A. 基於單片機溫度測量與控制 畢業論文
摘要
本設計的溫度測量計加熱控制系統以AT89S52單片機為核心部件，外加溫度採集電路、鍵盤顯示電路、加熱控制電路和越限報警等電路。採用單總梁圓線型數字式的溫度感測器DSI8B20，及行列式鍵盤和動態顯示的方式，以容易控制的固態繼電器作加熱控制的開關器件。本作品既可以對當前溫度進行實時顯示又可以對溫度進行控制，以使達到用戶需要的溫度，並使其恆定再這一溫度。人性化的行列式鍵盤設計使設置溫度簡單快速，兩位整數一位小數的顯示方式具有更高的顯示精度。建立在模糊控制理論控制上的控制演算法，是控制精度完全能滿足一般社會生產的要求。通過對系統軟體和硬體設計的合理規劃，發揮單片機自身集成眾多系統及功能單元的優勢，再不減少功能的前提下有效的降低了硬體的成本，系統操控更簡便。
實驗證明該溫控系統能達到0.2℃的靜態誤差，0.45℃的控制精度，以及只有0.83％的超調量，因本設計具有很高的可靠性和穩定性。
關鍵詞：單片機 恆溫控制 模糊控制
引言
溫度是工業控制中主要的被控參數之一，特別是在冶金、化工、建材、食品、機械、石油等工業中，具有舉足重輕的作用。隨著電子技術和微型計算機的迅速發展，微機測量和控制技術得到了迅速的發展和廣泛的應用。 採用單片機來對溫度進行控制，不僅具有控制方便、組態簡單和靈活性大等優點，而且可以大幅度提高被控溫度的技術指標，從而能夠大大提高產品的質量和數量。MSP430系列單片機具有處理能強、運行速度快、功耗低等優點，應用在溫度測量與控制方面，控制簡單方便，測量范圍廣，精度較高。
溫度感測器將溫度信息變換為模擬電壓信號後，將電壓信號放大到單片機可以處理的范圍內，經過低通濾波，濾掉干擾信號送入單片機。在單片機中對信號進行采樣，為進一步提高測量精度，采樣後對信號再進行數字濾波。單片機將檢測到的溫度信息與設定值進行比較，如果不相符，數字調節程序根據給定值與測得值的差值按PID控制演算法設計控制量，觸發程序根據控制量控制執行單元。如果檢測值高於設定值，則啟動製冷系統，降低環境溫度；如果檢測值低於設定值，則啟動加熱系統，提高環境溫度，達到控制溫度的目的。
圖形點陣式液晶可顯示用戶自定義的任意符號和圖形,並可卷動顯示,它作為攜帶型單片機系統人機交互界面的重要組成部分被廣泛應用於實時檢測和顯示的儀器儀表中。支持漢字顯示的圖形點陣液晶在現代單片機應用系統中是一種十分常用的顯示設備,漢字BP機、手機上的顯示屏就是圖形點陣液晶。它與行列式小鍵盤組成了現代單片機應用系統中最常用的人機交互界面。
本文設計了一種基於MSP430單片機的溫度測量和控制裝置，能對環境溫度進行測量，並能根據溫度給定值給出調節量，控制執行機構，實現調節環境溫度的目的。
━、硬體設計
1：MSP430系列單片機簡介及選型
單片機即微控制器，自其開發以來，取得了飛速的發展。單片機控制系統在工業、交通、醫療等領域的應用越來越廣泛，在單片機未開發之前，電子產品只能由復雜的模擬電路來實搏枯現，不僅體積大，成本高，長期使用後元件老化，控制精度大大降低，單片機開發以後，控制系統變為智能化了，只需要在單片機外圍接一點簡單的介面電路，核心部分只是由人為的寫入程序來完橡銀塌成。這樣產品體積變小了，成本也降低了，長期使用也不會擔心精度達不到了。特別是嵌入式技術的發展，必將為單片機的發展提供更廣闊的發展空間，近年來，由於超低功耗技術的開發，又出現了低功耗單片機，如MSP430系列、ZK系列等，其中的MSP430系列單片機是美國德州儀器（TI）的一種16位超低功耗單片機，該單片機
B. 溫度控制系統的硬體畢業論文設計
基於MCS-51單片機溫控系統設計的電阻爐論文字數:17255.頁數:42 論文編號:JD471
摘 要
近年來隨著計算機在社會領域的滲透, 單片機的應用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統控制檢測日新月益更新。在實時檢測和自動控制的單片機應用系統中，單片機往往是作為一個核心部件來使用。 單片機是隨著超大規模集成電路技術的發展而誕生的。由於它具有體積小、功能強、性價比高等特點。把單片機應用於溫度控制中，採用單片機做主控單元，無觸點控制，可完成對溫度的採集和控制的要求。所以廣泛應用於電子儀表、家用電器、節能裝置、機器人、工業控制等諸多領域，使產品小型化、智能化，既提高了產品的功能和質量，又降低了成本，簡化了設計。
周期作業式的電阻爐，可供實驗室、工礦企業、科研單位作元素分析測定和一般小型鋼件淬火、退火、回火等熱處理時加熱用。原電阻爐需與溫度控制器配套使用，由檢測端的熱電偶信號輸送給溫度指示調節儀，繼而控制接觸器對電阻爐供電，實現電阻爐溫的測量、指示及自動控制。電阻爐溫波動較大，控制精度低。
本文主要介紹單片機在電阻爐溫控中的應用，對溫度控制模塊的組成及主要所選器件進行了詳細的介紹。並根據具體的要求本文編寫了適合本設計的軟體程序。關鍵詞：單片機；電阻爐；爐溫；控制系統 目 錄
摘要………………………………………………………………………………… Ⅰ
Abstract…………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 緒論…………………………………………………………………………1
1.1 課題背景……………………………………………………………………1
1.2 MCS-51系列單片機………………………………………………………2
第2章 總體設計電路圖及工作原理…………………………………………… 5
2.1 總體方案設計………………………………………………………………5
2.2 電阻爐的單片機溫控原理…………………………………………………7
第3章 系統硬體設計…………………………………………………………… 11
3.1 系統硬體電路設計……………………………………………………… 11
3.2 硬體設計電路原理圖…………………………………………………… 13
3.3 各元件說明……………………………………………………………… 19
第4章 系統軟體設計…………………………………………………………… 22
4.1 編程思路………………………………………………………………… 22
4.2 編程流程圖……………………………………………………………… 23
第5章 MCS-51單片機溫控電阻爐技術特性…………………………………… 25
