1、基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設計基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設計 指導教師：魯慶賓指導教師：魯慶賓n專業(yè)：通信工程（升）專業(yè)：通信工程（升） n學生：李瑞卿學生：李瑞卿n學號：學號：1306734005目錄目錄概述概述 1系統(tǒng)總體分析系統(tǒng)總體分析 2硬件系統(tǒng)設計硬件系統(tǒng)設計 3軟件系統(tǒng)設計和仿真軟件系統(tǒng)設計和仿真 4結(jié)論結(jié)論 5結(jié)論結(jié)論 51.概概 述述1、課題的背景和現(xiàn)狀、課題的背景和現(xiàn)狀 背景：我們都知道，日常生活中溫度控制在各行各業(yè)中起著關(guān)鍵性的作用。因此能夠檢測溫度變化的溫度檢測設備在各種工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的開發(fā)和應用，如家電行業(yè)、汽車行業(yè)等。 現(xiàn)狀：我國的溫度測控系統(tǒng)的技術(shù)研究比較晚,

2、雖說掌握了以單片機為核心的單參數(shù)和單回路的室內(nèi)微機測控技術(shù)，但是對于多參數(shù)多回路的溫度測控技術(shù)的研究比較落后。2、立題的目的和意義、立題的目的和意義 目的：使用溫度控制系統(tǒng)，可以及時、精確的反映各種環(huán)境溫度變化。完成諸如升溫到特定溫度、降溫到特定溫度等多種控制方式。 意義：溫度測量在產(chǎn)品生產(chǎn)，工業(yè)設計，能源節(jié)約中起到了關(guān)鍵性的作用。3、本系統(tǒng)主要研究內(nèi)容、本系統(tǒng)主要研究內(nèi)容 本系統(tǒng)介紹了一種以AT89C51單片機為核心的控制器，以DS18B20為溫度傳感器的溫度控制器。首先，通過對元器件的選擇，設計控制器的硬件電路，包括測溫電路、按鍵電路、溫度控制繼電器電路、LCD液晶顯示電路，AT89C51

3、單片機最小系統(tǒng)等； 然后，設計相關(guān)應用程序，包括主程序，讀出溫度子程序、溫度控制繼電器程序、LCD顯示程序、按鍵處理程序等；最后，通過仿真，對整個系統(tǒng)進行調(diào)試、分析。最終實現(xiàn)溫度采集、顯示、控制等功能。2.系統(tǒng)總體分析系統(tǒng)總體分析1、總體方案設計、總體方案設計 2 2、硬件的選擇、硬件的選擇2.1.單片機的選擇。 單片機種類很多，在眾多51系列單片機中，較為常用的是ATMEL 公司的AT89C51單片機，AT89C51片內(nèi)4KROM是Flash工藝的，使用專用的編程器自己就可以隨時對單片機進行電擦除和改寫，片內(nèi)有128字節(jié)的RAM。 2.2 溫度傳感器的選擇 溫度可以通過物體隨溫度變化的某些特

4、性（如電阻、電壓變化等特性）來間接測量，常用的溫度傳感器有熱電偶、熱敏電阻、熱電阻、集成溫度傳感器及數(shù)字式溫度傳感器等。 雖然熱電阻溫度傳感器測量范圍比較大，但是由于其測溫原理是電阻值隨著溫度的改變而改變，需要設計非常優(yōu)良的溫度采集電路，其中應包括測溫部分，線性化部分，放大部分，A/D轉(zhuǎn)換部分，這就會使外圍的電路更加復雜。DS18B20是數(shù)字式溫度傳感器，只需一根總線就可以與單片機通信，是外圍的電路大大簡化，測量的精度更準確。因此本控制器的設計中，溫度傳感器擬選擇DS18B20作為溫度采集傳感器。3.硬件系統(tǒng)設計硬件系統(tǒng)設計1、DS18B20和和AT89C51單片機連接電路單片機連接電路XTA

5、L218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6

6、/A1427U1AT89C5127.0DQ2VCC3GND1U2DS18B20R14.7k硬件系統(tǒng)設計硬件系統(tǒng)設計2、液晶顯示部分與、液晶顯示部分與STC89C51單片機的接口單片機的接口XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3

7、.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3LCD1LM016LR110kR210kR310kR410kR510kR610kR710kR810k硬件系統(tǒng)設計硬件系統(tǒng)設計3、鍵盤識別模塊、鍵盤識別模塊 單片機的I/O口即可以作為輸出也可以作為輸入使用，當該檢測按鍵使用的是它的輸入功能，我們把按鍵的其中一端接地，另一段與單片

8、機的I/O口相連，開始時先給I/O口賦一個高電平，然后讓單片機一直不斷循環(huán)檢測該I/O口是已經(jīng)否變?yōu)榱说碗娖剑羰前存I閉合，就相當于此I/O口通過按鍵接地了，變成低電平，程序如果檢測到I/O口變?yōu)榱说碗娖骄驼f明該按鍵已被按下，然后就執(zhí)行相應的指令和程序。硬件系統(tǒng)設計硬件系統(tǒng)設計4、按鍵電路與單片機連接電路、按鍵電路與單片機連接電路 XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34

9、P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51軟件系統(tǒng)設計軟件系統(tǒng)設計1、主程序流程圖主程序流程圖軟件系統(tǒng)設計軟件系統(tǒng)設計2、按鍵程序的設計按鍵程序的設計 仿真結(jié)果及分析仿真結(jié)果及分析1、系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真 仿真實驗一： 設定的溫度為-21.00攝氏度，實時檢測的溫度為0.00

10、攝氏度，啟動降溫繼電器。XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P

11、2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C52D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3LCD1LM016L0.0DQ2VCC3GND1U2DS18B20R14.7kR210kR310kR410kR510kR610kR710kR810kR910kRL1G2R-14-AC120RL2G2R-14-AC120Q1PNPQ2PNPD1LED-BIBYD2LED-BIBYR10470R11470D3LED-BIBYD4LED-BIBYD5LED-BIBYD6LED-BIBYR12470R13470R14470R154

12、70D7DIODED8DIODER163kR173k仿真結(jié)果及分析仿真結(jié)果及分析 仿真實驗二： 設定的溫度為22.00攝氏度，實時檢測的溫度為0.00攝氏度，啟動升溫繼電器。XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P

13、3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C52D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3LCD1LM016L0.0DQ2VCC3GND1U2DS18B20R14.7kR210kR310kR410kR510kR610kR710kR810kR910kRL1G2R-14-AC120RL2G2R-14-AC120Q1PNPQ2PNPD1LED-BIBYD2LED-BIBYR10470R11470D3LED-BIBYD4LED-BIBYD5LED-BIBYD6LED-BIBYR12470R13470R14470R15470D7DIODED8DIODER163kR173k仿真結(jié)果及分析仿真結(jié)果及分析2 仿真分析 通過以上的仿真實驗，可以看到，本次設計的系統(tǒng)能夠可靠地運行。當測定的溫度比設定的溫度高時，系統(tǒng)自動啟動降溫繼電器；而當測定的溫度比設定的溫度低時，啟動加熱繼電器。所以可以說：該系統(tǒng)在軟件仿真的過程中，系統(tǒng)的軟件和硬件能夠很好運行，滿足設計的要求。為以后在實際的工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的運