基于单片机的恒温控制器的设计与制作

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基于单片机的恒温箱控制系统设计

基于单片机的恒温箱控制系统设计

基于单片机的恒温箱控制系统设计一、引言在现代科技的众多应用领域中,恒温控制技术扮演着至关重要的角色。

无论是在医疗、化工、科研还是在食品加工等行业,对环境温度的精确控制都有着严格的要求。

恒温箱作为实现恒温控制的重要设备,其性能的优劣直接影响到相关工作的质量和效率。

基于单片机的恒温箱控制系统凭借其精度高、稳定性好、成本低等优点,得到了广泛的应用。

二、系统总体设计(一)设计目标本恒温箱控制系统的设计目标是能够在设定的温度范围内,精确地控制箱内温度,使其保持恒定。

温度控制精度为±05℃,温度调节范围为 0℃ 100℃。

(二)系统组成该系统主要由温度传感器、单片机、驱动电路、加热制冷装置和显示模块等部分组成。

温度传感器用于实时采集恒温箱内的温度数据,并将其转换为电信号传输给单片机。

单片机作为核心控制单元,对采集到的温度数据进行处理和分析,根据预设的控制算法生成控制信号,通过驱动电路控制加热制冷装置的工作状态,从而实现对箱内温度的调节。

显示模块用于实时显示箱内温度和系统的工作状态。

三、硬件设计(一)单片机选型选择合适的单片机是系统设计的关键。

考虑到系统的性能要求和成本因素,本设计选用了_____型号的单片机。

该单片机具有丰富的片上资源,如 ADC 转换模块、定时器/计数器、通用 I/O 口等,能够满足系统的控制需求。

(二)温度传感器选用_____型号的数字式温度传感器,其具有高精度、低功耗、响应速度快等优点。

传感器通过 I2C 总线与单片机进行通信,将采集到的温度数据传输给单片机。

(三)驱动电路驱动电路用于控制加热制冷装置的工作。

加热装置采用电阻丝加热,制冷装置采用半导体制冷片。

驱动电路采用_____芯片,通过单片机输出的控制信号来控制加热制冷装置的通断,从而实现温度的调节。

(四)显示模块显示模块选用_____型号的液晶显示屏,通过单片机的并行接口与单片机进行连接。

显示屏能够实时显示箱内温度、设定温度以及系统的工作状态等信息。

基于单片机的PID恒温控制系统设计

基于单片机的PID恒温控制系统设计

基于单片机的PID恒温控制系统设计1. 引言恒温控制系统在现代工业生产中起着至关重要的作用,它能够确保生产过程中的温度稳定,从而保证产品质量和生产效率。

而PID控制器作为一种常用的控制器,具有简单易实现、稳定可靠等优点,被广泛应用于恒温控制系统中。

本文基于单片机的PID恒温控制系统设计,旨在研究和实现一种高效、精确的恒温控制方案。

2. 系统设计原理2.1 PID控制原理PID控制器是由比例项(P项)、积分项(I项)和微分项(D项)组成的。

比例项根据当前误差与设定值之间的差距来调整输出;积分项根据误差累积来调整输出;微分项根据误差变化率来调整输出。

PID控制器通过不断调整输出值与设定值之间的差距,使得系统能够快速、稳定地达到设定值。

2.2 单片机原理单片机是一种高度集成化、功能强大的微处理器芯片。

它具有处理能力强、可编程性好等特点,在工业控制领域得到广泛应用。

单片机可以通过输入输出端口与外部设备进行信息交互,通过控制算法调整输出信号,实现对恒温控制系统的精确控制。

3. 系统硬件设计3.1 传感器恒温控制系统中的传感器用于实时监测温度值,并将其转化为电信号输入给单片机。

常用的温度传感器有热电偶、热敏电阻等。

本设计中选择热敏电阻作为温度传感器。

3.2 控制器本设计中选择常用的STC89C52单片机作为控制器,它具有丰富的外设接口和高性能的处理能力,能够满足恒温控制系统的需求。

3.3 作动器作动器是恒温控制系统中负责调节环境参数(如加热、冷却等)以实现恒温目标的设备。

本设计中选择继电器作为作动器,它可以根据单片机输出信号来切换加热和冷却设备。

4. 系统软件设计4.1 温度采集与处理单片机通过模拟输入端口采集到来自传感器的模拟信号,然后通过模数转换器将其转化为数字信号。

接下来,通过算法对采集到的温度值进行处理,得到误差值。

4.2 PID算法实现PID算法的实现是整个恒温控制系统的核心。

根据采集到的误差值,通过比例、积分和微分三个参数来调整输出信号。

基于单片机的恒温箱控制系统设计

基于单片机的恒温箱控制系统设计

基于单片机的恒温箱控制系统设计一.课程设计内容运用所学单片机、模拟和数字电路、以及测控系统原理与设计等方面的知识,设计出一台以AT89C52为核心的恒温箱控制器,对恒温箱的温度进行控制。

完成恒温箱温度的检测、控制信号的输出、显示及键盘接口电路等部分的软、硬件设计,A/D和D/A转换器件可自行确定,利用按键(自行定义)进行温度的设定,同时将当前温度的测量值显示在LED上。

恒温箱控制器要求如下:1)目标稳定温度范围为100摄氏度――50摄氏度。

2)控制精度为±1度。

3)温度传感器输入量程:30摄氏度――120摄氏度,电流4――20mA。

加热器为交流220V,1000W电炉。

二.课程设计应完成的工作1)硬件部分包括微处理器(MCU)、D/A转换、输出通道单元、键盘、显示等;2)软件部分包括键盘扫描、D / A转换、输出控制、显示等; 3)用PROTEUS软件仿真实现;4)画出系统的硬件电路结构图和软件程序框图;5)撰写设计说明书一份(不少于2000字),阐述系统的工作原理和软、硬件设计方法,重点阐述系统组成框图、硬件原理设计和软件程序流程图。

说明书应包括封面、任务书、目录、摘要、正文、参考文献(资料)等内容,以及硬件电路结构图和软件程序框图等材料。

注:设计说明书题目字体用小三,黑体,正文字体用五号字,宋体,小标题用四号及小四,宋体,并用A4纸打印。

三.课程设计进程安排序号课程设计各阶段名称 1 总体设计,硬件设计 2日期、周次 2021年12月24日~25日,17周绘制软件程序流程图,编写软件 2021年12月26日~28日,17周 13 4 5 软、硬件仿真调试软、硬件仿真调试撰写设计说明书 2021年12月27日,18周 2021年1月2日~3日,18周 2021年1月4日,18周四、.设计资料及参考文献1.王福瑞等.《单片微机测控系统设计大全》.北京航空航天大学出版社,19992.《现代测控技术与系统》韩九强清华大学出版社 2021.9 3.《智能仪器》程德福,林君主编机械工业出版社 2021年2月 4.《测控仪器设计》浦昭邦,王宝光主编机械工业出版社 2001 5.Keil C51帮助文档五.成绩评定综合以下因素:(1) 说明书及设计图纸的质量(占60%)。

基于单片机的恒温控制系统的设计与实现

基于单片机的恒温控制系统的设计与实现

科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI O N2008N O .13SC I ENC E &TEC HN OLO GY I NFO RM ATI O NI T 技术一般意义下的温度控制装置已经广泛地应用到国内外的工业、医疗及日常生活领域,其种类繁多,控制方式及控制手段不胜枚举,其概念也并不新奇。

然而温度控制技术在工程应用中,在专用化和高指标方面还有很大的发展空间,还有需要我们进一步开发与探索的实际问题。

在一些重点实验室中,以及在进行一些特殊实验时,对恒温控制系统的恒温控制要求非常严格,并且控制温度范围比较广泛,同时要求在各个不同的实验时间能够对温度进行调节,为此相继研制出了一些恒温控制系统,但都是用电子电路所构成。

在本文中,笔者采用单片机进行恒温控制系统的设计,使实验室恒温控制系统更可靠、更灵敏、更灵活,控制温度范围更广,更具有应用价值。

从设计要求角度考虑,该控制系统要具有以下功能和特点:1)系统提供电源加热装置;2)显示设定温度和实验室实时温度,控制精度误差小于±2摄氏度,显示精确到1℃;3)可随意预置实验室温度;4)温度超出规定范围则需发声报警。

该系统应具有温度检测、电热控制、温度预置、温度显示及报警等电路。

1硬件设计温度是工业对象中主要的被控参数之一,如冶金、机械、食品、化工各类工业中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等,对工件的处理温度要求严格控制。

控制过程是这样的:单片机定时对炉温进行检测,经A /D 转换得到相应的数字量,再送到微机进行判断和运算,得到应有的控制量,去控制加热功率,从而实现对温度的控制。

本文基于单片机的恒温控制系统的结构框图如图1所示。

1.1主机部分采用M S C-51单片机作为控制主机并选用E P RO M 2764芯片作为程序存储器。

应用M S C-51单片机控制温度检测、温度显示、声音报警和可控硅电热电路。

单片机恒温控制器

单片机恒温控制器

单片机综合设计恒温控制器专业班级:测控102学生姓名:罗丽娇学号 : 120103107056 指导老师:程万胜基于单片机的恒温控制器的设计与实现一. 设计目的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。

因此,单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题,以单片机为主要核心的应用技术已成为一项新的工程应用技术。

单片机以其集成度高、运算速度快、体积小、运行可靠、价格低廉等优势,在过程控制系统、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电器以及网络技术等方面得到了广泛的应用。

温度控制系统是比较常见的和典型的过程系统,温度是工业生产过程中重要的被控参数之一,在冶金、机械、食品、化工等各类工业生产过程中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉,对工件的处理温度等均需要对温度严格控制。

利用单片机、温度传感器实现对温度的控制,具有体积小、编程简单、价格低的优点,在发电厂、纺织、食品、医药、仓库等许多领域得到了很快的应用。

因此具有很好的发展前景和可靠的使用价值。

二. 总体设计1. 研究内容及创新点:本设计是将温度通过DS18B20(常用的温度传感器,具有体积小,硬件开消低,抗干扰能力强,精度高的特点。

)进行采样并转换为0-5V的电压信号进入AT89c51(芯片)单片机,从I/O口输出到液晶屏显示其温度。

同时显示电路显示设定的恒温值,恒温值在一定范围内可调。

当实际温度高于设定的恒定温度1℃时,单片机发出指令信号,继电器吸合,风扇开始吹风。

当温度低于设定的恒温值1℃时,单片机发出指令信号,继电器断开,风扇停止吹风。

基于单片机的温度控制器设计与实现

基于单片机的温度控制器设计与实现

基于单片机的温度控制器设计与实现随着科技的不断发展,电器产品已经成为了我们生活中必不可少的重要组成部分。

然而,在电器产品的使用过程中,由于温度不断上升,很容易导致设备出现故障,甚至出现火灾的危险。

因此,研发一种基于单片机的温度控制器就变得十分必要。

一、控制器的设计方案本文提出的基于单片机的温度控制器采用的是DS18B20数字温度传感器来检测当前环境温度。

然后,通过单片机内部的AD转换器将传感器所检测到的模拟量信号转化成数字信号,再经过一系列复杂运算得到目标控制温度。

此时,单片机将模拟输出信号转化成数字信号,通过PWM控制技术产生相应的电压直接驱动加热/冷却设备,完成温度的控制。

二、温度控制器的实现过程温度控制器的具体实现过程如下:1. 初始化单片机GPIO口(上电时预设参数);2. 配置定时器/计数器的工作模式,设置输出控制电平和周期;3. 程序开始执行后,进入循环体中,程序持续读取DS18B20温度传感器所测得的模拟量信号并将其转化成数字量;4. 根据从传感器中读到的模拟信号计算出当前环境的温度并与目标控制温度进行比较。

当当前温度小于目标控制温度时,程序启动加热设备,当当前温度大于目标控制温度时,程序便启动冷却设备。

三、单片机温度控制器的主要特点1. 精度高:该控制器所采用的数字温度传感器DS18B20采用的是DS18B20数字温度传感器,能够实现精度在±0.5℃的测量;2. 控制精准:由于数字技术的应用,温度控制精度非常高,并且与人的手动操作不同,单片机的控制器具备更高的精准控制能力;3. 低成本:由于单片机和传感器都可以大量生产,因此造价非常低廉,成本大大降低。

四、结论基于单片机的温度控制器的研发和应用已经在各种电器产品中得到广泛应用。

本文通过分析设计方案、实现过程和主要特点,揭示了它与其它控制器相比的优点。

综上所述,该温度控制器精度高、控制精确,且成本低廉,可望成为电器产品中的重要构成部分。

基于单片机的智能温控系统的设计与实现

基于单片机的智能温控系统的设计与实现

基于单片机的智能温控系统的设计与实现课程设计报告设计名称基于单片机的智能温控系统的设计与实现学校陕西电子科技职业学院学院电子工程学院学生姓名王一飞班级1507指导教师聂弘颖时间2017年10月23日一、概述随着嵌入式技术、计算机技术、通信技术的不断发展与成熟。

控制系统以其直观、方便、准确、适用广泛而被越来越广泛地应用于工业过程、空调系统、智能楼宇等。

恒温控制系统,控制对象是温度。

温度控制在日常生活及工作领域应用的相当广泛,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。

本项目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:被控温度范围可以调整,初始范围25<=T<=35。

如果被测温度在25度到35度之间,则既不加热,又不报警;如果被测温度小于25度,则既加热,又报警;如果被测温度大于35度,则报警,不加热。

数码管显示温度,温度精确到整数。

二、方案设计采用单片机+单总线DS18B20的方案,其中单片机采用51兼容系列三、详细硬件设计及原件介绍3.1 单片机最小系统在基于单片机的应用系统中,其核心是单片机的最小系统,而单片机又是最小系统的核心,为了方便起见,采用的单片机型号是:STC89C52RC,内部资源有:8KB FLASH ,512B SRAM,4个8位I/O,2个TC,1个UART,带ISP和IAP功能。

是近年来流行的低端51单片机。

时钟电路采用12.0M晶体,复位电路采用简单的RC复位电路。

R=10K,C=10uF,详细电路见总体原理图3.2 DS18B20简介DS18B20是采用“1-wire”一线总线传输数据的集成温度传感器,信息经过单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出,因此从中央处理器到DS18B20仅需连接一条线。

基于单片机的恒温控制系统的设计与实现

基于单片机的恒温控制系统的设计与实现

基于单片机的恒温控制系统的设计与
实现
以下是基于单片机的恒温控制系统的设计与实现的相关介绍:
恒温控制系统是一种能够将温度维持在设定范围内的系统,广泛应用于工业、农业、医疗等领域。

