AT89C51单片机温度控制系统
基于AT89C51单片机的高精度测温系统的研制
2、测试结果分析本Байду номын сангаас统的测试 结果如下表所示:
根据测试结果,本系统在各个温度点的测量精度均优于±0.1℃,重复精度 优于±0.05℃,响应时间在3s以内。结果表明,本系统具有高精度、快速响应的 特点。
然而,在测试过程中,发现系统在温度波动较大的情况下可能会出现一定误 差。这主要是因为温度波动会对ADC的模数转换精度产生影响。为解决这一问题, 可以采取软件滤波的方法,对ADC读取的数值进行平滑处理,以减小温度波动对 测量结果的影响。
二、硬件选择与配置
1、温度传感器:本系统采用DS18B20数字温度传感器,它具有测量精度高、 抗干扰能力强、输出信号稳定等优点。DS18B20与AT89C51通过一线通信接口相连, 减少了线路的复杂性。
2、AT89C51单片机:AT89C51单片机是一种常用的微控制器,具有高性能、 低功耗、易于编程等优点。它通过一线通信接口与DS18B20相连,接收并处理传 感器的信号。
2、温度读取程序:通过AT89C51的单线通信接口,从DS18B20读取温度数据。
3、数据处理程序:对读取的温度数据进行处理,包括数据的滤波、线性化 等处理。
4、显示程序:将处理后的温度数据通过LCD液晶显示屏显示出来。
四、系统测试与优化
在完成硬件组装和软件编程后,我们对系统进行了测试。测试结果表明,该 系统的测温精度达到了±0.5℃,满足设计要求。
五、结论与展望
本次演示成功设计了一款基于51单片机的高精度测温系统,通过软硬件结合 的方式实现了准确、快速的温度测量。测试结果表明,系统在各个温度点的测量 精度和重复精度均表现出色,同时具有快速响应的特点。然而,在温度波动较大 的情况下,系统可能会出现一定误差,可通过软件滤波的方法加以改进。
基于at89c51单片机的水温控制系统的设计文献综述
基于at89c51单片机的水温控制系统的设计文献综述基于AT89C51单片机的水温控制系统的设计文献综述一、引言水温控制系统在工业、家电、农业等领域有着广泛的应用。
随着科技的发展,单片机作为微控制器在控制系统中的应用越来越广泛。
AT89C51单片机作为一种常用的单片机,具有性能稳定、价格低廉等优点,被广泛应用于水温控制系统的设计中。
本文将对基于AT89C51单片机的水温控制系统的设计进行文献综述。
二、AT89C51单片机简介AT89C51是一种常用的8位单片机,由美国ATMEL公司生产。
它具有4K字节的Flash 存储器、128字节的RAM、32位I/O端口、两个16位定时器/计数器、一个5向量两级中断结构、一个全双工串行通信口等功能。
AT89C51单片机适用于各种控制领域,如温度、湿度、压力等。
三、水温控制系统设计水温控制系统主要由温度传感器、单片机控制器、执行器等组成。
传感器负责采集水温信息,并将信息传递给单片机控制器。
单片机控制器根据设定的温度值与实际水温的差值,通过执行器调节加热元件的工作状态,从而实现水温的自动控制。
在基于AT89C51单片机的水温控制系统中,常用的温度传感器有热敏电阻、热电偶等。
执行器则可以选择继电器、可控硅等设备,用于控制加热元件的工作状态。
为了实现精确的温度控制,可以采用模糊控制、PID控制等控制算法。
四、AT89C51单片机在水温控制系统中的应用AT89C51单片机在水温控制系统中主要负责温度信号的采集、处理和控制输出。
通过编程实现温度信号的采集和转换,并根据设定值与实际水温的差值,通过执行器调节加热元件的工作状态,从而实现水温的自动控制。
此外,AT89C51单片机还可以实现报警、显示等功能,提高系统的智能化程度。
五、总结与展望基于AT89C51单片机的水温控制系统具有结构简单、成本低廉、易于实现等优点,被广泛应用于各个领域的温度控制中。
随着科技的发展,人们对水温控制系统的精度和智能化程度的要求越来越高。
基于AT89C51单片机的温度智能控制系统设计
摘要随着电子产品向智能化和微型化的不断发展,单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器。
为了更好地推广单片机在实际生活和生产中的应用,本文介绍一种基于单片机AT89C51设计的温度控制系统,以实现系统能自主调节温度的功能。
该温度系统采用温度传感器DS1820来获得当前温度,并以数字信号的方式传送给单片机。
采集的温度与从4X2矩阵键盘输入的温度值进行比较,并通过液晶显示器LCD显示出来。
如果采集温度低于设置温度,系统将通过继电器模块自动控制升温;如果采集温度高于设置温度,系统将通过继电器模块自动控制降温。
文中介绍了该控制系统的硬件部分,包括:温度采集电路、温度设置电路、温度显示电路、继电器电路等。
文中还着重介绍了软件设计部分。
里采用模块化结构,主要模块有:温度采集模块、键盘扫描及按键处理模块、温度显示模块、温度比较模块、继电器控制模块。
经实际制作表明该温度控制系统具有体积小、操作灵活、可靠性高、实用、成本低等特点,具有一定的实际意义。
关键词:单片机AT89C51;温度控制;温度传感器DS1820;液晶显示器LCDAbstractWith the electronic products developing to intelligent and miniaturization,single chip has become the first chosen controller which is used to develop and explore the electronic product. In order to promote single chip applicating in real life and production, the paper will introduce a temperature control system which is based on a kind of single chip AT89C51, and it can achieve the function that the system can regulate the temperature independently.The temperature system adopts the temperature sensor DS1820 to get the current temperature, and transfer it to the microcontroller with the way of digital signal.The acquised temperature will be compared with the temperature which is put in by 4X2 matrix keyboard, and will be displayed by liquid crystal display.If collected temperature below the set temperature, the system will automatically control to heat up by the relay modules.If collected temperature higher than the set temperature, the system will automatically control to reduce by the relay modules.The paper introduces the hardware which is part of the control system,including: temperature acquisition circuit,temperature setting of the circuit, temperature display circuit, relay circuit and so on. The paper has also mainly introduced the design of software. Here use modular construction, the main module:temperature acquisition module, keyboard scan and key processing module, temperature display module, temperature comparison module, relay control module.According to make it actually, I find it has these characteristics: small volume, flexible operation, high reliability, practical, low cost and so on. It has practical significance.Keywords:Single Chip AT89C51;Temperature Control;T emperature Sensor DS1820;Liquid Crystal Display;第一章绪论1.1 选题背景与意义在生产过程中,温度的控制是十分常见的。
基于AT89C51单片机温度报警系统设计与制作.
