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文档简介
1、温度单片机控制系统的设计系 别信息工程系专 业自动化班 级学 号姓 名指导教师负责教师沈阳航空航天大学北方科技学院2015年5月摘 要 工业生产中温度控制具有单向性、时滞性、大惯性和时变性的特征,要实现温度控制的快速性和准确性,对于提高产品质量具有很重要的现实意义。本课题针对温度控制的特点及实现准确温度控制的意义,设计了一种基于单片机的控制系统。设计内容包括硬件和软件两个部分。硬件电路以stc89c52单片机为微处理器,详细设计了温度信号采样电路,键盘及显示电路,温度控制电路,加温控制电路,降温控制电路、时钟信号电路以及系统电源供电设计等模块。本设计由键盘电路输入设定温度范围信号给单片机,温度
2、信号采集电路采集现场温度信号给单片机,单片机根据输入的温度范围与反馈信号的偏差进行比较,输出控制信号给加温控制电路和降温控制电路。液晶1602实现现场温度的实时监控。关键词:单片机stc89c52、温度控制abstractthe temperature isetrol has unidirectional in the industrial production, zhi and big inertia and the character of denaturation, carry out the rapid and accuracy of temperature isetrol, for
3、exaltation the product mass has very important realistic meaning.the meaning of this topic characteristics aiming at temperature isetrol and realize accurate temperature isetrol designed 1 kind according to the control system of single slab machine.design the contents including hardware and software
4、 two fractions.hardware telephone with the stc89 c52 unipole slab machine for microprocessor, detailed design the temperature semaphore sample telephone, keyboard and display telephone, the temperature isetrol telephone, heat control circuit and reduce the heat control circuit, clock semaphore the t
5、elephone and system power supply power supply designs etc. mold mass.this design from keyboard telephone input set temperature range the semaphore give unipole slab machine, the temperature semaphore collects telephone to collect site temperature semaphore give unipole slab machine, unipole slab the
6、 machine carry on a compare according to the anomaly of inward temperature range and feedback semaphore and output control signal to heat control circuit and reduce the heat control circuit.lcd 1602 carry out the real time supervision of site temperature.keywords: single-chip microcomputer-stc89c52
7、, temperature 目 录1 绪 论41.1 课题背景和研究的意义41.2 温度控制系统的国内外发展趋势41.3 几种常见温度控制系统51.4 温度控制系统的应用实例61.5 课题任务及要求62 温度控制系统的设计与分析72.1 主控制器模块的设计72.2 温度测量的设计72.3 lcd1602显示模块的设计92.4 加温模块的设计92.5降温模块的设计92.6系统供电系统模块的设计103 温度控制系统的硬件设计113.1 主控单片机电路113.1.1 stc89c52单片机介绍113.1.2 stc89s52单片机的标准功能11 3.2主控制模块143.2.1单片机最小系统的电路14
8、3.2.2复位电路153.2.3晶振电路153.3温度传感器(ds18b20)电路163.3.1 ds18b20基本介绍163.3.2 ds18b20控制方法173.3.3ds18b20供电方式173.4 按键调整电路174 系统软件设计194.1 开发工具介绍194.2系统整体程序流程204.3 ds18b20温度传感器程序流程204.4 按键扫描子程序流程224.5 加温、降温程序流程255 系统的仿真285.1 proteus仿真软件的介绍285.2 温度控制系统仿真的效果296 系统整体电路与电路图绘制306.1 设计软件protel 99se介绍306.2 系统原理图绘制307 系统