總結………………………………………………………………………………… 26
致謝………………………………………………………………………………… 27
參考文獻…………………………………………………………………………… 28
附錄…………………………………………………………………………………29
附錄1 硬體設計的電路…………………………………………………… 29
附錄2 程序………………………………………………………………… 30
附錄3 外文翻譯…………………………………………………………… 38以上回答來自: http://www.lwtxw.com/html/42-2/2774.htm
C. 基於單片機的溫度控制系統（畢業論文）
必須要有實物啊，理論的東西都是要靠實物來驗證的啊。溫度控制系統不難吧，學過電子、單片機的都很輕松的，同學看來你大學過得還挺滋潤的啊。去文庫看看，基本都會有資料參考的。知識要點：
1，AD采樣，
也就是溫度的數據採集。2，中斷，
採集數據後比較，做相應的處理。
D. 我是機電專業的學生，快要畢業了，我的畢業論文題目是基於51單片機的溫度控制系統設計
第1章 硬體電路分析
第1.1節 硬體電路概述該測溫系統由五部分組成：電源模塊、偵測模塊、顯示模塊、控制模塊、通訊模塊。電源模塊完成將200V，50Hz市電轉換為穩定的直流+5V電源的任務,包含變壓、整流、濾波和穩壓四部分，其中穩壓部分採用LM7805集成塊。串口通信模塊的任務是實現單片機與計算機的通信，通過軟體將程序下載至單片機中進行運行調試
以上內容來自5173論文網 http://www.lw5173.com/article/html/4627.html 點擊參考更多
E. 基於單片機的自動溫控系統的設計.畢業論文開題報告
熱電致冷器件特別適合於小熱量和受空間限制的溫控領域。改變加在器件上的直流電的極性即可變致冷為加熱，而吸熱或放熱率則正比於所加直流電流的大小。Pe1tier 溫控器的設定溫度可以在一個較寬的范圍內任意選擇，可選擇低於或高於環境溫度。
在本系統中我們選用了天津藍天高科電源有限公司生產的半導體致冷器件 TES1－12739,其最大溫差電壓 14.7V,最大溫差電流3.9A最大致冷功率33.7W。
1.5 其它部分
系統採用Samsung（三星）公司生產的真空熒光數碼顯示屏 VFD用來實時顯示當前溫度，以觀察控制效果。鍵盤和串列通信介面用來設定控制溫度和調整PID參數。系統電路原理圖如圖3所示。
2 系統軟體設計
系統開始工作時，首先由單片機控制軟體發出溫度讀取指令，通過數字溫度感測器 DS18B20 采樣被控對象的當前溫度值T1並送顯示屏實時顯示。然後，將該溫度測量值與設定值T比較，其差值送 PID控制器。PID 控制器處理後輸出一定數值的控制量，經DA 轉換為模擬電壓量，該電壓信號再經大電流驅動電路，提高電流驅動能力後載入到半導體致冷器件上，對溫控對象進行加熱或製冷。加熱或製冷取決於致冷器上所加電壓的正負，若溫控對象當前溫度測量值與設定值差值為正，則輸出負電壓信號，致冷器上載入負電壓溫控對象溫度降低；反之，致冷器上載入正向電壓，溫控對象溫度升高。上述過程：溫度采樣－計算溫差－PID調節－信號放大輸出周而復始，最後將溫控對象的溫度控制在設定值附近上下波動，隨著循環次數的增加，波動幅度會逐漸減小到某一很小的量，直至達到控制要求。為了加快控制，在進入PID控制前加入了一段溫差判斷程序。當溫度差值大於設定閾值Δt時，系統進行全功率加熱或製冷，直到溫差小於Δt才進入PID控制環節。圖4為系統工作主程序的軟體流程圖．
3 結論
本文設計的基於單片機數字PID控制的精密溫度控制系統，在實際應用中取得了良好的控制效果，溫度控制精度達到±0.1℃。經48小時連續運行考驗，系統工作穩定，有效地降低了輻亮度標准探測器的溫度系數，使輻亮度標准探測器在溫度變化較大的環境中也能保持其高精度，為實現基於探測器的高精度輻射定標的廣泛應用奠定了基礎。
本文作者創新點：在原來基於PC的PID溫控系統的基礎上，設計了由單片機、數字式溫感測器DS18B20和半導體致冷器組成的精密溫度控制系統。該溫控系統的應用為高精度光輻射測量儀器－輻亮度標准探測器的小型化、智能化提供了有利條件。
F. 基於單片機的熱水器溫度控制系統
東華理工大學畢業設計(論文)
基於單片機的熱水器溫度控制
摘 要
溫度是日常生活中不可缺少的物理量，溫度在各個領域都有積極的意義。很多行業中以及日常生活中都有大量的用電加熱設備，如用於加熱處理的加熱熱水器，用於洗浴的電熱水器及各種不同用途的溫度箱等，採用單片機對它們進行控制具有控制方便、簡單、靈活性大等特點，而且還可以大幅提高被控系統的性能，從而能被大大提高產品的質量。因此，智能化溫度控制技術正被廣泛地應用。
本溫度設計採用現在流行的AT89C51單片機為控制器，用PID控制方法，再配以其他電路對熱水器的水溫進行控制。
關鍵詞:89C51; PID; 溫度控制
I
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東華理工大學畢業設計(論文)
ABSTRACT
Temperature is essential physical in daily life ,and in various fields has positive implications.A lot of businesses and daily lives have a lot of electric heating equipment.Such as electric water heater for bathing and variety of different uses of the temperature boxes. MCU to control them with easy to control,simple,flexibility and other characteristics,also can significantly improve the performance of the controlled system,which can be greatly improved proct quality. Therefore,intelligent temperature control technology is being widely used.
