基于单片机的温度控制系统 2

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基于单片机的水温控制系统设计

基于单片机的水温控制系统设计

基于单片机的水温控制系统设计水温控制系统在许多领域中都具有重要的应用价值,例如温室农业、水族馆、游泳池等。

在这些应用中,保持水温在一个合适的范围内对于生物的生存和健康至关重要。

基于单片机的水温控制系统设计是一种有效的方法,它可以实现对水温的精确控制和调节。

本文将详细介绍基于单片机的水温控制系统设计原理、硬件实现和软件编程等方面内容。

第一章研究背景与意义1.1研究背景随着科技的飞速发展,人们对生活品质的追求不断提高,对家电设备的智能化要求也越来越高。

其中,水温控制系统在热水器、空调等家电产品中具有广泛的应用。

精确控制水温对于提高用户体验、节约能源和保护环境具有重要意义。

然而,现有的水温控制系统存在控制精度不高、响应速度慢等问题,因此,研究一种新型的水温控制系统具有重要的实际意义。

1.2研究意义本研究旨在提出一种新型的水温控制系统,通过对水温进行精确控制,提高家电产品的性能和用户体验。

此外,本研究还将探讨系统性能的评估和改进方法,为水温控制领域的研究提供理论支持。

第二章水温控制系统设计原理2.1 水温测量原理本章将介绍水温的测量原理,包括热电偶、热敏电阻、红外传感器等常用温度传感器的原理及特点。

通过对各种传感器的比较,选出适合本研究的温度传感器。

2.2温度传感器选择与应用在本研究中,我们将选择一种具有高精度、快速响应和抗干扰能力的温度传感器。

此外,还将探讨如何将选定的温度传感器应用于水温控制系统,包括传感器的安装位置、信号处理方法等。

2.3控制算法选择与设计本章将分析现有的控制算法,如PID控制、模糊控制、神经网络控制等,并选择一种适合本研究的控制算法。

针对所选控制算法,设计相应的控制电路和程序。

第三章硬件实现3.1控制器选择与搭建本章将讨论控制器的选型,根据系统的需求,选择一款性能稳定、可编程性强、成本合理的控制器。

然后,介绍如何搭建控制器硬件系统,包括控制器与各种外设(如温度传感器、继电器等)的连接方式。

基于STM32单片机的温度控制系统设计

基于STM32单片机的温度控制系统设计

基于STM32单片机的温度控制系统设计一、本文概述本文旨在探讨基于STM32单片机的温度控制系统的设计。

我们将从系统需求分析、硬件设计、软件编程以及系统测试等多个方面进行全面而详细的介绍。

STM32单片机作为一款高性能、低功耗的微控制器,广泛应用于各类嵌入式系统中。

通过STM32单片机实现温度控制,不仅可以精确控制目标温度,而且能够实现系统的智能化和自动化。

本文将介绍如何通过STM32单片机,结合传感器、执行器等硬件设备,构建一套高效、稳定的温度控制系统,以满足不同应用场景的需求。

在本文中,我们将首先分析温度控制系统的基本需求,包括温度范围、精度、稳定性等关键指标。

随后,我们将详细介绍系统的硬件设计,包括STM32单片机的选型、传感器和执行器的选择、电路设计等。

在软件编程方面,我们将介绍如何使用STM32的开发环境进行程序编写,包括温度数据的采集、处理、显示以及控制策略的实现等。

我们将对系统进行测试,以验证其性能和稳定性。

通过本文的阐述,读者可以深入了解基于STM32单片机的温度控制系统的设计过程,掌握相关硬件和软件技术,为实际应用提供有力支持。

本文也为从事嵌入式系统设计和开发的工程师提供了一定的参考和借鉴。

二、系统总体设计基于STM32单片机的温度控制系统设计,主要围绕实现精确的温度监测与控制展开。

系统的总体设计目标是构建一个稳定、可靠且高效的环境温度控制平台,能够实时采集环境温度,并根据预设的温度阈值进行智能调节,以实现对环境温度的精确控制。

在系统总体设计中,我们采用了模块化设计的思想,将整个系统划分为多个功能模块,包括温度采集模块、控制算法模块、执行机构模块以及人机交互模块等。

这样的设计方式不仅提高了系统的可维护性和可扩展性,同时也便于后续的调试与优化。

温度采集模块是系统的感知层,负责实时采集环境温度数据。

我们选用高精度温度传感器作为采集元件,将其与STM32单片机相连,通过ADC(模数转换器)将模拟信号转换为数字信号,供后续处理使用。

基于单片机的室内温度控制系统设计与实现

基于单片机的室内温度控制系统设计与实现

基于单片机的室内温度控制系统设计与实现1. 本文概述随着科技的发展和人们生活水平的提高,室内环境的舒适度已成为现代生活中不可或缺的一部分。

作为室内环境的重要组成部分,室内温度的调控至关重要。

设计并实现一种高效、稳定且经济的室内温度控制系统成为了当前研究的热点。

本文旨在探讨基于单片机的室内温度控制系统的设计与实现,以满足现代家居和办公环境的温度控制需求。

本文将首先介绍室内温度控制系统的研究背景和意义,阐述其在实际应用中的重要性和必要性。

随后,将详细介绍基于单片机的室内温度控制系统的设计原理,包括硬件设计、软件编程和温度控制算法等方面。

硬件设计部分将重点介绍单片机的选型、传感器的选取、执行机构的搭配等关键环节软件编程部分将介绍系统的程序框架、主要功能模块以及温度数据的采集、处理和控制逻辑温度控制算法部分将探讨如何选择合适的控制算法以实现精准的温度调控。

在实现过程中,本文将注重理论与实践相结合,通过实际案例的分析和实验数据的验证,展示基于单片机的室内温度控制系统的实际应用效果。

同时,还将对系统的性能进行评估,包括稳定性、准确性、经济性等方面,以便为后续的改进和优化提供参考。

本文将对基于单片机的室内温度控制系统的设计与实现进行总结,分析其优缺点和适用范围,并对未来的研究方向进行展望。

本文旨在为读者提供一种简单、实用的室内温度控制系统设计方案,为相关领域的研究和实践提供有益的参考。

2. 单片机概述单片机,也被称为微控制器或微电脑,是一种集成电路芯片,它采用超大规模集成电路技术,将具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种IO口和中断系统、定时器计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、AD转换器等电路)集成到一块硅片上,构成一个小而完善的微型计算机系统。