9、的安装与调试327.1 安装步骤327.1.1 电路调试327.2 实际显示效果图328 结 论33结束语34致 谢35参考文献36附录 室内温度控制系统电路原理图37附录 室内温度控制系统元件清单38附录iii 室内温度控制系统设计作品实物39附录iv 主控单片机程序清单401 绪 论1.1 课题背景和研究的意义这次毕业设计选题的目的主要是让生活在信息时代的我们,将所学知识应用于生产生活当中,掌握系统总体设计的流程,方案的论证,选择,实施与完善。通过对温度控制通信系统的设计、制作、了解信息采集测试、控制的全过程,提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力,初步培养在完成工程项目中所应具备的基
10、本素质和要求。培养研发能力,通过对电子电路的设计,初步掌握在给定条件和要求的情况下,如何达到以最经济实用的方法、巧妙合理地去设计工程系统中的某一部分电路,并将其连接到系统中去。提高查阅资料、语言表达能力和理论联系实际的技能。当今社会温度的测量与控制系统在生产与生活的各个领域中扮着越来越重要的角色,大到工业冶炼,物质分离,环境检测,电力机房,冷冻库,粮仓,医疗卫生等方面,小到家庭冰箱,空调,电饭煲,太阳能热水器等方面都得到了广泛的应用,温度控制系统的广泛应用也使得这方面研究意义非常的重要。1.2 温度控制系统的国内外发展趋势国外对温度控制技术研究较早,始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪
11、表,采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快,一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。我国对于温度测控技术的研究较晚,始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上,才掌握了温度室内微机控制技术,该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算机应用,在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术上,以单片机控制的单参数单回路系统居多,尚无真正意义上的多参数综合控制系统,与发达国家相
12、比,存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度,生产实际中仍然有许多问题困扰着我们,存在着装备配套能力差,产业化程度低,环境控制水平落后,软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。在今后的温控系统的研究中会趋于智能化,集成化,系统的各项性能指标更准确,更加稳定可靠。1.3 几种常见温度控制系统下面介绍几种非常常见的温度控制系统 1.虚拟仪器温室大棚温度测控系统在农业应用方面虚拟仪器温室大棚温度测控系统是一种比较智能、经济的方案。该系统能够对大棚内的温度进行采集,然后再进行比较,通过比较对大棚内的温度是否超过温度限制进行分析如果超过温度限制温度报警系统将进行报警,来通知管理人员大棚内
13、的温度超过限制,从而有利于农作物的生长,提高产量。系统最大的优点是在一台电脑上可以监测到多个大棚内的温度情况并进行控制。该系统labview虚拟仪器编程通过对前面板的设置来显示温室大棚内的温度越限报警来对大棚内温度进行控制。该系统有单片机,温度传感器串口通信,和计算机组成。 2.模糊pid热水锅炉温度控制系统模糊pid控制器是以常规pid为基础采用模糊推理思想根据不同的e和ec对pid参数进行在线自整定。控制器有两部分组成,即常规pid控制部分和模糊推理的参数校正部分。应用模糊集合理论建立参数kp、ki和kd与系统误差e和系统误差变化率ec之间的二元连续函数关系并用不同e和ec在线自整定pid
14、参数。 3.电阻炉温度控制系统该系统的硬件主要由单片机主控、前向通道、后向通道、人机接口和接口扩展等模块组成。以内含c52兼容单片机的aduc845为控制核心、配有640kb的非易失ram数据存储器、外扩键盘输入、320x240点阵的图形液晶显示器进行汉字、图形、曲线和数据显示超温报警装置等外围电路预留微型打印机接口打印现场结果。预留rs232接口。能和pc机联机传输现场检测数据。电阻炉的温度先由热电偶温度传感器检测并转换成微弱的电压信号,温度变换器此信号进行非线性校正及电压放大,由单片机内部a/d转换器将其转换成数字量。再经数字滤波、误差校正、标度变换、线性拟合、查表等处理后。一方面将炉温经
15、人机面板上的lcd显示,另一方面将该温度值与被控制值键盘设定值比较根据偏差值的大小由控制算法进行运算最后输出移相控制脉冲放大后触发可控硅导通。达到控制电阻炉温度的的如果实测温度值超过了该系统所要求的范围单片机就向报警装置发出命令系统进行报警。1.4 温度控制系统的应用实例温度控制系统的应用实例如图1.1所示。图1.1 温度控制系统应用实例1.5 课题任务及要求毕业设计内容是要求设计一个以单片机为主的恒温控制系统。系统要求自监测环境的温度,即时显示温度数值,自动调节并保持温度的恒定。控制范围200c1500c,误差为10c。2 温度控制系统的设计与分析2.1 主控制器模块的设计 采用stc89c
