畢業(yè)設計---基于at89c51單片機溫度控制系統(tǒng)設計

1、<p>　　基于AT89C51單片機溫度控制系統(tǒng)設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著電子科技的發(fā)展，溫度控制在生活中的應用領域越來越廣泛，同時在工業(yè)自動化控制中占有非常重要的地位。同時隨著51單片機的成熟和普及，51單片機已經應用于各行各業(yè)，從溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展來看，以單片機為核心構成的微機溫度控制系統(tǒng)調節(jié)裝置己經成為

2、主要的發(fā)展方向。它根據用戶所需溫度與設定溫度之差值來控制溫度，從而達到改變用戶所需溫度的目的。有很多控制方案可選。首選方案就是PID控制。</p><p>　　本課題研究AT89C51芯片在溫度控制系統(tǒng)中的應用，實現對溫度的測量，并能根據設定值對溫度進行調節(jié)，實現溫控的目的。本文簡述了溫度控制的原理，介紹了基于AT89C51單片機的檢測系統(tǒng)的硬件設計，并說明了用模糊PID控制方法設計出的溫度控制的控制算法及其系統(tǒng)

3、實現方法，實現對溫度的檢測，顯示和報警功能。</p><p>　　關鍵詞：AT89C51 單片機 溫度控制 PID控制</p><p>　　The temperature control system based on the AT89C51</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　

4、　With the development of the electronic technology, the temperature control is widely used in the application areas of the life, and has the important station in the control of the automation industry. With the maturati

5、on and popularization of the 51 series single-chip, it has used in the every walk of life, From the development of the temperature control system, the main direction of development is micro-computer temperature control s

6、ystem device based on single-chip. It controls the temperatur</p><p>　　The task is to research the applications of AT89C51 chip in the temperature control system, measuring the temperature, and adjusting the

7、 temperature according to the set value, achieving the aim of the temperature control. The paper explains the principle of temperature control, introduces the hard design of detecting system based on single-chip AT89C51,

8、 and illustrates the way and algorithm by fuzzy PID control method to achieve temperature control, display and alarm.</p><p>　　Keywords:AT89C51 ; monolithic computer; temperature control; PID control</p&g

9、t;<p><b>　　目錄 </b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第一章 緒 論1</b></p><p>　　1.1 選題背景和意義1</p>&l

10、t;p>　　1.2 溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展狀況2</p><p>　　1.3 PID的發(fā)展4</p><p>　　1.4 本文的主要設計工作4</p><p>　　第二章 系統(tǒng)分析6</p><p>　　2.1 系統(tǒng)介紹6</p><p>　　2.2 PID控制理論7</p><p&

11、gt;　　2.2.1 模糊PID控制9</p><p>　　2.3 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境10</p><p>　　第三章 硬件電路設計16</p><p>　　3.1系統(tǒng)硬件設計16</p><p>　　3.1.1 AT89C51的芯片分析介紹17</p><p>　　3.2溫度檢測電路22</p>

12、<p>　　3.2.1 傳感器的選擇22</p><p>　　3.2.2 檢測電路的設計23</p><p>　　3.3電源電路24</p><p>　　3.4顯示電路25</p><p>　　3.4.1 芯片介紹26</p><p>　　3.4.2 LED數碼管簡介27</p>&

13、lt;p>　　3.5通信電路30</p><p>　　3.6 繼電器控制電路31</p><p>　　第四章 軟件設計33</p><p>　　4.1 程序總體設計33</p><p>　　4.2 系統(tǒng)各模塊設計40</p><p>　　4.2.1 鍵盤管理模塊40</p><p&

14、gt;　　4.2.2 顯示模塊42</p><p>　　4.2.3 溫度檢測模塊42</p><p>　　4.3 本章小結45</p><p>　　第五章 總結和展望46</p><p><b>　　參考文獻47</b></p><p><b>　　致謝50</b>

15、;</p><p>　　附錄 部分驅動程序51</p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1.1 選題背景和意義</p><p>　　溫度是生產過程和科學實驗中非常普遍而又十分重要的物理參數。在工業(yè)生產過程中，為了高效地進行生產，必須對生產工藝過程中的主要參數，如溫度、壓力、流量、速度等進

16、行有效的控制，其中溫度控制在生產過程中占有相當大的比例。</p><p>　　我們都知道溫度在工業(yè)自動化、家用電器、環(huán)境保護、安全生產和汽車工業(yè)等部分中，都是最基本的檢測參數之一，特別是化學工業(yè)自動化系統(tǒng)中，一般溫度檢測占全部檢測點的50%以上，可見溫度檢測的重要性所在。而且在我們的日常生活中也使用微波爐、電烤箱、電熱水器、空調等家用電器，溫度與我們息息相關。另外在各高等院校的實驗室中，無不將溫度作為被控參數，構

17、成微機測控系統(tǒng)，供學生作綜合實驗或課程設計?？梢姕囟瓤刂齐娐窂V泛應用于社會生活的各個領域，所以對溫度進行控制是非常有必要和有意義的。</p><p>　　隨著科學技術的不斷發(fā)展, 各企業(yè)對溫度檢測技術提出了更高的要求，希望利用新的檢測方法，制造出適應性更強、精度更高、性能更穩(wěn)定、并具有智能功能的新一代溫度檢測儀表。目前，溫度的自動控制系統(tǒng)大多采用的電子式控制方式，主要存在以下兩個明顯缺點:①采用的元器件比較落后，

18、導致電路較為復雜，使用的邏輯元器件也較多，增加了備件管理和維護工作的難度；②由于系統(tǒng)整體比較復雜，同時模擬儀表的實現功能的限制， 因此這些溫度控制器都采用了最簡單的控制規(guī)律，不能提供很好的控制性能。綜合以上的各種不利因素，我們認為此類控制系統(tǒng)己經無法滿足日益提高的控制性能需求，必須采用新的控制方式[1]。</p><p>　　現代自動控制越來越朝著智能化發(fā)展，在很多自動控制系統(tǒng)中都用到了工控機，小型機、甚至是巨型

