基于51单片机的多路温度控制系统课程设计
基于单片机的多路温度采集系统软件设计
基于单片机的多路温度采集系统软件设计(附程序,元件清单)编辑:Nancy 来源: 作者:Team 指数:28 编号:544020120419 共2页: 上一页12下一页基于单片机的多路温度采集系统软件设计(附程序,元件清单)(任务书,开题报告,外文翻译,毕业论文9000字)摘要:随着现代信息技术的飞速发展〖资料来源:毕业设计(论文)网 〗温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色,它对人们的生活具有很大的影响温度采集在林业,农业,化工甚至是军工领域都有广泛的应用,因此能否对这些地区的环境温度实现有效的监测。
是一个要解决的重要的课题。
采用温度传感器构成的电子监控装置是一种较好的解决方案,因此利用Mcs-51单片机系列设计了一个温度采集系统。
数字式多路温度采集系统由主控制器、温度采集电路、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路组成。
它利用单片机AT89C51做控制及数据处理器、智能温度传感器DS18B20做温度检测器、LED数码显示管做温度显示输出设备。
实现多监测点的温度采集。
并且具有显示,报警等功能。
能够应用于一般的环境的温度采集环境。
软件设计主要采用汇编语言设计,设计工具用keil,程序主要由键盘扫描子程序,温度转换子程序,读出温度子程序,计算温度子程序,显示数据刷新子程序,报警控制子程序组成。
用汇编的主要优点是编程的效率高。
适用于简单的但是要求较高的电路。
本文主要是采用的是汇编语言设计。
. 〖资料来源:毕业设计(论文)网 〗关键词:温度传感器单片机软件software design base on SCM multi-channel temperature gathering system Abstract:With the rapid development of modern information technology,In temperature measurement control system of industrial, agricultural and People's Daily life playsa more and more important role in people's life, and it has very important effect,Temperature gathering in the forestry, agriculture, chemical and even military domain has a wide range of applications,So effective monitor the environment temperatureof these regions Is an important task to solve. A temperature sensor constitute electronic monitoring device is a better solution, so use Mcs - 51 SCM series designa temperature gathering system.the digital multi-channel temperature gathering system by the master control regulator, the temperature gathering electric circuit, the temperature display circuit, reports to the police the control circuit and the keyboard entry control circuit is composed .It makes the control and the data processor, intelligent temperature sensor DS18B20 using monolithic integrated circuit AT89C51 makes the temperature detector, the LED numerical code display tube makes the temperature demonstration output unit. Achieve more monitoring stations in the temperature gathering. And display, alarm functions. Can be used in the general environment temperature acquisition environment.〖资料来源:毕业设计(论文)网 〗The software design use assembly language,The design tool adopt keil, Program mainlyby the keypad scanning subroutine, the temperature conversion subroutine, read temperature subroutine, the calculation of temperature subroutine, display datarefresh subroutines, alarm control subroutines composition.The advantage of the assembly language is high efficiency, and fit for the circuit which simple but require expert . This paper is mainly uses assembler languageKeyword: temperature ensor monolithic integrated circuit software毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求:基于单片机的多路温度采集系统主要用于采集多个监测点的温度,当某个监测点的温度超过一定的范围时进行报警。
基于单片机的水温控制系统课程设计