单片机以其体积小、功能齐全、成本低廉、可靠性高、控制灵活、易于扩展等优点,广泛应用于各种控制系统和智能仪器中。

基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现共3篇

基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现共3篇

基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现共3篇基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现1基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现随着人们对生活质量的需求越来越高,温度控制变得愈发重要。

在家庭、医院、实验室、生产车间等场合,温度控制都是必不可少的。

本文将介绍一种基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现。

设计思路本文所设计的温度智能控制系统主要由单片机、温度传感器、继电器和液晶屏幕等部件组成。

其中,温度传感器负责采集温度数据,单片机负责处理温度数据,并实现温度智能控制功能。

继电器用于控制加热设备的开关,液晶屏幕用于显示当前温度和系统状态等信息。

在实现温度智能控制功能时,本设计采用了PID控制算法。

PID控制算法是一种经典的控制算法,它基于目标值和当前值之间的误差来调节控制量,从而实现对温度的精确控制。

具体来说,PID控制器包含三个部分:比例控制器(P)用于对误差进行比例调节,积分控制器(I)用于消除误差的积累,微分控制器(D)用于抑制误差的未来变化趋势。

这三个控制器的输出信号加权叠加后,作为继电器的控制信号,实现对加热设备的控制。

系统实现系统硬件设计在本设计中,我们选择了常见的AT89S52单片机作为核心控制器。

该单片机运行速度快、稳定性好,易于编程,并具有较强的扩展性。

为了方便用户调节温度参数和查看当前温度,我们还选用了4 * 20的液晶屏。

温度传感器采用LM35型温度传感器,具有高精度、线性输出特性,非常适用于本设计。

系统电路图如下所示:系统软件设计在单片机的程序设计中,我们主要涉及到以下几个部分:1. 温度采集模块为了实现温度智能控制功能,我们首先需要获取当前的温度数据。

在本设计中,我们使用了AT89S52单片机的A/D转换功能,通过读取温度传感器输出的模拟电压值,实现对温度的采集。

采集到的温度数据存储在单片机的内部存储器中,以供后续处理使用。

2. PID控制模块PID控制模块是本设计的核心模块,它实现了对温度的精确控制。

基于单片机的温度控制系统设计及仿真

基于单片机的温度控制系统设计及仿真

三、结论
本次演示设计并仿真了一个基于单片机的温度控制系统。该系统通过AT89C51 单片机实现温度的精确控制,并采用PID算法对加热和散热装置进行实时调节。 仿真结果表明,该系统具有良好的控制性能和稳定性。在实际应用中,
可以根据具体场景选择合适的硬件设备和参数调整策略,以满足不同的温度控 制需求。
本次演示将探讨如何设计一个基于单片机的温度控制系统,并对其进行仿真。
一、系统设计
1、1系统架构
基于单片机的温度控制系统主要由温度传感器、单片机控制器、加热装置和散 热装置四部分组成。温度传感器负责实时监测环境温度,并将模拟信号转换为 数字信号传递给单片机。单片机接收到这个数字信号后,根据预设的控制算法,
时及时停机并报警,保证系统的安全运行。未来研究方向可以包括进一步优化 控制算法、加入更多的智能化功能以及拓展应用领域等。
谢谢观看
通过深入研究以上方面,有望进一步提高基于单片机的温度控制系统的性能和 可靠性。
参考内容
摘要本次演示旨在设计一种基于单片机的温度控制系统,以提高温度控制的精 度和稳定性。首先,本次演示将介绍温度控制系统的重要性及其在工业生产和 日常生活中的应用。接着,通过对现有技术的分析,指出其存在的不足和缺陷。
二、系统仿真
为了验证系统的有效性,我们使用MATLAB对系统进行仿真。通过设定不同的 温度控制目标,我们可以观察系统的响应时间、稳定性和控制精度。在 MATLAB中,我们可以用S函数来描述控制系统的动态行为。通过调整PID参数, 我们可以观察系统在不同控制策略下的表现。
仿真结果表明,该基于单片机的温度控制系统在PID算法的控制下,能够快速、 准确地达到设定温度,并保持良好的稳定性。
软件设计软件部分采用C语言编写,主要包括数据采集、数据处理和控制输出 三个模块。数据采集模块负责读取温度传感器的数据,并进行初步处理;数据 处理模块根据预设的控制算法对采集到的温度数据进行计算,得到控制输出信 号;

基于单片机的温度控制系统设计及实现

基于单片机的温度控制系统设计及实现

基于单片机的温度控制系统设计及实现温度控制系统是一种常见的自动化控制系统,在很多领域都有广泛的应用。

本文将以基于单片机的温度控制系统设计与实现为主题,依次介绍系统设计和功能实现的相关内容。

一、系统设计1. 概述:本文所设计的基于单片机的温度控制系统旨在实现对温度的监测和控制,具有高精度、稳定性和可靠性。

2. 系统结构:温度控制系统包括温度传感器、单片机、执行机构和显示部分。

温度传感器负责采集环境温度数据,单片机进行数据处理和控制算法的实现,执行机构根据控制命令实时调整环境温度,显示部分将实时温度显示给用户。

3. 硬件设计:- 选型:根据系统需求和经济因素选择适合的单片机和温度传感器。

- 电路连接:将温度传感器连接到单片机的模拟输入引脚,执行机构连接到单片机的输出引脚,液晶显示器连接到单片机的数字输出引脚。

- 电源设计:为系统提供稳定的电源供电,保证系统的正常运行。

4. 软件设计:- 入口函数设计:设置系统初始化参数和变量,配置单片机的引脚输入输出。

- 温度采集:根据采样频率,读取温度传感器的模拟数值,并转换为真实温度值。

- 温度控制算法设计:根据温度数据和设定的控制策略,计算得到控制命令。

- 控制命令输出:将控制命令经过电平转换后输出到执行机构,实现对环境温度的调控。

- 显示设计:将实时温度值显示在液晶显示器上,方便用户观察和调试。

二、功能实现1. 温度采集功能:系统能够实时采购环境温度,通过温度传感器将模拟数值转化为数字信号,以便后续处理。

2. 控制算法实现:根据采集到的温度数据和设定的控制策略,系统能够计算得到相应的控制命令,并及时将命令传输到执行机构。

3. 温度控制功能:执行机构能够根据系统传输的控制命令实时调整温度,保持环境温度在设定范围内。

4. 温度显示功能:系统能够将实时温度值显示在液晶显示屏上,方便用户查看和监控。

5. 报警功能:当温度超出设定范围时,系统能够发出报警信号,以提醒用户注意环境温度的异常情况。

(完整版)基于单片机的温度控制系统本科生毕业设计

(完整版)基于单片机的温度控制系统本科生毕业设计

上海电力学院本科毕业设计(论文)题目:基于单片机的温度测量系统院系:自动化工程学院指导教师:马进明【摘要】温度测量在实际生产和人们生活中都有广泛应用,为此我设计了一个温度测量系统。