本设计以单片机为核心,通过温度传感器实时监测环境温度,并使用PID 算法对加热器或冷却器进行控制,以实现恒温控制的目的。

系统主要由以下几个部分组成:
1. 温度传感器:用于实时测量环境温度,一般选用热电偶或热电阻等传感器。

2. 单片机:作为系统的控制核心,负责处理温度传感器的数据,计算控制量,并输出控制信号。

3. 执行机构:根据单片机输出的控制信号,对加热器或冷却器进行相应的操作,以实现温度的调节。

4. 显示模块:用于显示当前温度和设定温度等信息,可选用 LED 数码管或液晶屏等。

5. 按键模块:用于设置恒温控制系统的参数,如设定温度、PID 参数等。

在软件设计方面,系统采用 PID 算法对温度进行控制。

PID 控制器通过对误差信号进行比例、积分和微分运算,生成控制信号,从而实现对温度的精确控制。

在实际应用中,需要根据具体需求选择合适的硬件元件,并进行相应的软件编程和调试。

通过合理的设计和实现,可以构建一个性能稳定、控制精度高的恒温控制系统。

希望以上内容对你有所帮助。

如果你有更多需求,请提供详细信息,以便我更好地为你解答。

基于单片机的恒温箱温度控制系统的设计

基于单片机的恒温箱温度控制系统的设计

基于单片机的恒温箱温度控制系统的设计课程设计题目:单片机恒温箱温度控制系统的设计本课程设计要求:本温度控制系统为以单片机为核心,实现了对温度实时监测和控制,实现了控制的智能化。

设计恒温箱温度控制系统,配有温度传感器,采用DS18B20数字温度传感器,无需数模拟∕数字转换,可直接与单片机进行数字传输,采用了PID控制技术,能够使温度保持在要求的一个恒定范围内,配有键盘,用于输入设定温度;配有数码管LED用来显示温度。

技术参数和设计任务:1、利用单片机AT89C2051实现对温度的控制,实现保持恒温箱在最高温度为110℃。

2、可预置恒温箱温度,烘干过程恒温控制,温度控制误差小于±2℃。

3、预置时显示设定温度,恒温时显示实时温度,采用PID控制算法显示精确到0.1℃。

4、温度超出预置温度±5℃时发出声音报警。

5、对升、降温过程没有线性要求。

6、温度检测部分采用DS18B20数字温度传感器,无需数模拟∕数字转换,可直接与单片机进行数字传输7、人机对话部分由键盘、显示和报警三部分组成,实现对温度的显示、报警。

一、本课程设计系统概述1、系统原理选用AT89C2051单片机为中央处理器,经过温度传感器DS18B20对恒温箱进行温度采集,将采集到的信号传送给单片机,在由单片机对数据进行处理控制显示器,并比较采集温度与设定温度是否一致,然后驱动恒温箱的加热或制冷。

2、系统总结构图总体设计应该是全面考虑系统的总体目标,进行硬件初步选型,然后确定一个系统的草案,同时考虑软硬件实现的可行性。

总体方案经过重复推敲,确定了以美国Atmel公司推出的51系列单片机为温度智能控制系统的核心,并选择低功耗和低成本的存储器、数码显示器等元件,总体方案如下图:图1系统总体框图二、硬件各单元设计1、单片机最小系统电路单片机选用Atmel公司的单片机芯片AT89C2051 ,完全能够满足本系统中要求的采集、控制和数据处理的需要。

基于单片机的自动恒温控制系统的设计

基于单片机的自动恒温控制系统的设计

关头词STC89C52单片机;PT100;LCD显示电路;ADC0809之五兆芳芳创作第2章系统总体计划设计2.1 系统总体设计计划本系统采取了STC89C52作为处理器,以PT100为温度传感器的温度收集系统,并通过ADC0809进行模数转换,该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记实当前的时间.其主要包含:电源模块、温度收集模块、按键处理模块、实时时钟模块、数据存储模块、报警电路模块、LCD显示模块、通讯模块以及单片机最小系统.硬件系统原理框图如图2-1..这两种数码管的驱动方法是不合的.当需要点亮共阳极数码管的一段时,公共段需接高电平,该段的段选线接低电平.从而该段被点亮.当需要点亮共阴极数码管的一段时,公共段需接低电平,该段的段选线接高电平,该段被点亮.计划二:LCD显示电路多采取1602液晶.1602液晶也叫1602字符型液晶,它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块.它由若干个5X7或5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符,每位之间有一个点距的距离,每行之间也有距离,起到了字符间距和行间距的作用.基于精确显示,拟采取计划二.按键输入电路一般键盘电路有两种:独立式键盘和矩阵式键盘.计划一:独立式键盘中,各按键相互独立,每个按键各接一根输入线,每根输入线上的按键任务状态不会影响其它输入线上的任务状态.因此,通过检测输入线的电平状态就可以很容易的判断按键是否被按下了.独立式键盘电路配置灵活,软件结构复杂.但每个按键需占用一根输入线,在按键数量较多时,输入口浪费大,电路结构显得很复杂,故此种按键适用于按键较少或操纵速度较高的场合.计划二:矩阵式键盘由行线和列线组成,按键位于行、列的穿插点上,辨别连接到按键开关的两端.行线通过上拉电阻接到VCC上.平时无按键动作时,行线处于低电平状态,而当有按键按下时,列线电平为低,行线电平为高.这一点是识别矩阵式是否被按下的关头所在.因此,各按键彼此将相互影响,所以必须将行、列线信号配合起来并作适合的处理,才干确定闭合键的位置.很明显,在按键数量较多的场合,矩阵式键盘与独立式键盘相比,要节省良多的I/O口.由于本系统只需要4个按键,故选择独立式键盘.第3章硬件电路设计3.2单片机最小系统电路在温度控制系统设计中,控制焦点是STC89C52单片机,该单片机为52系列增强型8位单片机,它有32个I/O 口,片内含4K FLASH工艺的程序存储器,便于用电的方法瞬间擦除和改写,并且价钱廉价,其外部晶振为12MHz,一个指令周期为1μS.使用该单片机完全可以完成设计任务,其最小系统主要包含:复位电路、震荡电路以及存储器选择模式(EA脚的凹凸电平选择),电路如下图图3-1 单片机最小系统电路3.3 系统电源电路的设计本系统采取电源稳压芯片是LM2596,该开关电压调节器是降压型电源办理单片集成电路,能够输出3A的驱动电流,输出电压是+5v,输入电压是+24v,同时具有很好的线性和负载调节特性.该器件内部集成频率抵偿和固定频率产生器,开关频率为150KHz,与低频开关调节器相比较,可以使用更小规格的滤波元件.该器件还有其他一些特点:在特定的输入电压和输出负载的条件下,输出电压的误差可以包管在±4%的规模内,振荡频率误差在±15%的规模内;可以用仅80μA的待电机流,实现外部断电;具有自我庇护电路(一个两级降频限流庇护和一个在异常情况下断电的过温完全庇护电路).在该温度控制系统中,其电源电路设计如下图3-2所示.图3-2 电源电路3.4 温度传感器电路3.4.1 温度收集电路利用热电阻温度系数随温度变更而制成的温度传感器,称为热电阻温度传感器.对于大多数金属导体,其电阻值都具有随温度升高而增大的特性.经常使用的金属导体资料有铂、铜、铁和镍.热电阻是中低温区最罕有的一种温度传感器.它主要特点是丈量精度高,性能稳定.热电阻的电阻变更规模很小,如果直接用欧姆表丈量其电阻值的变更将十分困难、且误差很大,必须使用电桥电路,然后经过缩小电路,缩小偏差值.铂电阻温度传感器是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的温度传感器,由于其丈量准确度高、丈量规模大、复现性和稳定性好等,被普遍用于中温规模的温度丈量中.Pt100内具有其他任何温度传感器无可比较的优势,包含高精度、稳定性好、抗搅扰能力强等.由于铂电阻的电阻值与温度成非线性关系,所以需要进行非线性校正.校正分为模拟电路校正和微处理器数字化校正,模拟校正有良多现成的电路,其精度不高且易受温漂等搅扰因素影响,数字化校正则需要在微处理系统中使用,将Pt电阻的电阻值和温度对应起来后存入EEPROM中,按照电路中实测的AD值以查表方法计较相应温度值,如下表3-2.表3-2 PT100Pt100温度传感器为正温度系数热敏传感器,主要技巧参数如下:1.2.允许偏差A级±(0.15+0.002 | t | ),B级±(0.30+0.005 | t | );3.最小置入深度:热电阻的最下置入深度≥200mm;4.允通电流≤5mA.另外,Pt100温度传感器还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点.应用领:宽规模、高精度温度丈量领域.如:轴瓦,缸体,油管,水管,汽管,纺机,空调,热水器等狭小空间也领域设备丈量和控制.汽车空调、冰箱、冷柜、饮水机、咖啡机,烘干机以及中低温枯燥箱、恒温箱等.供热/制冷管道热量计量,中央空调分机热能计量和产业领域测温和控制.图3-3 温度收集电路具体温度采样电路如图3-3所示.将温度的变更转化变成电压的变更,经过缩小后送往A/D转化为数字量进行处理.Rx为传感器热电阻,由电桥实现温度到电压的转化,由运放IC3完成信号的缩小,由IC4完成信号的调整.设输入IC3的2,3端电压辨别对应为V i2,V i3那么(3-1)(3-2)其中R x为传感器热阻值,V ref为基准源电压,K为调整系数.由于R1>>R w2(如R1=100KΩ,R w2=1KΩ),同样R2>>R x(如R2=100KΩ,R x=1KΩ),因而V OUT=K(R6/R4)V ref(R w2-R x)/R2,在后级的A/D,满刻度时,那么V OUT=5V.实际电路调整中,已经确定R6,置传感器于25℃情况,调整R w2,使V OUT=0V;置传感器于35℃情况,调节R w6,使V OUT=5V;使完成前向模拟通道的调整.A/D转换电路ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件.它是逐次迫近式A/D 转换器,可以和单片机直接接口.(一)ADC0809的内部逻辑结构见图3-4.由图可知,ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成.多路开关可选通8个模拟通道,允许8路模拟量分时输入,共用A/D转换器进行转换.三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量,当OE端为高电平时,才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据.从图中可以看出,ADC0809是串口通信电路,这也是为什么ADC0809模块传送速率比较快,且正确率较高.图3-4 ADC0809内部结构(二)引脚结构IN0-IN7:8条模拟量输入通道.ADC0809对输入模拟量要求:信号单极性,电压规模是0-5V,若信号太小,必须进行缩小;输入的模拟量在转换进程中应该保持不变,如若模拟量变更太快,则需在输入前增加采样保持电路.地址输入和控制线:4条.ALE为地址锁存允许输入线,高电平有效.当ALE线为高电平时,地址锁存与译码器将A,B,C三条地址线的地址信号进行锁存,经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换.模拟量输入.通道选择表如下表3-3所示.数字量输出及控制线:11条ST为转换启动信号.当ST上跳沿时,所有内部存放器清零;下跳沿时,开始进行A/D转换;在转换期间,ST应保持低电平.EOC为转换结束信号.当EOC为高电平时,标明转换结束;不然,标明正在进行A/D转换.OE为输出允许信号,用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据.OE=1,输出转换得到的数据;OE=0,输出数据线呈高阻状态.D7-D0为数字量输出线.CLK为时钟输入信号线.因ADC0809的内部没有时钟电路,所需时钟信号必须由外界提供,通常使用频率为500KHZ.VREF(+),VREF(-)为参考电压输入.ADC0809芯片的引脚图见图3-5图3-5 ADC0809引脚图ADC0809的频率要低于640KHz,单片机使用的是12MHz,从ALE端引出的信号频率已经六分频了,所以还需要四分频.D D和Q非连,即每输入一个脉冲,触发器翻转一次,每翻转两次,触发器的输出端可以得到一个完整的矩形波,而触发器翻转两次所用的前沿脉冲来自CP的两个矩形波.一个D触发器完成了二分频电路,用其输出再去触发另一个D触发器(又是一个二分频),这样,就完成了信号的四分频.该触发器是前沿触发方法.四分频电路和脉冲电路如图3-6.图3-6 四分频电路和脉冲电路3.5 按键输入电路本设计采取4个按键组成键盘,均接10KΩ的电阻来拉高电平,在按键按下时输入低电平信号.由于STC89C52单片机I/O口丰厚,在此还有剩余,因此选用将按键直接与I/O 口连接的方法,简化电路的同时还简化了软件设计.具体设计如图3-7所示:图3-7 键盘模块电路3.6 时钟电路本设计采取时钟芯片DS1302,时钟芯片DS1302与单片机STC89C52的接口是由3条线来完成的,单片机STC89C52的P3.4与时钟芯片的数据传输端相连,P3.5用来作为DS1302输入时钟SCLK控制端,P3.6控制DS1302的复位输入端.DS1302接尺度的12MHz石英晶振.DS1302与单片机的接口电路如图3-8所示:图3-8 时钟接口电路3.7 LCD显示电路本设计采取LCD1602,其电路原理如图3-9,LCD1602液晶显示,是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块.它由若干个5X7或5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符,每位之间有一个点距的距离,每行之间也有距离,起到了字符间距和行间距的作用,正因为如此所以它不克不及很好地显示图形(用自定义CGRAM,显示效果也欠好).其中各引脚的功效是:第1脚:VSS为电源地第2脚:VDD接5V电源正极第3脚:VEE为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高(对比度太高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度).第4脚:RS为存放器选择,高电平1时选择数据存放器、低电平0时选择指令存放器.第5脚:RW为读写信号线,高电平(1)时进行读操纵,低电平(0)时进行写操纵.第6脚:E(或EN)端为使能(enable)端,高电平(1)时读取信息,负跳变时执行指令.第7~14脚:D0~D7为8位双向数据端.第15~16脚:空脚或背灯电源.15脚背光正极,16脚背光负极.LCD1602的特性:1、3.3V或5V任务电压,对比度可调2、内含复位电路3、提供各类控制命令,如:清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功效4、有80字节显示数据存储器DDRAM5、内建有192个5X7点阵的字型的字符产生器CGROM6、8个可由用户自定义的5X7的字符产生器CGRAM图3-9 LCD显示电路3.8 报警电路在微型计较机控制系统中,为了平安生产,对于一些重要的参数或系统部位,都设有紧急状态报警系统,以便提醒操纵人员注意,或采纳紧急措施.其办法就是把计较机收集的数据或记功计较机进行数据处理、数字滤波,标度变换之后,与该参数上下限给定值进行比较,如果高于上限值(或低于下限值)则进行报警,不然就作为采样的正常值,进行显示和控制.在现实任务进程中,很容易碰到由于偶然因素造成的未能实时控制加热炉的温度从而造成产业上的重大事故,对于产业生产可能造成很是欠好的影响,所以对于温度进行过限报警有着很重要的现实意义.本此设计是针对产业生产中的加热炉的很稳控制的操纵,虽然不克不及达到智能加热控制,但是对于恒温的一些可以人工操纵的部分实现,加上报警模块,不但在温度低于限定值是可以报警,在温度超出限定温度是,亦可以进行报警,避免因未实时报警造成损失.报警电路如图3-10所示,该电路采取一个小功率三极管Q1驱动蜂鸣器BELL,当单片机接收到逾额温度信号或危险信号时,输出脚BELL输出高点平,Q1导通,致使蜂鸣器BELL 得电任务,收回报警声.同时,电路中的发光二极管指示出电路的任务状态.图3-10 报警电路3.9 串口通信电路本设计采取串行通信的初衷是通过串行口实现PC机和单片机的通信,在测试进程中,通过串行口可将温度数据传送到PC机上作为备份保管.PC机的显示器可以更清楚、直不雅地显示温度动摇变更进程.资料简介该产品是由德州仪器公司(TI)推出的一款兼容RS232尺度的芯片.由于电脑串口RS232电平是-10v +10v,而一般的单片机应用系统的信号电压是ttl电平0 +5v,MAX232就是用来进行电平转换的,该器件包含2驱动器、2接收器和一个电压产生器电路提供TIA/EIA-232-F电平.该器件合适TIA/EIA-232-F尺度,每一个接收器将TIA/EIA-232-F电平转换成5-V TTL/CMOS电平.每一个发送器将TTL/CMOS电平转换成TIA/EIA-232-F电平.1、单5V电源任务2、 LinBiCMOSTM工艺技巧3、两个驱动器及两个接收器4、 ±30V输入电平5、低电源电流:典型值是8mA7、ESD庇护大于MIL-STD-883(办法3015)尺度的2000V复位电路的设计接口介绍RS232接口是1970年由美国电子产业协会(EIA)联合贝尔系统、调制解调器厂家及计较机终端生产厂家配合制定的用于串行通讯的尺度.它的全名是“数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据互换接口技巧尺度”该尺度规则采取一个25个脚的DB25连接器,对连接器的每个引脚的信号内容加以规则,还对各类信号的电平加以规则.DB25的串口一般只用到的管脚只有2(RXD)、3(TXD)、7(GND)这三个,随着设备的不竭改良,现在DB25针很少看到了,代替他的是DB9的接口,DB9所用到的管脚比DB25有所变更,是2(RXD)、3(TXD)、5(GND)这三个.因此现在都把RS232接口叫做DB9.由于RS232接口尺度出现较早,难免有缺乏之处,主要有以下四点:(1)接口的信号电平值较高,易损坏接口电路的芯片,又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接.(2)传输速率较低,在异步传输时,波特率为20Kbps;因此在“南方的老树51CPLD开发板”中,综合程序波特率只能采取19200,也是这个原因.(3)接口使用一根信号线和一根信号前往线而组成共地的传输形式,这种共地传输容易产生共模搅扰,所以抗噪声搅扰性弱.(4)传输距离有限,最大传输距离尺度值为50英尺,实际上也只能用在50米左右.51单片机有一个全双工的串行通讯口,所以单片机和电脑之间可以便利地进行串口通讯.进行串行通讯时要满足一定的条件,比方电脑的串口是RS232电平的,而单片机的串口是TTL电平的,两者之间必须有一个电平转换电路,我们采取了专用芯片MAX232进行转换,虽然也可以用几个三极管进行模拟转换,但是仍是用专用芯片更复杂可靠.我们采取了三线制连接串口,也就是说和电脑的9针串口只连接其中的3根线:第15脚的GND、第13脚的RXD、第14脚的TXD.这是最复杂的连接办法,但是对我们来说已经足够使用了,电路如下图3-11所示,MAX232的第12脚和单片机的RXD连接,第11脚和单片机的TXD脚连接.图3-11 串口通信电路设计中用到的MAX232芯片是电平转换芯片.MAX232芯片是MAXIM公司生产的,包含两路接收器和驱动器的IC 芯片,适用于各类EIA-232C和V.28/V.24的通信接口.MAX232芯片内部有一个电源电压变换器,可以把输入的+5V电源电压变换成为RS-232C输出电平所需的+-10V电压.所以,采取此芯片接口的串行通信系统只需单一的+5V电源就可以了.对于没±12V电源的场合,其适应性更强.加上其价钱适中,硬件接口复杂,所以被普遍采取.图中上半部分电容C1、C2、C3、C4,及V+,V-是电源变换电路部分.在实际应用中,器件对噪声很敏感.因此,Vcc必须要对地加去耦电容C5,其值为0.1uF.电容C1、C2、C3、C4取同样数值的钽电解电容0.1uF/16V,用以提高抗搅扰能力,在连接时必须尽量靠近器件.下半部分为发送和接收部分.实际应用中,T1IN和T2IN可直接接TTL/CMOS电平的单片机ADuC812的串行发送端TxD;R1OUT,R2OUT可直接接TTL/CMOS电平的单片机ADuC812的串行发送端RxD;T1OUT,T2OUT可直接接PC机的RS-232串口的接收端RxD;R1IN,R2IN可直接接PC机的RS-232串口的发送端TxD.3.10 存储器接口电路AT24C256是一个256K位串行CMOS,内部含有32768个字节,每字节为8位CATALYST.该器件通过I2C 总线接口进行操纵.其电路图如下图3-12所示.管脚描述:SCL:串行时钟输入管脚用于产生器件所有数据发送或接收的时钟这是一个输入管脚.SDA:双向串行数据/地址管脚用于器件所有数据的发送或接收,SDA是一个开漏输出管脚可与其它开漏输出或集电极开路输出进行线或wire-OR.WP:写庇护,当WP 脚连接到Vcc所有内存酿成写庇护只能读,当WP 引脚连接到Vss 或悬空允许器件进行读/写操纵.A0/A1:器件地址输入.虽然STC89C52脚STC89C31单片机存储空间有了较大的增加,但是仍然不克不及满足实际电路的需求,本电路中,需要将加热炉的温度数据存储,并且与PC机有串口通信,需要有更大的存储空间来接收和发送温度动摇的数据,便于PC机对温度的动摇绘制动摇图.图3-12 存储器接口电路。