The temperature control design uses the now popular AT89C51 MCU controller,with PID control method, which together with
G. 論文單片機溫度控制系統的（程序清單）！！！！急！！！！
本設計的溫度測量及加熱控制系統以 AT89S52 單片機為核心部件，外加溫度採集電
路、鍵盤及顯示電路、加熱控制電路和越限報警等電路。採用單匯流排型數字式的溫度傳
感器 DS18B20，及行列式鍵盤和動態顯示的方式，以容易控制的固態繼電器作加熱控制
的開關器件。本作品既可以對當前溫度進行實時顯示又可以對溫度進行控制，以使達到
用戶需要的溫度，並使其恆定在這一溫度。人性化的行列式鍵盤設計使設置溫度簡單快
速，兩位整數一位小數的顯示方式具有更高的顯示精度。建立在模糊控制理論上的控制
演算法，使控制精度完全能滿足一般社會生產的要求。通過對系統軟體和硬體設計的合理
規劃，發揮單片機自身集成眾多系統級功能單元的優勢，在不減少功能的前提下有效降
低了硬體成本，系統操控簡便。
實驗證明該溫控系統能達到 0.2℃的靜態誤差,0.45℃的控制精度,以及只有 0.83%
的超調量,因而本設計具有很高的可靠性和穩定性。
關鍵 詞： 單片機 恆溫控制 模糊控制
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引 言
溫度是工業生產中主要的被控參數之一，與之相關的各種溫度控制系統廣泛應用於
冶金、化工、機械、食品等領域。溫度控制是工業生產過程中經常遇到的過程式控制制,有
些工藝過程對其溫度的控制效果直接影響著產品的質量,因而設計一種較為理想的溫度
控制系統是非常有價值的。
硬體 系統的設計
1、電路總體原理框圖
溫度測量及加熱系統控制的總體結構如圖 1 所示。系統主要包括現場溫度採集、實
時溫度顯示、加熱控制參數設置、加熱電路控制輸出、與報警裝置和系統核心 AT89S52
單片機作為微處理器。
圖 1：系統總體原理框圖
溫度採集電路以數字量形式將現場溫度傳至單片機。單片機結合現場溫度與用戶設
定的目標溫度，按照已經編程固化的模糊控制演算法計算出實時控制量。以此控制量控制
固態繼電器開通和關斷，決定加熱電路的工作狀態，使水溫逐步穩定於用戶設定的目標
值。在水溫到達設定的目標溫度後，由於自然冷卻而使其溫度下降時，單片機通過采樣
回的溫度與設置的目標溫度比較，作出相應的控制，開啟加熱器。當用戶需要比實時溫
度低的溫度時，此電路可以利用風扇降溫。系統運行過程中的各種狀態參量均可由數碼
管實時顯示。
2、溫度採集電路的設計
溫度採集電路模塊如圖 2 示。DS18B20 內部結構主要由四部分組成：64 位光刻 ROM、
溫度感測器、非揮發的溫度報警觸發器 TH 和 TL、配置寄存器。其中 DQ 為數字信號輸
入/輸出端；GND 為電源地；VDD 為外接供電電源輸入端。
2
圖 2：溫度採集電路
DS18B20 中的溫度感測器可完成對溫度的測量，以 12 位轉化為例:用 16 位符號擴展
的二進制補碼讀數形式提供，以 0.0625℃/LSB 形式表達，其中 S 為符號位。
這是 12 位轉化後得到的 12 位數據，存儲在 18B20 的兩個 8 比特的 RAM 中，二進
制中的前面 5 位是符號位，如果測得的溫度大於 0，這 5 位為 0，只要將測到的數值乘
於 0.0625 即可得到實際溫度；如果溫度小於 0，這 5 位為 1，測到的數值需要取反加 1
再乘於 0.0625 即可得到實際溫度。
3、鍵盤和顯示的設計
鍵盤採用行列式和外部中斷相結合的方法，圖 3 中各按鍵的功能定義如下表 1。其
中設置鍵與單片機的 INT 0 腳相連，S 0 −−S 9 、YES、NO 用四行三列接單片機 P0 口，REST
鍵為硬體復位鍵，與 R、C 構成復位電路。模塊電路如下圖 3：
表 1：按鍵功能
按鍵 鍵名 功能
REST 復位鍵 使系統復位
RET 設置鍵 使系統產生中斷，進入設置狀態
S 0 −−S 9 數字鍵 設置用戶需要的溫度
YES 確認鍵 用戶設定目標溫度後進行確認
NO 清除鍵 用戶設定溫度錯誤或誤按了 YES 鍵後使用
3
圖 3 鍵盤介面電路
顯示採用 3 位共陽 LED 動態顯示方式,顯示內容有溫度值的十位、個位及小數點後
一位。用 P2 口作為段控碼輸出，並用 74HC244 作驅動。P1.0—P1.2 作為位控碼輸出，
用 PNP 型三極體做驅動。模塊電路如下圖 4：
4、加熱控制電路的設計
圖 4 顯示介面電路
用於在閉環控制系統中對被控對象實施控制，被控對象為電熱杯，採用對加在電熱
杯兩端的電壓進行通斷的方法進行控制，以實現對水加熱功率的調整，從而達到對水溫
控制的目的。對電爐絲通斷的控制採用 SSR-40DA 固態繼電器。它的使用非常簡單，只
要在控制端 TTL 電平，即可實現對繼電器的開關，使用時完全可以用 NPN 型三極體接
成電壓跟隨器的形式驅動。當單片機的 P1.3 為高點平時，三極體驅動固態繼電器工作
接通加熱器工作，當單片機的 P1.3 為低電平時固態繼電器關斷，加熱器不工作。控制
電路圖如下圖 5：
4
圖 5 加熱控制電路
5、報警及指示燈電路的設計
當用戶設定的目標溫度達到時需用聲音的形式提醒用戶，此時蜂鳴器為三聲斷續的
滴答滴答的叫聲。在本系統中我們為用戶設計了越限報警，當溫度低於用戶設置的目標
溫度 10 度或高於 10 度時蜂鳴器為連續不斷的滴答滴答叫聲。當單片機 P1.7 輸出高電
平時，三極體導通，蜂鳴器工作發出報警聲。P1.7 為低電平時三極體關斷，蜂鳴器不
工作。
D1 為電熱杯加熱指示燈，P1.5 低電平有效；D0 為檢測到 DS18B20 的指示，高電平
有效；D10 為降溫指示燈，低電平有效。報警及指示燈電路如下圖 6 示：
圖 6 報警及指示燈電路
5
軟 件系統的設計
系統的軟體由三大模塊組成：主程序模塊、功能實現模塊和運算控制模塊。
1、主程序模塊
主程序主要完成加熱控制系統各部件的初始化和實現各功能子程序的調用，以及實
際測量中各個功能模塊的協調在無外部中斷申請時，單片機通過循環對外部溫度進行實
時顯示。把設置鍵作為外部中斷 0，以便能對數字按鍵進行相應處理。主程序流程圖如
下圖 7：
6
圖 7 主程序流程圖
7
2、功能實現模塊
以用來執行對固態繼電器及電熱杯的控制。功能實現模塊主要由中斷處理子程序、
溫度比較處理子程序、鍵盤處理子程序、顯示子程序、報警子程序等部分組成。鍵盤顯
示及中斷程序流程圖如下圖 8：
3、運算控制模塊