基于单片机的水温控制系统第1节引言水温控制在工业及日常生活中应用广泛,分类较多,不同水温控制系统的控制方法也不尽相同,其中以PID控制法最为常见。
单片机控制部分采用AT89C51单片机为核心,采用软件编程,实现用PID算法来控制PWM波的产生,进而控制电炉的加热来实现温度控制。
然而,单纯的PID算法无法适应不同的温度环境,在某个特定场合运行性能非常良好的温度控制器,到了新环境往往无法很好胜任,甚至使系统变得不稳定,需要重新改变 PID 调节参数值以取得佳性能。
本文首先用PID算法来控制PWM波的产生,进而控制电炉的加热来实现温度控制。
然后在模型参考自适应算法 MRAC基础上,用单片机实现了自适应控制,弥补了传统 PID控制结构在特定场合下性能下降的不足,设计了一套实用的温度测控系统,使它在不同时间常数下均可以达到技术指标。
此外还有效减少了输出继电器的开关次数,适用于环境参数经常变化的小型水温控制系统。
1.1水温控制系统概述温度控制是无论是在工业生产过程中,还是在日常生活中都起着非常重要的作用,过低的温度或过高的温度都会使水资源失去应有的作用,从而造成水资源的巨大浪费。
特别是在当前全球水资源极度缺乏的情况下,我们更应该掌握好对水温的控制,把身边的水资源好好地利用起来。
在现代冶金、石油、化工及电力生产过程中,温度是极为重要而又普遍的热工参数之一。
在环境恶劣或温度较高等场合下,为了保证生产过程正常安全地进行,提高产品的质量和数量,以及减轻工人的劳动强度、节约能源,要求对加热炉炉温进行测、显示、控制,使之达到工艺标准,以单片机为核心设计的炉温控制系统,可以同时采集多个数据,并将数据通过通讯口送至上位机进行显示和控制。
那么无论是哪种控制,我们都希望水温控制系统能够有很高的精确度(起码是在满足我们要求的范围内),帮助我们实现我们想要的控制,解决身边的问题。
在计算机没有发明之前,这些控制都是我们难以想象的。
而当今,随着电子行业的迅猛发展,计算机技术和传感器技术的不断改进,而且计算机和传感器的价格也日益降低,可靠性逐步提高,用信息技术来实现水温控制并提高控制的精确度不仅是可以达到的而且是容易实现的。
基于51单片机的温度报警控制系统报告
报告评分批改老师《现代电子综合实验》课程设计报告基于单片机的温度检测控制系统设计学生姓名 学 号专 业 班 级同组学生 提交日期 年 月 日指导教师目录2一、实验目的 .....................................................................................2二、实验要求 .....................................................................................2三、实验开发环境及工具 ...........................................................................2四、按键扫描和液晶显示功能实现 ...................................................................24.1矩阵键盘电路 ...............................................................................4.1.1矩阵键盘电路简介 .....................................................................224.1.2矩阵式按键扫描原理 ...................................................................24.1.3 按键扫描子程序设计思想及流程图 ......................................................34.2 LCD1602显示电路 ..........................................................................34.2.1 LCD1602模块简介 ....................................................................34.2.2 LCD1602模块引脚说明 .................................................................4.2.3 LCD1602控制方式及指令 ..............................................................344.2.4 LCD1602液晶显示子程序设计思想及流程图 ..............................................5五、基于单片机的温度检测控制系统设计过程 .........................................................55.1 系统整体电路框图及功能说明 ................................................................55.2 DS18B20数字温度传感器电路 ..............................................................55.2.1 单总线通信方式简介 ..................................................................65.2.2 DS18B20简介 ......................................................................5.2.3 DS18B20读写操作 ..................................................................665.3 声光报警及控制电路 ........................................................................75.4 软件设计 ..................................................................................5.4.1 主程序设计流程图 ....................................................................775.4.2 DS18B20子程序设计思想及流程图 ...................................................85.4.3 声光报警子程序设计思想及流程图 .....................................................9七、 实验过程及实验结果 ...........................................................................9八、实验中遇到的问题及解决方法 ...................................................................10附件 ............................................................................................一、实验目的(1). 掌握单片机应用系统的设计方法与步骤;(2).掌握硬件电路各功能模块的工作原理、应用电路与编程方法;(3).熟练掌握单总线的应用及编程;(4). 掌握基于单片机的温度检测控制系统的设计与实现。
基于单片机的温度控制系统课程设计报告书
单片机课程设计报告书(基于单片机的温度控制系统)学院(系):电子与信息工程学院年级专业:电子信息工程学号: 1学生:三指导教师:**教师职称:教授成绩:制作日期 2014 年 12月 20 日目录摘要 (1)引言 (2)第一章系统设计 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 设计目的 (2)1.3 设计思路 (2)第二章硬件系统设计 (4)2.1系统方框图 (4)2.2各部分及其实现的功能 (4)第三章软件设计 (16)3.1程序流程图 (16)3.2 温度传感器流程图程图 (17)第四章仿真与调试 (18)4.1 软件电路故障与解决办法 (18)4.2 软件调试方法 (18)4.3 仿真后,部分显示成果 (19)第五章设计总结 (22)第六章参考文献 (23)附录一 (24)附录二 (25)附录三 (36)基于单片机STC89C51的温度显示系统的设计三峡学院电子与信息工程学院 12电子信息工程(职教师资)摘要:以AT89C51单片机为核心,的数字温度测量及自动控制系统的设计,该温度控制器可以实时显示和设定温度,实现对温度的自动控制。
其组成部分为:AT89S51单片机、DS18B20智能数字温度传感器、键盘与显示电路、温度控制电路。
高精度的DS18B20温度传感器作为温度检测元件,LED数码管并行动态显示作为显示电路,单片机通过对信号进行相应处理,从而实现对所测温度进行控制。
当温度比设定温度小时,当温度大于等于设定温度时,控制器断开电加热设备。
此外,文中还介绍了该温度控制器的软件设计部分,主要模块包括:数码管显示程序、按键处理程序、温度信号处理程序。
主程序通过调用各个上述子程序来完成所有的温度控制器功能。
在此基础上本文还提出了系统软硬件抗干扰措施和系统软硬件及整机调试方案。
该温度控制器具有控制方便、简单的特点,可以实现对温度的高精度控制,并且可以提高被控系统的技术指标。
关键词:单片机;温度传感器;寄存器;引言随着电子技术,特别是随大规模集成电路的产生而出现的微型计算机技术的飞速发展,人类生活发生了根本性的改变。
基于单片机的多路温度控制器硬件设计
基于单片机的多路温度控制器硬件设计作者:张迎雪来源:《数字技术与应用》2013年第02期摘要:多路温度控制器是研究温度的实时采集与检测技术。
详细介绍基于单片机的多路温度控制系统。
该系统采用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。
重点描述该控制器的硬件组成和电路设计。
关键词:温度控制单片机硬件设计检测技术中图分类号:TP368.11 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)02-0021-021 引言随着电子技术的飞速发展和超大规模集成电路设计以及制造工艺的进一步提高,单片机技术已被被广泛的运用到国防、工业、农业及日常生活中的各个领域。
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异更新。
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。
2 工作原理及系统结构用单片机系统对温度进行实时采集与控制,即用温度传感器AD590对外界温度进行实时采集,采集回来的实际温度与设定的两个温度进行比较来控制风扇和加热器的工作,同时要在数码管上显示出温度。
而且我们可以通过按键随意的设定两个温度值(在0℃—99℃)。
主要解决的是要对传感器AD590采集回来电流信号首先要转换为电压信号接着要对它进行调理,调理后的模拟量要通过A/D转换TLC2543转换为数字信号再送给单片机处理。
系统的结构框图如图1所示:3 系统硬件设计3.1 电压基准电路由于模数转换需要的参考电压VREF比较精确,一般的稳压电源可能无法满足要求,故采用TL431精密稳压源来提供,如图2所示,调整电位器R5可获得2.5V——5V的输出电压VREF。
经过运放组成的二倍放大器为AD590提供电压基准,这样做可抵消一部分TL431因为温漂带来的误差。
基于单片机的温度控制系统课设报告
基于单片机的温度控制系统摘要:该实验设计基于飞思卡尔MC9S12DG128开发板平台,根据实验任务要求,完成了水温自动控制系统的设计,该系统的温度给定值可由人工通过键盘进行设定,测量温度经过A/D转换由数码管显示,通过PID控制算法对温度进行调节,使温度输出值在给定值上下波动,控制该系统的静态误差为1℃,用LED灯模拟加热强度,并用串口将输出的水温随时间的变化数值发到PC机上。
关键字:飞思卡尔单片机水温控制MC9S12DG1281、设计题目与设计任务σ≤;3.温度误要求:1温度连续可调范围是30-150摄氏度;2 超调量20%<±;4尝试使用能预估大滞后的方法,如史密斯预估,或大林算法;也可差0.5用PID及改进算法。
内容:1.根据题目的技术要求,画出系统组成的原理框图;2. 给出系统硬件电路图;3.确定温度控制方案;4. 给出控制方法及控制程序;5.整理设计数据资料,课程设计总结,撰写设计计算说明书。
