555定时器温度控制电路设计

内容摘要

在日常的生产与生活中，温度是一个非常重要的过程变量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形、结晶以及空气流动等物理和化学过程。所以人们需要用到良好的温度检测及控制装置系统来解决这些问题。本文介绍了采用A/D转换、555定时器、AT89C51芯片以及DS1620温度传感器等组成的温度控制系统的设计方法和工作原理。能够通过传感器对温度的感应自动调节加热功率的大小，并且在解决温度检测的基础上，通过555定时器完成对温度的特殊控制。

本设计应用性比较强，设计系统可以作为温度监控系统，如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统等等。课题主要任务是完成环境温度检测，利用单片机实现温度调节并通过计算机实施温度监控。设计后的系统具有操作方便，控制灵活等优点。

本设计系统包括温度传感器，A/D转换模块，温度传感器模块，和555定时器，AT89C51芯片等。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是以555定时器进行温度监控，完成了课题所有要求。

索引关键词：自动控制系统温度传感器 MCS-51 555定时器

目录

第一章绪论 (1)

1.1研究温度控制系统的意义 (1)

1.2 温度控制系统中传感器 (1)

1.3 温度控制系统设计要点 (1)

1.4 温度控制系统设计内容 (1)

第二章硬件系统的构成 (2)

2.1 AT89C51概况 (2)

2.2功能特性概述 (2)

2.3引角功能说明 (2)

2.4时钟振荡器 (4)

2.5空闲节电模式 (4)

2.6掉电模式 (4)

2.7传感器概述 (4)

第三章数字温度测控芯片DS1620的应用 (4)

3.1 概述 (4)

3.2 引脚功能说明 (5)

3.3 操作和控制 (6)

3.4 DS1620有两种操作模式 (6)

3.5 555定时器概述 (8)

3.6 电路图 (10)

后记 (11)

参考文献 (12)

555定时器温度控制电路设计

第一章绪论

1.1研究温度控制系统的意义

温度是工业对象中主要的被控参数之一，像冶金、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，单片机温度控制系统使温度控制指标得到了大幅度提高。其使用量日益增多，其地位和作用倍显重要，温度控制系统的结构组成，控制原理使用维护等方面的基础内容已成为电气工程技术人员急需了解掌握的必要知识。

1.2 温度控制系统中传感器

随着“信息时代”的到来，作为获取信息手段的传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。

由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制，但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响系统的性能。因此，不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标，还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求，而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解，才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来，适应传感器的生产、研制、开发和应用。另一方面，传感器的被测信号来自于各个应用领域，每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效，各自都在开发研制适合应用的传感器，于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。温度传感器是其中重要的一类传感器。其发展速度之快，以及其应用之广，并且还有很大潜力。

为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一温度监控系统。文中传感器理论单片机实际应用有机结合，详细地讲述了利用热敏电阻作为热敏传感器探测环境温度的过程，以及实现热电转换的原理过程。

1.3 温度控制系统设计要点

温变化规律的控制，这主要在控制程序设计中考虑。温度控制范围：这就涉及到测温元件、功率的选择等。控制精度、超调量等指标，这涉及到A/D转换精度、控制规律选择等。

1.4 温度控制系统设计内容

本设计应用性比较强，设计系统可以作为温度监控系统，如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统等等。课题主要任务是完成环境温度检测，利用单片

机实现温度调节并通过计算机实施温度监控。设计后的系统具有操作方便，控制灵活等优点。

本设计系统包括温度传感器，A/D转换模块，温度传感器模块，和555定时器，AT89C51芯片等。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是以555定时器进行温度监控，完成了课题所有要求。

第二章硬件系统的构成

2.1 AT89C51概况

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8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。AT89C系列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功能特性概述

一、4K字节可编程闪烁存储器

二、寿命：1000写/擦循环

三、数据保留时间：10年

四、全静态工作：0Hz-24MHz

五、三级程序存储器锁定

六、128×8位内部RAM

七、32可编程I/O线

八、两个16位定时器/计数器

九、5个中断源

十、可编程串行通道

十一、低功耗的闲置和掉电模式

十二、片内振荡器和时钟电路

2.3引角功能说明

VCC：供电电压。

GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL