基于電子信息工程的溫控應用研究

文/劉俊卿 孫繼軍，.煙臺科瑞環(huán)境工程技術(shù)有限公司；.冰輪環(huán)境技術(shù)股份有限公司

溫度這一詞是一個用來描述物體的冷熱程度的一個物理量，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一個重要參數(shù)，它不僅能提高產(chǎn)品生產(chǎn)率，還能全面促進國民經(jīng)濟的快速發(fā)展。隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，溫度傳感器的應用還在不斷地向其他各個領域擴展。

1 硬件在溫控方面的應用

1.1 ADC0809 轉(zhuǎn)換器

ADC0809 轉(zhuǎn)換器有A/D 轉(zhuǎn)換芯片，它是利用逐漸靠近的方式來完成A/D 之間的轉(zhuǎn)換，供電池采用的是5V 供電池，其中包含有多個模擬開關，可以分別對8 個5V 以內(nèi)的電壓進行轉(zhuǎn)換，完成一次完整的轉(zhuǎn)換大概需要100us 左右，而且該片內(nèi)還有多個鎖存器、比較器等等，能夠依靠樹狀電子開關逐漸接近寄存器。

1.2 LM324 放大器

LM324 放大器具有價格實惠的優(yōu)點，而且它本身還帶有真差動輸入的功能，和市場上運用較多的傳統(tǒng)放大器比起來，它還可以在3V 以下的低電伏中正常運行，并且它的靜態(tài)電流還不到MC1741的五分之一，共模輸入采用的是負電源，這種電源的好處就是減少了其他應用場合采用外部元件的必要。LM324 還具有保護功能，能夠保證輸入輸出端的靜電控制。

1.3 LED 顯示器

LED 數(shù)碼顯示管是在單片機應用中最為常見的輸出器件之一，且運用相當廣泛。要是操控者需要的顯示內(nèi)容是一些數(shù)字和字符串之類的話，就可以選擇LED 顯示器了，它和其他種類的顯示器比較起來，具有成本較低、能夠靈活配置并且很容易和單片機接上。LED 是一種顯示數(shù)碼字段的顯示器，它的主要組成元件是發(fā)光二極管。當其中的發(fā)光二極管能夠?qū)〞r，顯示器上就能夠把各種各樣的字符顯示出來。而溫控應用常用的LED 顯示器又分為7 段和米字段。這樣的顯示器有共陰極和共陽極之分，顯示器的二極管跟陰極相連，所以共陰極一般接地，當發(fā)光二極管的陽極是高電平的時候，發(fā)光二極管發(fā)亮，同時該部位的數(shù)據(jù)也會顯示出來，與之相應的，當它的某個二極管是低電平時二極管的該段也會被顯示出來。LED 數(shù)碼顯示管的原理就是依靠發(fā)光二極管，但是會根據(jù)材料不同而將正向電壓控制在1.5-2V 之內(nèi)，電流也會控制在10MA-40MA之間，需要靜態(tài)顯示時就取10MA，動態(tài)時就取40MA。

1.4 DS18S20 數(shù)字溫度計

DS18S20 具有很多優(yōu)良特性，比如說它的適應電壓范圍要更加寬廣，且能夠直接從數(shù)據(jù)線上獲取電源，完全不需要從外部獲取電源，還有就是它的測量結(jié)果是直接將數(shù)字信號輸出來，用串行傳輸?shù)姆绞絺魉椭罜PU，具有很強的抗干擾能力。

2 軟件在溫控的應用

溫控的軟件部分主要是采用主程序流程、子程序流程、按鍵流程以及顯示流程等構(gòu)成。主程序流程的原理就是有信號輸入的時候，整個程序啟動，按照內(nèi)部編寫好的程序依次的、有序的運行，最終達到程序設計的目的。中斷子程序這個流程主要是為了保證程序在運行時能夠隨時中斷，讓系統(tǒng)能夠進一步完善。按鍵流程需要通過人為外部按鍵來調(diào)整系統(tǒng)的溫度，從而實現(xiàn)操控者對溫度的手動控制。而顯示流程則是通過接收到的數(shù)據(jù)后，顯示給操控者，讓其能夠全面掌握溫控運行情況，并且進行實時監(jiān)控。

3 系統(tǒng)調(diào)試

在單片機的各個部位調(diào)整好以后，就可以進入系統(tǒng)的調(diào)試階段了，這一階段主要分為兩個部分，一是硬件測試，二是軟件測試。

3.1 硬件測試

硬件運行和軟件運行是相輔相成交叉進行的，但是我們會首先排除硬件上的故障。硬件故障有很多種，主要是開路短路、元件損壞、電源上的故障等，這方面需要我們仔細核對原理圖即可，在解決電源故障時，要注意單獨調(diào)試，只有在單獨調(diào)試中沒有問題之后，才能夠投入到應用過程中去。硬件調(diào)試主要分為靜態(tài)測試和在線調(diào)試。

3.2 軟件測試

軟件測試分為程序計算調(diào)試、I/O 程序處理調(diào)試以及綜合調(diào)試。這方面主要會產(chǎn)生三個問題，一是程序不響應式中斷，二是最終結(jié)果錯誤，三是以連續(xù)方式運行時，目標系統(tǒng)獲取不到結(jié)果。不響應中斷時在程序連續(xù)運行時不執(zhí)行中斷程序，在斷點時觸碰不到斷點，原因可能是中斷寄存器的初始值設置錯誤，讓程序中斷時不能發(fā)出中斷請求，具體解決方法就是修改寄存器的初始值參數(shù)。最終結(jié)果錯誤可能是控制有誤造成的，查明具體原因就行。第三個問題很有可能是系統(tǒng)某一處的死循環(huán)造成的，要想查出這種錯誤需要從程序的源地址開始找，從高優(yōu)先級從上往下排查，最終找出程序出現(xiàn)錯誤的具體位置。

4 總結(jié)與展望

我國邁入信息化時代后，信息技術(shù)這一領域已經(jīng)在各個行業(yè)中不可或缺，當下我國的溫控應用得到了快速的發(fā)展，在溫控上的應用也走向了各個領域，國外的溫控體系也日趨成熟，近幾年來，國內(nèi)生產(chǎn)出了許多精準度高的溫控產(chǎn)品，但是要想全面投入到人們的日常生活當中還是有一部分困難，主要原因是價格偏高?，F(xiàn)在社會企業(yè)之間的競爭越來越大，主要趨勢還是要向降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率方向發(fā)展，只有這樣，才能讓全面提升國民經(jīng)濟。