基于单片机的水箱恒温控制系统设计文

水箱的恒温控制系统

系 别： 汽车与电气工程系

专 业： 电气自动化

班 级： 电气（2）

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年 月 日

毕业论文（设计） 论文分类号： 密 级：无

目录

目录 ............................................................................................................................................................... I 摘要 .......................................................................................................................................................... III Abstract ......................................................................................................................................................... IV 第1章绪论 .. (1)

1.1 课题研究介绍 (1)

1.2 国内外发展及趋势 (1)

1.2.1国外恒温控制系统的发展及趋势 (1)

1.2.2国内恒温控制系统的发展及趋势 (2)

1.3课题设计任务 (2)

1.3.1设计目的 (2)

1.3.2系统设计指标 (3)

1.3.3系统的功能 (3)

第2章恒温控制系统总体方案设计 (4)

2.1设计方案 (4)

2.1.1 利用PLC实现恒温控制 (4)

2.1.2 利用单片机实现恒温控制 (4)

2.2方案论证 (5)

2.3恒温水箱控制系统工作原理 (5)

第3章恒温水箱控制系硬件设计 (7)

3.1主电源模块 (7)

3.2 CPU主控模块 (8)

3.2.1 AT89C51单片机简介 (8)

3.2.2 AT89C51单片机各引脚功能说明 (8)

3.2.3 AT89C51单片机主要性能指标 (9)

3.2.4 晶振电路与复位电路的设计 (10)

3.3温度采集模块 (10)

3.3.1 DS18B20的特点 (11)

3.3.2 DS18B20内部结构 (11)

3.3.3 DS18B20的内存结构 (12)

3.3.4 DS18B20的测温原理 (12)

3.3.5 DS18B20的指令集 (13)

3.3.6 DS18B20与单片机的接口电路 (14)

3.4 按键输入 (14)

3.5继电器模块 (15)

3.5.1 固态继电器SSR工作原理 (15)

3.5.2 固态继电器SSR的特点 (16)

3.5.3 继电器控制电路图 (16)

3.6显示模块 (17)

3.6.1限流电阻计算 (18)

第4章恒温控制系用软件设计 (19)

4.1工作流程 (19)

4.2程序模块 (20)

4.2.1主程序 (20)

4.2.2温度传感器驱动子程序 (20)

4.2.3键盘扫描处理子程序 (21)

4.2.4温度检测与控制子程序 (23)

4.2.5温度显示子程序 (24)

第5章抗干扰的设计 (25)

5.1 电源抗干扰措施 (26)

5.1.1采用滤波和屏蔽的供电电源 (26)

5.1.2采用串联开关式稳压电源 (26)

5.1.3采用高抗干扰电压电源和干扰抑制器 (26)

5.2输入输出通道的抗干扰措施 (27)

5.3软件抗干扰措施 (27)

5.3.1设置软件陷阱 (27)

5.3.2增加程序监视系统 (27)

5.3.3软件冗余措施 (27)

参考文献 (28)

致谢 (29)

附录1 单片机源程序 (30)

附录2 电路原理图 (1)

本设计以单片机AT89C51为核心部件，采用单总线型数字式的温度传感器DS18B20作为温度采集，以固态继电器作为加热控制的开关器件，设计制作了带键盘输入控制，动态显示的功能的恒温控制系统。该系统既可以对当前温度进行实时显示，又可以对设定温度进行控制，并使其恒定在某一温度范围。控制键盘设计使设置温度简单快捷，两位整数一位小数的显示方式具有更高的显示精度。建立在增量控制理论上的控制算法，使控制精度完全能满足一般的电子产品的生产要求。通过对系统软件和硬件的合理规划，发挥单片机自身集成多系统功能单元的优势，在不减少功能的前提下有效降低了成本，系统操作简便。

关键词：AT89C51单片机；DS18B20传感器；恒温控制

This design with single-chip microcomputer AT89C51 as the core component with single bus-control digital temperature sensor DS18B20 as temperature gathering to solid-state relay as heating control switch device, design and make the belt keyboard input control, dynamic display of the temperature control system. This system not only can real-time display of the current temperature of set temperature, and can control, and its constant in a temperature range. Control the keyboard design makes set temperature simple and quick, two integer a decimal display mode has higher precision of the show. Based on incremental control theory of control algorithm, make the control accuracy can be fully met general electronic products production requirements. Through the system software and hardware reasonable planning, play microcontroller itself more system function unit integrated advantage, in not reduce functionality premise to reduce the cost and system easy operation.

Keywords: AT89C51; DS18B20 sensors; Solid-state relay