圖 8 鍵盤、顯示、中斷 子程序流程圖
該模塊由標度轉換、模糊控制演算法，及其中用到的乘法子程序。
3.1 標度轉換
16
式中 A 為二進制的溫度值， A0 為 DS18B20 的數字信號線送回來的溫度數據。
8
單片機在處理標度轉換時是通過把 DS18B20 的信號線送回的 16 位數據右移 4 位得
到二進制的溫度值。其小數部分通過查小數表的形式獲取。程序流程圖如下圖 9：
開始
將28H低4位與29H高4位組合成
一個位元組
將合成的位元組(整數部分)送29H
單元
將29H單元低4位送A
給DPTR賦常數表格2首地址
將查到的數值(即小數部分)送
30H單元
結束
3.2 模糊控制演算法子程序
圖 9 標度轉換子程序流程圖
該系統為一溫度控制系統，由於無法確切確定電爐的物理模型，因而無法建立其數
學模型和傳遞函數。加熱器為一慣性系統，我們採用模糊控制的方法，通過多次溫度測
量模糊計算當用戶設定目標溫度時需提前關斷加熱器的溫度，利用加熱器自身的熱慣性
使溫度上升到其設定溫度。每隔 5 攝氏度我們進行一次溫度測量，並當達到其溫度時關
斷加熱器記錄下因加熱器的熱慣性而上升的溫度值。從而可以建立熱慣性的溫度差值
表，在程序中利用查表法，查出相應設定溫度對應的關斷溫度。通過實驗數據我們可以
看出，當水溫從 0℃加熱到 50℃這段溫度區域，其溫度慣性曲線可近似成線性的直線，
水溫從 50℃加熱到 100℃這段溫度慣性曲線可近似成另一條線性的直線段。通過對設置
的目標溫度與溫控系統監測溫度進行差值處理就可近似的求出單片機的提前關斷溫度。
程序流程圖如圖 10：
9
4．源程序見附錄[2]
圖 10 模糊控制演算法子程序流程圖
設計 總結
我們的溫度控制系統是基於 AT89S52 單片機的設計方案，她能實時顯示當前溫度，
並能根據用戶的要求作出相應的控制。此系統為閉環系統，工作穩定穩定性高,控制精
度高,利用模糊控制演算法使超調量大大降低。軟體採用模塊化結構,提高了通用性。本設
計的目的不僅僅是溫度控制本身,主要提供了單片機外圍電路及軟體包括控制演算法設計
的思想,應該說,這種思想比控制系統本身更為重要。
1、設計所達到的性能指標
1.1 溫控系統的標度誤差
我們將標准溫度計和溫控系統探頭放人同一容器中，選定若干不同的溫度點，記
錄下標准溫度計顯示的溫度和溫控系統顯示的溫度進行比較。測量數據如下表 2 所示：
表 2 標准溫度計測量的溫度和溫控系統顯示的溫度
標准溫度計和溫控系統顯示的溫度（℃）
標准溫度計 16.9 47.7 57.8 63.0 72.8 85.1 90.9
溫控系統 16.5 48.0 58.3 62.9 73.0 85.5 90.5
差值比較 -0.4 0.3 0.5 0.1 0.2 0.4 -0.4
標度誤差 1.5%
10
1.2 溫控系統的靜態誤差
通過測量在不同的溫度點同標准溫度的溫度差來確定溫控系統的靜態誤差。其測量
數據如下表 3：
表 3 標准溫度和溫控系統顯示的溫度
標准溫度和溫控系統顯示的溫度（℃）
標准溫度 26.0 37.0 46.0 60.0 70.0 83.0
系統顯示值 25.7 36.4 46.1 59.6 70.0 83.3
差值 -0.3 -0.6 -0.1 -0.4 0 0.3
靜態誤差 0.18℃
1.3 溫控系統的控制精度
通過設定不同的溫度值，使加熱器加熱，待溫度穩定時記錄各溫度點的溫度計數據
和溫控系統的顯示值。其記錄數據如下表 4：
溫度計讀數和溫控系統顯示的溫度（℃）
設定溫度
值 20.0 28.0 35.0 45.0 55.0 75.0 87.0 91.0
系統顯示
值 20.5 27.7 34.4 45.1 54.1 74.9 86.1 91.2
差值 0.5 -0.3 -0.6 0.1 -0.9 -0.1 -0.9 0.2
控制精度 0.45℃
超調量 0.83%
2、結果分析論述
我們的系統完全滿足設計要求，靜態誤差方面可以達到 0.18℃的誤差，在讀數正確
方面與標准溫度計的讀數誤差為 1.5％，對一般的工業生產完全可以採用我們的設計。
該系統具有較小的超調值，超調值大約為 0.83%左右。雖然超調為不利結果，但另
一方面卻減小了系統的調節時間。從其數據表可以看出該系統為穩定系統。
3、設計方案評價
3.1 優點
在硬體方面：本設計方案採用了單匯流排型數字式的溫度感測器，提高了溫度的採集
精度，節約了單片機的口線資源。方案還使用僅一跟口線就可控制的美國生產的固態繼
電器 SSR—40DA 作加熱控制器件，使設計簡單化，且可靠性強。在控制精度方面，本設
計在不能確定執行機構的數學模型的情況下，大膽的假設小心的求證，利用模糊控制的
演算法來提高控制精度。
在軟體方面：我們採用模塊化編程，思路清晰，使程序簡潔、可移植性強。
3.2 缺點
本設計方案雖然採用了當前市場最先進的電子器件，使電路設計簡單，但設計方案
造價高。本系統雖然具有較小的超調量，但加大了調節時間。如果需要更高的控制精度，
則我們的模糊控制將不適應，需修改程序。
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3.3 方案的改進
在不改變加熱器容量的情況下，為減小調節時間，可以實行在加熱快達到設定溫度
時開啟風扇來減小熱慣性對溫度的影響的措施。在控制精度上可採用先進的數字 PID
控制演算法，對加熱時間進行控制，提高控制精度。
可以改進控制系統使能同 PC 聯機通信，以利用 PC 的圖形處理功能列印顯示溫度曲
線。AT89S52 串列口為 TTL 電平，PC 串列口為 RS232 電平，使用一片 MAX232 作為電
平轉換驅動。
參考 文獻
[1] 李廣弟 單片機基礎 北京：北京航空航天大學出版社，2001
[2] 王福瑞 單片微機測控系統設計大全 北京：北京航空航天大學出版社，1997
[3] 趙茂泰 智能儀器原理及應用（第 2 版） 北京：電子工業出版社，2004
[4] 賴壽濤 微型計算機控制技術 北京：機械工業出版社，2000
[5] 沙占友 模擬與數字萬用表檢測及應用技術 北京：電子工業出版社 1999
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附 錄
附錄[1]使用說明書
按 鍵功能說明
數字鍵：按 SET 鍵後，按相應的數字鍵（0~9）可對溫度進行設置，所設置的溫
度將實時顯示在 LED 顯示器上；
SET 鍵：按 SET 鍵可對溫度的十位、個位以及小數部分進行設置；
YES 鍵：設置好溫度後按 YES 鍵，系統將據你所設置的溫度（須大於當前實際
溫度）對水進行加熱；
