單片機在制茶溫度自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

銀強（四川化工職業(yè)技術(shù)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(tǒng)中的應(yīng)用

銀強
（四川化工職業(yè)技術(shù)學院，四川瀘州 646005）

在實際的生產(chǎn)過程中，溫度控制具有重要意義，能夠提高相關(guān)生產(chǎn)安全性，同時，還能提高相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量以及生產(chǎn)效率，實現(xiàn)了資源的合理利用，保證了良好的企業(yè)效益，促進了企業(yè)的發(fā)展。傳統(tǒng)的溫度控制系統(tǒng)構(gòu)成極為復(fù)雜，并且不能滿足實際的需求，嚴重影響了產(chǎn)品質(zhì)量的提升。單片機的使用，有效地提高了生產(chǎn)質(zhì)量。本文主要針對單片機在制茶溫度自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進行分析，并且依據(jù)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(yīng)用。

單片機；制茶機械；溫度控制；智能化

隨著科技的不斷發(fā)展，單片機在制茶行業(yè)中的應(yīng)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(guān)的制茶機械主要是通過對電加熱的利用，實現(xiàn)制茶溫度的自動化控制，雖然相關(guān)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(yīng)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(shù)字溫度測控系統(tǒng)，此系統(tǒng)中采用的是DS1820數(shù)字溫度傳感器。其敏感性較強，主要是使用了ON-BOARD技術(shù)，有效的實現(xiàn)了全部傳感系統(tǒng)以及AD電路轉(zhuǎn)化，將其全部集成在叫較小的電路板內(nèi)，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(xiàn)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(wǎng)點進行連接多個DS1820，最多能夠?qū)崿F(xiàn)三線連接，所以，就實現(xiàn)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(guān)工作人員應(yīng)該積極的對殺青投料以前滾筒預(yù)熱的溫度進行控制，一般來說，其溫度都在180℃左右，已經(jīng)超出了DS1820的測溫工作范圍，所以，相關(guān)工作人員應(yīng)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(shù)據(jù)溢出問題［1］。在實際的測量結(jié)果完成以后，其測量結(jié)果通常都是以9位數(shù)字進行傳輸。

DS1820在實際的工作過程中，其工作原理是：相關(guān)的原件通過高溫系數(shù)控制震蕩器實現(xiàn)低溫系數(shù)振蕩器脈沖個數(shù)，然后，就輸出了相關(guān)的測試溫度。工作中，低溫系數(shù)晶振的振蕩器受到溫度的影響較??；一般來說，固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器1，高溫系數(shù)晶振隨著溫度的變化較為明顯，所產(chǎn)生的信號為計數(shù)器為2進行輸入。計數(shù)器1和相關(guān)的溫度儲存器中預(yù)置的溫度有一個明確的對應(yīng)。在實際的工作過程中，當計數(shù)器預(yù)置的數(shù)值減到帶0時，計數(shù)器1中的也應(yīng)該重新輸入，這樣往復(fù)循環(huán)，計數(shù)器2記數(shù)到0時，相關(guān)工作人員應(yīng)該及時的停止計數(shù)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(shù)器1的預(yù)置。DS1820系統(tǒng)工作過程中，其最低溫度值為0.5℃。上述表格中是幾種對應(yīng)數(shù)值之間的關(guān)系，通過上述表格，我們能夠看出最低有效位LSB采用相關(guān)的比較器和0.25℃進行比較，計數(shù)器1中的剩余值轉(zhuǎn)化成為低于0.25℃，能夠有效的清除儲存器中的LSB，如果相關(guān)的高于0.25℃，相關(guān)溫度寄存器中的最低位LSB，所對應(yīng)的9位數(shù)值［2］。

2　硬件電路設(shè)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(guān)的變送器種類的選擇對于溫度測量的準確性具有直接關(guān)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(tǒng)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(shè)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(tǒng)溫度測量電路的輸入接口［3］。

2.3相關(guān)的溫度控制電路

在實際的工作過程中，8031能夠?qū)崿F(xiàn)對溫度的控制主要是由于可控硅調(diào)功器電路的應(yīng)用。所謂的雙向可控硅管以及相關(guān)的加熱絲只能適用于220v，50HZ的交流電路工作，在相關(guān)的工作周期內(nèi)，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(xiàn)對溫度額調(diào)節(jié)。

2.4數(shù)據(jù)顯示以及輸入

在實際的工作過程中，相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示都采用的是四位的LED數(shù)碼顯示管或者應(yīng)液晶顯示器，串行數(shù)據(jù)單片單片機的RXD以及TXD串行口輸出，到74LS164或者CD4015轉(zhuǎn)換成為并行數(shù)據(jù)，然后在經(jīng)過轉(zhuǎn)換，最后實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示，通常來說，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的電路為CD4511。