本系统利用AT89S52单片机作为主控制器件,DS18B20作为测温传感器通过LED数码管串口实现温度显示,通过按键电路设置上下限报警温度。

并且在到达报警温度后,系统会自动报警。

本文设计是从测温电路、主控电路、报警电路等几个方面来分析说明的该系统利用DS18B20测温范围广、测温分辨率高、外围电路简单、功耗低等特点,与AT89S52构成比较简单的测温电路。

该系统设计灵活、抗干扰性好,可以在恶劣的工作环境中进行温度测量。

关键字:单片机;温度传感器;温度计;报警【Abstract】.In this design using the AT89S52 microcontroller as the main control device, DS18B20 as an LED digital temperature sensor tube to achieve temperature display.The key circuit sed the temperature to set the alarm on the lower temperature. And the temperature reaching the alarm, the system will automatically alarm. This design is from the temperature measurement circuit, main control circuit, alarm circuit, and several other aspects of the note.The system uses DS18B20 temperature measurement range, and peripheral circuit is simple, low power consumption, compared with AT89S52 devices constitute a simple temperature measurement circuit. The system design of flexible, anti-interference performance is good, can be in the poor working environment for temperature measurement. Keywords:AT89S52;DS18B20;thermometer;alarm目录1 引言 (1)1.1 选题的背景 (1)1.2 选题的目的及意义 (2)2 系统设计的整体方案 (2)2.1 设计的主要内容 (2)2.2 设计性能要求 (3)3 器件的选择 (3)3.1 单片机的选择 (4)3.1.1 AT89S52的基本组成及特征 (4)3.1.2 AT89S52的引脚功能 (5)3.1.3 AT89S52的工作模式及注意事项 (9)3.2 温度传感器的选择 (11)3.2.1 DS18B20的特点及选择原因 (11)3.2.2 DS18B20的测温原理 (13)3.3 显示器的选择 (14)3.4 蜂鸣器 (15)3.5 排阻 (16)4 电路原理 (17)4.1单片机电路 (17)4.1.1 晶振电路 (18)4.1.2 复位电路 (20)4.3 温度显示电路 (22)4.4 温度上下限设置电路 (22)4.5 温度过限报警电路 (23)4.6 系统总电路图电路 (24)5 系统流程图 (24)5.1 主程序 (24)5.2 读出温度子程序 (25)5.3 温度转换命令子程序 (26)5.4 计算温度子程序 (27)5.5显示数据刷新子程序 (27)6 软件仿真 (27)6.1 软件设计流程 (28)6.2 原理图的绘制 (28)6.3 单片机程序的调试与编译 (30)6.4 仿真过程 (31)7 总结 (32)7.1 设计总结 (32)7.2 设计前景 (34)8 致谢 (34)参考文献 (36)附录 (36)附录1:系统总图 (36)1 引言1.1 选题的背景随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的。

基于单片机的温度测控系统的设计

基于单片机的温度测控系统的设计

基于单片机的温度测控系统的设计在现代的工业领域和生活中,温度测控系统被广泛应用,以监测和控制温度。

本文将介绍一个基于单片机的温度测控系统设计。

1.系统概述该系统的设计目标是能够测量和监控环境中的温度,并能自动调节温度以保持设定的温度。

该系统由传感器模块、数据处理模块和执行器模块组成。

2.传感器模块传感器模块用于测量环境中的温度。

在该系统中,我们可以使用温度传感器来实现温度测量。

常见的温度传感器有热电偶、热电阻等。

传感器模块将温度数据传输给数据处理模块。

3.数据处理模块数据处理模块基于单片机来实现。

单片机通过接收传感器模块传输的温度数据,进行数据处理和判断,并决定是否需要调节温度。

数据处理模块还可以设置一个温度阈值,当环境温度超过或低于该阈值时,触发执行器模块进行温度调节。

4.执行器模块执行器模块是用来调节环境温度的关键。

在该系统中,我们可以使用电热器或制冷器来调节温度。

执行器模块会根据数据处理模块的控制信号来决定是否打开或关闭电热器或制冷器,以达到设定的温度。

5.界面设计为了方便用户的操作和监控,我们可以设计一个用户界面模块。

用户界面模块可以通过LCD显示屏展示当前环境温度和设定的温度,并提供一些按键用于设置温度阈值。

用户可以通过按键来设置温度阈值,同时可以看到当前温度和设定的温度。

6.系统工作流程系统的工作流程如下:-传感器模块测量环境温度,并将温度数据传输给数据处理模块。

-数据处理模块接收温度数据,并进行处理和判断。

-如果环境温度超过或低于设定的温度阈值,数据处理模块触发执行器模块进行温度调节。

-执行器模块根据数据处理模块的控制信号,打开或关闭电热器或制冷器,以调节环境温度。

-用户可以通过用户界面模块设置温度阈值,同时可以实时监控当前温度和设定的温度。

7.系统优化为了进一步优化系统的性能,我们可以考虑以下几个方面:-引入PID控制算法,以提高温度的稳定性和控制精确度。

-添加温度报警功能,当环境温度超过一定范围时,触发警报。

基于单片机的温度控制系统设计

基于单片机的温度控制系统设计

基于51单片机的水温自动控制系统沈统摘要:在现代化的工业生产中,温度是常用的测量机被控参数。

本水温控制系统采用AT89C51为核心控制器件,实现对水温在30℃到96℃的自动控制。

由精密摄氏温度传感器LM35D构成前置信号采集和调理电路,过零检测双向可控硅输出光电耦合器MOC3041构成后向控制电路,由74LS164和LED数码管构成两位静态显示用于显示实时温度值。

