基于单片机的智能温控系统课程设计

基于单片机的智能温控系统课程设计
基于单片机的智能温控系统课程设计

单片机课程设计

基于单片机的智能温控系统

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明

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本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

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注意事项

1.设计(论文)的内容包括:

1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)

2)原创性声明

3)中文摘要(300字左右)、关键词

4)外文摘要、关键词

5)目次页(附件不统一编入)

6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论

7)参考文献

8)致谢

9)附录(对论文支持必要时)

2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。

4.文字、图表要求:

1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写

2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画

3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印

4)图表应绘制于无格子的页面上

5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档

5.装订顺序

1)设计(论文)

2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订

指导教师评价:

一、撰写(设计)过程

1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文(设计)质量

1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?

□优□良□中□及格□不及格

三、论文(设计)水平

1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?

□优□良□中□及格□不及格

3、论文(设计说明书)所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩:□优□良□中□及格□不及格

(在所选等级前的□内画“√”)

指导教师:(签名)单位:(盖章)

年月日

评阅教师评价:

一、论文(设计)质量

1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?

□优□良□中□及格□不及格

二、论文(设计)水平

1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?

□优□良□中□及格□不及格

3、论文(设计说明书)所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩:□优□良□中□及格□不及格

(在所选等级前的□内画“√”)

评阅教师:(签名)单位:(盖章)

年月日

教研室(或答辩小组)及教学系意见

教研室(或答辩小组)评价:

一、答辩过程

1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况

□优□良□中□及格□不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格□不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格□不及格

二、论文(设计)质量

1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?

□优□良□中□及格□不及格

三、论文(设计)水平

1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?

□优□良□中□及格□不及格

3、论文(设计说明书)所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

评定成绩:□优□良□中□及格□不及格教研室主任(或答辩小组组长):(签名)

年月日

教学系意见:

系主任:(签名)

年月日

目录

第一章绪论 (1)

1.1 课题背景 (1)

1.2 课题研究意义 (2)

1.3 课题的任务 (2)

第二章方案的选择 (3)

2.1 引言 (3)

2.2.1 硬件方案设计 (3)

2.2.2 软件方案设计 (4)

第三章硬件设计 (4)

3.1 单片机IAP15F2K61S2单元 (4)

3.2 显示单元 (6)

3.3 温度传感器DS18B20单元 (7)

3.3.1 DS18B20温度传感器特性 (7)

3.3.2 引脚介绍 (8)

3.3.3 工作原理 (9)

3.3.4 工作时序图 (11)

第四章软件设计 (14)

4.1 软件开发工具的选择 (14)

4.2 智能温控系统软件实现 (15)

4.2.1 初始化子程序 (15)

4.2.2 温度转换 (16)

4.2.3 DS18B20写子程序 (17)

4.2.4 DS18B20读子程序 (18)

第五章系统调试 (18)

第六章心得与总结 (19)

附录:程序代码 (20)

第一章绪论

1.1 课题背景

在人类的生活环境中,温度扮演着极其重要的角色。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。

温度对于工业如此重要,由此推进了温度传感器的发展。

传感器主要大体经过了三个发展阶段:模拟集成温度传感器。该传感器是采用硅半导体集成工艺制成,因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。此种传感器具有功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等,适合远距离测温、控温,不需要进行非线性校准,外围电路简单。它是目前在国内外应用最为普遍的一种集成传感器,典型产品有AD590、AD592、TMP17、LM135等;模拟集成温度控制器。模拟集成温度控制器主要包括温控开关、可编程温度控制器,典型产品有LM56、AD22105和MAX6509。某些增强型集成温度控制器(例如TC652/653)中还包含了A/D转换器以及固化好的程序,这与智能温度传感器有某些相似之处。但它自成系统,工作时并不受微处理器的控制,这是二者的主要区别;智能温度传感器。能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量,适配各种微控制器(MCU);并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的,其智能化程度也取决于软件的开发水平。

进入21世纪后,温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。

目前市场主要存在单点和多点两种温度测量仪表。对于单点温测仪表,主要采用传统的模拟集成温度传感器,其中又以热电阻、热电偶等传感器的测量精度高,测量范围大,而得到了普遍的应用。此种产品测温范围大都在-200℃~800℃之间,分辨率12位,最小分辨温度在0.001~0.01之间。自带LED显示模块,显示4位到16位不等。有的仪表还具有存储功能,可存储几百到几千组数据。该类仪表可很好的满足单个用户单点测量的需要。多点温度测量仪表,相对与单点的测量精度有一定的差距,虽然实现了多路温度的测控,但价格昂贵。

针对目前市场的现状,本课题提出了一个智能温控系统的设想。

1.2 课题研究意义

随着科学技术的不断进步与发展,温度控制在工业控制、电子测温计、医疗仪器、家用电器等各种温度控制系统中广泛应用,且由过去的单点测量向多测量发展。目前温度传感器有模拟和数字两类传感器,为了克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和A/D转换器的弊端,大多数多点测温控制系统采用数字传感器,并大大方便了系统的设计。比较有代表性的数字温度传感器有DS18B20、MAX6575、DS1722、MAX6635、SMT160-30等。

在传统的温度测量系统设计中,往往采用模拟技术进行设计,这样就不可避免地遇到诸如引线误差补偿、多点测量中的切换误差和信号调理电路的误差等问题;而其中某一环节处理不当,就可能造成整个系统性能的下降。随着现代科学技术的飞速发展,特别是大规模集成电路设计技术的发展,微型化、集成化、数字化正成为传感器发展的一个重要方向。美国Dallas半导体公司推出的数字温度传感器DS18B20,具有独特的单总线接口,仅需要占用一个通用I/0端口即可完成与微处理器的通信;在-10~+85℃温度范围内具有 0.5℃精度;用户可编程设定9~12位的分辨率。以上特性使得DS18B20非常适用于构建高精度、多点温度测量系统。

1.3 课题的任务

本课题主要是实现对温度进行多点同时测量并准确显示。整个系统由单片机控制,具体要求如下:

1.要求运用DS18B20温度传感器读出温度。

2.要求数码管实时显示DS18B20读出的温度,温度精确到0.5℃。

3.要求单片机可以手动调节温控的最高温度和最低温度。

4.要求单片机可自行控制温度:

①温度小于20度,加热指示灯亮,蜂鸣器报警。

②温度大于20度并且小于25度,加热指示灯亮,蜂鸣器不报警。

③温度大于25度,加热指示灯灭,蜂鸣器报警。

第二章方案的选择

2.1 引言

采用一种是用以IAP15F2K61S2单片机为核心的单片机控制方案。选用单片机IAP15F2K61S2芯片作为本设计的核心元件,利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口,及其控制的准确性,实现基本的密码锁功能。在单片机的外围电路外接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制,外接数码管显示器用于显示作用。

2.2.1 硬件方案设计

本系统采用m2t板子,运用到的主要硬件设备:

1.IAP15F2K61S2芯片:采用宏晶公司最新STC15系列IAP15F2K61S2。

2. CH452芯片:它是数码管显示驱动和键盘扫描控制芯片。

3. 数码管显示器:显示实时温度。

4. DS18B20温控传感器:读出温度并传递温度信号。

5. 蜂鸣器:用作警报,提示温度过高或者过低。

6. LED灯:用于指示加热还是未加热状态。

在硬件设计过程中,充分利用各部分的功能,实现智能温控系统。

2.2.2 软件方案设计

本设计程序的采取C语言进行编写。

第三章硬件设计

本设计的硬件设计包括单片机单元IAP15F2K61S2、显示单元(实时温度显示)、温度传感器DS18B20单元、按键单元。

3.1 单片机IAP15F2K61S2单元

1.采用宏晶公司最新STC15系列IAP15F2K61S2芯片。ISP/IAP,在系统可编程/在应用可编程,无需编程器,无需仿真器。可当仿真器使用。

2.增强型8051CPU,1T,单时钟/机器周期,速度比普通8051快8-12倍

3.61K字节片内片内Flash程序存储器,擦写次数10万次以上

4.片内大容量2048字节的SRAM

5.大容量片内EEPROM,擦写次数10万次数以上

6.共8通道10位高速ADC,速度可达30万次/秒,3路PWM还可当3路D/A 使用。

7.共3通道捕获/比较单元(CCP/PWM/PCA)

8.内部高可靠复位,8级可选复位门槛电压,彻底省掉外部复位电路

9.内部高精度R/C时钟,内部时钟从5MHz~35MHz可选,相当于普通8051的60MHz~420MHz

10.两组高速异步串行通信端口(可同时使用),可在5组管脚之间进行切换,分时复用可当5组串口使用。

11.一组高速异步串行通信端口SPI。

12.各种接口扩展齐全。

13.一根优质USB线实现系统供电、程序下载、通信功能。

引脚图以及各引脚功能简单介绍如下:

VCC:供电电压

GND:接地;

P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每个管脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚写“1”时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时,P0口作为原码输入口,当FLASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部电位必须被拉高。

P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入“1”后,电位被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。

P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚电位被内部上拉电阻拉高,且作为输入。作为输入时,P2口的管脚电位被外部拉低,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉的优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL 门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入时,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL),也是由于上拉的缘故。同时P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高平时间。

ALE / PROG :当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时,ALE只有在执行MOVX,MOVC指令时ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。

PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取址期间,每个机器周期PSEN两次有效。但在访问内部部数据存储器时,这两次有效的PSEN信号将不出现。

EA/VPP:当EA保持低电平时,访问外部ROM;注意加密方式1时,EA将内部锁定为RESET;当EA端保持高电平时,访问内部ROM。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。

XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2:来自反向振荡器的输出。

3.2 显示单元

1.数码管原理图

2.数码管显示部分使用四个四位一体LED数码管,LED显示器是由LED发光二极管发展过来的一种显示器件,是发光二极管的改型。LED是发光二极管的简称,是一种将电能转换成光能的设备。本身也是一种光源。LED显示器是由发光二极管排列组成的显示器件。它采用低电压扫描驱动,具有:

耗电少、使用寿命长、成本低、故障少、视角大、可视距离远等特点。此外,它的响应时间短(一般不超过0.1us),亮度也比较高。它的缺点是工作电流比较大,每一段的工作电流在10mA左右。其中每位数码管是由8个发光二极管演变而来,其中7个发光二极管构成7笔字形,另一个构成小数点,称为8段LED。8段LED数码管是利用7个LED(发光二极管)外加一个小数点的LED组合而成的显示设备,可以显示0~9等10个数字和小数点,使用非常广泛。

它的外观图如下所示:

运用此类数码管显示密码。

3.3 温度传感器DS18B20单元

DS18B20是美国DSLLAS半导体公司推出的第一篇支持“一线总线”接口的温度传感器,它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点,可直接将温度转化成串型数字信号供处理器处理。

3.3.1 DS18B20温度传感器特性

1)适应电压范围宽,电压范围在3.0~5.5V,在寄生电源方式下可有数据线供

电。

2)独特的单线接口方式,它与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理

器与DS18B20的双向通信。

3)支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现组网多点

测温。

4)在使用中不需要任何外围元件,全部传感器元件及转换电路集成在形如一只

三极管的集成电路内。

5)测温范围-55℃~+125℃,在-10℃~+85℃时精度为±0.5℃。

6)可编程分辨率为9~12位,对应的可分辨率温度分别为0.5℃,0.25℃,

0.125℃和0.0625℃,可实现高精度测温。

7)在9位分辨率时,最多在93.78ms内把温度转换为数字;12位分辨率时,最

多在750ms内把温度转换为数字,显示速度快。

8)测量结果直接输出数字温度信号,以“一线总线”串行送给CPU,同时可传

送CRC校验码,具有极强的抗干扰纠错能力。

9)负压特性。电源极性接反时,芯片不会因发热而烧毁,但不能正常工作。

2.应用范围

1)冷冻库、粮仓、储罐、电信机房、电力机房、电缆线槽等测温和控制领域。

2)轴瓦、缸体、纺织、空调等狭小空间工业设备测温和控制。

3)汽车空调、冰箱、冷柜以及中低纬度干燥箱等。

4)供热、制冷管道热量计量、中央空调分户热能计量等。

3.3.2 引脚介绍

图3.5 DS18B20实物图

DS18B20有两种封装:三角TO-92直插式(用的最多、最普遍的封装)和八角SOIC贴片式,封装引脚见图3.6。表3.2.1列出了DS18B20的引脚定义。

(a )DS18B20 To-92 (b)DS18B20八角SOIC

图3.6 DS18B20引脚封装图

表3.2.1 DS18B20引脚定义

3.3.3 工作原理

首先我们来看控制DS18B20的指令:

1) 33H —读ROM 。读DS18B20温度传感器ROM 的编码(即64位地址)。

2) 55H —匹配ROM 。发出此命令之后,接着发出64位ROM 编码,访问单总线上

与该编码相对应的DS18B20并使之作出响应,为下一步对该DS18B20的读/写做准备。

3) F0H —搜索ROM 。用于确定挂接在同一总线上DS18B20的个数,识别64位ROM

地址,为操作个器件做好准备。

4) CCH —跳过ROM 。忽略64为ROM 地址,直接向18B20发温度转换命令,适用

于一个从机工作。

5) ECH —告警搜索命令。执行后只有温度超过设定值上限或下限的芯片才做出

响应。

引脚

定义 GND

电源负极 DQ

信号输入输出 VDD

电源正极 NC 空

以上这些指令设计的存储器是64位光刻ROM,表3.2.2列出了它的含义。

表3.2.2 64位光刻ROM各位定义

64位光刻ROM中的序列号是出厂前被光刻好的,它可以看做该DS18B20的地址序列码。其各位排列顺序是:开始8位为产品类型标号,接下来48位是该DS18B20自身的序列号,最后8位是前面56位的CRC循环冗余校验码

(CR=X8+X5+X4+1)。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同,这样就可以实现一条总线上挂接多个DS18B20的目的。

下面介绍以上几条指令的用法。当主机需要对众多在线DS18B20中的某一个进行操作时,首先应将主机逐个与DS18B20挂接,读出其序列号;然后再将所有的DS18B20挂接到总线上,单片机发出匹配ROM命令(55H),紧接着主机提供的64位序列(包括DS18B20的48位序列号)之后的操作就是针对该DS18B20的。

如果主机只对一个DS18B20进行操作,就不需要读取ROM编码以及匹配ROM 编码了,只要用跳过ROM(CCH)命令,就可以进行如下温度转换和读取操作。

1)44H—温度转换。启动DS18B20进行温度转换,12位转换时最长为750ms(9

位为93.75ms)。结果存入内部9字节的RAM中。

2)BEH—读暂存器。读内部RAM中9字节的温度数据。

3)4EH—写暂存器。发出向内部RAM的2、3字节写上、下限温度数据命令,紧

跟该命令之后,是传送两字节的数据。

4)48H—复制暂存器。将RAM中第2,3字节的内容复制到E2ROM中。

5)B8H—重调E2ROM中内容回复到RAM中的第3,4字节。

6)B4H—读供电方式。读DS18B20的供电模式。寄生供电时,DS18B20发送0;

外接电源供电时,DS18B20发送1。

以上这些指令涉及的存储器为高速暂存器RAM和可电擦出E2ROM,见表3.2.3。

表3.2.3 高速暂存器RAM

寄存器内容字节地址

温度值低位(LSB)0

温度值高位(MSB) 1

高温限值(TH) 2

低温限值(LT) 3

配置寄存器 4

保留 5

保留 6

保留7

CRC校验值8

高速暂存器RAM由9个字节的存储器组成。第0~1字节是温度的显示位;第2和第3个字节是复制的TH和TL,同时第2和第3个字节的数字可以更新;第4个字节是配置寄存器,同时第4个字节的数字可以更新;第5,6,7三个字节的保留的。可电擦出E2ROM又包括温度触发器TH和TL,以及一个配置寄存器。表3.2.4列出了温度数据在高速暂存器RAM的第0和第1个字节中的存储格式。

表3.2.4 温度数据存储格式

DS18B20在出厂时默认配置为12位,其中最高位为符号位,即温度值共11位,单片机在读取数据时,一次会读2字节共16位,读完后将低11位的二进制数转化为十进制数后再乘以0.0625便为所测的实际温度值。另外,还需要判断温度的正负。前5个数字为符号位,这5位同时变化,我们只需要判断11位就可以了。前5位为1时,读取的温度为负值,且测到的数值需要取反加1再乘以0.0625才可得到实际温度值。前5位为0时,读取的温度为正值,且温度为正值时,只要将测得的数值乘以0.0625即可得到实际温度值。

3.3.4 工作时序图

①初始化时序如图3.8

图3.8 初始化时序

1)先将数据线置高电平1。

2)延时(该时间要求不是很严格,但是要尽可能短一点)。

3)数据线拉到低电平0。

4)延时750us(该时间范围可以在480us~960us)。

5)数据线拉到高电平1。

6)延时等待。如果初始化成功则在15~60us内产生一个有DS18B20返回的低

电平0,据该状态可以确定它的存在。但是应注意,不能无限地等待,不然会使程序进入死循环,所以要进行超时判断。

7)若CPU读到数据线上的低电平0后,还要进行延时,其延时的时间从发出

高电平算起(第5)步的时间算起)最少要480us。

8)将数据线再次拉到高电平1后结束。

② DS18B20写数据时序图如图3.9

图3.9 写数据时序图

1)数据线先置低电平0。

2)延时确定的时间为15us。

3)按从低位到高位的顺序发送数据(一次只发送一位)。

4)延时时间为45us。

5)将数据线拉高到高电平1。

6)重复1)~5)步骤,直到发送完整个字节。

7)最后将数据线拉高到1。

③ DS18B20读数据时序图如图3.10

智能温度控制系统设计

目录 一、系统设计方案的研究 (2) (一)系统的控制特点与性能要求 (2) 1.系统控制结构组成 (2) 2.系统的性能特点 (3) 3.系统的设计原理 (3) 二、系统的结构设计 (4) (一)电源电路的设计 (4) (二)相对湿度电路的设计 (6) 1.相对湿度检测电路的原理及结构图 (6) 3.对数放大器及相对湿度校正电路 (7) 3.断点放大器 (8) 4.温度补偿电路 (8) 5.相对湿度检测电路的调试 (9) (三)转换模块的设计 (9) 1.模数转换器接受 (9) 2.A/D转换器ICL7135 (9) (四)处理器模块的设计 (11) 1.单片机AT89C51简介及应用 (11) 2.单片机与ICL7135接口 (14) 3.处理器的功能 (15) 4.CPU 监控电路 (15) (五)湿度的调节模块设计 (15) 1.湿度调节的原理 (15) 2.湿度调节的结构框图 (16) 3.湿度调节硬件结构图 (16) 4.湿度调节原理实现 (16) (六)显示模块设计 (17) 1.LED显示器的介绍 (17) 2.单片机与LED接口 (17) (七)按键模块的设计 (18) 1.键盘接口工作原理 (18) 2.单片机与键盘接口 (19) 3.按键产生抖动原因及解决方案 (19) 4.窜键的处理 (19) 三、软件的设计及实现 (19) (一)程序设计及其流程图 (20) (二)程序流程图说明 (21) 四、致谢 (22) 参考文献: (22)