16、52单片机作为整个系统的核心,用其控制温度报警功能,以实现其既定的性能指标。充分分析我们的系统,其关键在于实现温度的自动显示并报警功能,而在这一点上,单片机就显现出来它的优势控制简单、方便、快捷。这样一来,单片机就可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点。stc89c52单片机具有功能强大的位操作指令,i/o口均可按位寻址,程序空间多达8k,对于本设计也绰绰有余,更可贵的是stc89c52单片机价格非常低廉。2.2 温度测量的设计 采用数字温度芯片ds18b20 测量实际温度,输出信号全数字化。便于单片机处理及控制,省去传统的测温方法的很多外围电路。且该芯
17、片的物理化学性很稳定,它能用做工业测温元件,此元件线形较好。在0100 摄氏度时,最大线形偏差小于1 摄氏度。ds18b20 的最大特点之一采用了单总线的数据传输,由数字温度计ds18b20和微控制器stc89c52构成的温度测量装置,它直接输出温度的数字信号,可直接与计算机连接。这样,测温系统的结构就比较简单,体积也不大。采用51 单片机控制,软件编程的自由度大,可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制,而且体积小,硬件实现简单,安装方便。既可以单独对多ds18b20控制工作,还可以与pc 机通信上传数据,另外stc89c52在工业控制上也有着广泛的应用,编程技术及外围功能电路的配合使用都
18、很成熟。ds18b20与单片机连接图如图2.2所示。图2.2 ds18b20的连接电路图1、vdd为主电源接5v,电源引脚需加滤波电容,一般电容选取104陶瓷电容;2、gnd接地;3、dq脚分别与单片机相联,注意外部4.7k上拉电阻;2.3 lcd1602显示模块的设计本系统采用lcd1602液晶显示模块,lcd1602显示直观、美观、价格低廉、便于大批量开发。lcd1602b 可以显示2行16个字符,有 8 位数据总线 d0-d7,和 rs、r/w、 en 三个控制端口,工作电压为 5v,并且带有字符对比度调节和背光;显示电路图如图2.3所示:图2.3 lcd1602显示电路图2.4 加温模
19、块的设计系统加温模块采用三极管驱动5v继电器来实现,当继电器得电时,常开开关闭合,加热电阻的供电电源是通过继电器开关来隔开的,当继电器开关闭合时,进行加温工作。系统加温电路如图2.4所示。 图2.4加温电路2.5降温模块的设计系统加温电路采用三极管驱动5v继电器来实现,当继电器得电时,常开开关闭合,风扇的供电电源是通过继电器开关来隔开的,当继电器开关闭合时,风扇转来实现降温工作。系统加温电路如图2.5所示。 图2.5降温电路2.6系统供电系统模块的设计本系统采用12v电源适配器供电,再经过一个lm7805稳压芯片把12v转换成5v电压给单片机供电,lm7805稳压输出电压加上一个滤波电容滤除干
20、扰,为系统供电,供电电路如图2.6所示。图2.6系统电源电路图3 温度控制系统的硬件设计3.1 主控单片机电路3.1.1 stc89c52单片机介绍stc89c52是stc公司生产的一种低功耗、高性能cmos8位微控制器,具有 8k 在系统可编程flash存储器。stc89c52使用经典的mcs-51内核,但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上,拥有灵巧的8 位cpu 和在系统可编程flash,使得stc89c52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。3.1.2 stc89s52单片机的标准功能stc89c52具有以下标准功能:8k字节flash,2
21、56字节ram,32 位i/o 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。另外,at89s52 可降至0hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,cpu停止工作,允许ram、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,ram内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。l 与mcs-51单片机产品兼容l 8k字节在系统可编程flash存储器l 1000次擦写周期l 全静态操作:0hz33hzl 三级加密程序存储器l 32个可编程i/o口线l 三个16位定时器/
22、计数器l 八个中断源l 全双工uart串行通道l 低功耗空闲和掉电模式l 掉电后中断可唤醒l 看门狗定时器l 双数据指针l 掉电标识符at89s52单片机的四个i/o口作用分别如下: p0 口:p0口是一个8位漏极开路的双向i/o口。作为输出口,每位能驱动8个ttl逻辑电平。对p0端口写“1”时,引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时,p0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下,p0具有内部上拉电阻。在 flash编程时,p0口也用来接收指令字节;在程序校验时,输出指令字节。程序校验时,需要外部上拉电阻。p1 口:p1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向i/o 口,p1 输出
