温度控制器的设计汇总

2013 ~ 2014学年第2学期

《数字式温度控制器的设计》

课程设计报告

题目数字式温度控制器的设计 ____________ 专业： 11 电气工程及其自动化_______________________ 班级： ____________ 2 _________________________ 姓名： ____________________________________________ 指导教师： _________________________________________

电气工程学院

2014年6月2日

数字式温度控制仪

摘要

温度是工业生产和科学实验中的重要参数之一。在化工、冶金、医药、航空等领域里，对温度的控制效果直接影响到许多产品的质量及使用寿命，因此，温度控制成为各个领域中的一项关键技术。温度控制的关键在于测温和控温两方面，温度测量是温度控制的基础。在温度测量方面，技术己经比较成熟，由于控制对象越来越复杂，而在温度控制方面，还存在着许多问题，人们还在寻找着更好的控制方法以提高控制性能，满足不同的控制要求。

随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术，本文将介绍一种基于单片机控制的恒温锅炉烧水控制系统。

本系统以AT89C51单片机为控制核心，采用闭环控制装置，可自动控制要求环境下的温度，使被控对象温度保持在恒定的范围内。本系统温度信号由数字温度传感器DS18B2C采集，送AT89C51单片机进行处理，并通过数码管显示。当温度低于或者高于设定值后，单片机将发出控制信号控制温度控制系统的通断电状态，以实现将温度稳定在目标温度至附近的要求。

关键词：单片机；闭环控制QS18B20;温度；数码管

目录

数字式温度控制仪 (2)

摘要.................................................................. 2.. 第1章系统原理分析..................................................... 4. 1.1主要研究内容与技术指标. (4)

1.1.1主要研究内容................................................... 4.

1.1.2主要技术指标.................................................. 4.

1.2总体设计方案........................................................ 4.

1.2.1方案的提出..................................................... 4.

1.2.2总体设计框图................................................... 4.

1.3系统工作基本原理.................................................... 5.

1.3.1................................................................................................................. PI

D 算法 5.

1.3.2................................................................................................................. DS 18B20温度传感器工作原理. (5)

第2章系统硬件设计...................................................... 6.

2.1数码管显示模块...................................................... 6.

2.2键盘输入模块....................................................... 6.

2.3温度采集模块....................................................... 7.

2.4温度控制模块....................................................... 7..

2.5系统总电路图........................................................ 8. 第3章系统软件设计...................................................... 8.

3.1主程序流程图 ...................................................... 8.

3.2采样子程序流程图.................................................... 9.

3.3 显示子程序流程图 (10)

3-3 显示子程序 (11)

3.4控制子程序流程图 (12)

第4章系统总仿真图及其结果 (13)

4.1数码管显示模块仿真 (13)

4.2温度采集模块仿真 (13)

结论 (14)

参考文献 (14)

第1章系统原理分析

1.1主要研究内容与技术指标

1.1.1主要研究内容

熟悉和掌握单片机的结构和工作原理，了解以单片机为核心的电路设计的基本方法。设计一个能够显示当前温度和目标温度的温度控制系统。

1.1.2主要技术指标

1、通过温度传感器采集烧水炉中的当前温度值，并在LED数码管上显示出当

前烧水炉内的温度值。

2、设定键盘给定，通过按键给定要控制的烧水炉中的目标温度，该设定值也可显示在LED数码管上，与测量值轮流显示。

3、设计控制电路，对烧水炉的通断电状态进行自动控制，采用通断控制电路，控制占空比。实现PWM控制算法，使烧水炉中的温度稳定在设定值。

4、控制参数：温度测量范围为30—90度，测量精度为0.5度。

1.2总体设计方案

1.2.1方案的提出

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。同时本系统采用

AT89C52作为温度控制系统主控单元。AT89C52是一种带4 kB闪存可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS的8位微处理器。指令系统和引脚与典型的MCS-51系列完全兼容，方便软件的编写。系统整体电路包括：主控电路、键盘输入、数码管显示、控制输出、控制对象。

1.2.2总体设计框图

温度控制电路设计总体设计方框图如图1-1所示，控制器采用单片机

AT89C52，温度传感器采用DS18B20，用6位LED数码管实现测量温度显示与目标设定温度显示功能，用4X 3矩阵键盘对目标温度进行输入设定。