19、機處理機等，當然這些處理機有一個很大的特點，那就是很高的運行速度，很大的內存，大量的數據存儲器。但隨之而來的是巨額的成本。在很多的小型系統(tǒng)中，處理機的成本占系統(tǒng)成本的比例高達20%，而對于這些小型的系統(tǒng)來說，配置一個如此高速的處理機沒有任何必要，因為這些小系統(tǒng)追求經濟效益，而不是最在乎系統(tǒng)的快速性，所以用成本低廉的單片機控制小型的，而又不是很復雜，用在不需要大量復雜運算的系統(tǒng)中是非常適合的。</p><p>　　

20、單片機系統(tǒng)的開發(fā)應用給現代工業(yè)測控領域帶來了一次新的技術革命，自動化、智能化均離不開單片機的應用。單片機的體積小，價格便宜，功能也不斷在提升，成為工業(yè)技術改造和新產品開發(fā)較為理想的微控單元核心部件，在信號檢測、工業(yè)過程控制、智能儀器儀表、機電一體化系統(tǒng)、家用電器等眾多領域都有著十分廣泛的應用[2]。將單片機控制方法運用到溫度控制系統(tǒng)中，可以克服溫度控制系統(tǒng)中存在的嚴重滯后現象，同時在提高采樣頻率的基礎上可以很大程度的提高控制效果和控制精

21、度。</p><p>　　1.2 溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展狀況</p><p>　　溫度控制系統(tǒng)在工業(yè)生產中獲得了廣泛的應用，在工農業(yè)生產、國防、科研以及日常生活等領域占有重要的地位。溫度控制系統(tǒng)是人類供熱、取暖的主要設備的驅動來源，它的出現迄今已有兩百余年的歷史。期間，從低級到高級，從簡單到復雜，隨著生產力的發(fā)展和對溫度控制精度要求的不斷提高，溫度控制系統(tǒng)的控制技術得到迅速發(fā)展。當前比較流行的

22、溫度控制系統(tǒng)有基于單片機的溫度控制系統(tǒng)，基于PLC 的溫度控制系統(tǒng)，基于工控機（IPC）的溫度控制系統(tǒng)，集散型溫度控制系統(tǒng)（DCS），現場總線控制系統(tǒng)（FCS）等。</p><p>　　單片機的發(fā)展歷史雖不長，但它憑著體積小，成本低，功能強大和可靠性高等特點，已經在許多領域得到了廣泛的應用。單片機已經由開始的4位機發(fā)展到32位機，其性能進一步得到改善?；趩纹瑱C的溫度控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定，工作精度高。但相對其他溫度系

23、統(tǒng)而言，單片機響應速度慢、中斷源少，不利于在復雜的，高要求的系統(tǒng)中使用。</p><p>　　PLC是一種數字控制專用電子計算機，它使用了可編程序存儲器儲存指令，執(zhí)行諸如邏輯、順序、計時、計數與演算等功能，并通過模擬和數字輸入、輸出等組 件，控制各種機械或工作程序。PLC可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單，易于被工程人員掌握和使用，目前在工業(yè)領域上被廣泛應用。相對于 IPC，DCS，FSC等系統(tǒng)而言，PLC是具有成

24、本上的優(yōu)勢。因此，PLC占領著很大的市場份額，其前景也很有前途。</p><p>　　工控機（IPC）即工業(yè)用個人計算機。IPC的性能可靠、軟件豐富、價格低廉，應用日趨廣泛。它能夠適應多種工業(yè)惡劣環(huán)境，抗振動、抗高溫、防灰塵，防電磁輻射。過去工業(yè)鍋爐大多用人工結合常規(guī)儀表監(jiān)控，一般較難達到滿意的結果，原因是工業(yè)鍋爐的燃燒系統(tǒng)是一個多變量輸入的復雜系統(tǒng)。影響燃燒的因素十分復雜，較正確的數學模型不易建立，以經典的PI

25、D為基礎的常規(guī)儀表控制，已很難達到最佳狀態(tài)。而計算機提供了諸如數字濾波，積分分離PID，選擇性PID。 參數自整定等各種靈活算法，以及“模糊判斷”功能，是常規(guī)儀表和人力難以實現或無法實現的。在工業(yè)鍋爐溫度檢測控制系統(tǒng)中采用工控機可大大改善對鍋爐的監(jiān)控品質，提高了平均熱效率。但如果單獨采用工控機作為控制系統(tǒng)，又有易干擾和可靠性差的缺點。 </p><p>　　集散型溫度控制系統(tǒng)（DCS）是一種功能上分散，管理上集中

26、的新型控制系統(tǒng)。與常規(guī)儀表相比具有豐富的監(jiān)控、協(xié)調管理功能等特點。DCS的關鍵是通信，也可以說數據公路是分散控制系統(tǒng)DCS的脊柱。由于它的任務是為系統(tǒng)所有部件之間提供通信網絡，因此，數據公路自身的設計就決定了總體的靈活性和安全性?；綝CS的溫度控制系統(tǒng)提供了生產的自動化水平和管理水平，能減少操作人員的勞動強度，有助于提高系統(tǒng)的效率。但DCS在設備配置上要求網絡、控制器、電源甚至模件等都為冗余結構，支持無擾切換和帶電插拔，由于設計上的高

27、要求，導致了DCS成本太高。 </p><p>　　現場總線控制系統(tǒng)（FCS）綜合了數字通信技術、計算機技術、自動控制技術、網絡技術和智能儀表等多種技術手段的系統(tǒng)。其優(yōu)勢在于網絡化、分散化控制?；诳偩€控制系統(tǒng)（FCS）的溫度控制系統(tǒng)具有高精度、高智能、便于管理等特點，FCS系統(tǒng)由于信息處理現場化，能直接執(zhí)行傳感、控制、報警和計算功能。而且它可以對現場裝置(含變送器、執(zhí)行器等)進行遠程診斷、維護和組態(tài)，這是其他

28、系統(tǒng)無法達到的。但是FCS還沒有完全成熟，它才剛剛進入實用化的現階段，另一方面，目前現場總線的國際標準共有12種之多，這給FSC的廣泛應用添加了很大的阻力。</p><p>　　各種溫度系統(tǒng)都有自己的優(yōu)缺點，用戶需要根據實際需要選擇系統(tǒng)配置，當然，在實際運用中，為了達到更好的控制系統(tǒng)可以采取多個系統(tǒng)的集成，做到互補長短。</p><p>　　溫度控制系統(tǒng)在國內各行各業(yè)的應用雖然已經十分廣泛