2、前言:随着电子技术和计算机的迅速发展,计算机测量控制技术拥有操作简单、控制灵活、使用便捷以及性价比较高的优点,从而得到了广泛的应用。
单片机是一种集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统等部分于一体的器件,只需要外加电源和晶振就可以实现对数字信息的处理和控制,因此,单片机广泛应用于现代工业控制中。
利用单片机对温度测量控制会大大提高系统的可靠性和准确性。
该设计实验是在实验室完成,实验任务是设计制作一个水温自动控制系统,控制对象为1L净水,容器为搪瓷器皿。
水温由人工通过4*4的键盘设定,并能在环境温度改变时实现对水温的自动控制,采用PWM技术控制电阻丝的加热,加热强度由8个LED小灯模拟,以保持设定的温度基本不变,测量温度经过A/D 转换在4位数码管上显示(保留一位小数),并将温度每秒钟向计算机发送一次。
一、系统设计的功能该系统的闭环控制系统框图如图所示。
图水温控制系统结构框图单片机对温度的测量控制是基于传感器、A/D转换器以及扩展接口和执行机构来进行的。
基于51单片机的课程设计
-探索51单片机在智能家居中的应用,如家居环境监测与控制;
-介绍并实践51单片机与蓝牙模块的连接,实现无线数据通信;
-分析并设计一个简易的抢答器系统,涉及按键扫描、状态机设计等;
-结合课堂所学,开展创新设计竞赛,鼓励学生自主设计并实现具有实际应用价值的单片机控制系统。
-开展综合实训,要求学生团队协作,完成一个综合性的单片机控制系统设计,如智能家居控制系统,提升学生的实际操作能力和项目实践能力。
-汇编语言程序设计
- C语言程序设计
3.《单片机原理与应用》第六章:51单片机的I/O接口及应用
- I/O口的控制方法
-基本输入/输出应用实例
4.《单片机原理与应用》第七章:51单片机的定时器/计数器与中断系统
-定时器/பைடு நூலகம்数器的工作原理及应用
-中断系统的原理及应用
5.《单片机原理与应用》第八章:51单片机的串行通信
-串行通信的原理
-串行通信接口的编程与应用
本章节将以上述内容为基础,结合实际案例,引导学生掌握51单片机的原理、编程及应用。
2、教学内容
本节课程设计将具体包括以下教学内容:
- 51单片机的最小系统构成及其功能分析;
-基本I/O口操作,实现LED灯的闪烁与控制;
-定时器/计数器的编程,实现精确延时及脉冲产生;
5、教学内容
-专题讨论:51单片机在工业控制中的应用,如自动化生产线上的传感器数据采集与处理;
-介绍并实践51单片机与各类传感器(如温湿度、光照、红外等)的接口技术;
-深入讲解51单片机的电源管理,探讨低功耗设计方法;
-通过项目案例,学习如何使用51单片机进行数据加密与解密,增强系统安全性;
基于51单片机、K型热电偶、MAX6675的8路温度显示系统
自动化工程训练课程设计学院名称信息科学与工程学院专业班级自动化1202班姓名黎毅刚指导老师刘芳目录第一章绪论第二章方案论证2.1温度采集方案2.2显示界面方案第三章系统整体设计3.1 系统总体分析3.2设计原理第四章各个元器件及芯片简介4.1 AT89C51单片机介绍4.2 K型热电偶简介4.3 MAX6675简介4.4 LCD12864简介第五章各部分电路设计5.1温度采集电路5.2数据处理电路5.3温度显示电路5.4超限报警电路第六章心得体会附录1 硬件仿真图与运行效果展示附录2 软件代码第一章绪论在工业生产中,需要检测工艺生产线的温度,而且这个温度范围还很大。
该系统采集主要以Atmel公司的AT89C51单片机为控制处理核心,由它完成对数据的采集处理以及控制数据的无线传输。
AT89C51单片机是一种低功耗/低电压/高性能的8位单片机,片内带有一个8KB的可编程/可擦除/只读存储器。
无线收发一体数传MODEM模块PTR2000芯片性能优异,在业界居领先水平,它的显著特点是所需外围元件少,因而设计非常方便。
因此用来设计工业温度检测系统相当的合适。
在本文中,主要说明单片机与K型热电偶以及K型热电偶模数转换器—MAX6675的组合,形成单片机的温度检测系统。
包括:如何针对系统的需求选择合适的温度检测器件,如何根据选择的器件设计外围电路和单片机的接口电路,如何编写控制温度检测器件进行数据传输的单片机程序,并简要介绍数字温度传感器MAX6675的应用。
第二章方案论证2.1温度采集方案方案一:模拟温度传感器。
采用热敏电阻,将温度值转换为电压值,经运算放大器放大后送A/D转换器将模拟信号变换为数字信号,再由单片机经过比较计算得到温度值。
优点:应用广泛,特别是工程领域,采用不同的热敏电阻,可实现低温到超高温的测量。
缺点:必须采用高速高位A/D转换器,系统复杂,成本高,还以引进非线性误差,得通过软件差值修正方案二:采用集成数字温度传感器DS18B20。
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。
51单片机课程设计任务书(A4)
《单片机原理与应用》课程设计指导书班级: 09机电1指导教师:高金玉2011.5.17单片机课程设计指导书一、课程设计目的单片机课程设计作为独立的教学环节,学习完《单片机原理及应用》课程后,并在进行相关课程设计基础上进行的一次综合练习。
其目的在于加深对MCS-51单片机的理解,掌握单片机应用系统的设计方法;掌握常用接口芯片的正确使用方法;强化单片机应用电路的设计与分析能力;提高学生在单片机应用方面的实践技能和科学作风;培育学生综合运用理论知识解决问题的能力,力求实现理论结合实际,学以致用的原则。
学生通过查阅资料、接口设计、程序设计、安装调试、整理资料等环节,初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能;熟悉单片机系统及程序的编制过程,为今后从事生产技术工作打下必要的基础;学会灵活运用已经学过的知识,并能不断接受新的知识,大胆发明创造的设计理念。
二、课程设计要求课程设计应充分体现“教师指导下的以学生为中心”的教学模式,以学生为认知主体,充分调动学生的积极性和能动性,重视学生自学能力的培养。
根据课程设计具体课题安排时间,确定课题的设计、编程和调试内容,分小组进行。
根据合理的进度安排,一步一步、踏踏实实地开展课程设计活动,按时完成每部分工作。
课程设计集中在教室、机房进行,每天由班长、学习委员负责考勤,指导教师抽查。
在课程设计过程中,坚持独立完成,实现课题规定的各项指标,并写出设计报告。
三、课程设计时间及进度安排课程设计集中在1周进行。
为保证达到预计的教学任务及目的,以小组为单位分别进行资料的收集、方案论证、电路设计、编程、调试、实验及改进。