NO 鍵：若誤按了 SET 鍵，或對輸入有誤，可按 NO 鍵進行取消；
RST 鍵：對系統進行復位。
指示 燈及報警器說明
紅 燈：加熱狀態標志；
綠 燈：溫度感測器正常工作標志；
藍 燈：保溫狀態標志；
報警器：功能①當水溫達到預設值時報警提醒；
功能②當水溫達到或超越上、下限時報警提示。
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附錄[2]設計總電路
14
附錄[3]程序清單
TEMPER_L EQU 29H ;用於 保存讀出溫度的低 8 位
TEMPER_H EQU 28H ;用於 保存讀出溫度的高 8 位
FLAG EQU 38H ;是否 檢測到 DS 18B20 標志位
DAYU EQU 44H ;設溫 >實溫
XIYU EQU 45H ;設溫 <實溫
DEYU EQU 46H ;設溫 =實溫
GAOLE EQU 47H ;水溫 高於最高溫度
DILE EQU 48H ;水溫 低於最低溫度
A_bit EQU 79h ;數碼 管個位數存放內存位置
B_bit EQU 7Ah ;數碼 管十位數存放內存位置
C_BIT EQU 78H ;數碼 管小數存放內存位置
ORG 0000H
AJMP START
ORG 0003H
AJMP PITO
ORG 0030H
START: CLR P1.7
CLR P1.3
CLR P1.5
SETB P1.6
MOV R4, #00H
MOV SP, #60H ;確立堆棧區
MOV PSW, #00H ;
MOV R0, #20H ;RAM 區首地址
MOV R7, #60H ;RAM 區單元個數
ML: MOV @R0, #00H
INC R0
DJNZ R7, ML
CLR IT0
MAIN:LCALL GET_TEMPER ;調用讀溫度子程序 進行溫度顯示,這里我們考
;慮用網站提供的兩位數碼管來顯示溫度
;顯示範圍 00 到 99 度,顯示精度為 1 度
;因為 12 位轉化時每一位的精度為 0.0625 度,
;我們不要求顯示小數所以可以拋棄 29H 的低 4
;位將 28H 中的低 4 位移入 29H 中的高 4 位,這
;樣獲得一個新位元組,這個位元組就是實際測量獲
;得的溫度
LCALL DISPLAY ;調用數碼管顯示 子程序
JNB 00H, MAIN
CLR 00H
15
MOV A, 38H
CJNE A, #00H, SS
AJMP MAIN
SS: LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY;調用 數碼管顯示子程序
LCALL BIJIAO
LCALL XIAOYU
LCALL JIXIAN
JNB DEYU ,LOOP
CLR P1.3 ;關加熱器
SETB P1.6 ;關 藍燈
SETB P0.7 ;關風扇
CLR DEYU
LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY
AJMP TT2
LOOP:JNB DAYU ,TT
CLR DAYU
SETB P1.3
SETB P1.6
SETB P0.7
CLR P1.7
LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY
AJMP TT2
TT:JNB XIYU, TT2
CLR XIYU
CLR P0.7
CLR P1.6
CLR P1.3
CLR P1.7
LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY
TT2:MOV A, 29H
CLR C
CJNE A, 50H, JX
MOV A , 30H
CLR C
CJNE A, 51H, JIA1
AJMP YS2
JIA1:JC JX
MOV A, 51H
MOV 52H, A
ADD A, #2
16
MOV 52H, A
CLR C
MOV A, 30H
CJNE A, 52H, JIA2
JIA2:JNC JX
YS2:SETB P1.7
CLR P1.6
MOV R5, #20H
YS:LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY
DJNZ R5, YS
CLR P1.7
SETB P1.6
MOV R5, #20H
YS1:LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY
DJNZ R5, YS1
YS3:SETB P1.7
CLR P1.6
MOV R5, #20H
YS0:LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY
DJNZ R5, YS0
CLR P1.7
SETB P1.6
MOV R5, #20H
YS01:LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY
DJNZ R5, YS01
YS4:SETB P1.7
CLR P1.6
MOV R5, #20H
YS02:LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY
DJNZ R5, YS02
CLR P1.7
SETB P1.6
MOV R5, #20H
YS03:LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY
DJNZ R5, YS03
JX: MOV A, 29H
CJNE A, 31H, JX00
JX01:SETB P1.7
17
CLR C
AJMP LAST
JX00:JC JX01
CLR P1.7
CJNE A,
JX02:SETB P1.7
CLR C
AJMP LAST
JX03:JNC JX02
32H,
JX03
CLR P1.7
LAST:LCALL GET_TEMPER
LCALL DISPLAY
AJMP SS
;***************************常數表格區**** ******************************************
TAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8 H,80H ;0-8
DB 90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH,0FFH ,0CH ;9,A,B,C,D,E,F,滅,p.