29、，但從生產的溫度控制器來講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國、德國等先進國家相比有著較大差距。成熟產品主要以“點位”控制及常規(guī)的PID控制器為主。它只能適應一般溫度系統(tǒng)控制，難于控制滯后、復雜、時變溫度系統(tǒng)控制。而適應于較高控制場合的智能化、自適應控制儀表，國內技術還不十分成熟，形成商品化并在儀表控制參數的自整定方面，國外已有較多的成熟產品。但由于國外技術保密及我國開發(fā)工作的滯后，還沒有開發(fā)出性能可靠的自整定軟件?？刂茀荡蠖嗫咳斯そ?/p>

30、驗及現場調試確定。國外溫度控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，并在智能化、自適應、參數自整定等方面取得成果。日本、美國、德國、瑞典等技術領先，都生產出了一批商品化的、性能優(yōu)異的溫度控制器及儀器儀表，并在各行業(yè)廣泛應用。目前，國外溫度控制系統(tǒng)及儀表正朝著高精度、智能化、小型化等方面快速發(fā)展。</p><p>　　1.3 PID的發(fā)展</p><p>　　PID的發(fā)展過程，很大程度上是它的參數整定方法和參數自適

31、應方法的研究過程。</p><p>　　自ziegler和Nichol:提出PID參數整定方法起，有許多技術已經被用于PID控制器的手動和自動整定。根據發(fā)展階段的劃分，可分為常規(guī)PID參數整定方法及智能PID參數整定方法;按照被控對象個數來劃分，可分為單變量PID參數整定方法及多變量PID參數整定方法，前者包括現有大多數整定方法，后者是最近研究的熱點及難點；按控制量的組合形式來劃分，可分為線性PID參數整定方法及

32、非線性PID參數整定方法，前者用于經典PID調節(jié)器，后者用于由非線性跟蹤—微分器和非線性組合方式生成的非線性PID控制器。從目前PID參數整定方法的研究和應用現狀來看，以下幾個方面將是今后一段時間內研究和實踐的重點。</p><p>　　①對于單入單出被控對象，需要研究針對不穩(wěn)定對象或被控過程存在較大干擾情況下的PID參數整定方法，使其在初始化、抗干擾和魯棒性能方面進一步增強，使用最少量的過程信息及較簡單的操作就

33、能較好地完成整定。</p><p>　　②對于多入多出被控對象，需要研究針對具有顯著藕合的多變量過程的多變量PID參數整定方法，盡可能減少所需先驗信息量，使其易于在線整定。</p><p>　?、壑悄躊ID控制技術有待進一步研究，將自適應和自整定有機結合，使其具有自動診斷功能;結合專家經驗知識、直覺推理邏輯等專家系統(tǒng)思想和方法對原有PID控制器設計思想及整定方法進行改進;將預測控制、模糊控

34、制等智能控制和PID控制相結合，進一步提高控制系統(tǒng)性能。這些都是智能PID控制發(fā)展的極有前途的方向。</p><p>　　1.4 本文的主要設計工作</p><p>　　本文首先對基于AT89C51單片機溫度控制系統(tǒng)進行整體設計，實現對溫度的測量，并能根據設定值對溫度進行調節(jié)，達到溫控的目的。系統(tǒng)主要包括單片機控制模塊，溫度采集模塊，溫度顯示模塊和執(zhí)行模塊等四大部分。采用RS485串行通信

35、協(xié)議，這里主要介紹了這四大模塊和電路的設計。然后完成軟件設計，控制算法基于數字PID算法。本論文考慮采用模糊PID控制。通過設計、研究，提高了溫度控制系統(tǒng)的性能。</p><p>　　單片機控制模塊即是指AT89C51，本設計是以計算機為控制系統(tǒng)的上位主機，負責從鍵盤接收指令，由串行口輸出后，再經過接口電路發(fā)送到單片機；AT89C51作為下位控制，主用來接收和解釋上位機發(fā)來的指令，控制溫度在規(guī)定的范圍內。即驅動電

36、路的核心為：以AT89C51單片機為控制中心，一方面通過計算機通信設置，另一方面解釋輸入指令并執(zhí)行。</p><p><b>　　第二章 系統(tǒng)分析</b></p><p><b>　　2.1 系統(tǒng)介紹</b></p><p>　　溫度控制系統(tǒng)主要是實現對實時溫度的控制以及顯示，主要可以將系統(tǒng)規(guī)劃為以下幾個模塊，如圖2-1所

37、示。</p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)結構框圖</p><p><b>　　1.硬件部分</b></p><p>　　單片機控制部分是指AT89C51芯片，來控制主要的程序。溫度顯示模塊采用傳感器，直接采集溫度傳入單片機。溫度顯示模塊是來顯示當前的溫度值和所設定的溫度值，采用LED（數碼管）顯示。在執(zhí)行模塊本設計采用繼電器加熱，即溫度低于所設

38、定的溫度值時啟動繼電器加熱，使溫度上升達到要求。這些模塊在后面的硬件電路設計中會進行詳細的介紹。硬件開發(fā)工具為Protel99se/cadence。</p><p><b>　　2.軟件部分</b></p><p>　　本設計的控制算法是基于數字PID算法，軟件采用結構化模塊程序設計，應用程序主要由主程序、中斷服務程序和各子程序組成。在后面的軟件設計中會進行詳細的介紹

39、。軟件編譯環(huán)境使用KeilC51軟件。</p><p>　　2.2 PID控制理論</p><p>　　PID控制器是一種比例、積分、微分并聯(lián)控制器。它是最廣泛應用的一種控制器。PID控制器的數學模型可以用下面的表達式表示：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　其中：u(t)為控制器的輸出

40、</p><p>　　e(t)為控制器輸入，它是給定值和被控對象輸出值的差，稱偏差信號</p><p>　　Kp為控制器的比例系數</p><p>　　Ti為控制器的積分時間</p><p>　　Td為控制器的微分時間</p><p>　　在PID控制器中，他的數學模型由比例、積分、微分三部分組成。這三部分分別是：&l