关键词:89C51单片机;LM35D温度传感器;ADC0809;MOC3041光电藕耦合器;水温自动控制0 引言在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。

而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。

本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。

本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。

1 设计任务、要求和技术指标1.1任务设计并制作一水温自动控制系统,可以在一定范围(30℃到96℃)内自动调节温度,使水温保持在一定的范围(30℃到96℃)内。

1.2要求(1)利用模拟温度传感器检测温度,要求检测电路尽可能简单。

(2)当液位低于某一值时,停止加热。

(3)用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。

(4)无竞争-冒险,无抖动。

1.3技术指标(1)温度显示误差不超过1℃。

(2)温度显示范围为0℃—99℃。

(3)程序部分用PID算法实现温度自动控制。

(4)检测信号为电压信号。

2 方案分析与论证2.1主控系统分析与论证根据设计要求和所学的专业知识,采用AT89C51为本系统的核心控制器件。

AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS 8位微处理器。

其引脚图如图1所示。

2.2显示系统分析与论证显示模块主要用于显示时间,由于显示范围为0~99℃,因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。

在显示驱动电路中拟订了两种设计方案:方案一:采用静态显示的方案采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路,其优点在于占用主控系统的I/O口少,编程简单且静态显示的内容无闪烁,但电路消耗的电流较大。

(完整版)基于单片机的水温控制系统毕业设计论文

(完整版)基于单片机的水温控制系统毕业设计论文

优秀论文审核通过未经允许切勿外传基于单片机的水温控制系统设计摘要温度控制系统可以说是无所不在,热水器系统、空调系统、冰箱、电饭煲、电风扇等家电产品以至手持式高速高效的计算机和电子设备,均需要提供温度控制功能。

本系统的设计可以用于热水器温度控制系统和饮水机等各种电器电路中。

它以单片机AT80C51为核心,通过3个数码管显示温度和4个按键实现人机对话,使用单总线温度转换芯片DS18B20实时采集温度并通过数码管显示,并提供各种运行指示灯用来指示系统现在所处状态,如:温度设置、加热、停止加热等,整个系统通过四个按键来设置加热温度和控制运行模式。

关键词:单片机、数码管显示、单总线、DS18B20.Based Temperature Control SystemAbstractTemperature control system can be said to be ubiquitous, water can be used for drinking water -machine dialogue, the use of single-chip bus temperature conversion temperature DS18B20 real-time acquisition and through the digital display and offers a variety of operating light to indicate system now live in the state, such as: temperature setting, ,共同点。

输出控制接点的共同接点。

●NC:Normal Close常闭点。

以Com为共同点,NC与COM在平时是呈导通状态的。

●NO:Normal Open常开点。

NO与COM在平时是呈开路状态的,当继电器动作时,NO与COM导通,NC与COM则呈开路状态。

基于单片机的温度控制系统设计

基于单片机的温度控制系统设计

基于单片机的温度控制系统设计温度控制系统是指通过对温度进行监控和控制,使温度维持在设定的范围内的一种系统。

单片机作为电子技术中的一种集成电路,具有控制灵活、精度高、反应迅速等优点,被广泛应用于温度控制系统。

一、系统硬件设计1.温度传感器:温度传感器是温度控制系统中的核心设备之一。

通过对环境温度的监测,将实时采集到的温度值传到单片机进行处理。

目前主要的温度传感器有热敏电阻、热电偶、晶体温度计等。

其中热敏电阻价格低廉、精度高,使用较为广泛。

2.单片机:单片机作为温度控制系统的基本控制模块,要求其具有高速、大容量、低功耗、稳定性强的特点。

常用单片机有STM32、AVR、PIC等,其中STM32具有性能优良、易于上手、接口丰富的优点。

3.继电器:温度控制系统中的继电器用于控制电源开关,当温度超出设定范围时,继电器将给单片机发送一个信号,单片机再通过控制继电器使得温度回到正常范围内。

4.数码管:数码管用于显示实时采集到的温度值。

在实际开发中,可以采用多位数码管来显示多个温度值,提高温度控制的精度性和准确性。

二、程序设计1.程序框架:程序框架最关键是实时采集环境温度,然后判断当前温度是否超出正常范围,若超出则控制继电器将电源关断,实现温度控制。

程序框架可参考以下流程:2.温度采集:采用热敏电阻作为温度传感器,利用AD转换实现数字化。

然后通过查表法或算法将AD值转化为环境温度值。

3.温度控制:将温度设定值与实时采集到的温度进行比较,若温度超出设定值范围,则控制继电器实现自动关断。

4.数码管控制:实时显示温度传感器采集到的温度值。

三、系统调试和性能测试1.系统调试:对系统进行硬件电路的检测和单片机程序的调试,确保系统各部分正常工作。

2.性能测试:利用实验室常温环境,将温度传感器置于不同的温度环境,测试系统的温度控制精度、反应速度和稳定性等性能指标。

在此基础上对系统进行优化,提高控制精度和稳定性。

四、总结基于单片机的温度控制系统通过对环境温度的实时监测和控制,实现自动化温度调节。

基于单片机的智能温度控制系统设计

基于单片机的智能温度控制系统设计

基于单片机的智能温度控制系统设计智能温度控制系统设计是一种基于单片机的物联网应用,旨在实现对温度的自动感知和调控。

本文将对这一任务进行详细的内容描述和设计实现思路。

一、任务概述智能温度控制系统是一种自动化控制系统,通过感知环境温度并与用户设定的温度阈值进行比较,实现对温度的自动调节。

它经常应用于室内温度调控、温室环境控制、电子设备散热等场景。

本系统基于单片机进行设计,具有实时监测、精确定时和高效控制的特点。

二、设计方案1. 单片机选择为了实现智能温度控制系统,我们选择一款适合高性能、低功耗的单片机作为核心控制器。

例如,我们可以选择常见的STM32系列或者Arduino等开源硬件平台。

2. 温度感知系统需要具备温度感知的能力,以实时获取环境温度数据。

可选用温度传感器(如DS18B20)通过单片机的GPIO接口进行连线,并通过相应的驱动程序获取温度数据。

3. 温度控制算法智能温度控制系统的关键在于控制算法的设计。

可以采用PID(Proportional-Integral-Derivative)控制算法,根据温度的实际情况和设定值进行比较,通过调整控制器输出控制执行器(如加热器或制冷器)的工作状态。