一、摘要我们介绍的是一种基于单片机控制的数字温度报警,本温度系统具有多功能性,即可以当数字温度计使用,显示当前环境温度,又可以作为报警器使用,设置报警温度,当温度不在设置范围内时,可以报警,并采取措施使温度下降。
该温度报警系统控制器使用单片机AT89C51,测温传感器使DS18B20,用2位共阳极LED数码管,实现温度显示,能准确达到以上要求。
二、设计方案1、方案一由于本设计是测温电路,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、方案二进而考虑到用温度传感器,在单片机电路设计中,大多都是使用传感器,所以这是非常容易想到的,所以可以采用一只温度传感器DS18B20,此传感器,可以很容易直接读取被测温度值,进行转换,就可以满足设计要求。
从以上两种方案,很容易看出,采用方案二,电路比较简单,软件设计也比较简单,故采用了方案二。
温度报警系统电路设计总体设计方框图如图1所示1、单片机主板电路单片机AT89C51具有低电压供电和体积小等特点,该模块包括中央处理CPU -AT89C51、时钟电路及复位电路;图2复位电路图3 时钟电路2、DS18B20温度传感器与单片机的接口电路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度,并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。
DS18B20是采用电源供电方式,此时DS18B20的1脚接地,2脚作为信号线,3脚接电源。
该电路完成了信号的采集、转换和传输。
图43、上下限报警调整电路分别调整温度的上下限报警设置,有“+“、”“-”、“确定”等键图5上下限报警调整电路4、温度显示电路显示当前测得的温度,数码管采用74LS247驱动图6温度显示电路5、报警电路当环境温度超过设定温度时,蜂鸣器鸣叫,红灯点亮,发生报警;当人员发现警报时,可按图8中的按钮,暂时中断蜂鸣器的鸣叫。
基于单片机AT89C51的温度控制系统的设计
基于单片机AT89C51的温度控制系统的设计基于AT89C51单片机的温度测控系统设计一、引言随着现代化科技的进步,在很多工业控制场合需要非常精确的控制温度的变化,而在日常生活中,水温的智能控制应用也非常广泛,在这种环境下,便提出了智能水温控制系统。
本设计一单片机AT89C51为控制核心,用K型热电偶作温度传感器,信号经放大后输入模数转换器ADC0809,转换后的数字量输入到单片机AT89C51中。
单片机中采用PID控制算法对测量数据和设定数据进行处理,处理后的数据经数模转换器DAC0832转换为模拟量,以此来控制全隔离单相交流调压模块,从而控制锅炉水温稳定与设定值。
二、温度控制系统方案设计采用K型热电偶测量温度,讲温度信号放大后通过A/D 转入单片机,单片机进行数滤波和PID运算处理后,结果经DAC0832转换为模拟量对全隔离单相交流调压模块进行控制,达到控制电炉水温的目的。
系统方案如图1所示。
三、温度控制系统硬件设计温度控制系统硬件包括:AT89C51单片机最小系统模块、A/D转换模块、D/A转换模块、信号放大电路、温控电路以及其它外围电路。
3.1 单片机的选择AT89C51是ATMEL公司采用CM0S工艺生产的低消耗、高性能8位单片机,与MCS-51单片机兼容,其功能特点为:(1)4K字节闪烁存储器(FLASH),可进行1000次写。
(2)静态操作,外界OHZ-24MHZ晶振。
(3)三层程序存储器锁。
(4)128字节内部数据存储器(RAM)。
(5)32跟可编程输入,输出线。
(6)两个6位定时/计数器。
(7)六个中断源。
(8)一个可编程串口。
(9)支持低功耗模式和掉电模式。
非常适合用作控制系统设计。
3.2传感器电路和信号放大电路采用K型热电偶作为温度传感器,它是一种能测量较高温度的廉价热电偶。
它的价格便宜,重复性好,产生的热电势大,约为0.041mV/度,因而灵敏度很高,而且它的线性很好。
虽然其测量精度略低,但完全满足工业测量要求,所以它是工业最常用的热电偶。
基于单片机AT89C51的温度测控系统
采 用一 定的算法对信 号处理 以确 定采取 某种控制手段 , 在本 系统 中采 用温度优 先模 式, 循 环处理 。
【 关键词 】 8 9 C 5 1 ; 8 7 2 9 键盘显示 ; L C D显示; A D C 0 8 0 9
1 系统总体分析与设计
1 . 1 总 体 方 案
简单平均处理作为温室 温度 和湿度 。在分辨率达到的前提下 . 温湿
S c i e n c e & Te c h n o l o g y Vi s i o n
科 技 视 界
科技・ 探索・ 争I 乌
基于单片机 A T 8 9 C 5 1 的温度测控系统
郭 爽 ( 武汉 理 工大 学 , 湖 北 武汉 4 3 0 0 7 0 )
【 摘 要】 本文利用 8 0 5 1 单片机 设计一个温 室的温湿度控 制 系统 , 对给 定的温湿度进行控制 并实时显示 , 其 中温湿度信号各有 四路 . 系统
度的精度为 1 % 2 . 2 温湿度控制系统
1 ) 温度监控 : 对温室温度进行 测量 . 并 通过升温 或降温达到植被 首先 , 系统启动后 , 提示用户输入温度的上限与下 限的温度值 。 用 的最佳温度 户输入之后 . 系统 自动求出 中间值 . 根据实际温度 的情 况采取相应 的 2 ) 湿度监控 : 对 温室湿度进行 测量 , 并通 过喷雾或去 湿达到植被 方案。 的最佳湿度 如果 该时刻的实际温度值 低于用 户给定 的下限温度值时 . 系统立 3 ) 控制处理 : 当温度 、 湿度越限时报警 , 并根据报警信号提示采取 即启动报警装置 , 且 系统处于升温状 态 , 直到实 际温度 达到用户输入 定手段控制 的上下限温度的中间值 一定区间内时停 止升 温 反之 . 如果实际温度 4 ) 显示 : L C D就地显示输入值 和相应 的温湿 度 . 数码管 摆放在生 值 高于用户设定 的上 限值 时 , 系统也会 立即启动报警装置 . 且系统处 产现 场用于显示当前的温湿度 于降温状 态 . 直 到实际温度 达到用户输入 的上下限温度的 中间值一定 1 . 2 实施 措 施 区间内时停止降温 1 ) 实 际环境 温度 与给定界 限比较 , 执行加热刷 冷措施 。 选择 中间值作为 控制参数 .防止升温——降温——升温 的死循 2 ) 实 际环境湿度 与给定界 限比较 , 执行加湿/ 去 湿措施 环, 因为温度低于下限时会一 直升温 . 可能 导致温度高于上 限系统又 3 ) 越 限报警 : 当温湿度越 限时声光报警 。 开始 降温 , 这样 系统便一直重 复升温——降温——升温过程 . 导致设 4 ) 键盘 显示 : 负责用户的输入 及相关数据 的显示 . 其 中包括 L E D 备在某一 个温湿度点附近频 繁的启停 . 使设备 寿命下降 . 而且 没有实 和L E D显示。 际意义 。 1 - 3 硬件系统设计 选择 中间值 的一定 区间 , 是 防止达到 中间值 时 . 采取 了停止 升温 经过上 面的总体方案 和实施 措施 的讨论 后可 以开始 着手硬件 系 或者降温措施 , 温度还是会持续上 升或下降一会儿 . 这时候温度可 能 统的设计 , 硬件系统是应用系统 的基础 、 软件系统设计的依据 。 不是正好在 中间值处 . 系统便还 是采取升温或者 降温的措施 . 而此 时 主机与主要部件 的选择 : 的温度值可能 已经是很适合植被生长的需要 的温度值 所以本方案选 根据总体功 能和性价 比及其运行速度等 因素的考虑 . 选用 M C S 一 在 中间值 的正 负一 度区间内 , 认 为此区问 内都是适合 的 . 不产生任何 5 1 系列的 8 9 C 5 1 为主机 . 满足上面 的要求而且设计 方便 . 不需要再存 控制动作 变化 . 这样就能解决设备频繁启停 问题 储扩 展 。 2 . 3 键 盘 显示 系统 数据存储片 内设有 1 2 8 B . 外部有 8 2 7 9 的2 5 6 B . 而 由于存 入 的数 键盘显示 系统采用 8 2 7 9芯 片控制 l 6键的键盘 和 8个 七段数码 据是 随时更 新的且不计小数位 。 存入 8 个 1 6 进制数字 . 