41、t;/p><p><b>　　(1)比例部分</b></p><p>　　比例部分數學式表示如下：</p><p>　　偏差一旦產生，控制器立即有控制作用，使控制量朝著減小偏差的方向變化，控制作用強弱取決于比例系數Kp，Kp越大，則過渡過程越短，控制結果的穩(wěn)態(tài)誤差也越小；但Kp越大，超調量也越大，越容易產生振蕩，導致動態(tài)性能變壞，甚至會使閉環(huán)系統(tǒng)不

42、穩(wěn)定。故而，比例系數Kp，選擇必須適當才能取得過渡時間少、穩(wěn)態(tài)誤差小而又穩(wěn)定的效果。</p><p><b>　　(2)積分部分</b></p><p>　　積分部分數學表達式表示如下：</p><p>　　從積分部分的數學表達式可以知道，只要存在偏差，則它的控制作用就會不斷地積累，輸出控制量以消除偏差?？梢姡e分部分的作用可以消除系統(tǒng)的偏差。

43、可是積分作用具有滯后特性，積分控制作用太強會使系統(tǒng)超調加大，控制的動態(tài)性能變差，甚至會使閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。</p><p>　　積分時間T i，對積分部分的作用影響極大。當T i，較大時，則積分作用較弱，這時，有利于系統(tǒng)減小超調，過渡過程不易產生振蕩。但是消除靜差所需的時間較長。當T i較小時，則積分作用較強。這時系統(tǒng)過渡過程中有可能產生振蕩，但消除靜差所需的時間較短。</p><p>&l

44、t;b>　　(3)微分部分</b></p><p>　　微分部分數學表達式表示如下：</p><p>　　微分控制敏感出偏差的變化趨勢，增大微分控制作用可加快系統(tǒng)響應，減小超調量，克服振蕩，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但使系統(tǒng)抑制干擾的能力降低。微分部分的作用強弱由微分時間Td決定。Td越大，則它抑制e(t)變化的作用越強，Td越小，它反抗e(t)變化的作用越弱。它對系統(tǒng)的穩(wěn)定性有

45、很大的影響。</p><p>　　在計算機直接數字控制系統(tǒng)中，PID控制器是通過計算機PID控制算法程序實現的。計算機直接數字控制系統(tǒng)大多數是采樣數據控制系統(tǒng)。進入計算機的連續(xù)時間信號，必須經過采樣和整量化后，變成數字量，方能進入計算機的存貯器和寄存器，而在數字計算機中的計算和處理，不論是積分還是微分，只能用數值計算去逼近。在數字計算機中，PID控制規(guī)律的實現，也必須用數值逼近的方法。當采樣周期相當短時，用求和代

46、替積分，用差商代替微商，使PID算法離散化，將描述連續(xù)時間算法的微分方程，變?yōu)槊枋鲭x散一時間PID算法的差分方程，即為數字PID位置型控制算式，如下式(2-2)：</p><p><b>　　(2-2)</b></p><p>　　式中：u(k)為k采樣周期時的輸出</p><p>　　e(k)為k采樣周期時的偏差</p><

47、;p><b>　　Ts為采樣周期</b></p><p>　　令KI=KpTs/Ti, KD=KpTd/Ts,即有</p><p><b>　　(2-3)</b></p><p>　　其中Kp、KI、KD分別為比例、積分、微分系數。</p><p>　　PID控制是迄今為止最通用的控制方法。大

48、多數反饋控制用該方法或其較小的變形來控制。PID調節(jié)器及其改進型是在工業(yè)過程控制中最常見的控制器(至今在全世界過程控制中用的84%仍是純PID調節(jié)器，若改進型包含在內則超過90%)。我們今天所熟知的PID控制器產生并發(fā)展于1915-1940年期間。盡管自1940年以來，許多先進控制方法不斷推出，但PID控制器以其結構簡單，及易于操作等優(yōu)點，仍被廣泛應用于冶金、化工、電力、輕工和機械等工業(yè)過程控制中。</p><p&g

49、t;　　2.2.1 模糊PID控制 </p><p>　　常規(guī)的二維模糊控制器是以偏差和偏差變化作為輸入變量，因此，一般認為這種控制器具有Fuzzy比例和微分控制作用，而缺少Fuzzy積分控制作用，眾所周知，在線性控制理論中，積分控制作用能消除穩(wěn)態(tài)誤差，但動態(tài)響應慢；比例控制作用動態(tài)響應快；而比例積分控制作用既能獲得較高的穩(wěn)態(tài)精度，又能具有較快的動態(tài)響應。故把PI(PID)控制策略引入模糊控制器，構成Fuzzy-

50、PI(或PID)復合控制，使動靜態(tài)性能都得到很好的改善，即達到動態(tài)響應快，超調小、穩(wěn)態(tài)誤差小。</p><p>　　模糊控制和PID控制結合的形式有多種：</p><p>　　(1)模糊-PID復合控制</p><p>　　控制策略是:在大偏差范圍內，即偏差e在某個閉值之外時采用模糊控制，以獲得良好的瞬態(tài)性能:在小偏差范圍內，即e落到闡值之內時轉換成PID(或PI)

51、控制，以獲得良好的穩(wěn)態(tài)性能。二者的轉換闡值由微機程序根據事先給定的偏差范圍自動實現。常用的是模糊控制和PI控制兩種控制模式相結合的控制方法稱之為Fuzzy-PI雙?？刂?。</p><p>　　(2)比例-模糊-PI控制</p><p>　　當偏差e大于某個閾值時，用比例控制，以提高系統(tǒng)響應速度，加快響應過程；當偏差e減小到閉值以下時，切換轉入模糊控制，以提高系統(tǒng)的阻尼性能，減小響應過程中的

52、超調。在該方法中，模糊控制的論域僅是整個論域的一部分，這就相當于模糊控制論域被壓縮，等效于語言變量的語言值即分檔數增加，提高了靈敏度和控制精度。但是模糊控制沒有積分環(huán)節(jié)，必然存在穩(wěn)態(tài)誤差，即可能在平衡點附近出現小振幅的振蕩現象。故在接近穩(wěn)態(tài)點時切換成PI控制，一般都選在偏差語言變量的語言值為零時，(這時絕對誤差實際上并不一定為零)切換至PI控制。</p><p>　　(3)模糊-積分混合控制</p>