基于单片机的恒温箱控制系统设计

基于单片机的恒温箱控制系统设计

基于单片机的恒温箱控制系统设计恒温箱是一种用于保持特定温度的设备,广泛应用于实验室、医疗、食品加工等领域。

为了实现对恒温箱的精确控制,我们可以利用单片机来设计一个智能的恒温箱控制系统。

我们需要选择合适的单片机作为控制核心。

常见的单片机有51系列、AVR系列、STM32系列等,我们可以根据实际需求选择合适的型号。

接下来,我们可以通过编程来实现对恒温箱的控制。

在编程之前,我们需要设计一个合适的硬件电路。

一个基本的恒温箱控制系统包括温度传感器、加热器、风扇、显示屏等组件。

温度传感器用于实时监测箱内温度,加热器和风扇用于调节箱内温度,显示屏用于显示当前温度和设定温度。

在编程方面,我们可以利用单片机的IO口和模拟输入输出功能来实现对各个组件的控制。

首先,我们需要通过温度传感器获取到当前的温度值。

然后,我们可以根据设定的温度范围来判断是否需要调节加热器或风扇。

如果当前温度低于设定温度,则启动加热器;如果当前温度高于设定温度,则启动风扇。

通过不断监测和调节,我们可以实现对恒温箱内温度的精确控制。

除了基本的温度控制功能,我们还可以加入一些其他的功能,以提升系统的智能化程度。

例如,我们可以设置定时开关机功能,实现按照设定的时间自动启动和关闭恒温箱。

我们还可以设计一个温度曲线显示功能,实时显示恒温箱内温度的变化趋势。

此外,我们还可以通过串口通信将实时温度数据传输到计算机上,方便用户进行数据分析和记录。

在系统设计过程中,我们需要考虑到安全性和稳定性。

首先,我们需要加入过温保护功能,当温度超过设定的安全范围时,系统会自动关闭加热器并发出警报。

其次,我们需要合理设计硬件电路,确保电路的稳定性和可靠性。

此外,我们还需要进行充分的测试和调试,确保系统工作正常并能够稳定运行。

基于单片机的恒温箱控制系统设计可以实现对恒温箱内温度的精确控制。

通过合理的硬件设计和编程,我们可以实现恒温箱的智能化控制,提升系统的功能和性能。

这不仅可以满足实验室、医疗、食品加工等领域对恒温箱的需求,还可以为科研人员提供一个稳定、可靠的实验环境。

基于单片机的恒温箱控制系统设计方案

基于单片机的恒温箱控制系统设计方案

设计一个基于单片机的恒温箱控制系统涉及到硬件设计和软件编程两个方面。

下面是一个简要的设计方案:硬件设计:1. 传感器选择:选择合适的温度传感器,如DS18B20数字温度传感器,用于实时监测箱内温度。

2. 执行器:选择合适的加热器或制冷器作为执行器,用于调节箱内温度。

3. 单片机:选择适合的单片机,如Arduino Uno或STM32等,作为控制核心。

4. 显示器:可以添加LCD显示屏,用于显示当前温度和设定温度。

5. 输入设备:可以添加旋钮或按钮,用于设定目标温度。

软件设计:1. 温度读取:编写程序从温度传感器读取实时温度数据。

2. 控制算法:设计恒温控制算法,比如PID控制算法,根据实际温度和设定温度调节加热器或制冷器。

3. 用户界面:编写程序实现与用户的交互,包括设定目标温度和显示当前温度。

4. 安全保护:添加温度过高或过低的报警功能,保护箱内物品和系统安全。

5. 实时监控:实现实时监控功能,定时记录温度数据并可通过串口或WiFi上传至PC进行分析。

实施步骤:1. 进行硬件连接,将温度传感器、执行器和单片机连接好。

2. 编写单片机程序,包括温度读取、控制算法等功能。

3. 测试程序功能,确保可以准确地读取温度并控制箱内温度。

4. 调试控制算法,优化控制效果,确保恒温箱可以稳定工作。

5. 添加用户界面和安全保护功能,完善系统设计。

通过以上硬件设计和软件编程,可以实现一个基于单片机的恒温箱控制系统,能够稳定地控制恒温箱内的温度,满足不同实验或存储需求。

在实际应用中,还可以根据具体需求对系统功能和性能进行进一步优化和扩展。

基于单片机的恒温控制系统设计

基于单片机的恒温控制系统设计

摘要:近年来随着计算机技术在社会领域渗透, 单片机应用也在不断地快速发展,同时推动传统控制检测日新月益更新。

在自动控制与实时检测单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部分,仅单片机方面技术是不够,还应根据具体硬件结构及应用对象特点软件结合,以作完善。

本论文从主要研究水温恒温自动控制过程,主要应用AT89C51、DS18B20、LED数码管、MOC3041、可控硅。

通过DS18B20数字温度传感器采集温度,以单片机为中央控制器进行数据处理与控制分析,并通过四位LED数码管显示实时温度与各种状态值,然后单片机调制出PWM脉冲,通过PWM驱动可控硅通断,实现温度实时控制。

关键词:单片机系统;传感器;数据采集;模数转换器;温度ABSTRACT: With the computer technology in recent years, the penetration in the social sphere, SCM applications are constantly rapid development, while promoting traditional control detects the rapidly growing updated. In automatic control and real-time detection of microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core part only of SCM technology is not enough, but also according to the specific characteristics of the hardware structure and application software objects combine to make perfect.The major research paper from the automatic thermostat temperature control process, the main application AT89C51, DS18B20, LED digital tube, MOC3041, triac. By collecting temperature DS18B20 digital temperature sensor, a microcontroller as the central controller for data processing and control analysis, and through the four LED digital display real-time temperature and various status values, then a single-chip PWM pulse modulated by PWM drive can be silicon-off control, to achieve real-time temperature control.KEY WORDS: MCU system; sensor; data acquisition; analog-to-digital converter; temperature第一章前言1.1课题背景及其意义21世纪是科学技术高速发展信息时代,电子技术、单片机技术应用已经是非常广泛,伴随着科学技术与生产不断发展,在生产生活中需要对各种参数进行温度测量。

基于单片机的恒温控制器的设计和实现27

基于单片机的恒温控制器的设计和实现27

收稿日期:2008-03-17基金项目:建设部重点计划项目(06-K9-61)作者简介:李善寿(1979-),男,安徽金寨人,讲师,研究方向为嵌入式系统;方潜生,教授,研究方向为智能建筑、计算机应用技术;肖本贤,教授,研究方向为运动控制技术、嵌入式系统。

基于单片机的恒温控制器的设计和实现李善寿1,3,方潜生1,3,肖本贤2,汪小龙1,3(11安徽建筑工业学院电子与信息工程学院,安徽合肥230022;21合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥230009;31安徽省智能建筑重点实验室,安徽合肥230022)摘 要:为了实现微生物分析仪中的恒温控制,从而实现检测样品在恒温环境内的检测,介绍了基于PID 算法和PWM (脉冲宽度调制)技术的嵌入式恒温控制器的设计和实现方法。

该系统采用新型单片机P89V51RD2作为系统控制器,采用基于单总线协议的DS18B20温度传感器作为检测元件,简化了系统的接口电路。

该系统在微生物分析仪中的应用结果证明了系统设计方法的有效性。

关键词:恒温控制;PID 算法;PWM ;单总线协议中图分类号:T302.1 文献标识码:A 文章编号:1673-629X (2008)12-0197-03Design and Implementation of Constant T emperatureController B ased on SinglechipL I Shan 2shou 1,3,FAN G Qian 2sheng 1,3,XIAO Ben 2xian 2,WAN G Xiao 2long 1,3(1.Coll.of Electronics &Information Eng.,Anhui Institute of Architecture &Industry ,Hefei 230022,China ;2.Sch.of Electric Eng.and Automation ,Hefei University of Technology ,Hefei 230009,China ;3.K ey Laboratory of Intelligent Building in Anhui Province ,Hefei 230022,China )Abstract :In order to implement the control of constant temperature in instrument of Microbe ,and the examination of the sample can be performed in it ,the design and implementation of embedded controller which based on the algorithm of PID and the technology of PWM was introduced.the system ,the micro -controller of P89V51RD2was used ,and the temperature sensor of DS18B20which is based on the single -bus protocol was used as the sensing part ,which simplified the interface circuit in the system.The result of the application in instrument of Microbe indicated the validity of the design and implementation of embedded constant temperature controller.K ey w ords :constant temperature control ;algorithm of PID ;pulse -width modulation ;single -bus protocol0 引 言众多医疗仪器在检测过程中,常要求在恒温状态下工作,因此需要进行精密的温度控制。

基于单片机的恒温箱控制器的设计

基于单片机的恒温箱控制器的设计

基于单片机的恒温箱控制系统设计[摘要]恒温控制在工业生产过程中举足轻重,温度的控制直接影响着工业生产的产量和质量。

本设计是基于AT89C51单片机的恒温箱控制系统,系统分为硬件和软件两部分,其中硬件包括:温度传感器、显示、控制和报警的设计;软件包括:键盘管理程序设计、显示程序设计、控制程序设计和温度报警程序设计。

编写程序结合硬件进行调试,能够实现设置和调节初始温度值,进行数码管显示,当加热到设定值后立刻报警。

另外,本系统通过软件实现对按键误差、加热过冲的调整,以提高系统的安全性、可靠性和稳定性。

本设计从实际应用出发选取了体积小、精度相对高的数字式温度传感元件DS18B20作为温度采集器,单片机AT89C51作为主控芯片,数码管作为显示输出,实现了对温度的实时测量与恒定控制。