具体进度及要求安排如下:四、课程设计课题及内容具体设计课题可根据实际情况选择,或在下列给出的题目任选一题。
题目一校园作息时间控制系统设计要求:(1)作息时间能控制电铃,可以按键设置时间,包括设置当前时间,显示闹铃设置时间,设定闹铃时间,闹铃的ON/OFF设置等。
(2)利用单片机实现,方法自选。
单片机课程设计基于单片机的温度控制系统设计
02 单片机基础知识
单片机的定义和作用
定义:单片机 是一种集成电 路芯片,将微 处理器、存储 器、输入/输出 接口等集成在 一个芯片上。
作用:单片机 广泛应用于各 种电子设备中, 如家电、汽车、 工业控制等领 域,实现对设 备的控制和操
作。
特点:体积小、 功耗低、可靠 性高、编程方
便等。
应用:在温度 控制系统设计 中,单片机可 以实时监测和 控制温度,实 现对温度的精
试等
温度数据采集与处理
温度传感器:用于采集环境温度数据 单片机:处理温度数据,控制加热或制冷设备 数据处理:将温度数据转换为可识别的信号 控制策略:根据温度数据调整加热或制冷设备的工作状态
温度控制输出实现
温度传感器:用于检测环境 温度
单片机控制:通过单片机控 制温度传感器和执行器
执行器:用于调节环境温度
温度控制算法:实现温度控 制的核心算法,如PID控制
算法
05 系统调试与性能测试
系统调试方法与步骤
硬件连接:确 保所有硬件设 备正确连接, 如单片机、温 度传感器、显
示设备等。
软件调试:编 写并调试单片 机程序,确保 其能够正确读 取温度传感器 数据并控制显
示设备。
性能测试:在 特定温度环境 下,测试系统 的响应速度和 准确性,以及 稳定性和可靠
问题:硬件资源不足 解决方案:优化硬件配置,提高系统性能 解决方案:优化硬件配置,提高系统性能
问题:系统稳定性差 解决方案:增加系统自检功能,提高系统稳定性 解决方案:增加系统自检功能,提高系统稳定性
创新点与特色功能实现
创新点:采用 单片机控制, 实现温度自动
调节
特色功能:具 有温度报警功 能,超过设定 温度时发出警
51单片机温度课程设计
51单片机温度课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解51单片机的结构与原理,掌握温度传感器与单片机的连接方法;2. 学会编写程序,实现温度的采集、处理和显示;3. 了解温度控制系统的基本原理及其在实际应用中的重要性。
技能目标:1. 能够正确使用万用表、编程器等工具,进行单片机与温度传感器的连接;2. 掌握C语言编程,实现温度数据的采集、处理和显示;3. 能够分析温度控制系统的性能,提出优化方案。
情感态度价值观目标:1. 培养学生动手实践能力,激发创新精神,增强解决实际问题的自信心;2. 培养团队合作精神,提高沟通与协作能力;3. 增强学生对我国电子产业的了解,提高国家认同感和自豪感。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论教学,注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点:学生具备一定的电子基础知识,对单片机有一定了解,但实际操作经验不足。
教学要求:教师需采用讲解、示范、指导相结合的教学方法,引导学生主动参与实践,提高学生的实际操作能力。
同时,注重培养学生分析问题和解决问题的能力,达到学以致用的目的。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际项目中,为未来的职业发展打下坚实基础。
二、教学内容1. 理论知识:- 51单片机基础知识:介绍51单片机的结构、工作原理及特点;- 温度传感器原理:讲解温度传感器的工作原理、种类及其与单片机的连接方法;- C语言编程:复习C语言基础知识,重点讲解与51单片机相关的编程技巧。
2. 实践操作:- 硬件连接:指导学生使用万用表等工具,完成温度传感器与51单片机的连接;- 软件编程:编写程序实现温度数据采集、处理和显示,通过实践操作熟悉编程过程;- 系统调试:分析温度控制系统的性能,引导学生提出优化方案并进行调试。
3. 教学大纲:- 第一周:51单片机基础知识学习,了解温度传感器原理;- 第二周:C语言编程复习,学习与51单片机相关的编程技巧;- 第三周:进行硬件连接,学习温度传感器与单片机的连接方法;- 第四周:编写程序,实现温度数据采集、处理和显示;- 第五周:系统调试,分析性能并提出优化方案。
51单片机课程设计数字温度计报告
电子毕业设计数字温度计题目:数显温度计学院:电子信息学院班级:学号::指导老师:日期:数字温度计设计任务书一、课程设计目的1、加强学生理论联系实际的能力,提高学生的动手能力;2、学会基本电子元器件的识别和检测;3、学会应用EDA软件Proteus进行电路的设计和仿真;4、基本掌握单片机的基本原理,并能将其应用于系统的设计。
5、通过实训,提高学生的学习兴趣,激发自主学习能力,培养创新意识。
二、设计任务先焊制一个单片机最小系统,并以制作的单片机最小系统为核心,设计并制作一个数字式温度计应用系统。
三、设计要求具有以下功能:(1)采用DS18B20作为温度传感器进行温度检测;(2)对采集温度进行显示(显示温度分辨率0.1℃);(3)采集温度数值应采用数字滤波措施,保证显示数据稳定;(4)显示数据,无数据位必须消隐。
目录数字温度计设计任务书 (2)1、设计思路(1)设计原理 (4)(2)系统方案及总体设计框图 (4)2、数字温度计应用系统的硬件设计(1)单片机小系统基本组成及硬件图(2)外围电路工作原理及系统硬件图(3)主要芯片及其功能3、系统软件程序的设计软件流程框图4、系统调试(1)仿真器介绍(2)调试结果及其分析(3)系统设计电路的特点和方案的优缺点5、课程设计心得体会参考文献附录程序清单及注释一、 设计思路:设计方案及其总体设计框图温度计设计系统流程图系统设计原理:本次课程设计是基于单片机的数字温度计设计,在开始课程设计的时候我们要理解并掌握对单片机的开发,学会使用KEIL 及Proteus 等仿真软件。
根据设计任务要求选二、数字温度计应用系统的硬件设计1、单片机小系统的基本组成及其选择 (1)单片机 单片机选型参考 • ① AT89S51、AT89S52 :具备ISP 下载功能 ,可以使用USBASP 程序下载线或者并口下载• ② STC89C51、STC89C52:使用串口线+MAX232烧写程序。
(完整版)基于单片机的多点温度检测系统毕业设计论文
