电加热炉温度控制系统设计

2.2.4 程序设计

由于整个程序工程量比较大，我采用模块化设计方法来设计这个程序。首先定义在后面将会用到的变量，不可能一次定义准确，所以边定义边补充。然后编写子函数，包括LCM初始化子函数、显示指定坐标的一个字符子函数、ds18b20初始化函数、ds18b20延迟子函数、读取ds18b20当前温度子函数、液晶显示子函数、键盘扫描子函数、设定工作模式子函数、按键加法子函数、按键减法子函数、24C02读写驱动程序、定时器t0中断子函数等子程序，最后是主函数。

2.3 调试和仿真

在Keil软件中编写完程序后，编译生成.Hex文件，单片机可以执行.Hex文件。在Protues软件中，给单片机加载所生成的.Hex文件，按下运行按钮，系统开始仿真。系统仿真截图如下图所示。

图2.5系统仿真图（一）

上一张是当温度采样值小于设定值，电热炉处于工作状态时的仿真截图。以下这张是当温度采样值高于设定值后，系统自动做出反应，使电热炉断电停止工作的仿真截图。

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图2.6系统仿真图（二）

3 结果分析

由以上仿真结果可以知道，此次的设计基本成功。当采样温度低于设定值的时候，系统不会对电热炉做出相应动作，电热炉保持加热。一旦采样温度高于设定值，系统就会做出反应，使电加热炉断电停止加热。当温度降下来后，系统又会自动控制电加热炉重新开始加热。系统的反应速度也是十分精确的，会在很短的时间内作出相应动作。另外，由于在电路中加入了EPROM24C02，使得该系统具有掉电保护功能，来电后自动恢复正常工作。除此之外，该系统还有一个比较实用的小功能—电子钟，这样的话工作人员可以利用它准确掌握系统已经工作的时间，也就是说可以把它当做一个定时器来用。在安全保护方面，该系统也有相当不错的表现，由于使用了光电耦合器和就电磁继电器，将强电部分和弱电部分充分隔离，十分安全。综合以上分析，该系统的设计十分成功。

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4 课程设计心得体会

一学期很快就过去了，大学四年的学习也差不多结束了，但对机械电子的学习没有结束，而是才刚刚开始。说到电加热炉，我们都比较熟悉，在日常生活中我们经常用到，特别是冬天用它来煮火锅。我们也会发现这样一个问题，一般的电加热炉是没有温度自动控制的，当温度上升到我们需要的程度时，它仍然继续加热，这不仅会影响到加热效果，还会造成电能的浪费。那么就有必要设计一种能自动调节炉温的系统，把它应用到日常生活中，将会给人们带来极大的方便。

在设计的过程中，我也遇到一些麻烦，比如说怎样来实现电动机回路的自动通断调节、怎样来实现时钟的调整等等，这些问题都令我十分棘手。通过去图书馆查阅相关资料和上网搜索各硬件的原理以及应用，我最终都一一解决了这些问题。由于我们是三个同学做同一个题目，在设计过程中，我们遇到困难的时候也经常相互讨论，相互请教，最终一起解决问题，在此也感谢我的“战友”们。

总的来说，此次课程设计的过程比较轻松，从拿到问题到彻底解决问题，这是一个令人振奋并享受的过程。经过去图书馆大量的查阅书籍，我也学到了很多在课本上没有的知识，收获颇丰。这段过程让我懂得了一个道理，那就是学生要学的绝对不该仅仅是课本上的东西，有些东西只有走进图书馆，你才可能学习到。也只有这样，我们才能成为一个见多识广、渊博的人。

参考文献

[1] 于海生．微型计算机控制技术．清华大学出版社，2004 [2] 谭浩强．C程序设计（第三版）. 清华大学出版社，2006 [3] 戴焯. 传感与检测技术. 武汉理工大学出版社，2006 [4] 张毅刚. 单片机原理及应用. 高等教育出版社，2003 [5] 柯节成. 简明电子元件器件手册. 高等教育出版社，2005

附录

系统的完整程序如下：

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/***********************************************************

电加热炉温度控制系统

问题描述：当温控开关打开时，若测得环境温度大于设定温度，则继电器吸合，电加热炉停止工作；若测得环境温度小于设定温度，则继电器释放，电加热炉继续工作。

***********************************************************/

#include #include #include

#define uchar unsigned char #define uint unsigned int

#define BUSY 0x80 //lcd忙检测标志 #define DATAPORT P0 //定义P0口为LCD通讯端口 #define PLAYE_ADDR XBYTE[0XBFFF] //语音报警地址 sbit RED_ALARM=P1^0; sbit WRITE_ALARM=P1^1; sbit GREEN_ALARM=P1^2; sbit BLUE_ALARM=P1^3;

sbit P1_4=P1^4; sbit P1_5=P1^5; sbit P1_6=P1^6; sbit DQ = P1^7; sbit LCM_RS=P2^0; sbit LCM_RW=P2^1; sbit LCM_EN=P2^2;

sbit sda=P2^3; //IO口定义 sbit scl=P2^4;

//LCD使能信号 //adc中断方式接口

//ISD1420放音结束查询标志

sbit ad_busy=P3^2; sbit RECLED_EOC=P3^5; sbit OUT=P3^7;

uchar ad_data; uchar minite;

//ad采样值存储

uchar seconde; //定义并初始化时钟变量

//时钟调整 //时钟加 //时钟减

//定义ds18b20通信端口 //数据/命令端 //读/写选择端 //红色指示灯 //白色指示灯 //绿色指示灯

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