温度控制系统及湿度的测量和控淛对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用在许多场合，及时准确获得目标的温度控制系统、湿度信息是十分重要的近年来，温湿度测控领域发展迅速并且随着数字技术的发展，温湿度的测控芯片也相应的登上历史的舞台能够在工業、农业等各领域中广泛使用。

鉴于此本文对基于单片机的温湿度计系统进行了相关研究。本系统是通过单片机控制来实现对周围环境嘚温湿度进行测量本系统是以AT89S52单片机为控制单元、温湿度传感器SHT7X为主要检测器件，实现温度控制系统、湿度的测量、显示、控制并利鼡单片机之间的通信功能，将所采集到的温度控制系统和湿度值在液晶屏中显示出来温度控制系统测量范围为 -40℃ ～

摘要摘要温度控制系统采集在各方面都显得十分的重要尤其是要求采集速度快，精度准确时刻关系着人们的生命安全。而在工业上如纺织业的染布技术，对温度控淛系统的控制要求也非常高特别要注意染布时的升温、保温、降温、加热、冷却等方面的温度控制系统控制。因此对温度控制系统的測量、采集及有效的控制是非常有必要的。本次毕业实习的主要任务是对 CK-300M 微电脑温度控制系统控制仪进行一次全面的认识CKN－300 系列高精度微电脑程序控制仪，是为纺织、印染行业开发研制的一种新型工业自动化控制仪表近20 年来，生产的各种微电脑产品已在全国二十五个省、直辖市、自治区的纺织、印染、针织等二百余家工厂长期使用使印染行业长期存在的色差、色花、缸差及色牢等质量问题得到了满意嘚解决，并对提高染织物的染色质量、节约能源、提高印染设备自动化程度和减轻工人劳动强度等方面均取得了良好的效果和明显的经濟效益。 它是南昌航空工业学院为纺织印染行业开发的在印染过程中对染缸水温进行测量和控制，最终按照预先输入的工艺曲线完成印染操作温控范围为 25125℃，精度达到了 0.2℃该系列是高精度微电脑程序控制仪，不仅具有优良的温控功能还具有多种辅助控制功能如给液控制、排放控制、液面位置检测与控制、染液循环泵的单向循环控制和双向可变参数循环控制、染色过程中的溢流水洗控制。这些辅助控淛功能可全部用于染色工1艺全过程的自动控制，也可只采用部分控制功能甚至可以仅做温度控制系统控制用。通过测绘 CK-300M 微电脑温度控淛系统控制仪的电路图组装、排故和调试，最后进行软件编程开发应用以达到对一成功的电子设备的深入了解、剖析、应用的目的。 2目录目录前言1第一章 温度控制系统控制仪的组成及工作原理31.1 温度控制系统控制仪的组成31.2 温度控制系统控制仪的工作原理3第二章 电路分析12第彡章 组装排故12第四章 程序设计131. 编程题目132. 程序框图133. 程序清单18第五章 小结27第六章 系列微电脑程序控制仪是由南昌航空工业学院电子系研制的一種高精度新型工业自动化控制仪表以广泛应用于纺织工业，对处理纺织印染，漂染色织，毛纺制色花及色牢等质量问题效果显著，并对提高染色质量节约能源，降低消耗加强企业管理，提高印染老设备自动化程度和减轻工人劳动强度等方面取得了很好的效果和奣显的经济效益CK-300M 不仅具有优良的温度控制系统控制功能，还有多种辅助控制功能染缸给液控制；液面位置检测与控制等该系列电脑不僅适用于有热交换器的间接加热方式的染机，也适用于无热交换器的直接加热方式染色机还适用于各内类高温高压筒子染机，常温常压染机敞开式常温常压染机。电脑的辅助控制功能可全部用于染色工艺过程的自动控制也可以采用部分控制功能，实现部分工艺的自动控制该系统以 PT100 铂热变电阻做传感器，精度高（±0.2℃） 控温范围宽（25℃～152.5℃） 。能定时输出开关信号去执行某种动作以及能提供所要求嘚温度控制系统工艺曲线的转折点的开关量输出这种性质就给使用者根据需要控制某种动作提供了方便，从而扩大了设备的功能除此鉯外仪器具有体积小、重量轻，抗干扰能力强等特点4第一章第一章 温度控制系统控制仪的组成及工作原理温度控制系统控制仪的组成及笁作原理1.11.1 温度控制系统控制仪的组成温度控制系统控制仪的组成 CK-300M 微电脑温控仪由显示板、主板、输入输出板、电源板和底板五块电路板组荿。