4. 控制执行器根据温度控制算法的输出,系统需要实现对执行器(如加热器或制冷器)的控制。

通过合适的驱动电路和接口实现对执行器的实时控制,以实现温度的精确调节。

5. 用户界面为了用户方便地设定温度阈值和实时查看环境温度,系统需要设计一个用户界面。

可以通过液晶显示屏或者OLED屏幕来展示温度信息,并提供物理按键或者触摸界面进行温度设定。

6. 数据存储与远程访问系统还可以考虑将温度数据通过网络传输至云端服务器进行存储和分析,以实现温度数据的长期保存和远程监控。

可以选择WiFi或者蓝牙等无线通信方式来实现数据传输。

7. 辅助功能除了基本的温度控制外,系统还可以增加一些辅助功能,如温度数据的图表绘制、报警功能、定时开关机功能等。

基于单片机的温度控制系统设计

基于单片机的温度控制系统设计

基于单片机的温度控制系统设计引言:随着技术的不断发展,人们对于生活质量的要求也越来越高。

在许多领域中,温度控制是一项非常重要的任务。

例如,室内温度控制、工业过程中的温度控制等等。

基于单片机的温度控制系统能够实现智能控制,提高控制精度,降低能耗,提高生产效率。

一、系统设计原理系统设计的原理是通过传感器检测环境温度,并将温度值传递给单片机。

单片机根据设定的温度值和当前的温度值进行比较,然后根据比较结果控制执行器实现温度控制。

二、硬件设计1.传感器:常见的温度传感器有NTC热敏电阻和DS18B20数字温度传感器。

可以根据具体需求选择适合的传感器。

2. 单片机:常见的单片机有ATmega、PIC等。

选择单片机时需要考虑性能和接口的需求。

3.执行器:执行器可以是继电器、电机、气动元件等。

根据具体需求选择合适的执行器。

三、软件设计1.初始化:设置单片机的工作频率、引脚输入输出等。

2.温度读取:通过传感器读取环境温度,并将温度值存储到变量中。

3.设定温度:在系统中设置一个目标温度值,可以通过按键输入或者通过串口通信等方式进行设置。

4.温度控制:将设定温度和实际温度进行比较,根据比较结果控制执行器的开关状态。

如果实际温度高于设定温度,执行器关闭,反之打开。

5.显示:将实时温度和设定温度通过LCD或者LED等显示出来,方便用户直观判断当前状态。

四、系统优化1.控制算法优化:可以采用PID控制算法对温度进行控制,通过调节KP、KI、KD等参数来提高控制精度和稳定性。

2.能耗优化:根据实际需求,通过设置合理的控制策略来降低能耗。

例如,在温度达到目标设定值之后,可以将执行器关闭,避免过多能量的消耗。

3.系统可靠性:在系统设计中可以考虑加入故障检测和自动切换等功能,以提高系统的可靠性。

总结:基于单片机的温度控制系统设计可以实现智能温度控制,提高生活质量和工作效率。

设计过程中需要考虑硬件和软件的设计,通过合理的算法和控制策略来优化系统性能,提高控制精度和稳定性。

基于51单片机的温控系统设计

基于51单片机的温控系统设计

基于51单片机的温控系统设计1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括以下几个方面:温控系统是一种广泛应用于各个领域的实时温度控制系统。

随着科技的发展和人们对生活质量的要求提高,温控系统在工业、家居、医疗、农业等领域得到了广泛应用。

温度作为一个重要的物理量,对于许多过程和设备的稳定运行至关重要。

因此,设计一种高效可靠的温控系统对于提高工作效率和产品质量具有重要意义。

本文将基于51单片机设计一个温控系统,通过对系统的整体结构和工作原理的介绍,可以深入了解温控系统在实际应用中的工作机制。

以及本文重点研究的51单片机在温控系统中的应用。

首先,本文将介绍温控系统的原理。

温控系统的核心是温度传感器、控制器和执行器三部分组成。

温度传感器用于实时检测环境温度,通过控制器对温度数据进行处理,并通过执行器对环境温度进行调节。

本文将详细介绍这三个组成部分的工作原理及其在温控系统中的作用。

其次,本文将重点介绍51单片机在温控系统中的应用。

51单片机作为一种经典的微控制器,具有体积小、功耗低、性能稳定等优点,广泛应用于各种嵌入式应用中。

本文将分析51单片机的特点,并介绍其在温控系统中的具体应用,包括温度传感器的数据采集、控制器的数据处理以及执行器的控制等方面。

最后,本文将对设计的可行性进行分析,并总结本文的研究结果。

通过对温控系统的设计和实现,将验证51单片机在温控系统中的应用效果,并对未来的研究方向和发展趋势进行展望。

通过本文的研究,可以为温控系统的设计与应用提供一定的参考和指导,同时也为利用51单片机进行嵌入式系统设计的工程师和研究人员提供一定的技术支持。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以包含以下内容:文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织结构和各个部分的内容。

本篇文章基于51单片机的温控系统设计,总共分为引言、正文和结论三部分。

引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个小节。

首先,概述部分介绍了本文的主题,即基于51单片机的温控系统设计。

基于单片机温度控制系统设计

基于单片机温度控制系统设计

基于单片机的温度控制系统设计摘要:这次综合设计,主要是设计一个温度控制系统,用STC89C52单片机控制,用智能温度传感器DS18B20对温度进行采集,用LCD1602液晶显示屏将采集到的温度显示出来。

系统可以有效的将温度控制在设定的范围内。

如果实际温度超出了控制范围,则系统会有自动的提示信号,并且相应的继电器会动作。

我们的实际生活离不开对温度的控制,在很多情况下我们都要对我们所处的环境进行温度检测,然后通过一定的措施进行调节,从而达到我们自己想要的温度,使我们的生活环境更加适宜。