53、<p>　　模糊-積分混合控制是將常規(guī)積分控制器和模糊控制器并聯(lián)構成的。</p><p>　　(4)參數模糊自整定PID控制</p><p>　　PID控制的關鍵是確定PID參數，該方法是用模糊控制來確定PID參數的，也就是根據系統(tǒng)偏差e和偏差變化率ec，用模糊控制規(guī)則在線對PID參數進行修改。其實現思想是先找出PID各個參數與偏差e和偏差變化率ec之間的模糊關系，在運行中通過

54、不斷檢測e和ec，在根據模糊控制原理來對各個參數進行在線修改，以滿足在不同e和ec對控制參數的不同要求，使控制對象具有良好的動、靜態(tài)性能，且計算量小，易于用單片機實現。其原理框圖如圖2-2所示：</p><p>　　圖2-2 參數模糊自整定PID控制算法原理圖</p><p>　　2.3 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境</p><p>　　1．Protel99 SE軟件</p&

55、gt;<p>　　Protel公司近10年來致力于Windows平臺開發(fā)的最新結晶,能實現從電學概念設計到輸出物理生產數據,以及這之間的所有分析、驗證和設計數據管理。因而今天的Protel最新產品已不是單純的PCB（印制電路板）設計工具,而是一個系統(tǒng)工具,覆蓋了以PCB為核心的整個物理設計。 最新版本的Protel軟件可以毫無障礙地讀Orcad、Pads、Accel(PCAD)等知名EDA公司設計文件,以便用戶順利過渡到新

56、的EDA平臺。</p><p>　　Protel99 SE主要由原理圖設計系統(tǒng)、印制電路板設計系統(tǒng)兩大部分組成。</p><p>　?。?）原理圖設計系統(tǒng) </p><p>　　這是一個易于使用的具有大量元件庫的原理圖編輯器，主要用于原理圖的設計。它可以為印制電路板設計提供網絡表。該編輯器除了具有強大的原理圖編輯功能以外，其分層組織設計功能、設計同步器、豐富的電氣設

57、計檢驗功能及強大而完善的打印輸出功能，使用戶可以輕松完成所需的設計任務。 </p><p>　?。?）印制電路板設計系統(tǒng)</p><p>　　它是一個功能強大的印制電路板設計編輯器，具有非常專業(yè)的交互式布線及元件布局的特點，用于印制電路板（PCB）的設計并最終產生PCB文件，直接關系到印制電路板的生產。Protel99SE的印制電路板設計系統(tǒng)可以進行多達32層信號層、16層內部電源/接地

58、層的布線設計，交互式的元件布置工具極大地減少了印制板設計的時間。 </p><p>　　同時它還包含一個具有專業(yè)水準的PCB信號完整性分析工具、功能強大的打印管理系統(tǒng)、一個先進的PCB三維視圖預覽工具。 此外，Protel99SE還包含一個功能強大的基于SPICE 3f5的模/數混合信號仿真器，使設計者可以方便地在設計中對一組混合信號進行仿真分析。 同時，它還提供了一個高效、通用的可編程邏輯器件設計工具。<

59、/p><p>　　Protel99 SE共分5個模塊,分別是原理圖設計、PCB設計（包含信號完整性分析）、自動布線器、原理圖混合信號仿真、PLD設計。 以下介紹一些Protel99SE的部分最新功能： </p><p>　　◆可生成30多種格式的電氣連接網絡表；</p><p>　　◆強大的全局編輯功能；</p><p>　　◆在原理圖中選擇一

60、級器件，PCB中同樣的器件也將被選中；</p><p>　　◆同時運行原理圖和PCB，在打開的原理圖和PCB圖間允許雙向交叉查找元器件、引腳、網絡； 　　</p><p>　　◆既可以進行正向注釋元器件標號（由原理圖到PCB），也可以進行反向注釋（由PCB到原理圖），以保持電氣原理圖和PCB在設計上的一致性； 　　</p><p>　　◆滿足國際化設計要求（包括國標

61、標題欄輸出,GB4728國標庫）；方便易用的數?；旌戏抡妫嫒軸PICE 3f5）；</p><p>　　◆支持用CUPL語言和原理圖設計PLD,生成標準的JED下載文件；PCB可設計32個信號層，16個電源-地層和16個機加工層；</p><p>　　◆強大的“規(guī)則驅動”設計環(huán)境，符合在線的和批處理的設計規(guī)則檢查；</p><p>　　◆智能覆銅功能，覆鈾可以自動

62、重鋪；</p><p>　　◆提供大量的工業(yè)化標準電路板做為設計模版；</p><p>　　◆放置漢字功能； 　　</p><p>　　◆可以輸入和輸出DXF、DWG格式文件,實現和AutoCAD等軟件的數據交換；</p><p>　　◆智能封裝導航（對于建立復雜的PGA、BGA封裝很有用）；</p><p>　　◆方

63、便的打印預覽功能,不用修改PCB文件就可以直接控制打印結果； 　　</p><p>　　◆獨特的3D顯示可以在制板之前看到裝配事物的效果； 　　</p><p>　　◆強大的CAM處理使您輕松實現輸出光繪文件、材料清單、鉆孔文件、貼片機文件、測試點報告等； 　　</p><p>　　◆經過充分驗證的傳輸線特性和仿真精確計算的算法，信號完整性分析直接從PCB啟動； &

64、lt;/p><p>　　◆反射和串擾仿真的波形顯示結果與便利的測量工具相結合；</p><p>　　下面簡單介紹Protel99se的使用，首先新建設計數據庫文件，點擊File(文件)中new項，新建設計數據庫（如圖2-3）。</p><p><b>　　圖2-3 界面</b></p><p>　　在Browse選項中選取需

65、要存儲的文件夾，然后點擊OK即可建立自己的設計數據庫。</p><p><b>　　圖2-4 操作界面</b></p><p>　　圖2-5 Protel99SE界面圖</p><p>　　2. KeilC51軟件簡介</p><p>　　KeilC51是美國Keil Software 公司出品的51系列兼容單片機C語言

