单片机数字温度测控系统方案.doc

【单片机数字温度测控系统方案】 单片机数字温度测控系统是一种基于微处理器技术的智能控制系统，常用于各种环境或设备的温度监测与调节。本方案以小芳同学在信息工程学院的课程设计——电风扇自动程序控制器为例，展示了如何利用单片机实现精确的温度控制。 系统采用模糊控制理论来处理温度控制问题。模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法，特别适合处理非线性、不确定性和复杂性的控制任务。在温度控制模型中，模糊控制可以有效地处理温度变化的不精确性和不确定性，确保温度控制的稳定性和准确性。通过定义模糊规则和隶属函数，系统可以将实际温度与设定温度之间的偏差及变化率转化为控制指令，从而调整加热或冷却设备的工作状态。 硬件设计是系统的基础，主要包括以下几个部分： 1. **8255A**：8255A是通用并行接口芯片，常用于扩展单片机的I/O口，为系统的数据输入输出提供通道。在这个系统中，可能被用来连接温度传感器和其他输入输出设备。 2. **8253**：8253是定时/计数器芯片，可编程设置定时功能，对于控制风扇转速或执行周期性操作至关重要。它可以设定特定时间间隔以触发温度检测或风扇状态改变。 3. **步进电机**：步进电机作为执行机构，根据控制信号改变其旋转角度，可用于驱动风扇的转速调节，以达到调节环境温度的效果。 4. **硬件系统原理图**：完整的硬件系统包括单片机、温度传感器、显示模块、控制电路和用户交互界面等，它们通过电路连接，形成一个闭环控制系统，能够实时采集温度、显示温度、设置目标温度，并根据预设的模糊控制算法进行温度控制。 软件设计方面，主要关注的是风扇运行控制模块和模糊控制算法的实现。风扇运行控制模块负责接收来自模糊控制器的指令，根据温度偏差和变化率决定风扇的启动、停止或转速调整。模糊控制算法则需包括模糊化、规则推理和去模糊化三个步骤，将实际测量值转化为模糊集合，通过模糊规则库进行决策，最后将模糊结果转换回具体的操作指令。 此外，系统还具备报警保温功能，当温度达到预设范围时，系统会发出警告并保持当前温度，避免过热或过冷。这种设计提高了系统的实用性，降低了实现成本，且结构简单，易于实现。 单片机数字温度测控系统利用模糊控制技术实现了对温度的精确监控和智能调节，广泛应用于家电、工业生产、实验室等多个领域，具有很高的实用价值和应用前景。