TAB1:DB40H,79H,24H,30H,19H,12H,02H,78H,00H ,10H, ;0.--9.
TAB2:DB 0, 0, 1, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5, 6, 7, 8, 8, 9, 9, ;小數點
;*************************1ms 延時程序*************** *********************
;************************* ****中斷服務程序* *********************************
; 完成按鍵識別,鍵值求取,按鍵實時顯示 等功能;
;************************* **************** **********************************
PITO: PUSH ACC
PUSH PSW
SETB RS0
CLR RS1
SET B 00H
MAIN1: MOV R7 , #03H ;顯示位數為 2 位
MOV R0, #7AH
MOV 78H, #00H
MOV 79H, #00H
MOV 7AH, #00H
KK: LCALL DIR
LCALL KEY1
LOOP1:CJNE A, #11, LOOP2
AJMP LAST0
LOOP2:CJNE A, #12, LOOP3
LJMP LAST3
LOOP3: CJNE A, #10, L4
MOV A, #00H
L4: MOV @R0, A
LCALL DIR
DEC R0
DJNZ R7, KK
18
SETB 01H
LAST0:JNB 01H, KK
LOOP4:LCALL KEY1
CJNE A, #12, LOOP5
AJMP LAST3
LOOP5:CJNE A, #11, LOOP4
LAST1:LCALL DIR
LCALL MUN
LCALL JD
LCALL BIJIAO
LAST3:POP PSW
POP ACC
RETI
;******************精度控制 子程序********** ******
JD: PUSH ACC
PUSH PSW
CLR C
MOV A, 38H
MOV 50H, A
MOV A, 39H
MOV 51H, A
CJNE A, 29H, L001
L001:JC LAST02 ;設溫<實溫,則跳出
MOV A, 29H
MOV 41H, A
MOV A, 38H
CJNE A, #25, L002
L003:CLR C ;0 <T<25
SUBB A, 41H
CJNE A, #3, L004
L005:MOV A, 30H
ADD A, #5 ;0<T<25, 差值小於 3 度
DA A
JNB ACC.4, L0051
ANL A, #0FH
SETB C
L0051:MOV 39H, A
MOV A, 29H
ADDC A, #1
MOV 38H, A
AJMP LAST2
LAST02: AJMP LAST2
L004:JC L005
MOV A, 39H
19
SUBB A, #0
DA A
MOV 39H, A
JNC L0041
DEC 38H
L0041:MOV A, 38H
SUBB A, #2 ;0<T<25, 差值大 於 3 度
MOV 38H, A
AJMP LAST2
L002:JC L003
CJNE A, #50, L006
L007:CLR C ;25<T<5 0
SUBB A, 41H
CJNE A, #3, L008
L009:MOV A, 30H
ADD A, #1
DA A
JNB ACC.4, L0091
ANL A, #0FH
SETB C
L0091:MOV 39H, A
MOV A, 29H
ADDC A, #1
MOV 38H, A
AJMP LAST2
L008:JC L009
MOV A, 39H
SUBB A, #0
MOV 39H, A
MOV A, 38H
SUBB A, #2
MOV 38H, A
AJMP LAST2
L006:JC L007
CJNE A, #65, L010
L011:CLR C
SUBB A, 41H
CJNE A, #3, L012
L013:MOV A, 30H
ADD A, #2
JNB ACC.4, L00131
ANL A, #0FH
SETB C
L00131:MOV 39H, A
20
MOV A, 29H
ADDC A, #1
MOV 38H, A
AJMP LAST2
L012:JC L013
MOV A, 39H
SUBB A, #0
MOV 39H, A
MOV A, 38H
SUBB A, #2
MOV 38H, A
AJMP LAST2
L010:JC L011
CJNE A, #90, L016
L017:CLR C
SUBB A, 41H
CJNE A, #2, L014
L015:MOV A, 30H
ADD A, #0
JNB ACC.4, L00151
ANL A, #0FH
SETB C
L00151:MOV 39H, A
MOV A, 29H
ADDC A, #1
MOV 38H, A
AJMP LAST2
L014:JC L015
CLR C
MOV A, 38H
SUBB A, #1
MOV 38H, A
AJMP LAST2
L016:JC L017
LAST2:POP PSW
POP ACC
RET
;*******************************鍵掃描** ************************************
KEY1:LCALL KS1 ;鍵 掃描
JNZ LK1
LCALL DIR
AJMP KEY1
LK1:LCALL DIR
LCALL DIR
21
LCALL KS1
JNZ LK2
LCALL DIR
AJMP KEY1
LK2:MOV R2, #0FEH ;確定鍵值
MOV R4, #01H
MOV A, R2
LK4:MOV P0, A
NOP
MOV A, P0
JB ACC.3, LONE
MOV A, #00H
AJMP LKP
LONE:JB ACC.4 , LTWO
MOV A, #03H
AJMP LKP
LTWO:JB ACC.5, LTHR
MOV A, #06H
AJMP LKP
LTHR:JB ACC.6, NEXT5
MOV A, #09H
AJMP LKP
NEXT5:INC R4
MOV A, R2
JNB ACC.2 ,KND
RL A
MOV R2, A
AJMP LK4
KND:AJMP KEY1
LKP: ADD A, R4
PUSH ACC
LK3:LCALL DIR
LCALL KS1
JNZ LK3
POP ACC
RET
KS1: PUSH PSW
MOV P0, #78H
NOP
MOV A, P0 ;判斷有無鍵按下
CPL A
ANL A, #78H
POP PSW
22
RET
;*************求設置溫度的二 進制代碼，值保存在 38H 單元**************
MUN: PUSH PSW
MOV R0, #7AH ;求鍵值
MOV A, @R0
SWAP A
DEC R0
ADD A, @R0
MOV R1, A
ANL A, #0F0 H
SWAP A
MOV B, #10
MUL AB
MOV R2, A
MOV A, R1
ANL A, #0FH
ADD A, R2
MOV 38H, A
MOV R0, #78H
MOV 39H, @R0
POP PSW
RET
;*************比較實際溫度和設置溫度的大小 並設置相應的標志位***********
BIJIAO:MOV A, 29 H ;實際溫度