集成电路课程设计课题:基于AT89C51单片机的多点温度测量系统设计姓名:韩颖班级:测控12-1学号:指导老师:汪玉坤日期:目录一、绪论二、总体方案设计三、硬件系统设计1主控制器2 显示模块3温度采集模块(1)DS18B20的内部结构(2)高速暂存存储器(3)DS18B20的测温功能及原理(4)DS18B20温度传感器与单片机的连接(5)单片机最小系统总体电路图四、系统软件设计五、系统仿真六、设计总结七、参考文献八、附源程序代码一、绪论在现代工业控制中和智能化仪表中,对于温度的控制,恒温等有较高的要求,如对食品的管理,冰箱的恒温控制,而且现在越来越多的地方用到多点温度测量,比如冰箱的保鲜层和冷冻层是不同的温度这就需要多点的测量和显示可以让用户直观的看到温度值,并根据需要调节冰箱的温。
它还在其他领域有着广泛的应用,如:消防电气的非破坏性温度检测,电力、电讯设备之过热故障预知检测,空调系统的温度检测。
温度检测系统应用十分广阔。
本设计采用DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20 简介新的"一线器件"体积更小、适用电压更宽、更经济DALLAS 半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持"一线总线",测量温度范围为-55°C~+125°C,在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°二、设计过程及工艺要求1、基本功能(1)检测两点温度(2)两秒间隔循环显示温度2、主要技术参数测温范围:-30℃到+99℃测量精度:0.0625℃显示精度:0.1℃显示方法:LCD循环显示3、系统设计系统使用AT89C51单片机对两个DS18B20进行数据采集,并通过1602LCD液晶显示器显示所采集的温度。
DS18B20以单总线协议工作,51单片机首先分别发送复位脉冲,使信号上所有的DS18B20芯片都被复位,程序先跳过ROM,启动DS18B20进行温度变换,再读取存储器的第一位和第二位读取温度,通过IO口传到1602LCD显示。
基于-51单片机课程设计报告
单片机课程设计课题:基于51单片机的交通灯设计基于51单片机数字温度计设计报告一、设计目的作用本设计是一款简单实用的小型数字温度计,所采用的主要元件有传感器DS18B20,单片机AT89C52,,四位共阴极数码管一个,电容电阻若干。
DS18B20支持“一线总线”接口,测量温度范围-55°C~+125°C。
在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。
18B20的精度较差,为± 2°C 。
现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。
适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。
本次数字温度计的设计共分为五部分,主控制器,LED显示部分,传感器部分,复位部分,按键设置部分,时钟电路。
主控制器即单片机部分,用于存储程序和控制电路;LED显示部分是指四位共阴极数码管,用来显示温度;传感器部分,即温度传感器,用来采集温度,进行温度转换;复位部分,即复位电路,按键部分用来设置上下限报警温度。
测量的总过程是,传感器采集到外部环境的温度,并进行转换后传到单片机,经过单片机处理判断后将温度传递到数码管显示。
二、设计要求(1).利用DS18B20传感器实时检测温度并显示。
(2).利用数码管实时显示温度。
(3).当温度超过或者低于设定值时蜂鸣器报警,LED闪烁指示。
(4).能够手动设置上限和下限报警温度。
三、设计的具体实现1、系统概述方案一: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。
方案设计框图如下:方案二: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。
基于51单片机的多路温度采集系统
基于单片机的多路温度采集系统一、摘要:本设计利用单片机及Keil编程软件编程和PROTEUS单片机仿真软件和电子电工等方面知识,用Keil编程软件编程,用PROTEUS单片机仿真软件仿真。
最后制作实物,将程序下载到单片机中,利用(I/O)口采集来自多路温度的数据,根据各路温度的不同,集中准确的显示出来,并且根据所设温度的上下限通过驱动蜂鸣器进行听觉上的报警,同时还可以通过LED灯协助进行视觉上的报警,从而达到多点温度的采集和报警的目的。
以Keil编程软件和PROTEUS软件来进行仿真、分析,调试,为设计提供了一个方便、快捷的途径,为设计节约了设计时间。
关键词:AT89S52单片机温度采集报警二、设计要求1、检测的温度范围:0℃~100℃。
2、检测分辨率 0.1℃。
3、显示的多路的温度值不相互干扰,而且对各个传感器的所属温度都能进行报警。
三、硬件电路设计1、系统的设计思路本设计采用单片机作为数据处理与控制单元,为了进行数据处理,单片机控制数字温度传感器,把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。
单片机数据处理之后,发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态,同时将当前温度信息发送到LCD进行显示。
本系统可以实现多路温度信号采集与显示,可以使用程序来设置温度限定值,通过进行温度数据的运算处理,发出控制信号达到控制蜂鸣器和LED进行报警。
2、系统总体设计方案系统总体主要由对单片机进行编程后得到控制,系统的其他功能部件分别接至单片机的对应I/O口。
整体模块如图:3、主控制器本次设计选择Atmel 公司生产的AT89C51作为控制芯片。
AT89C51是高性能的CMOS8位单片机,片内含有4K bytes 的可反复擦写的只读程序存储器和128的随机存取数据存储器。
AT89系列与MCS-51系列单片机相比有两大优势:第一,片内程序存储器采用闪速存储器,使程序的写入更加方便;第二,提供了更小尺寸的芯片,使整个电路体积更小。
基于51单片机的多路温度采集控制系统设计
1 系 统 设 计
在温度采集 系统 中我们常常用到集成 型温度 传感器 ,集成型温度传感器 可以 达到较高 的精 度 ,在集成型温度传感器 的使用过程 中,由于采用 的单 总线传输方 式进行对远距 离的多点温度进行检测 ,所以在程序的控制上 比较 复杂。所以 ,在 温度测量系统 中,采 用抗干扰能力强 的新 型数 字温度传感器 ,新型数字 温度 传感 器D S 1 8 B 2 0 具有体积更 小、精度更 高 、适用 电压更宽、采用 一线总线、可组网等 优点 , 在 实际应用中取 得了 良好的测温效果。系统通过温度传感器获取温度信息 , 通过运算得到温度显示在 L E D显示屏上 , 并 与设 定值进行 比较 ,选择是否进行报 警响应 。系统 的设计框 图如下 图 1 所示 。
