基于C8051F020的密閉環(huán)境溫度恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件部分主要完成以下功能：當(dāng)有按鍵按下時(shí)，觸發(fā)中斷，改變設(shè)定溫度的值。單片機(jī)采集溫度，通過控制算法，產(chǎn)生控制命令改變PWM輸出，控制各個(gè)繼電器的動(dòng)作；利用單片機(jī)自帶的AD采樣，測量開關(guān)電源的輸出電壓和電流的大小并顯示。其中單片機(jī)控制指令是本系統(tǒng)的關(guān)鍵，密閉環(huán)境溫度和溫度設(shè)定值差值不應(yīng)大于15℃，以確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。若設(shè)定溫度超出范圍，其值由系統(tǒng)自動(dòng)還原為當(dāng)前溫度；若溫差確定，進(jìn)入PID調(diào)節(jié)，采用增量式PID。公式如下：

式中：Kp為控制器的比例系數(shù)；Ti為控制器的積分時(shí)間，也稱積分系數(shù)；Td為控制器的微分時(shí)間，也稱微分系數(shù)。
系統(tǒng)上電后，測得的密閉環(huán)境溫度，即為初始溫度設(shè)定值。例如實(shí)際密閉環(huán)境溫度為30℃，實(shí)際環(huán)境溫度為29℃，通過按鍵“-”，使溫度設(shè)定值為15℃，則此時(shí)溫差為+15℃。送入處理函數(shù)，單片機(jī)返回控制指令，使繼電器斷開，并控制開關(guān)電源輸出5 V電壓，使半導(dǎo)體制冷片在額定電壓下工作，系統(tǒng)全速制冷。當(dāng)密閉環(huán)境溫度改變，單片機(jī)將輸出不同控制指令。當(dāng)密閉環(huán)境溫度和設(shè)定值相同時(shí)，控制結(jié)束，P5口燈閃爍，MCU控制開關(guān)電源輸出電壓0 V。通過對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證，LCD1602顯示效果如圖3所示。

4 結(jié)語
對于C8051F020單片機(jī)構(gòu)建的密閉環(huán)境溫度恒溫控制系統(tǒng)進(jìn)行功能驗(yàn)證，系統(tǒng)能夠成功實(shí)現(xiàn)密閉環(huán)境溫度恒溫控制，溫度控制精度為±0．2℃。系統(tǒng)人機(jī)界面友好，操作簡單、價(jià)格低廉、可移植性好，可以應(yīng)用到商業(yè)領(lǐng)域。