其总共需要 的 管, 以实现用 户的输入与数据输 出。1 6个 键分别是… 0’ 到… F’ . 对应的 容 量 只有 1 6 B , 已经 够用 。 对外 部模 拟 量 ( 温度 、 湿度) 采样 , 选 用 键值是 0到 1 5 不需要键值 的转换 。七段数码管采用共阴极 AD C 0 8 0 9能够满足要求 2 . 4 报警 系统 温室温 湿度控制 系统是 以 8 9 C 5 1 单片机 作为 中央控 制装置 . 模 报警 系统 由声音报警 和警报 灯报警组成 声音报警通过 P 1 . O口 数转 换器 A D C 0 8 0 9 . 风扇, 加热设 备 , 加 湿设备 . 排潮设 备 , 键盘 显示 接 S D F I 控制系统 的音效模 块发声 .用 C P U控制 P 1 . 0产 生一定频率 芯片等 。 其 功能和原理 如下 : 的方 波就 可以实现音效模块 的发声 音效模块是一个带有扬声器 的放 1 ) 8 9 C 5 1 作 为中央控制 装置 , 负责 中心运算 和控制 . 协调 系统各 大 电路 个模块 的工作 2 ) 四路 采样 温度信号采样 简单平均处理 , 温度保存为整 数。 3 硬 件调 试 方 案 3 ) 四路采样湿度 信号采样简单平均处理 . 温度保存为整数 。 3 . 1 硬件 电路 的调试 4 ) 模数转换器 A D C 0 8 0 9 : 即由模拟信号转换为数字信号 它共有 此部分 的任务是在系统连接好后, 调试各 个组件 能否正 常工作 , 能 8 个模数转换 通道 模数的转换共有 2 种方 法 一种是利用 I N T O 中 否实现软件设计 的预期 目标 。其步骤如下 : 断. 当一 次转换结束后 . A D C 0 8 0 9 使I N T 0 产生 中断 . 通知系统转换 完 1 ) 按照系统设计 . 将系统需要的各个组件连接好 。 毕: 另一 种使用延时方法 . 开始转换后 系统延时 i 0 0 微 秒等待转换 完 2 ) 实验说明书 . 了解各个组件的工作原理 , 开始着手调试芯片 。 成 。本方案采用延时转换 的方法 。 3 ) 试A D C 0 8 0 9 芯片 按照说明书调用 C O N W. A S M汇编程序 , 运 5 ) 键盘显示芯片 : 用8 7 2 9识别键盘 , 负责用户的输入及相关 的数 行, 观察现象 现象正确 , 说明 A D C 0 8 0 9 卷 片正常 . 可以使用。 据的L E D显示 例如选择系统的工作模 式 . 用户输 入温度及 湿度的界 4 ) 电机 . 按照说 明书调用直流 电机相应的汇编程 序, 运行 , 观察现 限数据 . 显示实时 的温度及湿度值等等 象。 6 ) 风扇 : 负责系统的降温工作。 3 . 2 功能模块的调试方案 7 ) 加热设备 : 负责系统的加热工作 。 把各个功能模块编写成单独 的源文件进行调试 .调试成 功以后 . 8 ) 喷雾设备 : 负责系统 的加湿工作 。 再将各部分联 合在一起 9 ) 排潮设备 : 负责系统的去湿工作。 整个系统的编写 、 调试是从 8 2 7 9开始 的。控制 8 2 7 9原理虽然 简 单. 但需要 细节却很 多 . 如选择显 示寄存器 与送段码 的顺序 . 8 2 7 9的 2 温 湿 度 采 样 与 控 制 系统 初始化等待时间等 2 . 1 温 湿 度 采 样 系 统 用户温度输入数据时上限 、 下限分别在七 段数码管的 0 、 1 、 2 、 3 位 为了更精确的反映温室的温度和湿度 . 取温湿度各 4 路信号采样 置显示 , 湿度输入数 据时上限 、 下 限分别在七段数码 ( 下转第 2 4 0页 )
AT89C51单片机温度控制系统
毕业设计(论文)论文题目:AT89C51单片机温度控制系统所属系部:电子工程系指导老师:职称:学生姓名:班级、学号:专业:应用电子技术2012 年05 月15 日毕业设计(论文)任务书题目:AT89C51单片机温度控制系统任务与要求:设计并制作一个能够控制1KW电炉的温度控制系统,控制温度恒定在37--38度之间。
时间:年月日至年月日所属系部:电子工程系学生姓名:学号:专业:应用电子技术指导单位或教研室:测控技术教研室指导教师:职称:年月日摘要本设计是以一个1KW电炉为控制对象,以AT89C51为控制系统核心,通过单片机系统设计实现对保电炉温度的显示和控制功能。
本温度控制系统是一个闭环反馈调节系统,由温度传感器DS18B20对保炉内温度进行检测,经过调理电路得到合适的电压信号。
经A/D转换芯片得到相应的温度值,将所得的温度值与设定温度值相比较得到偏差。
通过对偏差信号的处理获得控制信号,去调节加热器的通断,从而实现对保温箱温度的显示和控制。
本文主要介绍了电炉温度控制系统的工作原理和设计方法,论文主要由三部分构成。
①系统整体方案设计。
②硬件设计,主要包括温度检测电路、A/D转换电路、显示电路、键盘设计和控制电路。
③系统软件设计,软件的设计采用模块化设计,主要包括A/D转换模块、显示模块等。
关键词:单片机传感器温度控制目录绪论 0第一章温度控制系统设计和思路 (1)1.1温度控制系统设计思路 (1)1.2 系统框图 (1)第二章 AT89C51单片机 (2)2.1 AT89C51单片机的简介 (2)2.2 AT89C51单片机的主要特性 (2)2.3 AT89C51单片机管脚说明 (3)第三章温度控制的硬件设备 (5)3.1温度传感器简介 (5)3.2 DS18B20工作原理 (6)3.3 DS18B20使用中注意事项 (7)第四章系统硬件设计 (8)4.1温度采集电路 (8)4.2 数码管温度显示电路 (8)4.2.1 数码管的分类 (8)4.2.2 数码管的驱动方式 (9)4.2.3 恒流驱动与非恒流驱动对数码管的影响 (10)4.3 单片机接口电路 (11)4.3.1 P0口的上拉电阻原理 (11)4.3.2 上拉电阻的选择 (13)4.4 单片机电源及下载线电路 (13)4.5 温度控制电路 (15)第五章温度控制的软件设计 (16)5.1 数码管动态显示 (16)5.2 DS18B20初始化 (17)5.3 系统流程图 (18)谢辞 (19)参考文献 (20)附录 (21)绪论温度控制,在工业自动化控制中占有非常重要的地位。
基于AT89C51的温度控制系统设计
基于AT89C51的温度控制系统设计冯晓锋西安翻译学院实验中心摘要:本系统是基于AT89C51单片机和DS18B20数字温度传感器的智能温度控制系统,根据要求可进行最高和最低温度的设定,通过RS-485总线标准实现与PC机的远程通信,实现PC机对采集温度的存储、处理、打印等功能。
关键字:AT89C51 数字温度传感器温度控制系统一、系统总体结构设计根据设计要求对某指定地点的温度进行实时的监测与控制,采用了分布式系统的控制方式,即在测控点配置能独立工作的从机,从机由主机进行监控管理,上下采用主从式监控管理形式,系统总体结构如图1所示。
图1 系统总体结构系统的各个部分功能和关系如下:①主机为管理机,完成参数设置、数据存储、处理及管理及打印功能。
②从机为控制机,采用单片机AT89C51,直接实现各个模块的控制功能,并能在主机关机的条件下实现所有的控制功能。
③通讯转换芯片MAX485实现RS-232信号和RS-485信号的转换,主机通过其向从机发送控制参数,从机将现场采集数据通过其传给主机。
④数据采集实现对传感器及运行设备的检测。
⑤输入输出部分包括输入模块和输出模块,输入模块将采集的信号转换后输入到从机,输出模块将系统的控制信号输出到控制器及其设备。
二、系统工作方式系统以温度监控为核心,温度参数和设备运行状态由主机根据用户要求定时向从机查询,各控制模块的设置参数修改时,将新的参数发送到从机。
主机可以对从机进行参数设置及控制,从机也可以独立工作。
从机通过温度传感器不间断地采集温度数据,根据控制模块的设置参数做出控制决策,驱动设备运行,并随时准备接受主机的指令,当受到询问时,将各项数据编码通过串行通信方式传输到主机。
主机接收到数据后,进行数据处理,在监控界面上显示当前的状态信息,并将此信息实时地存储到数据库中,为用户维护和管理准备数据。
对数据可以进行查询,也可以将一段时期的数据信息汇集成报表,报表包括各项统计数据,还可以将数据处理绘制成图形曲线,实现对数据的分析与管理。
