基于51单片机的多路温度控制系统课程设计

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。