單片機在制茶溫度自動控制系統中的應用

銀強（四川化工職業技術學院，四川瀘州 646005）

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單片機在制茶溫度自動控制系統中的應用

銀強
（四川化工職業技術學院，四川瀘州 646005）

在實際的生產過程中，溫度控制具有重要意義，能夠提高相關生產安全性，同時，還能提高相關產品的質量以及生產效率，實現了資源的合理利用，保證了良好的企業效益，促進了企業的發展。傳統的溫度控制系統構成極為復雜，并且不能滿足實際的需求，嚴重影響了產品質量的提升。單片機的使用，有效地提高了生產質量。本文主要針對單片機在制茶溫度自動控制系統中的應用進行分析，并且依據實際的情況提出了一些建議，希望能夠促進單片機在制茶溫度控制中的應用。

單片機；制茶機械；溫度控制；智能化

隨著科技的不斷發展，單片機在制茶行業中的應用，有效的提高了制茶的工作效率以及工作效率。在實際使用過程中，相關的制茶機械主要是通過對電加熱的利用，實現制茶溫度的自動化控制，雖然相關的成本較為低廉，但是，不能保證良好的準確性，因此，加強單片機在制茶中應用十分必要。

1　單片機制茶機械的工作原理分析

在實際的制茶過程中，采用的水80C592單片機全數字溫度測控系統，此系統中采用的是DS1820數字溫度傳感器。其敏感性較強，主要是使用了ON-BOARD技術，有效的實現了全部傳感系統以及AD電路轉化，將其全部集成在叫較小的電路板內，并且，采用一種獨特的單線接口方式，只需要一條線就能實現兩端的雙向通信，加強了信息交流。另一方面，DS1820還支持和多個網點進行連接多個DS1820，最多能夠實現三線連接，所以，就實現了對多個點進行溫度的控制。在實際的工作過程中，不需要和其他原件進行連接。一般來說，它的測溫工作范圍在-55—l25℃，其工作范圍剛好和制茶殺青工作溫度一樣，對于溫度的分辨率保持在0.5℃；在實際的制茶過程中，相關工作人員應該積極的對殺青投料以前滾筒預熱的溫度進行控制，一般來說，其溫度都在180℃左右，已經超出了DS1820的測溫工作范圍，所以，相關工作人員應該積極的進行以線性補償，能夠有效的將DS1820的測溫工作范圍擴大到180℃，能夠有效的緩解數據溢出問題［1］。在實際的測量結果完成以后，其測量結果通常都是以9位數字進行傳輸。

DS1820在實際的工作過程中，其工作原理是：相關的原件通過高溫系數控制震蕩器實現低溫系數振蕩器脈沖個數，然后，就輸出了相關的測試溫度。工作中，低溫系數晶振的振蕩器受到溫度的影響較小；一般來說，固定頻率的脈沖信號送給計數器1，高溫系數晶振隨著溫度的變化較為明顯，所產生的信號為計數器為2進行輸入。計數器1和相關的溫度儲存器中預置的溫度有一個明確的對應。在實際的工作過程中，當計數器預置的數值減到帶0時，計數器1中的也應該重新輸入，這樣往復循環，計數器2記數到0時，相關工作人員應該及時的停止計數器溫度儲存值的累計，此時的溫度就是測試的溫度，斜率累加器用于補償以及修正溫度非線性，其輸出所用的修正計數器1的預置。DS1820系統工作過程中，其最低溫度值為0.5℃。上述表格中是幾種對應數值之間的關系，通過上述表格，我們能夠看出最低有效位LSB采用相關的比較器和0.25℃進行比較，計數器1中的剩余值轉化成為低于0.25℃，能夠有效的清除儲存器中的LSB，如果相關的高于0.25℃，相關溫度寄存器中的最低位LSB，所對應的9位數值［2］。

2　硬件電路設計

2.1溫度檢測儀器和變送器

在實際工作中，溫度檢測儀器以及相關的變送器種類的選擇對于溫度測量的準確性具有直接關系，鎳鉻材料的電熱器適合測量范圍在0-1000℃的溫度，并且所采用的電壓為0mv-41032mV，電流電壓的變送器通常所輸出的電流為0-10mA減少到0-5mA，有效的提高了系統溫度測量的準確度。

2.2接口電路

通常來說，在實際的電路設計過程中，所采用的接口電路有8155、2832以及ADC0809等芯片。8155基本上用于鍵盤的連接以及LED顯示的接口。2732能夠作為8031的外部儲存器；ADC0809是整個系統溫度測量電路的輸入接口［3］。

2.3相關的溫度控制電路

在實際的工作過程中，8031能夠實現對溫度的控制主要是由于可控硅調功器電路的應用。所謂的雙向可控硅管以及相關的加熱絲只能適用于220v，50HZ的交流電路工作，在相關的工作周期內，8031只需要通過對可控硅管的接通時間進行控制，就能夠改變加熱絲的功率，從而實現對溫度額調節。