23、缓冲器能驱动4 个ttl 逻辑电平。对p1 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(iil)。此外,p1.0和p1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入(p1.0/t2)和时器/计数器2的触发输入(p1.1/t2ex),具体如表3-1所示。在flash编程和校验时,p1口接收低8位地址字节。表3-1 p1口的第二功能引脚号第二功能p1.0t2(定时器/计数器t2的外部计数输入),时钟输出p1.1t2ex(定时器/计数器t2的捕捉/重载触发信号和方向控制)p1.5mosi(在系统编程用)p1.6miso(在
24、系统编程用)p1.7sck(在系统编程用)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,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,p2口的 管脚被外部拉低,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
25、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,由于外部下拉为低电平,p3口将输出电流(ill)这是由于上拉的缘故。p3口作为at89c51的一些特殊功能口,如表3-2所示:表3-2 p3的特殊功能口管脚备选功能p3.0 rxd(串行输入口)p3.1 txd(串行输出口)p3.2 /int0(外部中断0)p3.3 /int1(外部中断1)p3.4 t0(记时器0外部输入)p3.5 t1(记时器1外部输入)p3.6 /wr(外部数据存储器写选通)p3.7 /rd(外部数据存储器读选通)采用dip-40封装的stc89s52单片机实物图如图3.1所示,
26、引脚定义如图3.2所示。图3.1 采用dip-40封装的st89s52单片机实物图图3.2 采用dip-40封装的st89s52单片机引脚定义3.2主控制模块3.2.1单片机最小系统的电路单片机最小系统电路实现对采集数据的处理和输出显示的控制,主控电路由stc89c52单片机、晶振电路、复位电路三部分组成,各部分作用如下所述,由其三部分构成的单片机最小系统电路如图3.3所示。图3.3最小系统电路图3.2.2复位电路 复位电路是为确保微机系统中电路稳定可靠工作,复位电路是必不可少的一部分,复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5v5%,即 4.755.25v。由于微机电
27、路是时序数字电路,它需要稳定的时钟信号,因此在电源上电时,只有当vcc超过4.75v低于5.25v以及晶体振荡器 稳定工作时,复位信号才被撤除,微机电路开始正常工作。目前为止,单片机复位电路主要有四种类型:(1)微分型复位电路;(2)积分型复位电路;(3)比较器型复位电路;(4)看门狗型复位电路。典型复位电路图如图3.4所示:图2.8 复位电路3.2.3晶振电路晶振是晶体振荡器的简称,在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络,电工学上这个网络有两个谐振点,以频率的高低分其中较低 的频率是串联谐振,较高的频率是并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近,
28、在这个极窄的频率范围内,晶振等效为一个电感,所以只要晶 振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路,由于晶振等效为电感的频率范围很窄, 所以即使其他元件的参数变化很大,这个振荡器的频率也不会有很大的变化。 一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器(注意是放大器不是反相器)的两端接入晶振,再有两个电容分别接到晶振的两端,每个电容的另一端再接到地,这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容,请注意一般ic的引脚都有等效输入电容,这个不能忽略。典型应用电路如图3.5所示: 图3.5 晶振电路3.3温度传感器(ds18b20)电路3.3.1
29、 ds18b20基本介绍ds18b20是美国dallas半导体公司推出的第一片支持“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行数字信号处理器处理。ds18b20进行精确的温度转换,i/o线必须保证在温度转换期间提供足够的能量,由于每个ds18b20在温度转换期间工作电流达到1ma,当几个温度传感器挂在同一根i/o线上进行多点测温时,只靠4.7k上拉电阻就无法提供足够的能量,会造成无法转换温度或温度误差极大。3.3.2 ds18b20控制方法ds18b20有六条控制命令:温度转换 44h 启动ds18b20进行温度转换 读暂
30、存器 beh 读暂存器9个字节内容 写暂存器 4eh 将数据写入暂存器的th、tl字节 复制暂存器 48h 把暂存器的th、tl字节写到e2ram中 重新调e2ram b8h 把e2ram中的th、tl字节写到暂存器th、tl字节 读电源供电方式 b4h 启动ds18b20发送电源供电方式的信号给主cpu 3.3.3ds18b20供电方式ds18b20可以采用两种方式供电,一种是采用电源供电方式,此时ds18b20的1脚接地,2脚作为信号线,3脚接电源。另一种是寄生电源供电方式,如图3.1所示单片机端口接单线总线,为保证在有效的ds18b20时钟周期内提供足够的电流,可用一个三极管来完成对总线
