1、.溫度控制系統設計題目: 基于51單片機的溫度控制系統設計 姓 名:學院: 電氣工程與自動化學院 專業: 電氣工程及其自動化 班級:學號:指導教師: 2021 年 5月31日摘要：3一、系統設計31.1 工程概要31.2設計任務和要求：4二、 硬件設計42.1 硬件設計概要42.2 信息處理模塊42.3 溫度采集模塊52.3.1傳感器DS18b20簡介52.3.2實驗模擬電路圖62.3.3程序流程圖62.4控制調節模塊82.4.1升溫調節系統82.4.2溫度上下限調節系統8 2.43報警電路系統.92.5顯示模塊10三、兩周實習總結11四、參考文獻11五、附錄125.1原理圖12摘要：在現代工

2、業生產中，溫度是常用的測量被控因素。本設計是基于51單片機控制，將DS18B20溫度傳感器實時溫度轉化，并通過1602液晶對溫度實行實時顯示，并通過加熱片PWM波，改變其占空比加熱與步進電機降溫逐次逼近的方式，將溫度保持在設定溫度，通過按鍵調節溫度報警區域，實現對溫度在0-99控制的自動化。實驗結果說明此構造完全可行，溫度偏差可達0.1以內。關鍵字：AT89C51單片機；溫控；DS18b20一、系統設計1.1 工程概要 溫度控制系統無論是工業生產過程，還是日常生活都起著非常重要的作用，過低或過高的溫度環境不僅是一種資源的浪費，同時也會對機器和工作人員的壽命產生嚴重影響，極有可能造成嚴重的經濟財

3、產損失，給生活生產帶來許多利的因素，基于AT89C51的單片機溫度控制系統與傳統的溫度控制相比具有操作方便、價價格廉價、準確度高和開展容易等優點，因此市場前景好。1.2設計任務和根本要求：(1) 采用DS18B20作為溫度傳感器進展溫度檢測。(2) 對采集溫度用LCD1602進展顯示顯示溫度分辨率0.1；采集溫度數值應采用數字濾波措施，保證顯示數據穩定。(3) 設計相應的溫度控制電路，根據測得的溫度情況對加熱器進展控制，將溫度保持在設定溫度。(4) 通過按鍵設置溫度上下限，超限通過蜂鳴器報警。(5) 采用DS1302時鐘芯片顯示當前時間，并可以對時間進展設置。二、 硬件設計2.1 硬件設計概要

4、根據需求，我們將系統分為五個模塊，信息處理模塊，溫度采集模塊、時間模塊、控制調節模塊、報警電路模塊，顯示模塊。2.2 信息處理模塊AT89C51是一種帶4K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在

5、單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。單片機模塊如圖1 所示。圖(1)單片機模塊2.3 溫度采集模塊2.3.1傳感器DS18b20簡介 DALLAS最新單線數字溫度傳感器DS18b20簡介新的“一線器件，體積更小、適用電壓更寬、更經濟。Dallas半導體公司的數字化溫度傳感器DS18b20是世界上第一片支持“一線總線接口溫度傳感器。一線總線獨特而且經濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網絡，為測量系統的構建引入全新的概念。DS18b20、DS1822“一線總線數字化溫度傳

6、感器同DS1820一樣，DS18b20也支持“一線總線接口，測量溫度X圍為-55 +125，在-10 +85X圍內，精度為0.5。DS18b20的精度較差為2。現場溫度直接以“一線總線的數字方式傳輸，大大提高了系統的抗干擾性。適合于惡劣環境的現場溫度測量，如：環境控制、設備或過程控制、測量類消費電子產品等。與前一代產品不同，新的產品支持3V 5V的電壓X圍，使系統設計更靈活、方便。而且新一代產品更廉價，體積更小。DS18b20內部構造主要由四局部組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發的溫度報警觸發器TH和TL、配置存放器。DS18b20的實驗板原理接線圖如圖2：圖2 DS18b20的實驗板

7、接線圖 其中：DQ為數字信號輸入/輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端在寄生電源接線方式時接地2.3.2實驗模擬電路圖溫度檢測控制模擬電路圖Ds18b20原件及其連線如圖3,此溫度傳感器上顯示的溫度同步顯示到LCD1602上，并有加溫，減溫按鈕。圖3溫度檢測控制模擬電路圖2.3.3程序流程圖圖4主程序流程圖圖5DS18B20初始化子程序流程圖 圖6DS18B20讀寫的程序流程圖2.4控制調節模塊2.4.1升溫調節系統 通過繼電器的開合來控制加熱片電路的通斷，來到達設溫效果，我們預設溫度為25度，當溫度低于25度時，單片機P3.6引腳輸出高電平，繼電器導通，對溫度傳感器加熱，加熱模

8、塊如圖7所示。圖7加溫控制電路2.4.2溫度上下限調節系統 通過按鍵控制鍵選著調節對象，通過上升下降調節值大小，模擬電路圖如圖78主控電路：我們設定溫度為10-20度，為表示方便，這里設控制開關，升溫開關，降溫開關分別為，k1，k2，k3，開場顯示的是當前溫度，K1主控開關，用來控制進入的是當前溫度，溫度上限，下限的調節界面。按k1，一次進入三個界面。按K2為加1開關，按一下，加1，k3減1開關，按一下，減1.例如：開場時顯示的是當前溫度界面，按下k1進入高溫設定界面，顯示器上顯示當前溫度和溫度上限，按k2，上限加1，按k3，上限減1，再按k1進入顯現設定界面，顯示器顯示當前溫度，和溫度下限，

9、按k2，下限加1，按k3，下限減1，再按k1，進入顯示當前溫度界面。如圖82.4.3 報警電路系統 通過蜂鳴器的鳴叫實現報警，如果溫度超過上限蜂鳴器鳴叫，溫度低于下限蜂鳴器鳴叫。如圖8、9。圖8溫度設定開關圖9報警模塊2.5顯示模塊通過采集DS18B20的溫度，同步顯示到LCD1602上，準確到小數點后第一位。如下列圖圖10溫度顯示界面通過DS1302時鐘芯片將時間同步顯示到LCD1602上。如下列圖時間可以設置在此沒有設置圖11時間顯示界面通過2402記錄超過設定值的溫度，如下列圖：圖12記錄超過設定值的溫度顯示界面三、兩周實習總結 這次單片機實習我們做的是溫度控制系統。看到這個題目我們還是

10、比擬有信心的，對根本功能的設計，我們比擬熟練，關鍵問題在于一些拓展功能的時限。第一周我們找了很多資料，通過兩周的實習，我們 學到了很多的知識，也對DS18B20的用法以及DS1302的用法有了一個更深入的學習。四、參考文獻1 郭天祥.新概念51單片機C語音教程入門提高開發拓展攻略M.北 京：電子工業，2021.2 韓廣興.電子元器件與實用電路根底M.：電子工業，2005.3 方大千，X麗.電子控制系統裝置制作入門M.：國防，2006.4 X向舉,X麗娜. 基于單片機的智能溫度測控系統的設計J. XX大 學學報(自然科學版). 2021(03)5 黃文力,鄧小磊. DS18B20數字溫度傳感器接口程序的時序J. 儀器儀表 用戶. 2021(06)6 黃