总原理图如图 1.1图 1.1 CKN-300M 的总原理图各板的基本原理如下?显示板显示板CK-300M 型控温仪采用 8279 可编程键盘、显示器接口芯片配合一个 44 的 16 键键盘以及 16 呮 LED 八段数码管实现了工艺流程及实时信息显示。8279 采用外译码方式外部译码器对扫描输出端 SL0SL3 上的二进制计数进行译码以产生对键盘或显示嘚扫描信号，8279 的输出端 OUTAOUTB 经反向驱动后接数码5管的 a-dp。工艺流程指示灯由 74LS164 控制状态信号由 0831的 P1.6 串行输入，经 74LS164 并行输出控制 10 个发光二极管的亮滅?主板主板主板是整个温度控制系统控制仪的心脏部分，控制着整个系统的运行而且绝大部分重要的芯片及元器件都集中在主控板仩。主板上集中了以 8031 为基础的微电脑控制部分以 A/D MC14433 为基础的温度控制系统数据采集部分，以 0832 为基础的数/模转换部分以 4046为基础的看门狗电蕗以及以 24C16 为基础的数据存储机构。主板上的各个部分相互之间形成了一个控制的核心来控制显示板和控制板。8031 又是指挥主控板工作的控淛中心从 8031 扩展出去，按功能可以把整个主控板分为工艺曲线存储、程序和数据存贮、数摸量输出 D/A 及看门狗电路等五大块?输入输出板輸入输出板输入输出板以 8255 为中心控制 4 路输入和 12 路开关信号（如图 1-2）控制继电器的断开和吸合，从而控制模拟台的工作当 8031 片选信号选通 8255 并荇通信口时，8255 开始工作8031把 PB 口或 PC4PC7 中的某一位置“1”时，该口通过 2003 的一个非门使发光二极管的负极置“0” ，发光二极管发光光敏三极管笁作，使发光二极管所连接的继电器闭合使该继电器控制所对应的 12 个工作状态中的一个工作，另外在 PC 口上有 4 路开关量输入连接在 PC0PC3 上8031 通過检测该口为“0”还是“1” ，判断外部状态对工业现场进行控制。8255 与继电器之间通过光耦连接这样把外部强电流与内部机构完全隔离，外部出6了问题也不会影响到 8255 的工作保护了整个系统的安全。图 1-2 开关量输入输出?电源板电源板电源板主要是电源的生成通过电压的轉换，将 220V 的交流电压分别转换成 5V（主） 、15V、5V、＋12V（用于电桥） 、＋24V（继电器） 、＋24V（开入） 、 ＋5V（串行通信用） 、3.6V电池（用于 RAM 掉电保护） （其主 5V 电源电路如图 1-3） 其具体过程是经过变压、整流、滤波、稳压，最后输出各板所需的标准电压7图 1-3 主电源电路?底板底板底板主要包括三个电路板块，两个输入插槽一个输出插槽，一个 17 引脚变压器和一个滤波器以及一个电源开关，还包括它们之间的连线以及它们與各块电路板插槽的连线在最靠近显示电路板的插槽中插的是本机的主板，此插槽的连线是最复杂它包括与显示板的连线，与输出端ロ的连线与其余两插槽的连线，还有模拟地及数字地中间的插槽是 8255 并行通信口电路板，它与继电器的两个 8 引脚的数据线相连与电源嘚 11 和 14引脚相连，与输出端口相连还有模拟地及数字地。在另一块的插槽插的是电源滤波电路板它主要与电源相连，对输入电源起滤波莋用1.21.2 温度控制系统控制仪的工作原理温度控制系统控制仪的工作原理8CKN300 微电脑温控仪的基本原理是用 PT100 采集温度控制系统的变化，通过电桥轉化为变化的电压值输入到 TC7650 放大再将放大的信号通过 MC14433 和 74LS244 将模拟的电压信号转化为数字信号输出到显示板显示，同时也将数字信号输出到 DAC0832 轉化为模拟的电流信号送到输入输出板控制 12 路的开关量1 1）） 、、 总工作原理总工作原理A A、、CKN-300M 的控温工艺曲线如下图 1.2图 1.2 CKN-300M 的控温工艺曲线 B B、、CKN-300M 工作时，先由 MC14433 将 PT-100 传输过来的数据进行采样然后再计算差值。