智能温度控制系统设计 摘要: 此系统采用了精密的检测电路(包刮精密对称方波发生器、对数放大及半波整流、温度补偿及温度自动校正及滤波电路等几部分电路组成),能够自动、准确检测环境空气的相对湿度,并将检测数据通过A/D转换后,送到处理器(AT89C51)中,然后通过软件的编程,将当前环境的相对湿度值转换为十进制数字后,再通过数码管来显示;而且,通过软件编程,再加上相应的控制电路(光电耦合及继电器等部分电路组成),设计出可以自动的调节当前环境的相对湿度:当室内空气湿度过高时,控制系统自动启动抽风机,减少室内空气中的水蒸气,以达到降低空气湿度的目的;当室内空气湿度过低时,控制系统自动启动蒸汽机,增加空气的水蒸气,以达到增加湿度的目的,使空气湿度保持在理想的状态;键盘设置及调整湿度的初始值,另外在设计个过程当中,考虑了处理器抗干扰,加入了单片机监视电路。 关键词: 湿度检测; 对数放大; 湿度调节; 温度补偿 一、系统设计方案的研究 (一)系统的控制特点与性能要求 1.系统控制结构组成 (1)湿度检测电路。用于检测空气的湿度[9]。 (2)微控制器。采用ATMEL公司的89C51单片机,作为主控制器。 (3)电源温压电路。用于对输入的200V交流电压进行变压、整流。 (4)键盘输入电路。用于设定初始值等。 (5)LED显示电路。用于显示湿度[10]。 (6)功率驱动电路(湿度调节电路)

基于单片机的温度控制系统设计文献综述

文献综述 题目基于单片机的温度控制 系统设计 学生姓名 X X X 专业班级自动化07-2 学号20070x0x0x0x 院(系) xxxxxxxxxxxxxxxx 指导教师 x x x 完成时间 2011年06月10日

基于单片机的温度控制 系统设计文献综述 1.前言 温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常遇到的一个物理量。而且随着现代工业的发展,人们需要对工业生产中有关温度系统进行控制,如钢铁冶炼过程需要对刚出炉的钢铁进行热处理,塑料的定型及各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行实时监测和精确控制。而有很多领域的温度可能较高或较低,现场也会较复杂,有时人无法靠近或现场无需人力来监控。如加热炉大都采用简单的温控仪表和温控电路进行控制, 存在控制精度低、超调量大等缺点, 很难达到生产工艺要求。且在很多热处理行业都存在类似的问题,所以,设计一个较为通用的温度控制系统具有重要意义。这时我们可以采用单片机控制,这些控制技术会大大提高控制精度,不但使控制简捷,降低了产品的成本,还可以和计算机通讯,提高了生产效率. 单片机是指芯片本身,而单片机系统是为实现某一个控制应用需要由用户设计的,是一个围绕单片机芯片而组建的计算机应用系统,这是单片机应用系统。单片机自问世以来,性能不断提高和完善,其资源又能满足很多应用场合的需要,加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点,因此,应用日益广泛,并且正在逐步取代现有的

多片微机应用系统。 2.历史研究与现状 在工业生产温控系统中采用的测温元件和测量方法不相同,产品的工艺不同,控制温度的精度也不相同,因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。 通常由位式或时间比例式温度调节仪控制的工业加热炉温度控制系统,其主回路由接触器控制时因为不能快速反应,所以控温精度都比较低,大多在几度甚至十几度以上。随着电力电子技术及元器件的发展,出现了以下几种解决的方案: (1)主回路用无触点的可控硅和固态继电器代替接触器,配以PID或模糊逻辑控制的调节仪构成的温度控制系统,其控温精度大大提高,常在±2℃以内,优势是采用模糊控制与PID 控制相结合,对控制范围宽、响应快且连续可调系统有巨大的优越性。 (2)采用单片机温度控制系统。用单线数字温度传感器采集温度数据,打破了传统的热电阻、热电偶再通过A/D 转换采集温度的思路。用单片机对数字进行处理和控制,通过RS - 232 串口传到PC 机对温度进行监视与报警,设置温度的上限和下限。其优势是结构简单,编程不需要用专用的编程器,只需点击电脑鼠标就可以把编好的程序写到单片机中,很方便且调试、修改和升级很容易。 (3)ARM(Advanced RISC Machine)嵌入式系统模糊温度控制。利用ARM处理器的强大功能,通过读取温度传感器数据,并与设定值进行比较,然后对温度进行控制。通过内嵌的操作系统μCLinux获得极好的实时性,并且通过TCP/IP协议能与PC机

基于51单片机的温度控制系统

创作编号: GB8878185555334563BT9125XW 创作者:凤呜大王*

毕业论文设计 基于51单片机的温度控制系统

摘要 在日常生活中温度在我们身边无时不在,温度的控制和应用在各个领域都有重要的作用。很多行业中都有大量的用电加热设备,和温度控制设备,如用于报警的温度自动报警系统,热处理的加热炉,用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等,这些都采用单片机技术,利用单片机语言程序对它们进行控制。而单片机技术具有控制和操作使用方便、结构简单便于修改和维护、灵活性大且具有一定的智能性等特 点,可以精确的控 制技术标准,提高了温控指标,也大大的提高了产品的质量和性能。 由于单片机技术的优点突出,智能化温度控制技术正被广泛地采用。本文介绍了基于单片机AT89C51 的温度控制系统的设计方案与软硬件实现。采用温度传感器DS18B20 采集温度数据,7段数码管显示温度数据,按键设置温度上下限,当温度低于设定的下限时,点亮绿色发光二极管,当温度高于设定的上限时,点亮红色发光二极管。给出了系统总体框架、程序流程图和Protel 原理图,并在硬件平台上实现了所设计功能。 关键词:单片机温度控制系统温度传感器

