一、摘要
該系統主電路採用89s51微控制器實現溫度控制，加熱和製冷部分由於條件限制，只採用模擬的方式。電路可實現溫度的顯示，設定上下限溫度，超出範圍報警以及和pc機通訊的功能。系統測量精度和控制精度良好。
我們為本系統共設計了兩套程式，我主要負責其中一套程式的編寫和微控制器最小系統板的組建。
二、 方案選擇
本系統若根據賽題要求可有多種實現方案。
（1）方案一此方案是傳統的一位式模擬控制方案，選用模擬電路，用電位器設定給定值，反饋的溫度值和設定值比較後，決定加熱或不回熱。系統受環境影響大，不能實現複雜的控制演算法，不能用數碼顯示，不能用鍵盤設定。
（2）方案二此方案是傳統的二位式模擬控制方案，其基本思想與方案一相同，但由於採用上下限比較電路，所以控制精提高。這種方法還是模擬控制方式，因此也不能實現複雜的控制演算法使控制精度做得較高，而且仍不能用數碼顯示和鍵盤設定
（3）方案三此方案採用89s51微控制器系統來實現。微控制器軟體程式設計靈活、自由度大，可用軟體程式設計實現各種控制看法和邏輯控制。可實現數碼顯示和鍵盤設定等多種功能，系統電路框圖如下：
方案一和方案二是傳統的模擬控制方式，而模擬控制系統難以實現複雜控制規律，控制方案的修改也較麻煩。而方案三是採用以89s51為控制核心的微控制器控制系統，尤其對溫度控制，它可達到模擬控制所達不到的控制效果，並且可實現顯示、鍵盤設定等多種功能，又易於擴充套件，大大提高了系統的智慧型化，也使得系統所測結果精度大大提高。故選擇方案三。
三、 器件選擇
由於微控制器最小系統板採用的是去年省賽的板子，所以受到了很多限制。如對系統精度至關重要的a/d轉換換器，板子上採用的是adc0809。因為是八位的，所以精度不高，最多只能達到0.
4度左右。但考慮到已有現成的板子，採用0809同樣可達到實驗的目的，所以a/d部分暫不作更改。
感測器部分既可採用熱敏電阻，也可採用整合的溫度感測器。但由於熱敏電阻的精度、重複性、可靠性都比較差，所以我們採用的整合的lm35，lm35是乙個三端器件（電源、地、輸出），的是ns公司生產的積體電路溫度感測器系列產品之一，它具有很高工作精度和較寬的線性工作範圍，該器件輸出電壓與攝氏溫度線性成比例。lm35與用開爾文標準的線性溫度感測器相比更有優越之處，lm35無需外部校準或微調，可以提供±1/4℃的常用的室溫精度。
其靈敏度為+10.0mv/℃，精度在+25℃時為0.5℃。
精度較高，並且**較低，每片**6元。較之效能較好的ad590k便宜許多，價效比高。故採用lm35而捨棄ad590k。
四、 電路原理圖
微控制器最小系統電路：
由於去年大賽的板子（舊板）是03級的學生設計的，故存在許多缺陷，具體表現在微控制器和adc0809之間的讀寫線接反，
微控制器p0口和adc0809的資料線高低位接反。顯示部分的74ls245多接了乙個排阻。經過多次的檢查，找出了錯誤。
最終的電路圖如圖示：
微控制器最小系統部分：
adc0809的a/d取樣部分：
四位led數碼管顯示部分：
微控制器串列埠通訊電路
溫度採集部分：
報警電路溫控模擬部分：
五、 工作原理
具體電路原理詳見本組另一成員的報告，在此僅介紹系統的軟體部分,我們總共寫了兩份程式，其中乙份為我個人獨立完成。下面為程式的主要流程圖。
主程式顯示程式
是顯示資料轉換程式
串列埠通訊程式
六、 實驗中遇到的問題及分析
１、微控制器最小系統方面由於是去年０３級的同學設計的，我們用的又是舊板，故存在很多缺陷，一方面我們沒有正確的原理圖，只有一張其他同學隨便畫的圖，就算有了原理圖，也不知道板上錯在**，所以只能用萬用表乙個個的找。通過我們的認真檢查，結果發現
不管是板上還是圖紙上都出了相當大的錯誤，圖上很多引腳都標註錯誤了，而板上就更是離譜了，居然把微控制器和adc0809的讀寫線接反，把微控制器的p0口和adc0809的資料線高低位接反，74ls245上還多接了乙個排阻，造成led顯示不正常。諸如上面的錯誤給我們造成了相當大的麻煩，因此我們花了相當長的時間在查錯上。
２、由於感測器lm35的靈敏度是+10.0mv/℃，因此lm35的輸出電壓為毫伏級，溫度為100℃時，輸出也只有1v。而adc0809的參考電壓為５伏，所以增益為５才能滿足要求，易於程式設計。
本系統採用超低溫漂移高精度運算放大器op07將電壓放大，再經電壓跟隨器lm310輸出，以便有大的輸入阻抗。由於買不到lm310，於是便將op07接成電壓跟隨器替代lm310。而電路中的rw1調為４k就滿足增益為５的要求。
即（r1+rf）/r1＝５，其中rf是反饋電阻，也就是rw1。
３、程式設計方面，因為是自己頭一次嘗試獨立完成乙份相對規模較大程式，因些也遇到了不少的麻煩。第一是程式位址空間分配問題，因為５１微控制器片內資源有限，往往會發生衝突，此時保護就顯得相當的重要。第二因為彙編可讀性較差，寫程式時由於多採用跳轉指令，所以往往會把自已搞糊塗掉。
要克服這個，需要大量的程式設計經驗，又需要有足夠的耐心。第三是彙編的效率問題，雖然就那麼幾條指令，但是用法卻相當的靈活，這學期以來的程式設計經歷讓我深有體會，若能寫出高效率的**，將是一件相當有成就感的事。
七、 實驗的擴充套件
該設計可再有很多擴充套件功能，如加熱器斷線報警、測溫元件斷電監測、加熱容器缺水報警等眾多功能。本系統已通過串列埠線與pc機相連，可在此基礎上再與印表機相連，實時列印溫度變化曲線。可在pc機上寫後序軟體，通過串列埠監視，完成一系列複雜功能，也可通過串列埠通訊給系統發出指令，完成遠端控制。
八、 心得體會
１、硬體裝焊方面要有足夠的耐心和細心，就算電路設計的再好，在焊接時出一點小差錯，也是不允許的，往往電路的錯誤都是由於一些小問題引起的，如短路等，將造成不可**的後果
２、軟體方面注意的細節也很多，下面簡單介紹一下這陣子寫程式得到的一些經驗：
(１)寫較大的程式時一定要事先做好資源分配。
（２）堆疊指標sp應設初值。
（３）r1、r0也應規定好用哪一區的，即設psw.3和psw.4。
（４）進入中斷時一定要記得保護acc和psw（視情況而定）。
（５）不止進中斷時要保護，有時候在正常程式下也要對某些值進得保護。可用堆疊式的保護也可先賦值給其他位址，過後再賦回來
（６）妥善使用位位址，位位址可做為一些標誌位，可以給程式設計帶來很大的方便。在本程式中，我就用了三個位位址，使程式大大的簡化了
總之，系統設計是一件相當好玩的事，特別是獨立完成之後的那種成就感，非同道中人是無法體會的到的。微控制器很有意思，５１只是基礎，後面的路還很長。１６位、３２位mcu正在等著我，我將朝著系統設計這個方向不懈努力。
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