3 软件 设计
软件设 计是整个温度采集 系统 的关键 ,即简洁的硬件结构是靠 复杂的软件来 支持的。多个器件挂在一条 总线上为了识别不同的器件 ,在程序设 计过程中一般 有四个步骤 :初始化命令 ;传送 R O M命令 ;传送 R A M命令 ;数据交换命令 。由 于 已经在 上面获取 了多个 D S 1 8 B 2 0的 R O M 代码并 在 A T 8 9 S 5 2单片机 内部 的 E 2 P R O M 中建立 了测量位置点和传感器 6 4位 R O M 代码之间的关系表 。软件系统 框图如下图 2 所示。设计方法如下: ( 1 )采用模块程序设计 。 ( 2 )采用 自 顶 向下的程序设计 。 ( 3 )外部设备和外部事件尽量采用中断方式 与 C P U联络 , 这样既便于系统模块 化, 也可提高程序效率 。 ( 4 )近几年推出的单片机开发系统, 有些是支持高级语言的, 如C 5 1与 P L / M 9 6 的编程和在线跟踪调试。 ( 5 )系统的软件设 计应充分 考虑到软件抗干扰措施 。 系统经过初始化 ,进人 多通道显示 ,然后扫描键盘 ,判断是否有按键按下 , 然后进行按键所 控制的通道的温度采集 。所采集 的温 度与设定的温度相 比较 ,越 限可 以报警 。 由于 D S 1 8 B 2 0 需要初始化才能使用 ,因此 ,首先必须对系统进行初始化并 且 要关闭所有 中断 ,D S I 8 B 2 0 把转换到 的温度读 出,然后放到 累加器 A中,把之前 设置 的温度报警的上限值转换成 D S 1 8 B 2 0的输 出值 ,这样然后再与报警上 限的温 度值进行 比较 ,如果检测的结果是温度没有超限 ,那么系统继续进行检测 。
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智能化仪器仪表课程设计题目基于51单片机的仓库温度控制系统学院机械工程学院专业测控技术与仪器学生姓名学号 201 年级2012级指导教师2015年 6月 20日摘要:本设计为基于C52单片机的4路DS18B20、LCD1602显示、开关量控制系统,采用模块化、层次化设计。
如今运用DS18B20数字式温度传感器测温度,省略模电转换,将数字信号直接送给单片机调用。
采用LC1602液晶显示方式,使显示更加方便简介,接着使用单片机AT89C51I/O 口交流电机开和关,构建了一个集显示、检测与控制于一体的单片机应用系统。
此外,该系统自行设计了一个5V稳压电源,不仅可在220V交流中供电,而且能够接受5V电压直接供电。
关键词:单片机;液晶显示;数字式温度传感器;开关量控制电路目录目录 (3)第一章绪论 (1)1.1 课题的研究背景 (1)1.2 课题的研究内容及目标 (1)1.3 本文的结构组织 (1)第二章系统方案设计及论证 (2)2.1总体方案设计 (2)2.2方案比较与论证 (2)2.2.1采集电路 (2)2.2.2处理器选择 (3)2.2.3 显示部分 (3)第三章系统的电路设计与元器件介绍 (4)3.1 系统的电路设计 (4)3.1.1 最小系统电路 (4)3.1.2 温度采集电路 (5)3.1.3 控制系统电路 (5)3.1.4 显示系统电路 (6)3.1.5 报警电路 (6)3.2 元器件介绍 (7)3.2.1 单片机介绍 (7)3.2.1.1 单片机主要性能 (7)3.2.1.2 单片机各引脚功能介绍 (7)3.2.1.3 单片机特殊功能寄存器介绍 (8)3.2.2 DS18B20简介 (9)3.2.2.1 DS18B20主要特性 (9)3.2.2.2 DS18B20内部结构 (10)3.2.3 LCD1602简介 (11)3.2.3.1LCD1602主要技术参数 (11)3.2.4 继电器简介 (14)第四章系统软件设计 (15)4.1 程序流程图 (15)4.2 程序设计 (16)4.2.1DS18B20的程序设计 (16)4.2.2LCD1602液晶的程序设计 (16)4.2.3主程序设计 (17)总结 (18)附录一原理图 (19)附录二仿真图 (20)附录三程序代码 (21)第一章绪论1.1 课题的研究背景通过课程设计,使学生进一步加深理解单片机的工作原理,通过实习制作掌握引入外部中断的方法及其中断服务程序的编程方法;掌握定时器的使用及其中断服务程序的编写方法;从而了解如何构成系统的主程序;通过实习制作掌握单片机应用系统的制作工艺及调试方法,进一步理解单片机系统设计及开发方法,从而使学生具备设计单片机应用系统的能力。
1.2 课题的研究内容及目标基于单片机的4路温度采集控制系统,系统运行时,循环扫描显示对应的DS18B20温度传感器的温度,为了显示清晰,要求循环逐次显示温度;每隔10ms,采集一次温度;当温度高于20摄氏度后,单片机控制交流电机(电风扇)开始工作,当温度降到20度以下,控制交流电机停止工作。
交流电机的开关,采用继电器代替,所以单片机只需控制继电器的开断即可控制交流电机的工作与否。
1.3 本文的结构组织本文的组织结构安排如下:第一章绪论,扼要阐明本课题的研究背景、研究目的、研究意义,以及要实现的目标。
第二章系统设计方案及论证,通过分析论证,选出最合适的设计方案,介绍总体方案。
第三章主要讲述整个体系硬件电路的设计及元器件的介绍,包括单片机的选择、各个器件的选择以及显示电路的设计。
第四章是软件设计,基于前面的硬件系统,设计程序。
第二章系统方案设计及论证2.1总体方案设计根据课题要求实现,该系统主要由采集系统、显示系统和控制系统组成,以AT89C52单片机为核心,设计。
图2-1图:图2-1系统图2.2方案比较与论证2.2.1采集电路方案一:使用传统温度传感器。
传统的温度检测大多以热敏电阻为传感器,采用热敏电阻,可满足40摄氏度至90摄氏度测量范围,但热敏电阻可靠性差,测量温度准确率低,对于1摄氏度的信号是不适用的,还得经过专门的接口电路转换成数字信号才能由微处理器进行处理。
对于这类传感器,使用起来较麻烦,但价格较便宜。
方案二:使用数字式温度传感器。
数字温度传感器使用集成芯片,采用单总线技术,其能够有效的减小外界的干扰,提高测量的精度,同时,它可以直接将被测温度转化成串行数字信号供微机处理,接口简单,使数据传输和处理简单化。