【系统】AT89C51基于单片机温度控制系统设计
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 【关键字】系统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。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及具体应用对象特点的软件结合,以作完善。
本文从硬件和软件两方面来讲述水温自动控制过程,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,节省保存空间。
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。
而系统的过程则是:首先,通过设置按键,设定恒温运行时的温度值,并且用数码管显示这个温度值.然后,在运行过程中将采样的温度模拟量送入A/D转换器中进行模拟-数字转换,再将转换后的数字量用数码管进行显示,最后用单片机来控制加热器,进行加热或停止加热,直到能在规定的温度下恒温加热。
关键词:单片机系统;传感器;数据采集;模数转换器;温度I文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.AbstractIn recent years, with the computer penetration in the social field, the application of SCM is to keep at the same time, traditional control testing update on Crescent benefits. In real-time detection and automatic control system of single-chip applications, often as a single-chip core component to use only single-chip is not enough knowledge, but also the specific hardware structure and the specific features of application software objects combine to make perfect.In this paper, both hardware and software for automatic control of water temperature on the process, in the control of the main application of the process of AT89C51, ADC0809, LED display, LM324 comparator, but mainly through the digital temperature sensor DS18B20 collecting ambient temperature to single-chip microcomputer as the core control components, and through four real-time digital display of a digital thermometer temperature. Software using assembly language for programming, so that the implementation of Directive speed, to save storage space. In order to facilitate the expansion and changes to the design of modular software structure, so that the logic of the relationship between program design more concise,Hardware software co-operation under the control of it.And systematic process is: First of all, by setting the button, set the thermostat temperature at the time of operation, and digital display of the temperature. Then, in the running temperature of the process of sampling analog into the A / D converter in the simulation - digital converter, and then converted digital control with digital display, the last single-chip microcomputer to control the heater used for heating or stop heating until the temperature in the provisions under the constant temperature heating.Key words:Single-chip microcomputer system ;Sensor;Data Acquisition;ADC;Temperature II文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.目录i文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. ii文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.第1章绪论1.1设计的背景及其意义二十一世纪是科技高速发展的信息时代,电子技术、微型单片机技术的应用更是空前广泛,伴随着科学技术和生产的不断发展,需要对各种参数进行温度测量。
基于AT89C51的中频炉智能温度控制系统
(2)
式中:口为自调整冈予口∈[a0,如]O≤ao≤as≤1; N为量化等级;<U>表示取一个与U 同号而其绝对值是大于或等于I
U
I最小整数。
上式所描述的量化控制规则体现了按误差的大小自动调整误差对控制作用的权重,符合入在 控制决策过程中的思维特点,并且也具有优化的特点。
2硬件设计及工作原理
本系统以AT89C5l单片机作为控制微机。AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压、高性 能CMOS 8位单片机,片内含4KB的可反复擦写的Flash闪速存储器和128B的随机存取数据存 储器。器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS.5l指令系统。 加热钢管温度利川光学创新型测温仪进行检测:采用直流调功方法利片j TCA785移相控制芯片调 节输入逆变电路的直流电压的幅度米调:j7中频炉的输出加热功率;由奥可拉中文集成模块液晶显 示器OCMJ4×12B实现温度测量值及设定值的显示;设置6位独立按键用于控制手/自动切换、 温度初始设定值的输入,其控制系统结构如图2所示。 2.1输出通道部分 中频炉主要由中频电源和炉体组成。380 电源,经逆变成为750
are
circuit.The
optics innovation thermodetector is used to temperature sampling.The
to
system has
low
cost,insensitive
the parameter variation and good stove Temperature control
所示的定时温度控制程序、温度采样子程序、可控硅触发时间子程序、控制算法子程序、温度显
示子程序以及系统故障急停处理中断程序等。
基于AT89C51单片机的智能温度控制系统.