2.4數據顯示以及輸入

在實際的工作過程中，相關系統的數據顯示都采用的是四位的LED數碼顯示管或者應液晶顯示器，串行數據單片單片機的RXD以及TXD串行口輸出，到74LS164或者CD4015轉換成為并行數據，然后在經過轉換，最后實現數據的顯示，通常來說，數據轉換的電路為CD4511。

另外，相關的驅動采用CD4055，如果使用液晶顯示器，工作人員應該注意，不能進行長時間的偏轉，應該積極的對相關的偏轉進行周期性的改變。在數據顯示過程中，采用LED主要是由于如果環境照度較大，LED的發光字體不夠明顯，另外，還有效的實現了能源節約［4］。

在數據輸入時，通常都采用4*4數字鍵盤，相關工作人員工作過程中，輸入對于溫度控制的閾值以及控制模式的轉變，在數據的讀取過程中，可以采用低電平掃鍵盤，采用p1口進行高四位輪流輸入低電平，實現的對鍵盤位置的判斷，然后讀取相關的數據，再用鍵盤輸入溫度閾值。

2.5溫度傳感器的設計

溫度傳感器一般都是采用鎳鉻材料，其溫度范圍一般都是在0-1000℃內，通過阻容濾波電路，對相關的高頻信號送入放大器以及A/D轉化器，然后再輸入計算機。

3　制茶機械溫度自動控制測試系統的形成

DS1820在實際的工作過程中，主要是通過使用電子開關以及單片機進行連接，能夠有效的向單機片提供相關的溫度測量信息，然后，單片機溫度測量信號在通過相關的電路傳輸給其他相關系統，能夠保證相關制茶工作在合適的溫度內進行。

在實際的茶葉殺青工作中，相關傳感器溫度探頭通常都安裝在殺青機的滾筒上，有效的減少了殺青機傳感器的磨損。探頭的周圍都會有金屬網進行保護，能夠保證殺青滾筒一直處于工作狀態，所以，探頭和DS1820進行傳接過程中，都有采用滑環連接模式，有效的保證了設備的正常運行。

另外，單機片在DS1820系統復位以后，就會積極的對DS1820進行處理，保證其恢復到初始值。然后，相關工作人員在進行寄存器數值的設定，第一位ISHOT值為0，CPU值為1，這就是DS1820系統CPU的工作狀態以及轉換方式。工作過程中，單機片接收到相關指令以后，所執行的延時程序后，就開始執行轉換命令，保證DS1820能夠正常進行溫度測量轉換工作，同時，還能實現對儲存器的循環轉換。在實際的運行過程中，如果寄存器的第八位DONE值為1，說明相關的溫度測量質量數字化轉換過程已經結束，單片機能夠直接的對相關數據進行提取輸出。

在連續工作狀態下，單片機就會向DS1820發送開始轉換的指令，DS1820會在輸出一次溫度數值后就進行溫度數字化轉換，一直到其接受到停止轉換的指令。所以，在實際的測量過程中所實現的對制茶機械機電加熱的控制主要是隨著溫度的變化而變化。DS1820.在工作時都會設置地址碼，單片機能夠通過不同的地址碼從DQ中提取相關的測量數據，然后再進行傳輸。在實際的傳輸過程中，DS1820屬于一種從器件。其工作流程為：相關的溫度控制系統在開機以后，保證其處于復位狀態，初始化；然后，相關工作人員積極的對系統故障進行檢查；信號傳入的設置或者溫度寄存器；延時指令；相關部件積極向DS1820系統發送相關的轉化命令；系統自動的對轉化進行判斷，直到系統判斷轉化結束，如果相關的轉化結束，系統就會自動顯示測量結果，并且將二進制轉換為十進制；系統及時的將相關的測量結果進行顯示，對于相關的故障積極的進行報警進行控制；當相關的信息傳遞到制茶工作機時，相關的繼電器繼續對加熱器進行控制；直到系統的整個命令結束，則整個流程也結束［5］。

4　總結

綜上所述，單片機在制茶機械中的應用，有效的提高制茶的效率以及制茶質量。在實際的應用過程中，相關工作人員應該積極的準備好相關的硬件設備，例如：溫度檢測儀器和變送器、接口電路、相關的溫度控制電路、數據顯示以及輸入、溫度傳感器的設計等，才能保證相關工作的順利開展。另外，還要積極的對相關的數據轉換進行控制，保證溫度測量的準確性。

［1］汪尊偉.制茶溫度單片機自動控制系統設計［J］.茶葉科學，2000，20（2）：158-160.

［2］孫萬勝.談單片機在溫度控制系統中的應用［J］.硅谷，2011，（2）：159-160.

［3］潘玉成.單片機在茶葉電炒鍋溫度控制中的應用［J］.茶葉科學技術，2000，（2）：26-28，38.

［4］孫祥棋.單片機溫度自動控制系統［J］.黑龍江科技信息2011 （6）：45.

［5］李燕.淺析單片機在溫度控制系統中的應用［J］.現代企業教育，2010（4）：89-90.

銀強（1978-），男，四川瀘州人，本科，講師，研究方向：自動化技術、機電技術。