部分功能电路的集成,使总体硬件设计更简洁,能有效地降低成本,搭建电路和焊接电路时更快,调试也更方便简单化,这也就缩短了开发的周期使用起来方便,但价格昂贵。
经过比较,从系统技术参数要求和功能仿真方面考虑,数字式温度传感器比传统温度器功能更全面,使用时更方便,仿真时也更简便,故选用方案二。
本次设计采用市面上运用较为广泛的数字式温度传感器——DS18B20。
2.2.2处理器选择方案一:采用AT89C52单片机作为处理器,能达到要求,但其内存过小,处理精度较低,不是最好的选择;方案二:采用TI公司的各种单片机,虽然能很好的达到设计的要求,但其成本过高,且程序较复杂,不适宜与本次设计。
通过对比,方案一的AT89C52的功能完全能够符合题目的各个部分和发挥部分的设计,故选用方案一2.2.3 显示部分方案一:采用LED数码管,其操作简单,显示直观。
不仅程序的设计简易,而且对周围的环境要求很低,方便维护方案二:使用LCD液晶,它具有体积小、低功耗、显示丰富等优点。
电路连接简单,价格比较高。
总的来说,LCD液晶显示电路连接简单且能满足设计需求,又LCD1602上课时学过,不需再单独学习其他LCD显示程序编写要求,所以本设计选用LCD液晶显示。
第三章系统的电路设计与元器件介绍3.1 系统的电路设计整个设计的电路主要包括了最小系统电路、温度采集系统电路、控制系统电路及显示系统电路等几部分电路组成。
3.1.1 最小系统电路晶振电路和复位电路与单片机连接构成最小系统电路,如图3-1图3-1最小系统电路3.1.2 温度采集电路图3-2温度采集电路3.1.3 控制系统电路图3-3控制系统电路3.1.4 显示系统电路图3-4显示系统电路3.1.5 报警电路图3-5 报警电路3.2 元器件介绍3.2.1 单片机介绍3.2.1.1 单片机主要性能AT89C52是由ATMEL公司生产的52单片机的一个型号。
它具有高性能CMOS8位、低电压的优点,使用了该公司的高密度、非易失性存储技术生产,完美兼容MCS-52指令系统,包括8位中央处理器和Flash存储单元,AT89C51功能强大、试用范围非常广。
主要功能特性:引脚完全兼容MCS-52产品具有4K字节的可重擦写Flash闪存1000次擦写周期 2个读写中断口线全静态操作:0Hz-24MHz三级加密程序存储器128*4字节内部RAM 32可编程双向I/O线3个16位定时器/计数器2个外部中断源,共6个中断源可编程串行UART通道低功耗的空间和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能3.2.1.2 单片机各引脚功能介绍AT89C52由40 脚双列直插包装的8 位通用微处理器组成,使用常用的C52内核,它主要用于会聚调整功能的控制。
功能主要有对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等部件的初始化,会聚调整控制,会聚测试图控制,红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。
·P0 口:P0 口是8 位的漏极开路型双向的I/O 口,即为地址/数据总线复用口。
如果被当作输出口,每位可以吸收电流的形式驱动8 个TTL逻辑门电路,对端口P0 写“1”时,起作用变为高阻抗输入。
当需要访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低8 位)和数据总线复用,期间可以激活内部上拉电阻。
在Flash 编程时,P0 口负责接受指令字节,但是在程序校验的时候,需要输出指令字节,校验时需要外接上拉电阻。
·P1 口:P1 是一个带在内部上拉电阻的8 位的双向I/O 口, P1 的输出缓冲级可驱动(吸取或输出电流)4 个TTL 逻辑门电路。
对端口写“1”,经过里面的上拉电阻把端口拉至高电平,就可作输入口使用。
作输入口用时,因为里面存在上拉电阻,某引脚被外部的信号拉低时会输出一个电流(IIL)。
与AT89C51 不同之处是,P1.0 和P1.1 还有作为定时/计数器2 的外部计数输入(P1.0/T2)和输入(P1.1/T2EX)的功能,Flash 编程和程序校验的时候,P1 接收低8 位地址。
·P2 口:P2 是一个带有上拉电阻的8 位双向的I/O 口,P2 的输出缓冲级能够驱动(吸收或输出电流)4 个TTL 逻辑门电路。
将端口P2写“1”,通过内部的上拉电阻来港的高水平,此时,可作为输入,作为输入使用时,因为内部上拉电阻,如果某个引脚被外部信号拉低的时候就会输出一个电流(IIL)。
当访问外部程序存储器或16 位地址的外部数据存储器时,P2 口送出高8 位的地址数据。
当访问8 位地址的外部数据存储器时,P2 口输出P2 锁存器的内容。
编程或检查,P2也获得了很高的地址和控制信号。
·P3 口:P3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。
P3 口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4 个TTL 逻辑门电路。
对P3 口写入“1”时,它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。
此时,被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流(IIL)。
P3 口除了作为一般的I/O 口线外,此外,它的第二功能P3 口还接收一些可以用于Flash 闪速存储器编程与程序校验的控制信号才是最重要的。
3.2.1.3 单片机特殊功能寄存器介绍·数据存储器:AT89C52 有256 个字节内部RAM,80H-FFH 高128 个字节与特殊功能寄存器(SFR)地址是重复的,虽然物理上分开,但是高128字节的RAM 与特殊功能寄存器的地址相同。
当一条指令访问7FH 以上地址单元的时候,指令中使用不同的寻址方式,即为究竟是访问高128 字节RAM 还是访问特殊功能寄存器是由寻址方式决定的。
直接寻址方式对应的是访问特殊功能寄存器。
·定时器0和定时器1:AT89C52的定时器0和定时器1 的工作方式与AT89C51 相同。
·2定时器:定时器2是一个16位定时器/计数器。
不仅仅可以当定时器用,而且可用作外部事件计数器,特殊功能的寄存器T2CON的C/T2 位负责选择它的工作方式。
定时器2一共有三种工作方式:捕获方式,向上或向下计数方式以及波特率发生器方式,T2CON 的控制位来决定其工作方式。