Abstract In daily life, the temperature in our side the ever-present, the control of the temperature and the application in various fields all have important role. Many industry there are a large number of electric heating equipment, and the temperature control equipment, such as used for alarm automatic temperature alarm systems, heat treatment furnace, used to melt metal crucible resistance furnace, and all kinds of different USES of temperature box and so on, these using single chip microcomputer, using single chip computer language program to control them. And single-chip microcomputer technology has control and convenient in operation, easy to modify and maintenance of simple structure, flexibility is large and has some of the intelligence and other characteristics, we can accurately control technology standard to improve the temperature control index, also greatly improve the quality of the products and performance. Because of the advantages of the single chip microcomputer intelligent temperature control technology outstanding, is being widely adopted. This paper introduces the temperature control based on single chip microcomputer AT89C51 design scheme of the system and the hardware and software implementation. The temperature sensor DS18B20 collection temperature data, 7 period of digital pipe display, the upper and lower limits of temperature button when temperature below the setting of the lower limit, light green leds, when the temperature is higher than the set on the limit, light red leds. Given the system framework and program flow chart and principle chart, and in Protel hardware platform to realize the function of the design. Keywords:SCM Temperature control system Temperature sensors

(完整word版)基于51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 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。 方案二:采用动态显示的方案 由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示,占用资源少,动态控制节省了驱动芯片的成本,节省了电 ,但编程比较复杂,亮度不如静态的好。 由于对电路的功耗要求不大,因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。

模电课设—温度控制系统的设计

目录 1.原理电路的设计 (1) 1.1总体方案设计 (1) 1.1.1简单原理叙述 (1) 1.1.2设计方案选择 (1) 1.2单元电路的设计 (3) 1.2.1温度信号的采集与转化单元——温度传感器 (3) 1.2.2电压信号的处理单元——运算放大器 (4) 1.2.3电压表征温度单元 (5) 1.2.4电压控制单元——迟滞比较器 (6) 1.2.5驱动单元——继电器 (7) 1.2.6 制冷部分——Tec半导体制冷片 (8) 1.3完整电路图 (10) 2.仿真结果分析 (11) 3 实物展示 (13) 3.1 实物焊接效果图 (13) 3.2 实物性能测试数据 (14) 3.2.1制冷测试 (14) 3.2.2制热测试 (18) 3.3.3性能测试数据分析 (20) 4总结、收获与体会 (21) 附录一元件清单 (22) 附录二参考文献. (23)

摘要 本课程设计以温度传感器LM35、运算放大器UA741、NE5532P及电压比较器LM339N 为电路系统的主要组成元件,扩展适当的接口电路,制作一个温度控制系统,通过室温的变化和改变设定的温度,来改变电压传感器上两个输入端电压的大小,通过三极管开关电路控制继电器的通断,来控制Tec制冷片的工作。这样循环往复执行这样一个周期性的动作,从而把温度控制在一定范围内。学会查询文献资料,撰写论文的方法,并提交课程设计报告和实验成品。 关键词:温度;测量;控制。

Abstract This course is designed to a temperature sensor LM35, an operational amplifier UA741, NE5532P and a voltage comparator LM339N circuit system of the main components. Extending the appropriate interface circuit, make a temperature control system. By changing the temperature changes and set the temperature to change the size of the two input ends of the voltage on the voltage sensor, an audion tube switch circuit to control the on-off relay to control Tec cooling piece work. This cycle of performing such a periodic motion, thus controlling the temperature in a certain range. Learn to query the literature, writing papers, and submitted to the curriculum design report and experimental products. Key words: temperature ; measure ;control

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设计任务和要求: (4) 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 (15)

5.1原理图 (15) 摘要: 在现代工业生产中,温度是常用的测量被控因素。本设计是基于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 温度控制系统无论是工业生产过程,还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是一种资源的浪费,同时也会对机器和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、精确度高和开展容易等优点,因此市场前景好。

基于单片机的温控器

天津理工大学 课程设计报告 题目:基于单片机的温控器设计 学生姓名李天辉学号 20101009 届 2013 班级电气4班 指导教师专业电气工程及其自动化

说明 1. 课程设计文本材料包括设计报告、任务书、指导书三部分,其中 任务书、指导书由教师完成。按设计报告、任务书、指导书顺序装订成册。 2. 学生根据指导教师下达的任务书、指导书完成课程设计工作。 3. 设计报告内容建议主要包括:概述、系统工作原理、系统组成、设计内容、小结和参考资料。 4. 设计报告字数应在3000-4000字,采用电子绘图、采用小四号宋 体、1.25倍行距。 5.课程设计成绩由平时表现(30%)、设计报告(30%)和提问成绩(40%) 组成。

课程设计任务书、指导书 课程设计题目: Ⅰ.课程设计任务书 一、课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作量) 当今社会,温控器已经广泛应用于电冰箱、空调和电热毯等领域中。其优点是控制精度高,稳定性好,速度快自动化程度高,温度和风速全自动控制,操作简单可靠,对执行器要求低,故障率低,效果好。目前国内外生产厂家正在研究开发第三代智能型室温空调温控器,应用新型控制模型和数控芯片实现智能控制。现在已有国内厂家生产出了智能型室温空调温控器,并已应用于实际工程。 本课程设计要求设计温度控制系统,主要由温度数据采集、温度控制、按键和显示、通讯等部分组成。温度采集采用NTC或PTC热敏电阻(或由电位器模拟)或集成温度传感器、集成运算放大器构成的信号调理电路、AD转换器组成。温控部分采用交流开关BT136通过改变导通角进行调压限流达到控制加热丝温度的目的。 温度控制算法采用PID控制,可以采用普通PID或模糊PID。对控制PID参数进行整定,进行MATLAB仿真,说明控制效果。进行程序编制。 设计通讯协议,并能够通过RS485总线将数据传回上位机。2.课程设计的要求 1、选择相应元器件设计温度控制系统原理图并绘制PCB版图。 2、进行PID控制算法仿真,设计PID参数,或模糊PID规则。 3、系统功能要求:a要能够显示实时温度;b能够进行温度设置;c 能够进行PID参数设定;d能够把数据传回上位机;e可以设定本机地址。F温度控制范围0~99.9度。 4、编制程序并调试通过,并有程序流程图。

