单片机课程设计温度控制系统

温度控制系统设计

题目: 基于51单片机的温度控制系统设计姓名:

学院: 电气工程与自动化学院

专业: 电气工程及其自动化

班级:

学号:

指导教师:

2015年5月31日

摘要: (3)

一、系统设计 (3)

1、1 项目概要 (3)

1、2设计任务与要求: (3)

二、硬件设计 (4)

2、1 硬件设计概要 (4)

2、2 信息处理模块 (4)

2、3 温度采集模块 (5)

2、3、1传感器DS18b20简介 (5)

2、3、2实验模拟电路图 (7)

2、3、3程序流程图 (6)

2、4控制调节模块 (9)

2、4、1升温调节系统 (9)

2、4、2温度上下限调节系统 (8)

2、43报警电路系

统、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、9

2、5显示模块 (12)

三、两周实习总结 (13)

四、参考文献 (13)

五、附录 (14)

5、1原理图 (14)

摘要:

在现代工业生产中,温度就是常用的测量被控因素。本设计就是基于51单片机控制,将DS18B20温度传感器实时温度转化,并通过1602液晶对温度实行实时显示,并通过加热片(PWM波,改变其占空比)加热与步进电机降温逐次逼近的方式,将温度保持在设定温度,通过按键调节温度报警区域,实现对温度在0℃-99℃控制的自动化。实验结果表明此结构完全可行,温度偏差可达0、1℃以内。关键字:AT89C51单片机;温控;DS18b20

一、系统设计

1、1 项目概要

温度控制系统无论就是工业生产过程,还就是日常生活都起着非常重要的作用,过低或过高的温度环境不仅就是一种资源的浪费,同时也会对机器与工作人员的寿命产生严重影响,极有可能造成严重的经济财产损失,给生活生产带来许多利的因素,基于AT89C51的单片机温度控制系统与传统的温度控制相比具有操作方便、价价格便宜、精确度高与开展容易等优点,因此市场前景好。

1、2设计任务与基本要求:

(1)采用DS18B20作为温度传感器进行温度检测。

(2)对采集温度用LCD1602进行显示(显示温度分辨率0、1℃);采集温度数值应

采用数字滤波措施,保证显示数据稳定。

(3)设计相应的温度控制电路,根据测得的温度情况对加热器进行控制,将温度

保持在设定温度。

(4)通过按键设置温度上下限,超限通过蜂鸣器报警。

(5)采用DS1302时钟芯片显示当前时间,并可以对时间进行设置。

二、硬件设计

2、1 硬件设计概要

根据需求,我们将系统分为五个模块,信息处理模块,温度采集模块、时间模块、控制调节模块、报警电路模块,显示模块。

2、2 信息处理模块

AT89C51就是一种带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就是一种带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指令集与输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU与闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51就是一种高效微控制器,AT89C2051就是它的一种精简版本。AT89C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。单片机模块如图(1) 所示。

2、3 温度采集模块

2、3、1传感器DS18b20简介

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就是世界上第一片支持“一线总线”接口温度传感器。一线总线独特而且经济的特点,使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新的概念。DS18b20、DS1822“一线总线”数字化温度传感器同DS1820一样,DS18b20也支持“一线总线”接口,测量温度范围为-55℃~ +125℃,在-10℃~ +85℃范围内,

精度为0、5℃。DS18b20的精度较差为

2℃。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、测量类消费电子产品等。与前一代产品不同,新的产品支持3V~ 5V的电压范围,使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜,体积更小。DS18b20内部结构主要由四部分组成:64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH与TL、配置寄存器。DS18b20的实验板原理接线图如图(2):

图(2) DS18b20的实验板接线图

其中:DQ 为数字信号输入/输出端;GND 为电源地;VDD 为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)

2、3、2实验模拟电路图

温度检测控制模拟电路图Ds18b20原件及其连线如图(3),此温度传感器上显示的温度同步显示到LCD1602上,并有加温,减温按钮。

26.0

DQ 2VCC 3GND 1

U2

DS18B20

R2

4.7K

图(3)温度检测控制模拟电路图

2、3、3程序流程图

图(4)主程序流程图

图(5)DS18B20初始化子程序流程图