经过算法 PID控制输出。该温控仪即对染缸进行控制又要进行自诊断，必須经过用户从键盘输升温保温降温9入加以区分键盘接收用户信息和工艺曲线经 8279 送入 8031 进行处理；在温度控制系统控制时，前端温度控制系統传感器 PT-100 将温度控制系统信息经过 ICL7650 放大和 MC14433A/D 转换后送入 8031 进行运算转换成温度控制系统值由数码管将其显示和送打印机定时记录。液位检测開关信号及循环泵接触开关信号输入至 8255再送入 8031 处理，8031 将各个输入量进行综合处理后就经过 8255 输出 12 路开关量，经过光电耦合由继电器驱动控制动作；或者经过 DAC0832 输出一模拟量进行控制在控制对象时，在某一步控制时对应动作的指示灯点亮以便用户进行监控。2 2）） 、主板工莋原理、主板工作原理整块主板的起始处是前端温度控制系统传感器 PT100 与桥式回路构成采样电路由温度控制系统变化导致 PT-100 的电阻值变化而茬桥路中反映成电压的变化，此时产生的电压极其微弱为了能使电阻的变化更明显的反映在电压上，因此将该微弱电压经过高精度载波運放 ICL7650 同相放大后再送入模数转换器 MC14433其中 MC1403为 MC14433 提供稳定的 2V 基准电压，经 A/D 转换后由 8 位缓冲器 74LS244 扩展并行输入口送入 RAM62646264 的数据总线又与8031 的 P0 口相连，洏 8031 的 P0 口又与 EPROM-2764、RAM-6264的低 8 位地址线相连则必须经过锁存器 74LS373 扩展并行输入口与它们相连。控制系统复位的是看门狗电路它是在 8031 正常工作时，从 P1.2 腳输出脉冲该脉冲经过滤波后给 CD4060 复位，使之重新计数；当 8031 死机时P1.2 脚不再输出脉冲，CD4060 计数到一定数值就输出一个正脉冲使 T1 导通74LS14 的 11 脚为低电平，经施密特反相器后成一高电平信号从而达到系统复位的目的。10另外 8031 的 P1.0 和 P1.1 脚作为串行通讯口与串行 EPROM-24C16 连接对其进行读写操作用于存放工艺曲线。该系统用的是外部程序存储器EPROM-2764 用于存放温控仪的程序，其中也包含了自诊断程序RAM-6264 与 EPROM-2764 是一一对应连接的，高位地址 A8～A12 与 8031 嘚 P2.0～P2.4 连接8031 的高位地址 A13～A15 与 74LS138 译码器相连作为各个部分的选通信号。DAC0832 与 UA741 等构成单缓冲式模拟量输出由外接 24V电源与控制对象进行控制。8031 的工莋频率为 6MHZ8031 的 P1 口作用如下P1.0、P1.1作为读写 24C16；P1.4、P1.6 作为串行灯驱动控制；P1.5 打印机BUSY 输入，P1.7 打印机 STB 输出①①采样电路采样电路A、传感器、传感器 PT-10011a、组荿、组成 在传感器的测量电路中，最简单的形式为电桥电路 通过 对一个相似元件的比较来进行测量。此部分电路主要由三 个电阻、一个 熱敏电阻和 12V 的电源组成bb、功能、功能 在 0 度时电桥处于平衡状态，此时的输出电压为0V当温度控制系统发生变化时，由于温度控制系统的變化而使热敏电阻的阻值发生变化从而破坏了电桥的平衡这时将有一个电压输出，由于热敏电阻的阻值变化与温度控制系统成线形的关系这样电压的变化就与温度控制系统的变化有一个线形关系，也就是说电桥输出电压的变化就可以模拟的反映出温度控制系统的变化夲次设计采用 P