820对f0计数，计数门开通时间由高温度系数振荡器决定。芯片内部还有斜率累加器，可对频率的非线性予以被偿。测量结果存入温度寄存器中。一般情况下的温度值应为9位（符号点1位），但因符号位扩展成高8位，故以16位被码读出。
图4 &DS1820测温原理框图
高速暂存器
在正常测温情况下，DS1820的测温分辨力为0.5℃，可采用下述方法获得高分辨率的温度测量结果：首先用DS1820提供的读暂存器指令（BEH）读出以0.5℃为分辨率的温度测量结果，然后切去测量结果中的最低有效位（LSB），得到所测实际温度的整数部分Tz，然后现用BEH指令取计数器1的计数剩余值Cs和每度计数值CD。考虑到DS1820测量温度的整数部分以0.25℃、0.75℃为进位界限的关系，实际温度Ts可用下式计算：
Ts=（Tz-0.25℃）+(CD-Cs)/CD3.3&&&& 高温自动报警电路
DS1820完成温度转换后，就把测得的温度值与TH、TL作比较。若T&TH或T&TL，则将该器件内的告警标志置位，并对主机发出的告警搜索命令作出响应。因此，可用多只DS1820同时测量温度并进行告警搜索。一旦某测温点越限，主机利用告警搜索命令即可识别正在告警的器件，并读出其序号，而不必考虑非告警器件。
在64位ROM的最高有效字节中存储有循环冗余校验码（CRC）。主机根据ROM的前56位来计算CRC值，并和存入DS1820中的CRC值作比较，以判断主机收到的ROM数据是否正确。CRC的函数表达式为：CRC=X8+X5+X3+1。此外，DS1820尚需依上式为暂存器中的数据来产生一个8位CRC送给主机，以确保暂存器数据传送无误。3.4&&&& 基本温度温度测量电路
　基本温度温度测量电路如图5所示，本系统中，一个DS18B20温度传感器，两个四位的七段码显示与加热指示灯，按键可自由的设置上下限温度。
图5& 基本温度温度测量、键盘电路
3.5&&&& 显示电路及键盘电路
显示电路如图6所示，温度采用二位七段码显示，显示范围0℃~99℃。对温度进行循环扫描显示。设置按键两个，一个十位按键，一个个位按键。
图6 基本显示电路图图
4&&&&&&&& 系统软件设计
　　系统软件采用汇编语言精简指令编写。本系统中键盘扫描、漏电检测等子程序都通过查询实现，并采用12MHz的时钟频率，对指令的运行时间进行了精确计算和设计，保证软件的可靠性和稳定性。系统主程序框图如图7所示，DS1820工作程序流程图如图8所示。4.1&&&& 键盘和显示
本系统中，有2个功能按键：恒温控制、温度上限调节；两个四位一体的七段数码管显示与1个LED灯指示。
当设置温度高于实际温度时，加热指示灯变亮，当温度低于实际温度时，加热指示灯熄灭。按键标识为“个位按键”，“十位按键”。4.2&&&& 温度测量
温度读取是通过与DS1820通信完成。DS1820通信功能是分时完成的，它有严格的时隙概念。因此系统对DS1820的各种操作必须按协议进行。DS1820是美国DALLAS公司生产的单线数字温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，特别适合于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号供微机处理，而且每片DS1820都有唯一的产品号并可存入其ROM中，以使在构成大型温度测控系统时在单线上挂任意多个DS1820芯片。从DS1820读出或写入DS1820信息仅需要一根口线，共读写及温度变换功率来源于数据总线，该总线本身也可以向所挂接的DS1820供电，而无需额处电源。DS1820能提供九位温度读数，它无需任何外围硬件即可方便地构成温度检测系统。
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