66、軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比C語言在功能上，結構性，可讀性，可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。Keil C51軟件提供豐富的庫函數和功能強大的集成開發(fā)調試工具，Windows 界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現高級語言的優(yōu)勢。這個集成開發(fā)環(huán)境包含：編譯器，匯

67、編器，實時操作系統(tǒng)，項目管理器，調試器。uVision2 IDE可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。uVision2包含一個器件數據庫(device database)，可以自動設置匯編器、編譯器、連接定位器及調試器選項，來滿足用戶充分利用特定微控制器的要求。此數據庫包含：片上存儲器和外圍設備的信息，擴展數據指針(extra data pointer)或者加速器(math accelera

68、tor)的特性。</p><p>　　C51編譯器可以實現對8051系列所有資源的操作。SFR的存取由sfr和sbit兩個關鍵字來提供。變量可旋轉到任一個地址空間。C51允許用戶使用C語言編寫中斷服務程序，快速進、出代碼和寄存器區(qū)的轉換功能使C語言中斷功能更加高效。 可再入功能是用關鍵字來定義的。多任務，中斷或非中斷的代碼要求必須具備可再入功能。 </p><p>　　

69、C51工具包的整體結構，如圖2-6，其中 uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯，編譯，連接，調試，仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件.然后分別由C51及A51編譯器編譯 生成目標文件(.OBJ).目標文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經L51連接定位生成絕對目標文件(.ABS)

70、.ABS 文件由 OH51 轉換成標準的 Hex 文件，以供調試器 dScope51或 tScope51使用進行源代碼級調試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM中。</p><p><b>　　圖2-6整體結構</b></p><p>　　Keil公司的uVision3整合式開發(fā)環(huán)境（integrated developmen

71、t environment，簡稱IDE）是一套相當好用的8051開發(fā)軟件，在整合式開發(fā)環(huán)境里，包括項目管理器（project manage）、源程序編輯器（editor）、組譯器（assembler）、編譯器（complier）、鏈接器（linker/locator）、調試器（debugger）等，我們可以從建立設計項目開始，然后編輯源程序（C語言或匯編語言）、編譯、組譯、鏈接，再進行調試，而調試就是一種程序功能仿真。當然，還能生成在線

72、仿真或燒錄到芯片所需要的HEX文件等。</p><p>　　源代碼由uVision3 IDE創(chuàng)建并被C51編譯或A51匯編編譯器和匯編器從源代碼生成可重定位的目標文件 Keil C51編譯器完全遵照ANSI C語言標準支持C語言的所有標準特性另外直接支持8051結構的幾個特性被添加到里面Keil A51宏匯編器支持8051及其派生系列的全部指令集。</p><p>　　uVision3源代

73、碼級調試器是一個理想地快速可靠的程序調試器此調試器包含一個高速模擬器能夠讓你模擬整個8051系統(tǒng)包括片上外圍器件和外部硬件當你從器件庫中選擇器件時這個器件的特性將自動配置 uVision3調試器為你在實際目標板上測試你的程序提供了幾種方法安裝MON51目標監(jiān)控器到你的目標系統(tǒng)并且通過Monitor-51接口下載你的程序利用高級的GDIAGDI接口把uVision3調試器綁定到你的目標系統(tǒng)。</p><p>　　u

74、Vision3調試器支持用Monitor-51進行目標板調試此監(jiān)控程序駐留在你的目標板的存儲器里它利用串口和uVision3調試器進行通信利用Monitor-51uVision3調試器可以對你的目標硬件實行源代碼級的調試。</p><p>　　Keil uVision3作為自動控制工程師的常用工具軟件，在控制系統(tǒng)設計、仿真中具有重要的地位。以其方便的圖形界面，對各種控制工具包的支持，成為控制工程首選的設計軟件。&

75、lt;/p><p>　　第三章 硬件電路設計</p><p><b>　　3.1系統(tǒng)硬件設計</b></p><p>　　本設計是基于AT89C51單片機溫度控制系統(tǒng)測量控制顯示裝置，控制模塊是整個設計方案的核心，它控制了溫度的采集、處理與顯示、溫度上下限值的設定與溫度越限時繼電器加熱的啟動。系統(tǒng)主要包括控制模塊，溫度采集模塊，溫度顯示模塊和執(zhí)行模

76、塊等部分。</p><p><b>　　圖3-1系統(tǒng)方框圖</b></p><p><b>　　原理圖工作簡介：</b></p><p>　　單片機AT89C51 能夠根據SMARTEC溫度傳感器所采集的溫度數據來控制是否啟動繼電器加熱，從而把溫度控制在設定的范圍之內。TXD、RXD作為串行數據輸入和輸出線。當溫度低于設定

77、的下限時，單片機啟動繼電器加熱。溫度的增減由PC機控制。數據送到單片機控制模塊執(zhí)行，并將執(zhí)行的結果通過75176返回到PC機中。單片機將SMARTEC測到的經程序換算過的溫度從4511的數據輸入端口A，B，C，D送入到LED中顯示出來。當溫度低于設定的下限或高于上限時，由2003大電流驅動的蜂鳴器就會發(fā)出響聲，起到報警的作用。這即是其實現的功能。原理圖如下：</p><p><b>　　圖3-2電路圖&

78、lt;/b></p><p>　　3.1.1 AT89C51的芯片分析介紹 </p><p>　　8051源自Intel公司的MCS-51系列芯片，目前采用的8051以其他廠商所發(fā)行的兼容芯片為主，如Atmel公司的89C51/89s51系列。Atmel公司生產的AT89C51單片機因為內置了Flash存儲器及其他性能的改進加上低廉的價格，曾一度成為國內MCS-51單片機的代名詞。&

79、lt;/p><p>　　AT89C51是一種低功耗/低電壓、高性能的8位單片機。片內帶有一個4KB的FLASH可編程、可擦除只讀存儲器（EPRAOM）。它采用了CMOS工藝和ATMEL公司的高密度非易失性存儲器（NURAM）技術，而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與MSC51兼容。片內的FLASH存儲器允許在系統(tǒng)內改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲器來編程。因此AT89C51是一種功能強，靈活性高，且價格合理的單片機，可方便的應

