单片机温度控制系统

摘　要：说到温度控制人们很自然想到空调和冰箱的温度控制，那种控制的特点是间歇式控制。在日常生活经常需要连续恒温控制，这对于温度控制提出了新的要求。这里专门为其设计了一套恒温控制系统。系统以单片机为核心配以控制简单、运行可靠的双向二极管、双向可控硅、固态继电器作为驱动部件。并采用新型的接近开关和温度传感器作为系统的检测部件，检测精度高，为系统提供准确的反馈信号。人机对话采用简易的小键盘、单色数码管和蜂鸣器让系统的操作方便、人性化。

关键词：单片机;恒温;控制

　　在现代中医治疗过程中，经常采用中药熏蒸疗法，对骨关节的治疗起到很好的辅助治疗作用。由于熏蒸的特殊性，要求温度控制系统必须提供定时和恒温。其工作过程是：
1、 将配制好的中药液体放在容器中。
2、 开启电源，通过面板的小键盘设定好定时值和定温值。
3、 病人平躺在熏蒸床上，调节行走车对准需要熏蒸部位。
4、 系统进入正常工作。
一、 系统功能介绍
　　根据病人的实际需求，通过键盘设定好时间和温度，系统按照设定值开始工作，对患病部位进行定时、定温巡回熏蒸，当行走车走到最左端时，由左限传感器发出信号，单片机控制行走车向右行走。当行走车走到最右端时，由右限传感器发出信号，单片机控制行走车向左行走。时间显示采用倒计时方法，当所定时间减至0时，停止加温、行走车回到起点位置。蜂鸣器和光二极管发出结束的声、光提示信号。
二、 系统工作原理
　　要实现上面介绍的功能，科学地设计系统硬件是系统可靠运行的保证。本着设计合理、
运行可靠、易于实施和价格低廉的原则对硬件系统进行了通盘考虑。经过反复实验后被确定下来。硬件系统工作原理图如下图所示。

　　其中：S1作为修改增加键、S2作为修改减少键、S4作为修改定时/定温选择键、一旦
　　确定是修改定时还是修改定温后，由S1或S2键完成增减。S3作为行走和定位选择键。
　　当按键压下时，单片机通过P1.1、P1.2、P1.4或P2.7接收“0”信号。采用“0”作为
　　有效信号主要是出于这样的考虑：当小键盘接触不良时，避免系统产生误动作而造成对病人的伤害。因为键盘接触不良必然导致“浮空”现象，从单片机的接收角度看，有可能将“浮空”当成“1”信号。所以选择“0”有效是必要的。
若P2.7=0时：P1.0=0为定时时间增1、P1.1=0为定时时间减1
若P2.7=1时：若P1.0=0为定温值增1、P1.1=0时定温值减1
若P1.4=0时，查看P1.5和P1.6的状态，如果二者均为0，将P1.5和P1.6中的1位置
1，行走车巡回；如果二者的逻辑“或”不为0，将P1.5和P1.6均清0，行走车停（即定位）。
　　左、右转的驱动由型号为C9013三极管和型号为DAI4002D固态继电器组成。由于控
　　制巡回的过程实质是控制电机，而拖动行走车的电机的功率比较大，所以这里的电机属于强电范畴。DAI4002D固态继电器的最大优势是隔离作用，他能有效地将强电与单片机的逻辑弱信号隔开，使驱动变得简单而且可靠。
当P1.5或P1.6为1时，C9013导通，固态继电器导通，送出左右转信号。反之，固态
继电器断开，不送左右转信号。即行走车停实现定位。
　　左限与右限的信号输入是将左限和右限的位置信号由接近开关检测后送到单片机的INT0和INT1，在单片机内将二者设置成中断方式，上升延有效。当INT0或INT1有效时，通过单片机的中断系统快速作出反应，由中断服务子程序将相应端口置1或清0改变行走车的运行方向，到达巡回的目的。通过D2和D3可以直观地在系统面板上看出行走车是在向左还是向右行走或者是定位。
　　温度检测输入是将温度传感器18B20通过P2.6接入单片机，在程序的入口处对18B20进行初始化后就可以适时读出当前实际温度并送温度显示输出显示。
　　温度控制输出由R1(压敏电阻)、R2、RW1（电位器）、C1、D1（双向二极管）、SCR1（双向可控硅）组成，旋转RW1（电位器）改变C1的充放电时间通过D1（双向二极管）改变SCR1（双向可控硅）的导通角达到改变加热部件的电压，从而达到调节温度的目的。RW1（电位器）电阻有效值大，输出电压低；反之输出电压高。将单片机的控制信号经过积分器的输出控制RW1（电位器）的旋转角度来决定输出电压的高与低。这样一来，虽然加热元件端是强电，单片机提供的控制信号是弱电，但二者之间的耦合体是机械，杜绝了强电起、停时对单片机造成的工作不稳定的威胁。
通过以上对于系统原理的分析可以看出该系统有如下特点：
1、 系统硬件结构非常简单、合理、实用。
2、 操作方便、简单、明了。
3、 由于系统中采用了有效的隔离措施，使系统运行非常可靠。
4、 硬件价格低廉。
5、 该系统可以引入如果需要定时和恒温控制的场合使用。

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