基于单片机的智能温控系统的设计与实现

课程设计报告设计名称基于单片机的智能温控系统的设计与实现 学校陕西电子科技职业学院 学院电子工程学院 学生姓名王一飞 班级1507 指导教师聂弘颖 时间2017年10月23日

一、概述 随着嵌入式技术、计算机技术、通信技术的不断发展与成熟。控制系统以其直观、方便、准确、适用广泛而被越来越广泛地应用于工业过程、空调系统、智能楼宇等。恒温控制系统,控制对象是温度。温度控制在日常生活及工作领域应用的相当广泛,比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度控制,而以往温度控制是由人工完成的而且不够重视,其实在很多场所温度都需要监控以防止发生意外。针对此问题,本系统设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度控制系统,它应用广泛,功能强大,小巧美观,便于携带,是一款既实用又廉价的控制系统。 本项目设计是对温度进行实时监测与控制,设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能:被控温度范围可以调整,初始范围25<=T<=35。如果被测温度在25度到35度之间,则既不加热,又不报警;如果被测温度小于25度,则既加热,又报警;如果被测温度大于35度,则报警,不加热。 数码管显示温度,温度精确到整数。 二、方案设计 采用单片机+单总线DS18B20的方案,其中单片机采用51兼容系列 三、详细硬件设计及原件介绍 3.1 单片机最小系统 在基于单片机的应用系统中,其核心是单片机的最小系统,而单片机又是最小系统的核心,为了方便起见,采用的单片机型号是:STC89C52RC,内部资源有:8KB FLASH ,512B SRAM,4个8位I/O,2个TC,1个UART,带ISP和IAP功能。是近年来流行的低端51单片机。时钟电路采用12.0M晶体,复位电路采用简单的RC复位电路。R=10K,C=10uF,详细电路见总体原理图 3.2 DS18B20简介 DS18B20是采用“1-wire”一线总线传输数据的集成温度传感器,信息经过单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出,因此从中央处理器到DS18B20仅需连接一条线。可采用外部电源供电,也可采用总线供电方式,此时,把VDD连接在一起作为数字电源。 因为每一个DS18B20有唯一的系列号(silicon serial number),因此多个DS18B20可以存在于同一条单线总线上,这允许在许多地方放置温度灵敏器件。此特性的应用范围包括HVAC环境控制,建筑物、设备或机械内的温度检测。 3.2 DS18B20与单片机接口

温度控制系统毕业设计

摘要 在日常生活及工农业生产中,对温度的检测及控制时常显得极其重要。因此,对数字显示温度计的设计有着实际意义和广泛的应用。本文介绍一种利用单片机实现对温度只能控制及显示方案。本毕业设计主要研究的是对高精度的数字温度计的设计,继而实现对对象的测温。测温系数主要包括供电电源,数字温度传感器的数据采集电路,LED显示电路,蜂鸣报警电路,继电器控制,按键电路,单片机主板电路。高精度数字温度计的测温过程,由数字温度传感器采集所测对象的温度,并将温度传输到单片机,最终由液晶显示器显示温度值。该数字温度计测温范围在-55℃~+125℃,精度误差在±0.5℃以内,然后通过LED数码管直接显示出温度值。数字温度计完全可代替传统的水银温度计,可以在家庭以及工业中都可以应用,实用价值很高。 关键词:单片机:ds18b20:LED显示:数字温度. Abstract In our daily life and industrial and agricultural production, the detection and control of the temperature, the digital thermometer has practical significance and a wide range of applications .This article describes a programmer which use a microcontroller to achieve and display the right temperature by intelligent control .This programmer mainly consists by temperature control sensors, MCU, LED display modules circuit. The main aim of this thesis is to design high-precision digital thermometer and then realize the object temperature measurement. Temperature measurement system includes power supply, data acquisition circuit, buzzer alarm circuit, keypad circuit, board with a microcontroller circuit is the key to the whole system. The temperature process of high-precision digital thermometer, from collecting the temperature of the object by the digital temperature sensor and the temperature transmit ted to the microcontroller, and ultimately display temperature by the LED. The digital thermometer requires the high degree is positive 125and the low degree is negative 55, the error is less than 0.5, LED can read the number. This digital thermometer could

基于单片机的温控系统设计

本科学年论文(设计) 蔬菜大棚温控系统设计 系别信管系专业电子信息工 程 届别2012级班级12级电子信息工程 学生姓名唐姣学号2012550525 指导教师刘超群职称副教授 二O一五年六月

摘要 温度控制是蔬菜大棚最重要的一个管理因素,温度过高或过低,都会影响蔬菜的生长。主要介绍一种基于ST89C52单片机的温室蔬菜大棚温度控制系统,系统利用DS18B20温度传感器实现对温室大棚温度的测量,通过按键设置需要报警的上下限值。实验证明,该系统具有性价比高,使用寿命长等优点,具有一定实用价值。 【关键词】温度控制;继电器;温度检测

Abstract Temperature control is the most important vegetable greenhouse management factor, the temperature is too high or too low, will affect the growth of vegetables. Mainly introduces a control system based on the temperature in of the vegetable greenhouses in SCM st89c52, system using DS18B20 temperature sensor to realize the greenhouse temperature measurement, through the key set to alarm limit value. Experiments prove that the system has the advantages of high performance ratio, long service life, etc., and has some practical value. [Keywords]Temperature control; Relay; Temperature detection