80、用在各種控制領域。</p><p>　　圖3-3 三種封裝形式及其管腳圖</p><p>　　數據存儲器RAM：內部有128B、外部最多可擴展至64KB。4組可位尋址的8位輸入輸出端口，即P0、P1、P2及P3。1個全雙工串行口，即UART；兩個16位定時器/計數器。5個中斷源，即INT0、INT1、T0、T1、TXD及RXD。111個指令碼。</p><p>　　

81、AT89C51主要性能：</p><p>　　4KB可改編程序Flash存儲器。</p><p>　　全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz。</p><p>　　3級程序存儲器保密。</p><p>　　128*8字節(jié)內部RAM</p><p>　　32條可編程I/O線。</p><p>　　2個16位

82、定時器/計數器。</p><p><b>　　6個中斷源。</b></p><p><b>　　可編程穿行通道。</b></p><p><b>　　片內時鐘振蕩器。</b></p><p>　　另外，AT89C51是用靜態(tài)邏輯來設計的，其工作頻率可下降到0Hz，并提供兩種可用

83、軟件來選擇省電的方式—空閑方式（Idle Mode）和掉電方式（Power Down Mode）。在空閑方式中，片內振蕩器停止工作由于時鐘被“凍結”，使一切功能都暫停，故只保存片內RAM中的內容，直到下一次硬件復位為止。</p><p>　　89c51的器件封裝方式有3種，其中雙列直插式封裝的PDIP40的封裝方式最為常用，這種封裝與MSC-51完全兼容。其左上方有個記號的腳為第一腳，然后逆時針排序，分別為2、3

84、……40腳。其中的主要引腳：</p><p>　　(1)電源引腳：幾乎所有IC都需要連接電源，其右上角接Vcc、左下角接GND。即40腳接Vcc，連接5V±10%電源，20腳為GND，必須接地。</p><p>　　(2)外接晶體引腳XTAL1和XTAL2</p><p>　　XTAL1：接外部晶體的一個引腳。在單片機內部，它是構成片內振蕩器的反相放大器的

85、輸入端。當采用外部震蕩器時，該引腳接收振蕩器的信號，即把此信號直接接到內部時鐘發(fā)生器的輸入端。</p><p>　　XTAL2：接外部晶體的另一個引腳。在單片機內部，它是上述振蕩器的反相放大器的輸出端。采用外部振蕩器時，此引腳應懸浮不連接。</p><p>　　(3)控制或與其他電源復用引腳RST，ALE/,和</p><p>　　RST：復位輸入端。當振蕩器運行時

86、，在該引腳上出現兩個機器周期的高電平將使單片機復位。</p><p>　　ALE/：當訪問外部存儲器時，ALE（地址鎖存允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器，ALE端仍以不變的頻率（此頻率為振蕩器頻率的1/6）周期性地出現正脈沖信號。因此，它可用作對外輸出的時鐘，或用于定時目的。然而要注意的是：每當訪問外部數據存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。</p><p>　　在對F

87、lash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（）。</p><p>　　如果需要的話，通過對專用寄存器（SFR）區(qū)中8EH單元的D0位置數，可禁止ALE操作。該位置數后，只有在執(zhí)行一條MOVX或MOVC指令期間，ALE才會被激活。另外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，該設定禁止ALE位無效。</p><p>　　：程序存儲允許（）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號。當AT89C

88、51由外部程序存儲器取指令（或常數）時，每個機器周期兩次有效（即輸出2個脈沖）。但在此期間內，每當訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的信號將不出現。</p><p>　?。和獠吭L問允許端。要使cpu只訪問外部程序存儲器（地址為0000H-FFFFH），則端必須保持低電平（接到GND端）。然而要注意的事，如果保密位LB1被編程，復位時在內部會鎖存端的狀態(tài)。</p><p>　　當端保持高電平（

89、接端）時，CPU則執(zhí)行內部程序存儲器中的程序。</p><p>　　在flash存儲器編程期間，該引腳也用于施加12V的編程允許電源（如果選用12V編程）。</p><p>　　(4)輸入/輸出引腳P0.0～P0.7，P1.0～P1.7，P2.0～P2.7和P3.0～P3.7</p><p>　　P0端口（P0.0～P0.7）：P0是一個8位漏極開路型雙向I/O端口

90、。作為輸出口用時，每位能以吸收電流的方式驅動8個TTL輸入，對端口寫1時，又可以做高阻抗輸入端用。</p><p>　　在訪問外部程序和數據存儲器時，它是分時多路轉換的地址（低8位）/數據總線，在訪問期間激活了內部的上拉電阻。</p><p>　　在flash編程時，P0端口接受指令字節(jié)；而在校驗程序時，則輸出指令字節(jié)。驗證時，要求外接上拉電阻。</p><p>　

91、　P1端口（P1.0～P1.7）：P1是一個帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P1的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。對端口寫1時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。P1作輸入口使用時，因為有內部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流（）。</p><p>　　在對flash編程和程序校驗時，P1接收低8位地址。</p><p>　　

92、P2端口（P2.0～P2.7）：P2是一個帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方式）4個TTl輸入。對端口寫1時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。P2做輸入口使用時，因為有內部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流（）。</p><p>　　在訪問外部程序存儲器和16位地址的外部數據存儲器（如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時，P2送出高8位地

93、址。在訪問8位地址的外部數據存儲器（如執(zhí)行MOVX@RI指令）時，P2口引腳上的內容（就是專用寄存器（SFR）區(qū)中P2寄存器的內容），在整個訪問期間不會改變。</p><p>　　在對flash編程和程序校驗期間，P2也接收高位地址和一些控制信號。</p><p>　　P3端口（P3.0～P3.7）：P3是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P3的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方式）

94、4個TTL輸入。對端口寫1時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。P3做輸入口使用時，因為有內部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流（）。</p><p>　　圖3-4 AT89C51內部功能圖</p><p>　　在AT89C51中，P3端口還用于一些復用功能如下表，在對flash編程或程序校驗時，P3還接收一些控制信號。</p><p

95、><b>　　3.2溫度檢測電路</b></p><p>　　3.2.1 傳感器的選擇 </p><p>　　溫度對人的影響相當的大，所以已有許多方法用來測量溫度，最近幾年來有許多IC廠商紛紛推出IC型的測溫元件,在眾多的IC式感溫器當中，較有代表的有三種：</p><p>　　(1) AD590：電流輸出型的測溫元件，溫度每升高一度(K