武汉理工大学机电工程学院《检测系统综合》课程设计说明书基于AT89C51单片机的空调智能温控设计1.前言目前,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,降低城北,满足需要,保证安全生产。
传统的测控系统主要由“测控电路”组成,所具备的功能较少,也比较弱。
随着计算机技术的迅速发展,使得传统的系统发生了根本性的变化,即采用微型计算机作为测控系统的主题和核心,代替传统测控系统的常规电子线路,从而成为新一代的微机化测控系统。
目前,单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。
特别是其中的C51系列的单片机的出现,具有更好的稳定性,更快和更准确的运算精度,推动了工业生产,影响着人们的工作和学习。
在现代社会中,温度控制不仅应用在工厂生产方面,其作用也体现到了各个方面,随着人们生活质量的提高,酒店厂房及家庭生活中都会见到温度控制的影子,温度控制将更好的服务于社会.而今,空调等家用电器随着生产技术的发展和生活水平的提高越来越普及,一个简单,稳定的温度控制系统能更好的适应市场。
本次设计的温度控制电路是以AT89C518051单片机为控制核心来进行整体的设计。
整个系统硬件部分包括AD590的温度采样电路,无线增益滤波器电路,AD0808的数模转换器,按键电路,驱动电路,7段译码器,LED数码显示器,看门口电路,电源转换电路。
在配合用汇编语言编制的程序使软件得以实现,实现空调温度智能转换的基本功能。
本控制电路成本低廉,功能实用,操作简便,有一的实用价值。
1 / 21武汉理工大学机电工程学院《检测系统综合》课程设计说明书2.设计目的及要求2.1本课程设计的目的课程设计的主要目的是使学生们进一步了解检测系统的设计步骤,掌握系统设计方法,加深对理论知识的理解,能运用所学的《传感器原理》《智能仪器设计》《仪器仪表电路》等专业知识设计测控系统各个单元,并组成系统。
基于AT89C51单片机的温度控制系统设计
目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)2系统方案设计 (1)2.1方案设计 (1)2.2方案论证 (1)3系统设计 (2)3.1单片机的选择 (2)3.2温度传感器的工作原理与单片机的连接 (3)3.3单片机与报警电路 (10)3.4电源电路 (11)3.5显示电路 (12)4系统软件设计 (14)4.1软件设计 (14)5元器件调试 (19)5.1调试产品 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录1 (22)附录2 (27)摘要本课题主要介绍基于AT89C51单片机和DS18B20数字温度传感器的温度测量系统。
该系统利用AT89C51单片机分别采集各个温度点的温度,实现温度显示、报警等功能。
它以AT89C51单片机为主控制芯片,采用数字温度传感器DS18B20实现温度的检测,测量精度可以达到0.5℃。
该系统采用了1602显示模块,形象直观的显示测出的温度值。
基于AT89C51单片机的单总线温度测控系统具有硬件组成简单、读数方便、精度高、测温范围广等特点,在实际工程中得到广泛应用。
关键词:数字温度传感器;AT89C51单片机;温度测量ABSTRACTThis subject introduces the temperature measurement system based on AT89C51 single-chip and DS18B20 digital temperature sensor. Adopting the AT89C51 single-chip microcomputer in the system to collected temperature from various temperature positions realizes the temperature display and alarm function. Applying AT89C51 single-chip microcomputer-based as main control chip, it realizes the multi-temperature testing by using of digital temperature sensor DS18B20, and measurement accuracy reaches to 0.5 ℃. At the time the system uses a 1602 display module to show the measured temperature values. Based on AT89C51 single-chip single-bus multi-point temperature measurement and control system’s hardware assemble simply, reading data conveniently, high accuracy and widely temperature measuring, in the actual projects it is widely applied.Keywords:digital temperature sensor; AT89C51 microcontroller; temperature measure1绪论在信息高速发展的21世纪,科学技术的发展日新月异,科技的进步带动了测量技术的发展,现代控制设备的性能和结构发生了翻天覆地的变化。
基于AT89C51的温控制系统设计使用DS18B20温度控制2012
哈哈大学内部质料可以参考不可抄袭-基于AT89C51的温控制系统设计本文系统地介绍了基于DS18B20的多点温度测量控制系统的组成、设计方案、电路原理、程序设计以及系统仿真过程。
DS18B20多点温度测量系统是以AT89C51单片机作为控制核心,智能温度传感器DS18B20为控制对象,用LM016L液晶显示,运用汇编语言实现系统的各种功能。
设计完成了读DS18B20的ROM序列号电路和四点温度选择检测及分屏显示电路。
借助EDA设计与仿真工具Proteus和单片机编程软件Keil实现了系统软、硬件的交互仿真,并结合液晶显示器1602C、DS18B20和STC89C52RC单片机开发板进行了电路焊接和调试,实现了课题设计目的。
本科生毕业设计(论文)基于AT89C51的温控制系统设计本文系统地介绍了基于DS18B20的多点温度测量控制系统的组成、设计方案、电路原理、程序设计以及系统仿真过程。
DS18B20多点温度测量系统是以AT89C51单片机作为控制核心,智能温度传感器DS18B20为控制对象,用LM016L液晶显示,运用汇编语言实现系统的各种功能。
设计完成了读DS18B20的ROM序列号电路和四点温度选择检测及分屏显示电路。
借助EDA设计与仿真工具Proteus和单片机编程软件Keil实现了系统软、硬件的交互仿真,并结合液晶显示器1602C、DS18B20和STC89C52RC单片机开发板进行了电路焊接和调试,实现了课题设计目的。
本科毕业设计(论文)基于AT89C51的温控制系统设计基于AT89C51的温控制系统设计Temperature Control System Design Based on AT89C51本文系统地介绍了基于DS18B20的多点温度测量控制系统的组成、设计方案、电路原理、程序设计以及系统仿真过程。
DS18B20多点温度测量系统是以AT89C51单片机作为控制核心,智能温度传感器DS18B20为控制对象,用LM016L液晶显示,运用汇编语言实现系统的各种功能。
基于89C51系列单片机系列的温度控制系统
目录一. 摘要 (1)二.系统方案设计(硬件部分) (2)三.系统设计 (2)3.1 单片机的选择及基本原理 (2)3.2 温度传感器的工作原理及于单片机连接 (3)3.3 报警电路(包含主电路)设计 (6)3.4 电源电路 (6)3.5 显示电路 (6)四. 系统接线图 (8)五.总结 (8)六.参考文献 (8)摘要随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现,能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。
传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。
热敏电阻的成本低,但需后续信号处理电路,而且可靠性相对较差,测温准确度低,检测系统也有一定的误差。
这里设计的数字温度计具有读数方便,测温范围广,测温精确,数字显示,适用范围宽等特点。