《基于单片机的温度控制系统的设计》

序号(学号):040930727 长春大学光华学院 毕业设计(论文) 姓名魏明岩 系别 专业 班级0409307 指导教师马春龙 年月日

目录 摘要 (1) 第一章前言 (3) 1.1课题背景和意义 (3) 1.2温度控制系统的使用 (3) 1.3毕业设计任务 (4) 第二章系统方案 (5) 2.1水温控制系统设计任务和要求 (5) 2.2水温控制系统部分 (5) 2.3控制方式 (7) 第三章系统硬件设计 (8) 3.1总体设计框图及说明 (8) 3.2外部电路设计 (8) 3.3单片机系统电路设计 (9) 第四章系统软件设计和调试 (13) 4.1 程序框架结构 (13) 4.2程序流程图及部分程序 (13) 4.3 系统安装调试和测试 (17) 第五章结论 (18) 致谢 (19) 参考文献 (20) 附件1(程序代码) (20) 附件2(电路原理图) (27)

基于单片机的水温控制系统 【摘要】温度是工业控制对象主要被控参数之一,在温度控制中,由于受到温度被控对象特性(如惯性大、滞后大、非线性等)的影响,使得控制性能难以提高,有些工艺过程其温度控制的好坏直接影响着产品的质量,因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。为了实现高精度的水温测量和控制,本文介绍了一种以Atmel公司的低功耗高性能CMOS单片机为核心,以PID算法控制以及PID参数整定相结合的控制方法来实现的水温控制系统,其硬件电路还包括温度采集、温度控制、温度显示、键盘输入以及RS232接口等电路。该系统可实现对温度的测量,并能根据设定值对温度进行调节,实现控温的目的。 【关键词】单片机AT89C51;温度控制;温度传感器PT1000;PID 调节算法 The summary: Temperature is the main control of industrial control of parameters,In temperature control, due to temperature controlled object properties (such as inertia big, big, lagging effect of nonlinear, etc.), to improve performance, some process temperature control of its direct impact on the quality of the product, and designed a kind of ideal temperature control system is a very valuable.In order to realize high precision temperature measurement and control, this paper introduces a meter taking Atmel company low-power high-performance CMOS chip as the core, and the PID control algorithm with PID parameters combination of control method to realize the temperature control system, the hardware circuit including temperature, temperature

基于单片机的智能温控系统的设计与实现

基于单片机的智能温控系统的设计与实现 文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

课程设计报告设计名称基于单片机的智能温控系统的设计与实现 学校陕西电子科技职业学院 学院电子工程学院 学生姓名王一飞 班级1507 指导教师聂弘颖 时间2017年10月23日

一、概述 随着嵌入式技术、计算机技术、通信技术的不断发展与成熟。控制系统以其直观、方便、准确、适用广泛而被越来越广泛地应用于工业过程、空调系统、智能楼宇等。恒温控制系统,控制对象是温度。温度控制在日常生活及工作领域应用的相当广泛,比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度控制,而以往温度控制是由人工完成的而且不够重视,其实在很多场所温度都需要监控以防止发生意外。针对此问题,本系统设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度控制系统,它应用广泛,功能强大,小巧美观,便于携带,是一款既实用又廉价的控制系统。 本项目设计是对温度进行实时监测与控制,设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能:被控温度范围可以调整,初始范围25<=T<=35。如果被测温度在25度到35度之间,则既不加热,又不报警;如果被测温度小于25度,则既加热,又报警;如果被测温度大于35度,则报警,不加热。 数码管显示温度,温度精确到整数。 二、方案设计 采用单片机+单总线DS18B20的方案,其中单片机采用51兼容系列 三、详细硬件设计及原件介绍 单片机最小系统 在基于单片机的应用系统中,其核心是单片机的最小系统,而单片机又是最小系统的核心,为了方便起见,采用的单片机型号是:STC89C52RC,内部资源有:8KB FLASH ,512B SRAM,4个8位I/O,2个TC,1个UART,带ISP和IAP功能。是近年来流行的低端51单片机。时钟电路采用晶体,复位电路采用简单的RC复位电路。 R=10K,C=10uF,详细电路见总体原理图

基于51单片机的温度控制系统的设计

基于单片机的温度控制系统设计 1.设计要求 要求设计一个温度测量系统,在超过限制值的时候能进行声光报警。具体设计要求如下: ①数码管或液晶显示屏显示室内当前的温度; ②在不超过最高温度的情况下,能够通过按键设置想要的温度并显示;设有四个按键,分别是设置键、加1键、减1键和启动/复位键; ③DS18B20温度采集; ④超过设置值的±5℃时发出超限报警,采用声光报警,上限报警用红灯指示,下限报警用黄灯指示,正常用绿灯指示。 2.方案论证 根据设计要求,本次设计是基于单片机的课程设计,由于实现功能比较简单,我们学习中接触到的51系列单片机完全可以实现上述功能,因此可以选用AT89C51单片机。温度采集直接可以用设计要求中所要求的DS18B20。报警和指示模块中,可以选用3种不同颜色的LED灯作为指示灯,报警鸣笛采用蜂鸣器。显示模块有两种方案可供选择。 方案一:使用LED数码管显示采集温度和设定温度; 方案二:使用LCD液晶显示屏来显示采集温度和设定温度。 LED数码管结构简单,使用方便,但在使用时,若用动态显示则需要不断更改位选和段选信号,且显示时数码管不断闪动,使人眼容易疲劳;若采用静态显示则又需要更多硬件支持。LCD显示屏可识别性较好,背光亮度可调,而且比LED 数码管显示更多字符,但是编程要求比LED数码管要高。综合考虑之后,我选用了LCD显示屏作为温度显示器件,由于显示字符多,在进行上下限警戒值设定时同样可以采集并显示当前温度,可以直观的看到实际温度与警戒温度的对比。LCD 显示模块可以选用RT1602C。

3.硬件设计 根据设计要求,硬件系统主要包含6个部分,即单片机时钟电路、复位电路、键盘接口模块、温度采集模块、LCD 显示模块、报警与指示模块。其相互联系如下图1所示: 图1 硬件电路设计框图 单片机时钟电路 形成单片机时钟信号的方式有内部时钟方式和外部时钟方式。本次设计采用内部时钟方式,如图2所示。 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器,引脚XTAL1和XTAL2分别为此放大器的输入端和输出端,其频率范围为~12MHz ,经由片外晶体振荡器或陶瓷振荡器与两个匹配电容一 起形成了一个自激振荡电路,为单片机提供时钟源。 复位电路 复位是单片机的初始化操作,其作用是使CPU 和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态,并从这个状态开始工作,以防止电源系统不稳定造成CPU 工作不正常。在系统中,有时会出现工作不正常的情况,为了从异常状态中恢复,同时也为了系统调试方便,需要设计一个复位电路。 单片机的复位电路有上电复位和按键复位两种形式,因为本次设计要求需要有启动/复位键,因此本次设计采用按键复位,如图3。复位电路主要完成系统 图2 单片机内部时钟方式电路 图3 单片机按键复位电路

