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： (2)

一、系统设计 (2)

1.1 项目概要 (2)

1.2设计任务和基本要求： (3)

二、硬件设计 (3)

2.1 硬件设计概要 (3)

2.2 信息处理模块 (3)

2.3 温度采集模块 (4)

2.3.1传感器DS18b20简介 (4)

2.3.2实验模拟电路图 (5)

2.3.3程序流程图 (6)

2.4控制调节模块 (7)

2.4.1升温调节系统 (7)

2.4.2温度上下限调节系统 (8)

2.5显示模块 (10)

三、两周实习总结 (11)

四、参考文献 (11)

五、附录 (12)

5.1原理图 (12)

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。

1.2设计任务和基本要求：

(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指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051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。

1

2345678EN

RS R W

P1.6XTAL2

18

XTAL1

19

ALE 30EA

31

PSEN 29RST

9

P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732

P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67

P1.78

P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD

17

P3.6/WR 16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1

AT89C51

图(1)单片机模块

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