另外，相關(guān)的驅(qū)動采用CD4055，如果使用液晶顯示器，工作人員應(yīng)該注意，不能進行長時間的偏轉(zhuǎn)，應(yīng)該積極的對相關(guān)的偏轉(zhuǎn)進行周期性的改變。在數(shù)據(jù)顯示過程中，采用LED主要是由于如果環(huán)境照度較大，LED的發(fā)光字體不夠明顯，另外，還有效的實現(xiàn)了能源節(jié)約［4］。

在數(shù)據(jù)輸入時，通常都采用4*4數(shù)字鍵盤，相關(guān)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(zhuǎn)變，在數(shù)據(jù)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(xiàn)的對鍵盤位置的判斷，然后讀取相關(guān)的數(shù)據(jù)，再用鍵盤輸入溫度閾值。

2.5溫度傳感器的設(shè)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(nèi)，通過阻容濾波電路，對相關(guān)的高頻信號送入放大器以及A/D轉(zhuǎn)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(tǒng)的形成

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

在實際的茶葉殺青工作中，相關(guān)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(wǎng)進行保護，能夠保證殺青滾筒一直處于工作狀態(tài)，所以，探頭和DS1820進行傳接過程中，都有采用滑環(huán)連接模式，有效的保證了設(shè)備的正常運行。

另外，單機片在DS1820系統(tǒng)復(fù)位以后，就會積極的對DS1820進行處理，保證其恢復(fù)到初始值。然后，相關(guān)工作人員在進行寄存器數(shù)值的設(shè)定，第一位ISHOT值為0，CPU值為1，這就是DS1820系統(tǒng)CPU的工作狀態(tài)以及轉(zhuǎn)換方式。工作過程中，單機片接收到相關(guān)指令以后，所執(zhí)行的延時程序后，就開始執(zhí)行轉(zhuǎn)換命令，保證DS1820能夠正常進行溫度測量轉(zhuǎn)換工作，同時，還能實現(xiàn)對儲存器的循環(huán)轉(zhuǎn)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(guān)的溫度測量質(zhì)量數(shù)字化轉(zhuǎn)換過程已經(jīng)結(jié)束，單片機能夠直接的對相關(guān)數(shù)據(jù)進行提取輸出。

在連續(xù)工作狀態(tài)下，單片機就會向DS1820發(fā)送開始轉(zhuǎn)換的指令，DS1820會在輸出一次溫度數(shù)值后就進行溫度數(shù)字化轉(zhuǎn)換，一直到其接受到停止轉(zhuǎn)換的指令。所以，在實際的測量過程中所實現(xiàn)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(shè)置地址碼，單片機能夠通過不同的地址碼從DQ中提取相關(guān)的測量數(shù)據(jù)，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(guān)的溫度控制系統(tǒng)在開機以后，保證其處于復(fù)位狀態(tài)，初始化；然后，相關(guān)工作人員積極的對系統(tǒng)故障進行檢查；信號傳入的設(shè)置或者溫度寄存器；延時指令；相關(guān)部件積極向DS1820系統(tǒng)發(fā)送相關(guān)的轉(zhuǎn)化命令；系統(tǒng)自動的對轉(zhuǎn)化進行判斷，直到系統(tǒng)判斷轉(zhuǎn)化結(jié)束，如果相關(guān)的轉(zhuǎn)化結(jié)束，系統(tǒng)就會自動顯示測量結(jié)果，并且將二進制轉(zhuǎn)換為十進制；系統(tǒng)及時的將相關(guān)的測量結(jié)果進行顯示，對于相關(guān)的故障積極的進行報警進行控制；當相關(guān)的信息傳遞到制茶工作機時，相關(guān)的繼電器繼續(xù)對加熱器進行控制；直到系統(tǒng)的整個命令結(jié)束，則整個流程也結(jié)束［5］。

4　總結(jié)

綜上所述，單片機在制茶機械中的應(yīng)用，有效的提高制茶的效率以及制茶質(zhì)量。在實際的應(yīng)用過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)該積極的準備好相關(guān)的硬件設(shè)備，例如：溫度檢測儀器和變送器、接口電路、相關(guān)的溫度控制電路、數(shù)據(jù)顯示以及輸入、溫度傳感器的設(shè)計等，才能保證相關(guān)工作的順利開展。另外，還要積極的對相關(guān)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(tǒng)設(shè)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(tǒng)中的應(yīng)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(yīng)用［J］.茶葉科學技術(shù)，2000，（2）：26-28，38.

［4］孫祥棋.單片機溫度自動控制系統(tǒng)［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(tǒng)中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代企業(yè)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(shù)、機電技術(shù)。