本设计选用AT89C52型单片机作为主控制器件,DS18B20作为测温传感器,通过LCD7SEG-MPX8—CA—BLUE实现温度显示。
通过DS18B20直接读取被测温度值,进行数据转换,该器件的物理化学性能稳定,线性度较好,在0℃~100℃最大线性偏差小于0.01℃。
该器件可直接向单片机传输数字信号,便于单片机处理及控制。
通过温度传感器对外界的温度进行检测与监控,然后进行调整,由液晶显示屏显示温度,然后通过四个灯来控制温度,当温度高于某个值和低于某个值时,小灯亮,在其中某个范围内时也可以让其中一个灯亮,通过灯亮来调节温度,从而来实行对温度的监控与调整。
二.系统方案设计(硬件部分)该方案使用stc89C52系列单片机作为核心,以智能温度传感器DS18B20为测量温度的元件,进行温度测量,用1062显示模块将温度显示出来。
设定一个温度上下限,当温度低于下限或高于上限时,将控制使主电路进行动作(加热或制冷),同时使报警电路报警(本方案中将主电路模拟用二极管算入报警电路中),本方案中用两个发光二极管模拟加热和制冷装置的动作,用蜂鸣器和电阻组成报警电路。
其系统框图如下:三.系统设计3.1 单片机的选择及基本原理本方案中选用stc89C52作为本温控系统的核心,功能上STC89C52与教材上介绍的80C51并无太大差别。
基于AT89C51单片机的水温控制系统
基于AT89C51单片机的水温控制系统
随着社会不断发展,人们对生活品质的要求越来越高。
其中,水温控制技术在日常生活中的应用越来越广泛,具有相当重要的意义。
基于AT89C51单片机的水温控制系统可以更好地保
障家庭热水的温度,使生活更加舒适便捷。
该系统主要由传感器模块、单片机模块、驱动模块和显示模块组成。
传感器模块主要负责测量出水温度,单片机模块对测量数据进行处理,并通过驱动模块控制加热和制冷设备的运行,以调节水温到设定温度。
同时,系统还会将实时的水温信息通过显示模块展示给用户,以便用户随时掌握水温信息并对温度进行设置。
该系统的最大特点是高度智能化,主要体现在以下几个方面:首先,可自动实现水温设定和控制,不需要人工干预,省时省力;其次,只要在系统中设置好温度上限和下限,系统就会自动根据当前的水温状态进行调整,随时保持理想的水温;最后,还具备实时监测的功能,可以随时掌握水温状态,发现异常情况及时警报,确保用水安全。
与此同时,该水温控制系统还具有以下几个优点:首先,零误差控制水温,避免了手动调节过程中的误差;其次,加热和制冷设备均可控制,更加灵活多样;最后,具有较高的精度及稳定性,为用户带来更加良好的使用体验。
总之,基于AT89C51单片机的水温控制系统是一款极具实用
价值的系统,具有广阔的应用前景。
通过该系统的应用,不仅
能够带来更加舒适便捷的生活体验,同时也能够满足人们对高品质生活的需求。
基于AT89C51单片机电烤箱的温度控制系统设
基于AT89C51单片机电烤箱的温度控制系统设计摘要随着社会的不断发展,人们改造自然的能力也在不断的提高。
机器的诞生,为我们减少了部分或者全部的脑力劳动和体力劳动。
电子技术的诞生更是带来了翻天覆地的变化。
机电控制系统成为机械技术与微电子技术集成的共性关键技术。
人们通过它可以使机械完全按照自己的意愿来执行。
随着机电控制技术的发展,主要体现出了单片机和PLC两种控制方式。
本设计采用单片机控制。
单片机在日常生活中的运用越来越广泛。
温度控制在工业生产中经常遇到。
从石油化工到电力生产,从冶金到建材,从食品到机械都要对温度进行控制.甚至在有些产品生产过程中温度的控制直接影响到产品的质量。
单片机温度控制无论是现在还是未来都会起到重要作用。
本文介绍了以AT89C51单片机为核心的电烤箱温度控制系统。
电烤箱的温度控制系统有两个部分组成:硬件部分和软件部分。
其中硬件部分包括:单片机电路、传感器电路、放大器电路、转换器电路、以及键盘和显示电路。
软件部分包括:主程序、运算控制程序、以及各功能实现模块的程序。
文章最后对本设计进行了总结。
对温度控制系统的发展提出了几点建议。
关键词:单片机,温度,电烤箱,控制AT89C51 SINGLE-CHIP BASED ON THE OVEN'S TEMPERATURECONTROL SYSTEM DESIGNABSTRACTWith the continuous development of society, people's ability to transform nature of the advance has been. The birth of the machine for us to reduce some or all of the mental and physical. The birth of electronic technology has brought even more earth-shaking changes. Electrical and mechanical engineering control systems become integrated with the microelectronic technology common key technologies. People can make through its machinery in full accordance with the wishes of their own to implement.With the development of electrical and mechanical control techniques, mainly reflecting the two types of single-chip computer and PLC control. The design uses a single-chip control. Single-chip microcomputer use in their daily lives more and more widely. Temperature control in industrial production are often encountered. Chemicals from oil to electricity production, from metallurgy to materials, from food to mechanical temperature control should be. Or even some products in the production process control of temperature directly affects the quality of the product. Single-chip temperature control both now and will play an important role in the future.This paper introduces the AT89C51 single-chip microcomputer as the core of the oven temperature control system. Oven temperature control system has two parts: hardware and software parts. Hardware components which include: Single-chip circuit, sensor circuit, amplifier circuit, converter circuit, as well as the keyboard and display circuit. Software include: the main program, operator control procedures, as well as the realization of the functional modules of the program. Finally, the article sums up the design. Temperature control system for the development of several suggestions put forward.KEY WORDS:microcontroller, temperature, electric ovens, control目录前言 (1)第1章概述 (2)1.1技术指标 (2)1.2控制方案 (2)第2章硬件部分设计 (3)2.1单片机电路设计 (3)2.2传感器电路设计 (9)2.3A/D转换电路设计 (12)2.4放大器电路设计 (15)2.5键盘及显示电路的设计 (20)2.6抗干扰电路设计 (23)第3章软件部分设计 (27)3.1工作流程 (27)3.2功能模块 (27)3.3资源分配 (27)3.4功能软件设计 (27)结论 (39)谢辞 (40)参考文献 (41)附录 (42)外文翻译资料 (43)前言随着社会的不断发展,人们对机械的应用也越来越广,进而人们对机械运动的控制要求亦越来越高。
