基于单片机的温度控制系统硬件的设计方案

基于单片机的温度控制系统硬件设计

【摘要】随着国民经济的发展，温度控制系统已经被广泛的应用于社会生活的各个领域，如工农业、医疗、家庭、远程控制、环境测控等都需要用到温控系统。其中多采用功能强、体积小、可靠性高、造价低的89C51系列单片机进行温度控制。

本系统是基于MCS-51单片机的空调压缩机的温度控制系统，采用STC89C51作为温控系统的主控芯片，AD590作为温度传感器，外围采用模/数转换器ADC0809，空调压缩机相应电路来完成温控系统的设计。该系统采用多个AD590温度传感器同时对多点温度采样，再将温度信号转换成数字信号送入单片机，最后将得到的温度的平均温度通过LED显示出来。系统实现了空调压缩机的多点温度采样、温度设定、LED显示及温度门限报警的功能。

【关键词】温度控制STC89C51 AD590 ADC0809 多点采样LED显示

Design of Temperature Control System Based on SCM

【Abstract】Along With the development of the national economy, temperature control system has been widely used in various areas of social life, such as agricultural and industrial, medical, family, remote control, environmental control, and so on . They are all requiring temperature control system. Where make the use of strong functions, small size, high reliability, low cost of 89C51 series MCU temperature control.

This system is based on MCS air-conditioning compressor with temperature control system, using STC89C51 as a temperature control system for the master chip, the AD590 as the temperature sensor, the perimeter with die/number converter ADC0809, air conditioning compressor corresponding circuit to complete temperature control system design. The system uses multiple AD590 temperature sensors at the same time-to-multipoint sample temperature, temperature signals into digital signals into a single chip, with the average temperature of temperature through the LED display. The system enables the air conditioning compressor temperature sampling, temperature setting, led display and temperature threshold alarm functionality.

【Key words】Temperature control STC89C51 AD590 ADC0809 multi-sampling LED display

目录

1. 绪论 (6)

1.1 课题研究的目的和意义 (6)

1.2 温度控制的国内外现状 (6)

1.3 论文研究的主要内容 (7)

2. 设计方案选择 (7)

2.1 温度控制系统的功能 (7)

2.2 温度传感器的选择 (8)

2.3 A/D转换器的选择 (8)

2.4 主控芯片的选择 (9)

2.5 系统设计的总体框图 (9)

3. 系统硬件电路的设计 (10)

3.1 STC89C51与ADC0809接口设计 (11)

3.2 硬件设计各单元电路 (11)

3.2.1 STC89C51与外围电路 (11)

3.2.2 AD590温度传感器电路 (11)

3.2.3 显示电路 (12)

3.2.4 报警电路 (13)

3.2.5 四分频电路 (14)

3.2.6 A/D转换电路 (14)

3.2.7 电磁继电器电路 (15)

3.2.8 晶振控制电路 (16)

3.2.9 电源电路 (17)

3.2.10 复位电路 (17)

3.2.11 键盘电路 (18)

3.3 单片机STC89C51介绍 (18)

3.3.1 STC89C51单片机简介 (18)

3.3.2 单片机主要功能参数 (18)

3.3.3 单片机引脚介绍 (19)

3.4 AD590温度传感器介绍 (20)

3.4.1 AD590主要特性 (20)

3.4.2 AD590内部结构 (21)

3.4.3 AD590工作原理及应用 (21)

4. 结束语 (22)

参考文献 (23)

附录一 (24)

附录二 (25)

致谢 (26)

1. 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。在现代化的工业生产中,电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中,人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。

随着单片机计算的迅速发展，其稳定、安全、高效、经济等优点十分突出，所以其应用也十分广泛。当今单片机已经无处不在，它与我们生活的环境息息相关，并已渗透到生活的方法面面。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。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点,为自动化和各个测控领域中广泛应用的器件,在工业生产中称为必不可少的器件,尤其是在日常生活中发挥的作用也越来越大。因此,单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。

1.2 温度控制的国内外现状

通过上网查询，翻阅资料了解到虽然温度控制已经广泛应用于社会生活的各个领域，但我国的温度控制技术还不够成熟，目前还不能赶超美、日、德等发达国家。但我国也正在加大科研力度。向着温度控制的智能化、多功能化、自适应化发展。相信在不久的将来我国在这一技术领域便能取得卓越的成就。目前国内外市场出现的温度控制系统成品，在系统组成、技术指标、功能要求上极具代表性的产品列举如下几种：

1、虚拟仪器温室大棚温度测控系统

虚拟仪器温室大棚温度测控系统在农业应用方面是一种比较智能，经济的方案，适于大力推广，该系统能够对大棚内的温度进行采集并进行比较，通过比较对大棚内的温度是否超过温度限制进行分析，如果超过温度限制，温度报警系统将自动报警，来通知管理