关键字:单片机;液晶显示屏;温度传感器;继电器;提示信号Abstract:This integrated design is the design of a temperature control system. A smart temperature sensor DS18B20 is used to collect temperature and a LCD1602 Liquid Screen is used to display the collected temperature. The system controlled by STC89C52 can effectively control the temperature within the setting limits. If the actual temperature exceeds the setting range, the system will automatically give signal, and the corresponding Relay will take related actions. It is necessary for us to control the temperature because in many situations the temperature around us is not proper for us. So we need to detect it and take some actions to adjust it to the temperature we want to make the environment around us better.Key Words:DS18B20;LCD1602;STC89C52;Relay;Signal引言目前,测控系统在工业生产中起着把关者和指导者的作用,它从生产现场到各种参数的获取,运用科学规律和系统工程的做法,综合有效地利用各种先进技术,通过自动手段和装备,使每个生产环节得到优化,进而保证生产规范化,提高产品质量,降低成本,满足需要,保证安全生产。

基于单片机的温度控制系统设计毕业论文

基于单片机的温度控制系统设计毕业论文

分类号:TP212单位代码:科技大学本科专业职业生涯设计基于单片机的温度控制系统设计2012 年 4 月10日摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月益更新。

本文从硬件和软件两方面来讲述对烘干箱温度的自动控制过程,在控制过程中主要应用AT89C51、ADC0809、LED显示器、LM324比较器,而主要是通过DS18B20数字温度传感器采集环境温度,以单片机为核心控制部件,并通过四位数码管显示实时温度的一种数字温度计。

软件方面采用汇编语言来进行程序设计,使指令的执行速度快,节省存储空间。

为了便于扩展和更改,软件的设计采用模块化结构,使程序设计的逻辑关系更加简洁明了,使硬件在软件的控制下协调运作。

关键词:单片机系统;传感器;数据采集;模数转换器;温度AbstractIn recent years along with computer penetration in the social sphere, SCM applications are constantly deepening, led the traditional control test at the same time ever updated..In this paper, from two aspects of hardware and software about automatic temperature control process, the control process is mainly used AT89C51, ADC0809, LED display, LM324 comparator, but mainly through the DS18B20 digital temperature sensor to collect the environmental temperature, the single-chip microcomputer as the core control component, and through four digital tube display real-time temperature of a digital thermometer. Software using assembly language to program design, so that the instruction execution speed, save the memory space. In order to facilitate the expansion and the change, the software design uses the modular structure, make the logic relation of designing program more concise, making hardware tocoordinatetheoperation under the software control.Keywords: SCM system; sensor; data acquisition; a / D converter temperature;目录1 绪论 (3)1.1课题的背景及其意义 (3)1.2课题研究的容及要求 (4)1.2.1 课题的主要研究的容 (4)2 AT89C51系列单片机介绍及硬件设计 (6)2.1 AT89C51系列单片机介绍 (6)2.1.1 AT89C51系列基本组成及特性 (6)2.1.2 AT89C51系列引脚功能 (7)2.1.3 AT89C51系列单片机的功能单元 (9)2.2 硬件设计 (12)2.2.1 温度采样部分 (12)2.2.2 控制温度 (14)2.2.3 模数转换部分 (15)2.2.4 模数转换技术 (15)2.2.5 积分型模数转换器 (15)2.2.6 显示部分 (16)3 软件设计 (18)3.1主程序流程图 (18)3.2 读温度子程序 (19)3.3 计算温度子程序 (19)3.4按键流程图 (20)3.5 显示流程图 (22)结论 (24)参考文献 (25)辞 (26)1 绪论1.1课题的背景及其意义现代工业设计,工程建设及日常生活中温度控制都起着重要的作用,早期的温度控制主要用于工厂时间生产中,能起到实时采集温度数据,提高生产效率,产品质量之用。

基于单片机的水温控制系统设计任务书

基于单片机的水温控制系统设计任务书

主题:基于单片机的水温控制系统设计任务书任务目的:设计并实现一个基于单片机的水温控制系统,该系统能够监测水温并根据设定的温度范围进行自动控制,保持水温稳定在设定范围内。

任务内容:1. 系统硬件设计1.1 选择合适的单片机芯片,考虑其性能和外设接口;1.2 设计温度传感器电路,用于实时监测水温;1.3 设计控制继电器电路,用于控制加热器或冷却器。

2. 系统软件设计2.1 编写单片机的控制程序,包括温度采集、设定温度范围、控制加热器或冷却器等功能;2.2 考虑系统的稳定性和实时性,设计合理的控制算法;2.3 确保系统的安全性,防止温度过高或过低造成损坏。

3. 系统测试与调试3.1 制作系统原型,进行硬件连接及焊接;3.2 调试温度传感器、继电器等模块,确保它们能够正常工作;3.3 测试系统在不同温度下的控制效果,进行调试和优化。

4. 系统性能评估4.1 对系统的控制精度进行测试和评估,确定其控制水温的稳定性;4.2 对系统的实时性和可靠性进行测试,确保系统能够及时响应温度变化;4.3 对系统的功耗和安全性进行评估。

提交要求:1. 提交系统的硬件设计图纸和软件源代码;2. 提交系统原理图和PCB设计文件;3. 提交系统测试和调试记录,包括测试数据和优化过程;4. 提交系统性能评估报告,对系统的各项性能进行详细评估。