毕业设计(论文)-基于AT89C51单片机的电烤箱温度控制系统
目录1概述 (1)1.2方案比较 (1)1.2.1PLC系统 (1)1.2.2单片机系统 (2)1.3选择最优方案 (2)2硬件部分介绍 (3)2.1 单片机简介 (3)2.1.1中央处理器CPU (3)2.1.2 AT89C51单片机引脚功能 (4)2.1.3 AT89C51单片机的存储器结构 (6)2.1.4AT89C51单片机的并行I/O端口 (6)2.1.5AT89C51单片机时钟电路及时序 (7)2.1.6复位电路 (7)2.1.7AT89C51单片机的指令 (8)2.1.8 74LS373 (8)2.2 A/D转换电路设计 (12)2.2.1逐次逼近型A/D转换器ADC0809 (13)2.2.289C51单片机与ADC0809接口 (13)2.2.3热电阻的测量电路及应用 (14)2.3放大器电路设计 (9)2.4传感器 (9)2.4.1传感器概述 (10)2.4.2传感器的基本特性 (11)2.5 键盘及显示电路的设计 (15)2.5.1键盘接口电路 (15)2.6 抗干扰电路设计 (18)2.6.1电磁干扰的形成因素 (18)2.6.2干扰的种类 (18)2.6.3单片机应用系统电磁干扰控制的一般方法 (18)2.6.4硬件抗干扰措施 (19)3软件部分设计 (21)3.1工作流程 (21)3.2区域控制 (21)3.系统控制 (21)3.4功能软件设计 (21)3.4.1键盘管理模块 (21)3.4.2显示模块 (24)3.4.3温度检测模块 (25)3.4.4温度控制模块 (27)3.4.5温度越限报警模块 (29)3.4.6主程序和中断服务子程序 (30)总结 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (35)摘要随着机电控制技术的发展,主要体现出了单片机和PLC两种控制方式。
本设计采用单片机控制。
单片机在日常生活中的运用越来越广泛。
温度控制在工业生产中经常遇到。
从石油化工到电力生产,从冶金到建材,从食品到机械都要对温度进行控制.甚至在有些产品生产过程中温度的控制直接影响到产品的质量。
基于AT89C51单片机的温度测控系统设计
基于AT89C51单片机的温度测控系统设计
设计一款基于AT89C51 单片机的温度测控系统,介绍该系统的工作原理和设计方法。
该系统温度信号由数字温度传感器DS18B20 采集,送
AT89C51 单片机进行处理,并通过数码管显示。
控温部分使用4 乘以4 矩阵按键进行温度上限和下限的设定,当温度超过设定值范围后,单片机将发出控制信号启动升温装置或降温装置,使温度保持在一定的范围。
实验测试证明,设计的样机系统测温控温精度均为0.1℃,测温控温的范围可达-55~+125℃,可应用于家用电器、汽车、冷库等领域。
0 引言
温度的测量和控制在日常生活和工业领域中具有广泛的应用,随着人们生活水平的大幅提高,对温度测量控制的精度和范围也有着更高的要求。
在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题,这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控等现象。
PID 控制方式控制稳定且精度高,但是控制对象的模型难以建立,并且当扰动因素不明确时,参数调整较复杂。
本文采用
DS18B20 数字温度传感器,该传感器具有微型化、封装简单、低功耗、高性能抗干扰能力、测量范围广、强易配处理器等优点,可使系统测量更加精确,电路更加简单。
实验测试证明,设计的样机系统测温控温精度均为0.1℃,测温控温的范围可达-55~+125℃,可应用于家用电器、汽车、冷库等领域。
1 系统总体方案
该系统将检测点的温度采集之后发送到单片机进行处理,并通过4 乘以4 矩阵按键进行温度上限和下限的设定。
当温度超过设定值范围后,单片机将。
AT89C51单片机水温控制系统
张鹏:基于AT89C51单片机的水温控制系统设计正文第1 页共25 页1 引言1.1 单片机1.1.1 单片机简介单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把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I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
单片微型计算机简称单片机,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit),常用英文字母的缩写MCU表示单片机,它最早是被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。
最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中,使计算机系统更小更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器,从此以后,单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
相当于一个微型的计算机,和计算机相比,单片机只缺少了I/O设备。
概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
1.1.2 单片机应用目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC 卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机,摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。
因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
毕业设计(论文)论文题目:AT89C51单片机温度控制系统所属系部:电子工程系指导老师:职称:学生姓名:班级、学号:专业:应用电子技术2012 年05 月15 日毕业设计(论文)任务书题目:AT89C51单片机温度控制系统任务与要求:设计并制作一个能够控制1KW电炉的温度控制系统,控制温度恒定在37--38度之间。
时间:年月日至年月日所属系部:电子工程系学生姓名:学号:专业:应用电子技术指导单位或教研室:测控技术教研室指导教师:职称:年月日摘要本设计是以一个1KW电炉为控制对象,以AT89C51为控制系统核心,通过单片机系统设计实现对保电炉温度的显示和控制功能。
本温度控制系统是一个闭环反馈调节系统,由温度传感器DS18B20对保炉内温度进行检测,经过调理电路得到合适的电压信号。
经A/D转换芯片得到相应的温度值,将所得的温度值与设定温度值相比较得到偏差。
通过对偏差信号的处理获得控制信号,去调节加热器的通断,从而实现对保温箱温度的显示和控制。
本文主要介绍了电炉温度控制系统的工作原理和设计方法,论文主要由三部分构成。
①系统整体方案设计。
②硬件设计,主要包括温度检测电路、A/D转换电路、显示电路、键盘设计和控制电路。
③系统软件设计,软件的设计采用模块化设计,主要包括A/D转换模块、显示模块等。
关键词:单片机传感器温度控制目录绪论 (1)第一章温度控制系统设计和思路 (2)1.1温度控制系统设计思路 (2)1.2 系统框图 (2)第二章 AT89C51单片机 (3)2.1 AT89C51单片机的简介 (3)2.2 AT89C51单片机的主要特性 (3)2.3 AT89C51单片机管脚说明 (4)第三章温度控制的硬件设备 (6)3.1温度传感器简介 (6)3.2 DS18B20工作原理 (7)3.3 DS18B20使用中注意事项 (8)第四章系统硬件设计 (9)4.1温度采集电路 (9)4.2 数码管温度显示电路 (9)4.2.1 数码管的分类 (9)4.2.2 数码管的驱动方式 (10)4.2.3 恒流驱动与非恒流驱动对数码管的影响 (11)4.3 单片机接口电路 (12)4.3.1 P0口的上拉电阻原理 (12)4.3.2 上拉电阻的选择 (14)4.4 单片机电源及下载线电路 (14)4.5 温度控制电路 (15)第五章温度控制的软件设计 (17)5.1 数码管动态显示 (17)5.2 DS18B20初始化 (17)5.3 系统流程图 (19)谢辞 (20)参考文献 (21)附录 (22)绪论温度控制,在工业自动化控制中占有非常重要的地位。