96、),電流增加1μA，溫度測量范圍在-55～+150℃，許多微計算機的實驗教材都以此IC做溫度測量的示范。</p><p>　　(2) DS1620：這是于1994年問世的感測控制IC（由美國的Dallas公司開發(fā)，2001年Dallas公司已并入美國的Maxim公司），除了測量溫度外，它還可以把溫度值以數字的方式（9位）送出，溫度送出的精度為0.5℃，溫度測量范圍在-55～+125℃。DS1620還可獨立做智能型

97、的恒溫控制。</p><p>　　(3) SMARTEC感溫元件：這是一個只有三個引腳的溫度感測IC，它最特殊之處是將測量到的溫度以方波的形式輸出，亦即方波的DUTY CYCLE是和攝氏溫度成比例的溫度測量范圍在-45～+130℃，整個測量范圍的誤差可以保持在0.7℃以內。</p><p>　　對于用來讀取溫度并做控制來說，上述三種感溫元件都是相當合適的。不過，AD590所送出的溫度值必須

98、再經過AD轉換后，才能得到實際的數字溫度值，這是上述三種感溫元件中處理起來最為麻煩的。DS1620的溫度讀取就比較直接，只要保留三個引腳來控制DS1620即可。如果用SMARTEC的感溫元件只要用一支數字輸入引腳即可得到溫度值，若想一次測量多點溫度時，用這個感測元件也是相當方便的 ，所以我們選擇SNARTEC感溫IC。</p><p>　　3.2.2 檢測電路的設計</p><p>　　本

99、設計采用SMARTEC感溫元件，是一個只有三個引腳的溫度感測IC，將測量到的溫度以方波的形式輸出，是一種先進的數字輸出的硅溫度傳感器。由一根導線輸出（占空比調制）直接可以連接到各種微控制器，而不需要A/D轉換。Smartec溫度傳感器采用占空比調制方波輸出電壓的方式，線性響應的溫度在-45℃至130℃范圍內。絕對精度優(yōu)于1.2℃。在范圍-30到100℃內，絕對精度優(yōu)于0.7℃。</p><p>　　SMARTEC

100、感測元件的輸出頻率約在1～4KHz間，換算成周期為1000μs到250μs左右，有三個引腳，除了電源與地腳外，就剩下方波的輸出引腳了，其輸出信號與溫度的關系為DutyCycle=0.320+0.00470×temp（temp溫度的單位為℃）。即溫度為：</p><p>　　Temp=212×（DutyCycle）－68 (3-1)</p>

101、<p>　　只要計算出SMARTEC感溫器的DutyCycle值（單位為%），把此值代入公式即可得到溫度值。為了方便程序的處理，我們把溫度值放大100倍，即</p><p>　　Temp100=100×Temp =212×（DutyCycle×100）－6808 (3-2)</p><p>　　DutyCycle=（t2*100）／t1，只

102、要取出該值的千位值和百位值，就是所要的溫度值了，Temp100的十位數值就是測量溫度的小數點一下第一位數值。其中t1為整個方波所要的時間，t2為高電位狀態(tài)所花的時間。</p><p>　　電路由AT89C51單片機作為控制器，將SMARTEC感溫元件的輸出端與單片機的P3.5腳相連，2腳接電源，3腳接地。電路圖如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-5 溫度檢測電路</p>

103、<p><b>　　3.3電源電路</b></p><p>　　電源電路的功能和組成每個電子設備都有一個供給能量的電源電路，常見的家用電器中多數要用到直流電源。如圖3-6所示。</p><p>　　圖3-6 電源原理框圖</p><p>　　通過電源適配器ADAPTER提供低壓9V交流電，再經過二極管變成脈動的直流電，然后通過電容

104、濾波電路濾除脈動直流電中的交流成分后得到一個直流電，再經過三段穩(wěn)壓器LM7805穩(wěn)壓，輸出穩(wěn)定的+5V直流電，為主電路供電。具體電路如圖3-7所示。</p><p><b>　　圖3-7 電源電路</b></p><p>　　3.4顯示電路 </p><p>　　如圖3-8所示。本設計使用的是數碼管動態(tài)掃描，使用的是共陰數碼管，即

105、把七段數碼管內的所有發(fā)光二極管的陰極都接地時，數碼管才能被點亮。CD4511用于驅動共陰極 LED （數碼管）顯示器的 BCD 碼—七段碼譯碼器。</p><p><b>　　圖3-8 顯示電路</b></p><p>　　電路上共有四組顯示數字，其中每兩個數字排成一排，上一組數字代表溫度值，下一組數字代表設定的溫度值。為了簡化線路本設計采用動態(tài)掃描的方式，僅用P1端

106、口就完成4個位數的數字顯示。顯示程序一定要安排在定時中斷服務程序內持續(xù)執(zhí)行，否則會使數字顯示突然中斷。</p><p>　　3.4.1 芯片介紹</p><p><b>　　1.CD4511</b></p><p>　　CD4511是一個用于驅動共陰極 LED （數碼管）顯示器的 BCD 碼—七段碼譯碼器，特點：具有BCD轉換、消隱和鎖存控制、

107、七段譯碼及驅動功能的CMOS電路能提供較大的拉電流?？芍苯域寗覮ED顯示器。</p><p>　　CD4511 是BCD－7段所存譯碼驅動器，在同一單片結構上由COS/MOS 邏輯器件和n－p－n 雙極型晶體管構成。這些器件的組合，使CD4511具有低靜態(tài)耗散和高抗干擾及源電流高達25mA 的性能。由此可直接驅動LED及其它器件。LT 、BI 、LE 輸入端分別檢測顯示、亮度調節(jié)、存儲或選通一BCD碼等功能。當使

108、用外部多路轉換電路時，可多路轉換和顯示幾種不同的信號。</p><p>　　CD4511 提供了16 引線多層陶瓷雙列直插（D）、熔封陶瓷雙列直插（J）、塑料雙列直插（P）和陶瓷片狀載體（C）4 種封裝形式。</p><p>　　圖3-9 CD4511引腳圖</p><p><b>　　引出端功能符號：</b></p><p