基于单片机的温度控制器附程序代码

生产实习报告书 报告名称基于单片机的温度控制系统设计姓名 学号0138、0140、0141 院、系、部计算机与通信工程学院 专业信息工程10-01 指导教师 2013年 9 月 1日

目录 1.引言.................................. 错误!未定义书签。 2.设计要求.............................. 错误!未定义书签。 3.设计思路.............................. 错误!未定义书签。 4.方案论证.............................. 错误!未定义书签。方案一................................................. 错误!未定义书签。方案二................................................. 错误!未定义书签。 5.工作原理.............................. 错误!未定义书签。 6.硬件设计.............................. 错误!未定义书签。单片机模块............................................. 错误!未定义书签。 数字温度传感器模块 .................................... 错误!未定义书签。 DS18B20性能......................................... 错误!未定义书签。 DS18B20外形及引脚说明............................... 错误!未定义书签。 DS18B20接线原理图................................... 错误!未定义书签。按键模块............................................... 错误!未定义书签。声光报警模块........................................... 错误!未定义书签。数码管显示模块......................................... 错误!未定义书签。 7.程序设计.............................. 错误!未定义书签。主程序模块............................................. 错误!未定义书签。 读温度值模块.......................................... 错误!未定义书签。 读温度值模块流程图: ................................. 错误!未定义书签。

智能温控风扇地设计

综合实验报告 实验题目:智能温控风扇 学生班级: 电子14-2 学生姓名: 学生学号: 38 指导教师: 实验时间: 2016-9-15

智能温控风扇的设计 摘要 基于检测技术和单片机控制技术,设计了一种智能温控调速风扇。阐述了智能温控调速风扇的工作原理、硬件设计、软件实现的过程。系统原理简单,工作稳定,成本低,具有一定的节能效果。 通过单片机的控制我们实现了电风扇的主要功能:当按下开关键时,系统初始化默认的设定温度为25度,如果外界温度高于设定温度电风扇进行运转,如果外界温度高于低于设定温度则风页不转动,同时显示外界的温度。可以设置所需的温度,并同时显示所设定的温度,同时按加减键退出设定功能。 电风扇的自动控制,让电风扇这一家用电器变的更智能化。克服了普通电风扇无法根据外界温度自动调节转速困难。智能电风扇的设计具有重要的现实意义。 关键词AT89C52/温度传感器/直流电机/模拟风扇

1.1 引言 生活中,我们经常会使用一些与温度有关的设备。比如,现在虽然不少城市家庭用上了空调,但在占中国大部分人口的农村地区依旧使用电风扇作为降温防暑设备,春夏(夏秋)交替时节,白天温度依旧很高,电风扇应高转速、大风量,使人感到清凉;到了晚上,气温降低,当人入睡后,应该逐步减小转速,以免使人感冒。虽然电风扇都有调节不同档位的功能,但必须要人手动换档,睡着了就无能为力了,而普遍采用的定时器关闭的做法,一方面是定时时间长短有限制,一般是一两个小时;另一方面可能在一两个小时后气温依旧没有降低很多,而风扇就关闭了,使人在睡梦中热醒而不得不起床重新打开风扇,增加定时器时间,非常麻烦,不能两全其美。为解决上述问题,我们设计了这套温控自动风扇系统。本系统采用高精度集成温度传感器,用单片机控制,能显示实时温度,并根据使用者设定的温度自动在相应温度时作出小风、大风、停机动作,精确度高,动作准确。 2 整体方案的设计思路 2.1 系统整体设计 本设计的整体思路是:利用温度传感器DS18B20检测环境温度并直接输出数字温度信号给单片机AT89C52进行处理,在LED数码管上显示当前环境温度值以及预设温度值。其中预设温度值只能为整数形式,检测到的当前环境温度可精确到小数点后一位。同时采用PWM脉宽调制方式来改变直流风扇电机的转速。并通过两个按键改变预设温度值,一个提高预设温度,另一个降低预设温度值。系统结构框图:如图2-1所示。

温度控制系统设计

温度控制系统设计 目录 第一章系统方案论证错误!未指定书签。 总体方案设计错误!未指定书签。 温度传感系统错误!未指定书签。 温度控制系统及系统电源错误!未指定书签。 单片机处理系统(包括数字部分)及温控箱设计错误!未指定书签。 算法原理错误!未指定书签。 第二章重要电路设计错误!未指定书签。 温度采集错误!未指定书签。 温度控制错误!未指定书签。 第三章软件流程错误!未指定书签。 基本控制错误!未指定书签。 控制错误!未指定书签。 时间最优的控制流程图错误!未指定书签。 第四章系统功能及使用方法错误!未指定书签。 温度控制系统的功能错误!未指定书签。 温度控制系统的使用方法错误!未指定书签。 第五章系统测试及结果分析错误!未指定书签。 硬件测试错误!未指定书签。 软件调试错误!未指定书签。 第六章进一步讨论错误!未指定书签。 参考文献错误!未指定书签。 致谢错误!未指定书签。 摘要:本文介绍了以单片机为核心的温度控制器的设计,文章结合课题《温度控制系统》,从硬件和软件设计两方面做了较为详尽的阐述。 关键词:温度控制系统控制单片机 : . : 引言: 温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制,有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量,因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本文设计了以单片机为检测控制中心的温度控制系统。温度控制采用改进的数字控制算法,显示采用静态显示。该系统设计结构简单,按要求有以下功能: ()温度控制范围为°; ()有加热和制冷两种功能 ()指标要求: 超调量小于°;过渡时间小于;静差小于℃;温控精度℃ ()实时显示当前温度值,设定温度值,二者差值和控制量的值。 第一章系统方案论证 总体方案设计 薄膜铂电阻将温度转换成电压,经温度采集电路放大、滤波后,送转换器采样、量化,量化后的数据送单片机做进一步处理;

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