[关键词]单片机;温度传感器;恒温;控制;报警The Design of Refrigerator Door Shell Shaping Control SystemBased on Siemens WINCCAbstract:The system makes use of the single chip AT89C51 as the temperature controlling center, uses numeral thermometer DS18B20 which transmits as 1-wire way as the temperature sensor, through the pressed key, the numerical code demonstrated composite of the man-machine interactive connection ,to realize set and adjust the initial temperature value. After the system works, the digital tube will demonstrate the temperature value, when temperature arriving to the setting value, the buzzer will be work immediately. In addition, the system through the software adjusting to the pressed key error, and the excessively hutting. All of these are in order to enhance the system’s security, reliability and stability.Keywords:DS18B20;MCU;Constant temperature control; 1-wire transmission目录1 引言 (1)2 系统概述 (1)2.1 简述 (1)3 设计思路分析 (2)4 方案论证 (2)4.1 温度传感器 (2)4.2 显示部分 (2)4.3 输出控制 (3)5 硬件设计及工作原理 (3)5.1 系统功能及工作流程介绍 (3)5.2 功能模块 (5)5.3 系统硬件设计 (5)5.3.1 DS18B20测温电路 (5)5.3.2 DS18B20的特点介绍 (6)5.3.3 单线(1-wire)技术 (6)5.3.4 DS18B20的引脚及功能介绍 (7)5.3.6 输出控制电路 (9)5.3.7 温度越线报警电路 (10)6 系统的应用软件设计 (10)6.1 软件描述 (10)6.1.1 键盘管理模块 (10)6.1.2 显示模块 (11)6.1.3 控制模块 (11)6.1.4 温度报警模块 (12)6.1.5 主程序和中断服务程序流程 (12)7 系统调试与仿真 (14)7.1 硬件调试 (14)7.1.1 脱机检查 (14)7.1.2 仿真调试 (14)7.1.3 检查CPU的时钟电路 (14)7.1.4 对扩展的RAM、ROM进行检查调试 (15)7.2 软件调试 (15)7.2.1 交叉汇编 (15)7.2.2 用汇编语言 (15)7.2.3 手工汇编 (15)7.3 系统仿真 (15)8 抗干扰技术 (18)8.1 硬件抗干扰技术 (18)8.2 软件抗干扰技术 (18)9 系统制作与测试 (19)结束语 (21)参考文献 (22)致谢 (23)1 引言温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制,特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中,具有举足重轻的作用,其温度的控制效果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。

基于单片机的自动恒温控制系统的设计

基于单片机的自动恒温控制系统的设计

关键词STC89C52单片机;PT100;LCD显示电路;ADC0809第2章系统总体方案设计2.1 系统总体设计方案本系统采用了STC89C52作为处理器,以PT100为温度传感器的温度采集系统,并通过ADC0809进行模数转换,该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记录当前的时间。

其主要包括:电源模块、温度采集模块、按键处理模块、实时时钟模块、数据存储模块、报警电路模块、LCD显示模块、通讯模块以及单片机最小系统。

硬件系统原理框图如图2-1。

图2-1 硬件原理框图2.2.2显示电路在单片机系统中常用的显示电路有LED显示、LCD显示。

方案一:LED显示屏采用七段码显示时,数码管中的每一段相当于一个发光二极管。

对于共阳极的数码管,内部每个发光二极管的阳极被连在一起,成为该各段的公共选通线,发光二极管的阴极则成为段选线。

对于共阴极数码管,则正好相反,内部发光二极管的阴极接在一起,阳极成为段选线。

这两种数码管的驱动方式是不同的。

当需要点亮共阳极数码管的一段时,公共段需接高电平,该段的段选线接低电平。

从而该段被点亮。

当需要点亮共阴极数码管的一段时,公共段需接低电平,该段的段选线接高电平,该段被点亮。

方案二:LCD显示电路多采用1602液晶。

1602液晶也叫1602字符型液晶,它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。

它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符,每位之间有一个点距的间隔,每行之间也有间隔,起到了字符间距和行间距的作用。

1602LCD是指显示的内容为216 ,即可以显示两行,每行16个字符液晶模块(显示字符和数字)。

液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点,在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。

基于精确显示,拟采用方案二。

2.2.3按键输入电路一般键盘电路有两种:独立式键盘和矩阵式键盘。

方案一:独立式键盘中,各按键相互独立,每个按键各接一根输入线,每根输入线上的按键工作状态不会影响其它输入线上的工作状态。

基于单片机的恒温控制系统

基于单片机的恒温控制系统

基于单片机的恒温控制系统摘要:随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用,以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度的控制水平。

温度是工业控制中主要的被控参数之一,特别是在冶金、化工、建材、食品、机械等工业中,具有举足重轻的作用,因此,温度控制系统是典型的控制系统。

本文介绍了基于单片机AT89C51的温度控制系统的设计方案与软硬件实现,论述了一种以STC89C52单片机为主控制单元,以DS18B20为温度传感器的温度自动控制系统。

该控制系统可以根据设定的温度,通过PID算法调节和控制pwm波的输出,控制晶闸管导通时间从而控制水温的自动调节,系统设计了相关的硬件电路和相关应用程序。

硬件电路主要包括STC89C52单片机最小系统,DS18b20测温电路、键盘电路丄CD液晶显示电路,加热功率电路等。

系统程序主要包括主程序,温度处理子程序、按键处理程序、LCD显示程序等,pwm波输出程序。

给出了系统总体框架、程序流程图和Proteus仿真结果,并在硬件平台上实现了所设计的功能。

关[关键词]单片机;温度控制系统;温度传感器;PID控制算法目录1. ---------------------------------------------------------------------- 选题背景 22. ---------------------------------------------------------------------- 设计要求 22.1 设计任务----------------------------------- 22.2 设计要求 ---------------------------------- 23. ---------------------------------------------------------------------- 方案论证比 33.1 温度检测电路方案选择----------------------------- 33.2 显示电路方案选择------------------------------ 33.3 加热方案选择--------------------------------- 33.4 控制方法方案选择------------------------------ 34.总体方案及工作原理-------------------------------- 45. ---------------------------------------------------------------------- 系统硬件设计 45.1 温度传感器电路单元------------------------------- 55.2 输入电压单元---------------------------------- 65.3 液晶显示单元--------------------------------- 65.4 温度上下限模块单元------------------------------- 75.5 主控制单元设计-------------------------------- 76. ------------------------------------------------------------------------ 系统软件设计96.1 PID 控制程序算法------------------------------ 96.2 PWM 脉宽调制技术------------------------------------------- 126.3 控制系统程序--------------------------------- 137. ------------------------------------------------------------------------ 设计结论及总结19参考文献资料-------------------------------------- 211. 选题背景对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同,则采用的测温元件、测温方法以及对温度的控制方法也将不同;产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同,则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同,因而,对温度的测控方法多种多样。

基于单片机的恒温控制系统设计与模拟(毕业论文)

基于单片机的恒温控制系统设计与模拟(毕业论文)

毕业设计(论文)题目基于单片机的恒温调控及proteus仿真摘要温度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。

在许多场合,及时准确获得目标的温度是十分重要的,近年来,温度测控领域发展迅速,并且随着数字技术的发展,温度的测控芯片也相应的登上历史的舞台,能够在工业、农业等各领域中广泛使用。

单片机具有体积小控制精度高的且价格低等诸多特点,将单片机与温度传感器相结合,构成的温度控制电路具有良好的测温温控功能。

8952单片机的温度控制系统由AT89C52单片机、七段温度显示数码管、温度传感器DS18B20、工作状态LED灯等模块组成。

恒温系统除有温度检测功能外,还具有温度报警与外部控制功能,调节温度手动设置、可数显各项系统参数、上限温度报警等相关功能。

理论证明该系统能够简单、经济,有效地提高系统的工作效率。

本设计主要做了如下几方面的工作:一是确定系统温度控制的总体设计,包括实时温度的采集系统应拥有的各项功能,二是进行外部电路设计、显示电路等的设计和基本功能要求。

三是进行软件系统的设计,对于本系统,本人采用单片机汇编语言编写,总体上完成了相应要求。

关键词:温度控制,温度检测,AT89C52,温度显示,上限报警AbstractTraffic control system is a modern society with logistics,travel etc of traffic development a unique set of public management system。