MOV 40H, A
H. 單片機溫度控制系統論文 誰告訴我前言和摘要要怎麼寫,要中英版的.還要總結和感謝,誰發個給偶啊#53
基於51單片機的溫度測量系統
摘要: 單片機在檢測和控制系統中得到廣泛的應用, 溫度則是系統常需要測量、控制和保持的一個量。 本文從硬體和軟體兩方面介紹了AT89C2051單片機溫度控制系統的設計，對硬體原理圖和程序框圖作了簡潔的描述。
關鍵詞: 單片機AT89C2051;溫度感測器DS18B20;溫度;測量
引言
單片機在電子產品中的應用已經越來越廣泛,並且在很多電子產品中也將其用到溫度檢測和溫度控制。為此在本文中作者設計了基於atmel公司的AT89C2051的溫度測量系統。這是一種低成本的利用單片機多餘I/O口實現的溫度檢測電路, 該電路非常簡單, 易於實現, 並且適用於幾乎所有類型的單片機。
一.系統硬體設計
系統的硬體結構如圖1所示。
1.1數據採集
數據採集電路如圖2所示, 由溫度感測器DS18B20採集被控對象的實時溫度, 提供給AT89C2051的P3.2口作為數據輸入。在本次設計中我們所控的對象為所處室溫。當然作為改進我們可以把感測器與電路板分離，由數據線相連進行通訊，便於測量多種對象。
DS18B20是DALLAS公司生產的一線式數字溫度感測器，具有3引腳TO－92小體積封裝形式；溫度測量范圍為－55℃～＋125℃,可編程為9位～12位A/D轉換精度，測溫解析度可達0.0625℃，被測溫度用符號擴展的16位數字量方式串列輸出，支持3V～5.5V的電壓范圍，使系統設計更靈活、方便；其工作電源既可在遠端引入，也可採用寄生電源方式產生；多個DS18B20可以並聯到3根或2根線上，CPU只需一根埠線就能與諸多DS18B20通信，佔用微處理器的埠較少，可節省大量的引線和邏輯電路。以上特點使DS18B20非常適用於遠距離多點溫度檢測系統。解析度設定，及用戶設定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電後依然保存。DS18B20使電壓、特性有更多的選擇，讓我們可以構建適合自己的經濟的測溫系統。如圖2所示DS18B20的2腳DQ為數字信號輸入/輸出端；1腳GND為電源地；3腳VDD為外接供電電源輸入端。
AT89C2051（以下簡稱2051）是一枚8051兼容的單片機微控器，與Intel的MCS-51完全兼容，內藏2K的可程序化Flash存儲體，內部有128B位元組的數據存儲器空間，可直接推動LED，與8051完全相同，有15個可程序化的I/O點，分別是P1埠與P3埠（少了P3.6）。
1.2介面電路
圖2 單片機2051與溫度感測器DS18B20的連接圖
介面電路由ATMEL公司的2051單片機、ULN2003達林頓晶元、4511BCD解碼器、串列EEPROM24C16（保存系統參數）、MAX232、數碼管及外圍電路構成, 單片機以並行通信方式從P1.0～P1.7口輸出控制信號,通過4511BCD解碼器解碼，用2個共陰極LED靜態顯示溫度的十位、個位。
串列EEPROM24C16是標准I2C規格且只要兩根引腳就能讀寫。由於單片機2051的P1是一個雙向的I/O埠，所以在我們在設計中將P1埠當成輸出埠用。由圖2可知，P1.7作為串性的時鍾輸出信號與24C16的第6腳相接，P1.6則作為串列數據輸出接到24C16的第5腳。P1. 4和P1.5則作為兩個數碼管的位選信號控制，在P1.4=1時，選中第一個數碼管（個位）；P1.5=1時，選中第二個數碼管（十位）。P1.0～P1.3的輸出信號接到解碼器4511上作為數碼管的顯示。此外，由於單片機2051的P3埠有特殊的功能，P3.0（RXD）串列輸入埠，P3.1（TXD）串列輸出埠，P3.2（INTO）外部中斷0，P3.3（INT1）外部中斷1P3.4，（T0） 外部定時/計數輸入點，P3.5（T1）外部定時/計數輸入點。由圖2可知，P3.0和P3.1作為與MAX232串列通信的介面；P3.2和P3.3作為中斷信號介面；P3.4和P3.5作為外部定時/記數輸入點。P3.7作為一個脈沖輸出，控制發光二極體的亮滅。
由於在電路中採用的共陰極的LED數碼管，所以在設計電路時加了一個達林頓電路ULN2003對信號進行放大，產生足夠大的電流驅動數碼管顯示。由於4511隻能進行BCD十進制解碼，只能譯到0至9，所以在這里我們利用4511解碼輸出我們所需要的溫度。
1.3報警電路簡介
圖3 溫度在七段數碼管上顯示連接圖
本文中所設計的報警電路較為簡單，由一個自我震盪型的蜂鳴器（只要在蜂鳴器兩端加上超過3V的電壓，蜂鳴器就會叫個不停）和一個發光二極體組成（如圖3所示）。在這次設計中蜂鳴器是通過ULN2003電流放大IC來控制。在我們所要求的溫度達到一定的上界或者下界時（在文中我們設置的上界溫度是45℃，下界溫度是5℃），報警電路開始工作，主要程序設計如下：
main()//主函數
{unsigned char i=0; <br/>unsigned int m,n; <br/>while(1) <br/>{i=ReadTemperature();//讀溫度}
if(i>0 && i<=10) //如果溫度在0到10度之間直接給七段數碼管賦值
{P1=designP1[i];}
else//如果溫度大於10度
{m=i%10;//先給第一個七段數碼管賦值 <br/>D1=1; <br/>D2=0; <br/>P1=designP1[m]; <br/>n=i/10;//再給第二個七段數碼管賦值 <br/>D1=0; <br/>D2=1; <br/>P1=designP1[n]; <br/>if(n>=4&&m>=5)%%(m<=5)//判斷溫度的取值范圍，如果大於45或小於5度，則蜂鳴器叫，發光二極體閃爍 <br/>{ int a,b; <br/>Q1=1;//蜂鳴器叫 <br/>for(a=0;a<1000;a++)//發光二極體閃爍 <br/>for(b=0;b<1000;b++) <br/>Q2=1; <br/>for(a=0;a<1000;a++) <br/>for(b=0;b<1000;b++) <br/>Q2=0;}}}
I. 跪求51單片機溫度控制系統開題報告以及論文
摘要
本文主要介紹了基於PID控制理論的單片機溫度的控制。控制器件使用單片機，單片機的應用有利於增加控制的靈活性，提高控制精度，減小控制部分的體積，是現代控制的主要硬體部分。
溫度是工業控制對象的主要被控參數之一，如冶金，機械，食品，化工各類工業中廣泛使用的各種加熱爐，熱處理爐，反應爐等。在過去多是採用常規的模擬調節器對溫度進行控制，本文採用了單片微型機對溫度實現自動控制。對不同的升溫速率升溫，再對某種儀器在不同升溫狀況下的特性進行檢測，達到了較高的精度。
應用繼電器自整定方法，可以快速整定PID參數，減少工人的工作量，計算出錯的幾率降低很多。所使用的時間也減少了很多，工作效率大大提高。並應用經驗公式快速計算出相應的數值。
關鍵詞： PID 單片機 繼電器整定 溫度控制
ABSTRACT
This text mainly introced the controller of PID in instry proce the control of the temperature.The controller piece uses a machine, the application of a machine is advantageous to the vivid of the increment control, exaltation control accuracy, let up the control the physical volume of the part, is main hardware part of the modern control.
