基于MCS-51的温度测量实验

传感器与控制实验报告

姓名：

学号：

实验五 温度测量与控制

实验题目

掌握使用传感器测量与控制温度的原理与方法，使用  语言编写实现温度控制的功

能，使用超声波温度实验板测量温度，将温度测量的结果（单位为摄氏度）显示到液晶屏

上。

使用  读取当前温度，判断对应按键是否按下来设置目标温度值，并根据目

标温度值与当前温度值的关系使用  函数进行调整，控制加热电阻的发热。处理后使用

液晶显示屏显示出当前温度和目标温度。

 的工作过程为：首先进行初始化，然后进行  操作命令，再然后使用

存储器操作命令，最后进行处理数据。其中  操作和存储器操作命令都是通过写对应

操作的方式实现，而处理数据则是在读取数据的操作结束后进行的

．初始化：

将  的数据总线拉低  微秒以上，然后释放， 收到信号后等在

 微秒左右，之后发出  微秒存在地脉冲，收到此信号表示初始化成功。其流

程如上

需要拉低数据总线，产生  微秒的低电平表示时间起始，然后释放总线，在释放总线的 

微秒内  会发送数据位。

完成温度转换并获得当前温度：

本步骤分为两步进行，一部分是完成温度转换，一部分是读取相应数值并计算当前温

度。

温度转换的大致步骤为：首先初始化，初始化成功后，进行  操作指令，然后启

动温度转换命令，并延迟  微秒左右。这里的  操作指令主要使用 指令，

 指令是在单电总线系统中，通过允许总线主机不提供  位  编码而访问存

储器。

其高速暂存存储器共有  个字节，温度转换命令发出后，经转换得到的温度以二进制

保留小数点后三位。因此得到的数值乘以  得到温度值即为结果。

当目标温度值大于实际温度值时需要进行调控，调控的实现是通过  算法实现的。

 控制，即比例积分微分控制，是自动控制原理中定义的一种控制方法，也可以

称为是校正方法。由比例单元 、积分单元  和微分单元  组成。主要是对系统偏差进行

比例、积分、微分三种操作并线性组合成控制量，以减小系统误差，提高系统响应速度和

响应效果。

增量式  控制将当前时刻的控制量和上一时刻的控制量做差，以差值为新的控制量 ，

是 一 种 递 推 式 的 算 法 。 在 实 际 实 验 中 ， 需 要 根 据 自 己 的 测 量 和 反 复 调 试 ， 调 整

K

液晶显示屏的显示与实验五大致相同，不一样的地方在于本次实验中显示两行，第一

行显示当前温度，第二行显示目标温度值。当前温度精度为 ，目标温度精度为

。通过修改起始页面、起始行、起始列即可。

主函数主要完成首先通过按键设置目标温度，并使用温度转换测得当前温度。将目标

温度与当前温度进行比较，目标温度大于当前温度时需要使用  进行温度调控。

二．程序代码

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