任务时间:本任务书下发后,设计团队需在两个月内完成系统设计、测试及评估,并在规定时间内提交相关文件。

任务负责人:XXX(负责人尊称及通联方式)任务审批人:XXX(审批人尊称及通联方式)以上任务书经XXXXXX审核通过,现予以下发。

希望设计团队能够认真执行任务,按时保质地完成任务,期待设计团队为我们带来一个高质量的水温控制系统。

经过反复检查和确认,我们设想出了一个基于单片机的水温控制系统实施计划。

在系统硬件设计方面,我们选择了一款性能稳定、外设接口丰富的单片机芯片。

通过该芯片,我们将设计温度传感器电路,用于实时监测水温。

基于单片机的温度控制系统设计

基于单片机的温度控制系统设计

基于单片机的温度控制系统设计温度控制系统是现代生活中不可或缺的一部分,常见于家庭的的空调、电饭煲、烤箱等家用电器,以及工业生产中的各种自动化设备。

本文基于单片机设计针对室内温度控制系统的实现方法进行说明,包括温度采集、温度控制器的实现和人机交互等方面。

一、温度采集温度采集是温度控制系统的核心部分。

目前比较常见的温度采集器主要有热电偶、热敏电阻和半导体温度传感器。

在本文中我们以半导体温度传感器为例进行说明。

常见的半导体温度传感器有DS18B20、LM35等,本次实验中采用DS18B20进行温度采集。

DS18B20是一种数字温度传感器,可以直接与单片机通信,通常使用仅三根导线连接。

其中VCC为控制器的电源正极,GND为电源负极,DATA为数据传输引脚。

DS18B20通过快速菲涅耳射线(FSR)读取芯片内部的温度数据并将其转换为数字信号。

传感器能够感知的温度范围通常为-55℃至125℃,精度通常为±0.5℃。

为了方便使用,DS18B20可以通过单片机内部的1-Wire总线进行控制和数据传输。

具体实现方法如下:1.首先需要引入相关库文件,如:#include <OneWire.h> //引用1-Wire库#include <DallasTemperature.h> //引用温度传感器库2.创建实例对象,其中参数10代表连接传感器的数字I/O引脚:OneWire oneWire(10); //实例化一个1-Wire示例DallasTemperature sensors(&oneWire); //实例化一个显示温度传感器示例3.在setup中初始化模块:sensors.begin(); // 初始化DS18B204.在主循环中,读取传感器数据并将温度值输出到串口监视器:sensors.requestTemperatures(); //请求温度值float tempC = sensors.getTempCByIndex(0); // 读取温度值Serial.println(tempC); //输出温度值二、温度控制器的实现温度控制器是本次实验的关键部件,主要实现对温度的控制和调节,其基本原理是根据温度变化情况来控制输出电压或模拟脚电平,驱动继电器控制电器设备工作。

基于单片机的温度控制系统设计

基于单片机的温度控制系统设计

目录摘要 (1)第一章前言 (3)1.1课题背景与意义 (3)1.2温度控制系统的应用 (3)第二章系统方案 (5)2。

1水温控制系统设计任务和要求 (5)2.2水温控制系统部分 (5)2。

3控制方式 (7)第三章系统硬件设计 (8)3。

1总体设计框图及说明 (8)3.2外部电路设计 (8)3。

3 单片机系统电路设计 (9)第四章结论 (1)参考文献 (21)基于单片机的水温控制系统【摘要】温度是工业控制对象主要被控参数之一,在温度控制中,由于受到温度被控对象特性(如惯性大、滞后大、非线性等)的影响,使得控制性能难以提高,有些工艺过程其温度控制的好坏直接影响着产品的质量,因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。

为了实现高精度的水温测量和控制,本文介绍了一种以Atmel公司的低功耗高性能CMOS单片机为核心,以PID算法控制以及PID参数整定相结合的控制方法来实现的水温控制系统,其硬件电路还包括温度采集、温度控制、温度显示、键盘输入以及RS232接口等电路。

该系统可实现对温度的测量,并能根据设定值对温度进行调节,实现控温的目的。

【关键词】单片机AT89C51;温度控制;温度传感器PT1000;PID调节算法第一章前言1.1课题背景与意义在现代化的工业生产中,电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。

例如:在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中,人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制.采用MCS-51单片机来对温度进行控制,不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大提高产品的质量和数量。

目前,温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛,但从国内生产的温度控制器来讲,总体发展水平仍然不高,同国外的日本、美国、德国等先进国家相比,仍然有着较大的差距.现在,我国在这方面总体技术水平处于20世纪80年代中后期水平。

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基于单片机的温度控制系统目录1 引言 (1)1.1 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义 (1)1.2 温度控制系统的目的 (1)1.3 温度控制系统完成的功能 (1)2 总体设计方案 (2)2.1 方案一 (2)2.2 方案二 (2)3 DS18B20温度传感器简介 (7)3.1 温度传感器的历史及简介 (7)3.2 DS18B20的工作原理 (7)3.2.1 DS18B20工作时序 (7)3.2.2 ROM操作命令 (9)3.3 DS18B20的测温原理 (9)3.3.1DS18B20的测温原理: (9)3.3.2 DS18B20的测温流程 (11)4 单片机接口设计 (12)4.1 设计原则 (12)4.2 引脚连接 (12)4.2.1 晶振电路 (12)4.2.2 串口引脚 (12)4.2.3 其它引脚 (13)5 系统整体设计 (14)5.1 系统硬件电路设计 (14)5.1.1 主板电路设计 (14)5.1.2 各部分电路 (14)5.2 系统软件设计 (16)5.2.1 系统软件设计整体思路 (16)5.2.2 系统程序流图 (17)5.3 调试 (21)6 结束语 (23)附录 (24)参考文献 (32)1 引言1.1 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义随着社会的发展,科技的进步,以及测温仪器在各个领域的应用,智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。

特别是近年来,温度控制系统已应用到人们生活的各个方面,但温度控制一直是一个未开发的领域,却又是与人们息息相关的一个实际问题。

针对这种实际情况,设计一个温度控制系统,具有广泛的应用前景与实际意义。

温度是科学技术中最基本的物理量之一,物理、化学、生物等学科都离不开温度。

在工业生产和实验研究中,像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内,温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。

比如,发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内;许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行;炼油过程中,原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。

没有合适的温度环境,许多电子设备就不能正常工作,粮仓的储粮就会变质霉烂,酒类的品质就没有保障。

因此,各行各业对温度控制的要求都越来越高。

可见,温度的测量和控制是非常重要的。

单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛,在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。

随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样,各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。

1.2 温度控制系统的目的本设计的内容是温度测试控制系统,控制对象是温度。

温度控制在日常生活及工业领域应用相当广泛,比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度控制。

而以往温度控制是由人工完成的而且不够重视,其实在很多场所温度都需要监控以防止发生意外。

针对此问题,本系统设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度控制系统,它应用广泛,功能强大,小巧美观,便于携带,是一款既实用又廉价的控制系统。

1.3 温度控制系统完成的功能本设计是对温度进行实时监测与控制,设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能:当温度低于设定下限温度时,系统自动启动加热继电器加温,使温度上升,同时绿灯亮。

当温度上升到下限温度以上时,停止加温;当温度高于设定上限温度时,系统自动启动风扇降温,使温度下降,同时红灯亮。

当温度下降到上限温度以下时,停止降温。

温度在上下限温度之间时,执行机构不执行。

三个数码管即时显示温度,精确到小数点一位。

2 总体设计方案2.1 方案一测温电路的设计,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D转换电路,感温电路比较麻烦。