单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命,自动化、智能化均离不开单片机的应用。
将单片机控制方法运用到温度控制系统中,可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象,同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。
现代自动控制越来越朝着智能化发展,在很多自动控制系统中都用到了工控机,小型机、甚至是巨型机处理机等,当然这些处理机有一个很大的特点,那就是很高的运行速度,很大的内存,大量的数据存储器。
但随之而来的是巨额的成本。
在很多的小型系统中,处理机的成本占系统成本的比例高达20%,而对于这些小型的系统来说,配置一个如此高速的处理机没有任何必要,因为这些小系统追求经济效益,而不是最在乎系统的快速性,所以用成本低廉的单片机控制小型的,而又不是很复杂,不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。
温度控制,在工业自动化控制中占有非常重要的地位,如在钢铁冶炼过程中要对出炉的钢铁进行热处理,才能达到性能指标,塑料的定型过程中也要保持一定的温度。
随着科学技术的迅猛发展,各个领域对自动控制系统控制精度、响应速度、系统稳定性与自适应能力的要求越来越高,被控对象或过程的非线性、时变性、多参数点的强烈耦合、较大的随机扰动、各种不确定性以及现场测试手段不完善等,使难以按数学方法建立被控对象的精确模型的情况。
随着电子技术以及应用需求的发展,单片机技术得到了迅速的发展,在高集成度,高速度,低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。
伴随着科学技术的发展,电子技术有了更高的飞跃,我们现在完全可以运用单片机和电子温度传感器对某处进行温度检测,而且我们可以很容易地做到多点的温度检测,如果对此原理图稍加改进,我们还可以进行不同地点的实时温度检测和控制。
第一章温度控制系统设计和思路1.1温度控制系统设计思路在这个系统中我们从性能及设计成本考虑,我们选择AT89C51芯片。
AT89C51的广泛使用,使单片机的价格大大下降。
目前,89C51的市场零售价已经低廉因此,如把89C51作为接口芯片使用,在经济上是合算的。
在温度传感器的选择上我们采用温度芯片DS18B20测量温度。
该芯片的物理化学性很稳定,它能用做工业测温元件,且此元件线形较好。
在0—100摄氏度时,最大线形偏差小于1摄氏度。
该芯片直接向单片机传输数字信号,便于单片机处理及控制。
本制作的最大特点之一就是直接采用温度芯片对温度进行测量,使数据传输和处理简单化。
采用温度芯片DS18B20测量温度,体现了作品芯片化这个趋势。
部分功能电路的集成,使总体电路更简洁,搭建电路和焊接电路时更快。
而且,集成块的使用,有效地避免外界的干扰,提高测量电路的精确度。
所以芯片的使用将成为电路发展的一种趋势。
本方案应用这一温度芯片,也是顺应这一趋势。
对于温度的调节系统,我们才用的只是简单的升温和降温方法,当温度低于我们设定的最低温度值时,则单片机系统则会通过一个高电平的脉冲电流直接送给继电器,使连接在继电器上的电阻丝通电产生热量来提高温度。
如果当温度高于我们设定的最高温度值时,则单片机会通过另一个口发出一个高电平的脉冲电流送个继电器,使连在继电器上的一个风扇启动,来降低温度。
在次过程中,我们通过单片机将传感器所测量出来的温度通过数码管显示出来。
这样就能只管的观察到即时的温度情况,以便更好的验证系统的性能。
1.2 系统框图单片机温度控制系统采用的装置有单片机、温度传感器和显示器组成起结构如图1.1硬件结构图所示。
图1.1温度控制系统硬件结构图第二章 AT89C51单片机2.1 AT89C51单片机的简介AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
2.2 AT89C51单片机的主要特性·与MCS-51 兼容·4K字节可编程闪烁存储器·寿命:1000写/擦循环外部程序和数据存储器时,P0口也被作为低8位地址/数据复用。
在这种模式下,P0具有内部上拉电阻。
在flash编程时,P0口也用来接收指令字节;在程序校验时,输出指令字节。
程序校验时,需要外部上拉电阻。
● P1 口:P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。
对P1 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。
此外,P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入(P1.0/T2)和时器/计数器2的触发输入(P1.1/T2EX)● P2 口:P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。
对P2 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。
在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器(例如执行MOVX @DPTR)时,P2 口送出高八位地址。
在这种应用中,P2 口使用很强的内部上拉发送1。
在使用8位地址(如MOVX @RI)访问外部数据存储器时,P2口输出P2锁存器的内容。
在flash编程和校验时,P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
● P3 口:P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,对P3 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。
P3口亦作为AT89C51特殊功能(第二功能)使用,如表2-1所示。
表2-1 AT89C51引脚号第二功能● RST: 复位输入,晶振工作时,RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。
看门狗计时完成后,RST 脚输出96个晶振周期的高电平。
特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。
DISRTO默认状态下,复位高电平有效。
● ALE/PROG:地址锁存控制信号(ALE)是访问外部程序存储器时,锁存低8 位地址的输出脉冲。
在flash编程时,此引脚(PROG)也用作编程输入脉冲。
在一般情况下,ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲,可用来作为外部定时器或时钟使用。
然而,特别强调,在每次访问外部数据存储器时,ALE 脉冲将会跳过。
如果需要,通过将地址为8EH的SFR的第0位置“1”,ALE 操作将无效。
这一位置“1”,ALE 仅在执行MOVX 或MOVC指令时有效。
否则,ALE 将被微弱拉高。
这个ALE 使能标志位(地址为8EH的SFR的第0位)的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。
● PSEN:外部程序存储器选通信号(PSEN)是外部程序存储器选通信号。
当AT89C51从外部程序存储器执行外部代码时,PSEN在每个机器周期被激活两次,而在访问外部数据存储器时,PSEN将不被激活。
● EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。
为使能从0000H 到FFFFH的外部程序存储器读取指令,EA必须接GND。
为了执行内部程序指令,EA应该接VCC。
在flash编程期间,EA也接收12伏VPP电压。
● XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。
● XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。
第三章温度控制的硬件设备3.1温度传感器简介DS18B20原理与特性本系统采用了DS18B20单总线可编程温度传感器,来实现对温度的采集和转换,大大简化了电路的复杂度,以及算法的要求。