To ensure the effective safety traffic,except for a series of traffic rules, still must through certain technological means to achieve。

Based on analysis of traffic control, based on real—time detection sensor, adjust the implementation technology of intelligent control,real—time monitoring,sensor adjust vehicles time algorithm and single—chip microcomputer control function is proposed, which combines the traffic control system based on single chip design scheme.The 8051 microcontroller control system consists of the traffic lights display,8051 monolithic integrated circuits,and LED the countdown,traffic violation detection, emergency adjustment, manual mode, time as modules。

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我们采用美国 DALLAS 半导体公司继 DS18B20 之后推出的一种改 进型智能温度传感器 DS18B20 作为检测元件,温度范围为-55~125 º C,最高分辨率可达 0.0625 ºC。DS18B20 可以直接读出北侧温度值, 而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本 和易使用的特点。
根据系统的设计要求,选择 DS18B20 作为本系统的温度传感器, 选择单片机 AT89S51 为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、 报警等功能。选用数字温度传感器 DS18B20,省却了采样/保持电路、 运放、数/模转换电路以及进行长距离传输时的串/并转换电路,简
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基于单片机的恒温控制器的设计与制作
此外,AT89S51 设计和配置了振荡频率,并可通过软件设置省电
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基于单片机的恒温控制器的设计与制作
模式。空闲模式下,CPU 暂停工作,而 RAM 定时计数器,串行口,外
中断系统可继续工作,掉电模式冻结振荡器而保存 RAM 的数据,停止
芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有 PDIP、
TQFP 和 PLCC 等三种封装形式。AT89S51 单片机综合了微型处理器的
基本功能。按照实际需要,同时也考虑到设计成本与整个系统的精巧
性,所以在本系统中就选用价格较低、工作稳定的 AT89S51 单片机作
为整个系统的控制器。
1、基于单片机的恒温控制器的基本功能:
(1)、用温度传感器 18B20 作环境温度监测;
if (TRUE == main_time_int_flag) {
main_time_int_flag = FALSE;
TIMER_MODE2_RATE_100US_10KHZ_TH,
main_time_tick(); } } } void time_int( void ) interrupt 1 { static time_int_count = 0;
本文介绍一种基于 AT89C51 单片机的一种温度测量及恒温电路, 该电路采用 DS18B20 作为温度监测元件,使用液晶模块显示,设置了 温度上下限并通过对继电器的控制,实现加热和停止加热的功能。该 电路设计新颖、功能强大、结构简单。
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基于单片机的恒温控制器的设计与制作
一、设计题目
1、题目:基于单片机的恒温控制器的设计与制作 2、设计原理说明:
在日常生活及工业生产过程中,经常要用到温度的检测及控制, 温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。在生产 过程中,为了高效地进行生产,必须对它的主要参数,如温度、压力、 流量等进行有效的控制。温度控制在生产过程中占有相当大的比例。 温度测量是温度控制的基础,技术已经比较成熟。传统的测温元件有 热电偶和二电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压,再转换成 对应的温度,这些方法相对比较复杂,需要比较多的外部硬件支持。 我们用一种相对比较简单的方式来测量。
2、系统框图:
温度传 感器
AT89 S51
复 位
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报警电路 (扩展)
显示 电路
ห้องสมุดไป่ตู้
基于单片机的恒温控制器的设计与制作
3、程序清单
MAIN 主函数:
#define MAIN_C #include <reg51.h> #include "include\common_macros.h" #include "include\mcu_depended.h" #include "include\1602.h" #include "include\ds18b20.h" #include "include\relay.h" #include "include\timer.h" #include "include\main.h"
CLR_RS(); C1602U_DATA_PORT = com; c1602_delay(5); SET_ENABLE(); c1602_delay(5); CLR_ENABLE(); }
void c1602_write_data( UINT8 date ) {
SET_RS(); C1602U_DATA_PORT = date; c1602_delay(5); SET_ENABLE(); c1602_delay(5); CLR_ENABLE(); }
(2)、单片机 AT89S51 将 18B20 传来的模拟信号转换成数字信号;
(3)、从 P0 口输出的信号经 1602LED 管显示温度;
(4)、温度低于 25 度时,继电器工作;高于 30 度时,继电器断电;
(5)、使用一个按键实现复位;
(6)、安装扩展用的蜂鸣器; (7)、安装扩展开关。
继电器
time_int_count++; if (100 <= time_int_count) {
time_int_count = 0; main_time_int_flag = TRUE; } }
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基于单片机的恒温控制器的设计与制作
void main_time_tick( void ) {
FLOAT32 main_temperature; UINT8 temp[5] = 0;
static UINT8 main_state = MAIN_STATE_INIT; static UINT8 main_time_int_flag = FALSE;
void main( void ) {
c1602_init(); relay_init(); timer_timer0_init(TIMER0_MODE2, TIMER_MODE2_RATE_100US_10KHZ_TL); timer_timer0_start_run(); while (TRUE) {
if (main_temperature > 30.0) {
main_state = MAIN_CUT; } if (main_temperature < 25.5) {
main_state = MAIN_WORK; } break; case MAIN_CUT: relay_cut(); main_state = MAIN_STATE_INIT; break; case MAIN_WORK: relay_work(); main_state = MAIN_STATE_INIT; break; default: break; } }
c1602_initialized = TRUE;
return C1602_SUCCESS; }
UINT8 c1602_write( UINT8 line, UINT8 start_location, UINT8 *string ) {
UINT8 byte_count = start_location;
UINT8 c1602_init( void ) {
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if (c1602_initialized) {
return C1602_INITED; }
基于单片机的恒温控制器的设计与制作
ll = 0; CLR_ENABLE(); c1602_write_com(0x38); c1602_write_com(0x0c); c1602_write_com(0x06); c1602_write_com(0x01);
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#define C1602_C
基于单片机的恒温控制器的设计与制作
1602 驱动程序:
#include <reg51.h> #include "include\common_macros.h" #include "include\mcu_depended.h" #include "include\1602.h"
基于 AT89C51 单片机设计了一种温度测量及恒温控制电路,该电 路采用 DS18B20 作为温度监测元件,使用液晶模块进行温度显示,设 置了温度上下限并通过 AT89C51 单片机实现对继电器的控制,实现加 热和停止加热的功能。
3、设计目的: 掌握利用单片机设计实用电路的方法,了解电路设计以及制作
Southern Medical University
基于单片机的恒温控制器 的设计与制作
选题
数控 温度计
组员 徐 XX 尹 XX 李 XX 陈 XX 赵 XX 麦 XX
学号 1132008801100XX 1132008801100XX 1132008801100XX 1132008801100XX 1132008801100XX 1132008801100XX
switch (main_state) {
case MAIN_STATE_INIT: ds18b20_get_tem(&main_temperature); temp[0] = main_temperature; temp[0] /= 10; temp[1] = main_temperature; temp[1] %= 10; temp[2] = '.'; temp[3] = main_temperature * 10; temp[3] %= 10; temp[4] = '\0'; c1602_write(1, 0, temp);
if (!c1602_initialized) {
return C1602_UNINIT; }
if (line != 1 && line != 2) {
的全工程,并在实验过程中提高动手能力、安装工艺水平、调试中分 析解决问题的能力,以及创新精神等。
4、设计任务: (1)、实现温度显示功能; (2)、温度低于 25 度时,继电器工作;高于 30 度时,继电器断电 (3)、使用一个按键实现复位; (4)、安装扩展用的蜂鸣器; (5)、安装扩展开关。
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