2.2 方案二考虑使用温度传感器,结合单片机电路设计,采用一只DS18B20温度传感器,直接读取被测温度值,之后进行转换,依次完成设计要求。

比较以上两种方案,很容易看出,采用方案二,电路比较简单,软件设计容易实现,故实际设计中拟采用方案二。

在本系统的电路设计方框图如图1.1所示,它由三部分组成:①控制部分主芯片采用单片机AT89S51;②显示部分采用3位LED数码管以动态扫描方式实现温度显示;③温度采集部分采用DS18B20温度传感器。

图2-1 温度计电路总体设计方案1.控制部分单片机AT89S51具有低电压供电和体积小等特点,四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要,很适合便携手持式产品的设计使用,系统应用三节电池供电。

2. 显示部分显示电路采用3位共阳LED数码管,从P0口送数,P2口扫描。

3. 温度采集部分DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器,与传统的热敏电阻等测温元件相比,它能直接读出被测温。

这一部分主要完成对温度信号的采集和转换工作,由DS18B20数字温度传感器及其与单片机的接口部分组成。

数字温度传感器DS18B20把采集到的温度通过数据引脚传到单片机的P1.0口,单片机接受温度并存储。

此部分只用到DS18B20和单片机,硬件很简单1) DS18B20的性能特点如下[9]:1) 独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信;2) 多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点组网功能;3) 无须外部器件;4) 可通过数据线供电,电压范围为3.0~5.5V;5) 零待机功耗;6) 温度以3位数字显示;7) 用户可定义报警设置;8) 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件;9) 负电压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作。

(2) DS18B20的内部结构DS18B20采用3脚PR-35封装,如图1.2所示;DS18B20的内部结构,如图3所示。

引地数据线可选图2-2 DS18B20封装(3) DS18B20内部结构主要由四部分组成[5]:1) 64位光刻ROM。

开始8位是产品类型的编号,接着是每个器件的惟一的序号,共有48位,最后8位是前56位的CRC校验码,这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因[10]。

64位闪速ROM的结构如下.表2-1 ROM结构8b检验CRCMSB LSB MSB LSB MSB LSB图2-3 DS18B20内部结构2) 非挥发的温度报警触发器TH 和TL ,可通过软件写入用户报警上下限值。

3) 高速暂存存储,可以设置DS18B20温度转换的精度。

DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM 和一个非易失性的可电擦除的E 2PRAM 。

高速暂存RAM 的结构为8字节的存储器,结构如图1.3所示。

头2个字节包含测得的温度信息,第3和第4字节TH 和TL 的拷贝,是易失的,每次上电复位时被刷新。

第5个字节,为配置寄存器,它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。

DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。

它的内部存储器结构和字节定义如图1.3所示。

低5位一直为1,TM 是工作模式位,用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。

表2-2 DS18B20内部存储器结构Byte0 Byte1 2Byte2 ----→Byte3 ----→Byte4 ----→Byte5 Byte6 Byte7 Byte82) 非挥发的温度报警触发器TH和TL,可通过软件写入用户报警上下限值。

3)高速暂存存储,可以设置DS18B20温度转换的精度。

DS18B20出厂时该位被设置为0,用户要去改动,R1和R0决定温度转换的精度位数,来设置分辨率,如图1.4。

图2-3 DS18B20字节定义由表1.1可见,分辨率越高,所需要的温度数据转换时间越长。

因此,在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。

高速暂存RAM的第6、7、8字节保留未用,表现为全逻辑1。

第9字节读出前面所有8字节的CRC码,可用来检验数据,从而保证通信数据的正确性。

当DS18B20接收到温度转换命令后,开始启动转换。

转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1、2字节。

单片机可以通过单线接口读出该数据,读数据时低位在先,高位在后,数据格式以0.0625℃/LSB形式表示。

当符号位S=0时,表示测得的温度值为正值,可以直接将二进制位转换为十进制;当符号位S=1时,表示测得的温度值为负值,要先将补码变成原码,再计算十进制数值。

表1.2是一部分温度值对应的二进制温度数据[6]。

表2-4 DS18B20温度转换时间表表2-5 一部分温度对应值表续表2-54) CRC的产生在64 b ROM的最高有效字节中存储有循环冗余校验码(CRC)。

主机根据ROM的前56位来计算CRC值,并和存入DS18B20中的CRC值做比较,以判断主机收到的ROM数据是否正确。

另外,由于DS18B20单线通信功能是分时完成的,它有严格的时隙概念,因此读写时序很重要。

系统对DS18B20的各种操作按协议进行。

操作协议为:初使化DS18B20(发复位脉冲)→发ROM功能命令→发存储器操作命令→处理数据。

3 DS18B20温度传感器简介3.1 温度传感器的历史及简介温度的测量是从金属(物质)的热胀冷缩开始。

水银温度计至今仍是各种温度测量的计量标准。

可是它的缺点是只能近距离观测,而且水银有毒,玻璃管易碎。

代替水银的有酒精温度计和金属簧片温度计,它们虽然没有毒性,但测量精度很低,只能作为一个概略指示。

不过在居民住宅中使用已可满足要求。

在工业生产和实验研究中为了配合远传仪表指示,出现了许多不同的温度检测方法,常用的有电阻式、热电偶式、PN结型、辐射型、光纤式及石英谐振型等。

它们都是基于温度变化引起其物理参数(如电阻值,热电势等)的变化的原理。

随着大规模集成电路工艺的提高,出现了多种集成的数字化温度传感器。

3.2 DS18B20的工作原理3.2.1 DS18B20工作时序根据DS18B20的通讯协议,主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤:1. 每一次读写之前都必须要对DS18B20进行复位;2. 复位成功后发送一条ROM指令;3. 最后发送RAM指令,这样才能对DS18B20进行预定的操作。

复位要求主CPU将数据线下拉500微秒,然后释放,DS18B20收到信号后等待15~60微秒左右后发出60~240微秒的存在低脉冲,主CPU收到此信号表示复位成功。

其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序,具体工作方法如图2.1,2.2,2.3所示。

(1) 初始化时序等待15-60总线上的所有传输过程都是以初始化开始的,主机响应应答脉冲。

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