The temperature is a mainly instry controled object, such as metallurgy, machine, food, each kind of instry of chemical engineering in various heating stove of the extensive usage, the hot processing stove, reactor etc..At pass by mostly the emulation molator adopt of the normal regulations carries on the control to the temperature, this literary grace uses a miniature machine to carry out the automatic control to the temperature.Carry on the examination towards heating the velocity to heat differently, again to a certain instrument under the condition that dissimilarity heat of characteristic, come to a the higher accuracy.
Using relay setting method, It can settle the parameter of PID quickly and rece the worker's workload, several rates that compute to come amiss lower many. The time also reced a lot of, Work efficiency raises consumedly.Apply the empirical formula also to compute a number for correspond quickly
Keyword: PID Single-chip microcomputer Relay setting temperature control
緒論
溫度是生產過程和科學實驗中普遍而且重要的物理 參數。在工業生產過程中為了高效地進行生產，必須對生產工藝過程中的主要參數，如溫度，壓力，流量，速度等進行有效的控制。其中溫度的控制在生產過程中佔有相當大的比例。准確測量和有效控制溫度是優質，高產，低耗和安全生產的重要條件。在工業的研製和生產中，為了保證生產過程的穩定運行並提高控制精度，採用微電子技術是重要的途徑。它的作用主要是改善勞動條件，節約能源，防止生產和設備事故，以獲得好的技術指標和經濟效益。本課題是結合生產實際和科研工作，運用PID演算法對溫度進行控制，以求達到較好的控制效果。
目前先進國家各種爐窯自動化水平較高，裝備有完善的檢測儀表和計算機控制系統。其計算機控制系統已採用集散系統和分布式系統的形式，大部分配有先進的控制演算法，能夠獲得較好的工藝性能指標。單片微型計算機是隨著超大規模集成電路的技術的發展而誕生的。由於它具有體積小，功能強，性價比高等優點，所以廣泛應用於電子儀表，家用電器，節能裝置，軍事裝置，機器人，工業控制等諸多領域，使產品小型化，智能化，既提高了產品的功能和質量又降低了成本，簡化了設計。本文主要涉及MCS-51單片機在溫度控制中的應用。應用單片機實現PID控制演算法和PID參數的整定。
PID 控制是最早發展起來的控制策略之一, 由於其演算法簡單、魯棒性好、可靠性高等優點, 被廣泛應用於工業過程式控制制。當用計算機實現後, 數字 PID 控制器更顯示出參數調整靈活、演算法變化多樣、簡單方便的優點。隨著生產的發展, 對控制的要求也越來越高, 隨之發展出許多以計算機為基礎的新型控制演算法, 如自適應 PID 控制、模糊 PID 控制、智能 PID 控制等等。
1．PID 控制原理
模擬 PID 控制系統原理框圖如圖 1- 1所示, 系統由模擬 PID 控制器和受控對象組成。
PID 控制器根據給定值 r(t) 與實際輸出值c(t) 構成的控制偏差:
（1-1 ）
將偏差的比例(P)、積分( I) 和微分 (D ) 通過線性組合構成控制量, 對受控對象進行控制。其控制規律為:
(1- 2)
或寫成傳遞函數形式:
（1- 3）
式中, 為比例系數， 為積分時間常數， 為微分時間常數。
簡單說來, PID 控制器各校正環節的作用是這樣的:
●比例環節: 即時成比例地反應控制系統的偏差信號 , 偏差一旦產生, 控制器立即產生控製作用以減小誤差。
●積分環節: 主要用於消除靜差, 提高系統的無差度, 積分作用的強弱取決於積分時間常
數 ， 越大積分作用越弱, 反之則越強。
● 微分環節: 能反應偏差信號的變化趨勢(變化速率) , 並能在偏差信號值變得太大之前，在系統中引入一個有效的早期修正信號, 從而加快系統的動作速度, 減小調節時間。
2. PID控制規律及對系統穩定性的影響
控制器輸出與偏差信號之間的函數關系稱為控制規律。控制規律決定了控制器的特性。在控制器輸出穩定之前，偏差 與輸出之間的相互關系，稱為控制器的動態特性。在控制器上施加恆定的偏差，經過一段時間，控制器的輸出達到穩定，偏差 與輸出 的相互關系稱為控制器的靜特性。控制器的輸入與輸出信號的相互關系如圖所示。圖中 為偏差信號，通常用測量值與給定值只差在全量程范圍中所佔的百分數來表示：