31、的上拉。本设计采用电源供电方式, p2.2口接单线总线为保证在有效的ds18b20时钟周期内提供足够的电流,可用一个上拉电阻和stc89c52的p2.2来完成对总线的上拉。当ds18b20处于写存储器操作和温度a/d变换操作时,总线上必须有强的上拉,上拉开启时间最大为10 s。采用寄生电源供电方式是vdd和gnd端均接地。由于单线制只有一根线,因此发送接收口必须是三状态的。主机控制ds18b20完成温度转换必须经过3个步骤:l 初始化。l rom操作指令。l 存储器操作指令。3.4 按键调整电路采用6mm*6mm*6mm轻触按键,3个按键分别连接在单片机的p1.3、p1.4、p1.5口,set
32、按键是调整模式键,按下set键分别是对温度上限、温度下限的设置,当完成设置后显示温度显示界面;up是“加”功能键;down是“键”功能键;其连接图如图3.6所示。图3.6 键盘控制模块图4 系统软件设计4.1 开发工具介绍单片机开发中除必要的硬件外,同样离不开开发软件来完成系统程序的编写、编译、调试。本设计所使用的开发软件是keil vision3。keil软件是目前最流行开发mcs-51系列单片机的软件之一,软件开发界面如图4.1所示。图4.1 keil vision3软件开发界面keil c51是美国keil software公司出品的51系列兼容单片机c语言软件开发系统,与汇编相比,c语
33、言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用。keil提供了包括c编译器、宏汇编、链接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(vision)将这些部分组合在一起。运行keil软件需要win98、nt、win2000、winxp等操作系统。如果你使用c语言编程,那么keil几乎就是你的不二之选,即使不使用c语言而仅用汇编语言编程,其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。4.2系统整体程序流程系统的软件部分分为:lcd1602液晶显示部分;温度传感器ds18b20采集;单片机主控部分;按键控制部分组成。系统的整体程序
34、流程图如图4.2所示。系统初始化初始化液晶读取温度并显示温度值键盘扫描,是否有键按下?否调整温度上下限值调整结束?否是系统加温、降温图4.2系统整体程序流程图4.3 ds18b20温度传感器程序流程单片机通过指令,从ds18b20当中读取温度数据,进行处理然后送到lcd1602显示。其程序实现流程图如图4.3所示。图4.3 ds18b20温度采集程序流程图温度采集代码:void tempchange(void) dsreset(); delay(1); tempwritebyte(0xcc); tempwritebyte(0x44); uint get_temp() uchar a,b; ds
35、reset(); delay(1); tempwritebyte(0xcc); tempwritebyte(0xbe); a=tempread(); b=tempread(); temp=b; temp=set_humi_h) jq=1;fan=0; 5 系统的仿真5.1 proteus仿真软件的介绍proteus软件是英国lab center electronics公司出版的eda工具软件(该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司)。它不仅具有其它eda工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从
36、事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。proteus是世界上著名的eda工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到pcb设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、pcb设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、hc11、pic10/12/16/18/24/30/dspic33、avr、arm、8086和msp430等,2010年又增加了cortex和dsp系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面,它也支持iar、keil和matlab等多种编译器。proteus软件具
37、有其它eda工具软件的功能。这些功能是:1原理布图2pcb自动或人工布线3spice电路仿真革命性的特点1互动的电路仿真用户甚至可以实时采用诸如ram,rom,键盘,马达,led,lcd,ad/da,部分spi器件,部分iic器件。2仿真处理器及其外围电路可以仿真51系列、avr、pic、arm、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程,再配合显示及输出,能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等,proteus建立了完备的电子设计开发环境。5.2 温度控制系统仿真的效果温度控制系统的仿真效果图如图5.1图5.1 温度控制系统的仿真效果图6 系统整体电路
38、与电路图绘制6.1 设计软件protel 99se介绍本设计采用protel 99se 设计软件作为原理图的绘制工具。protel99se是应用于windows9x/2000/nt操作系统下的eda设计软件,采用设计库管理模式,可以进行联网设计,具有很强的数据交换能力和开放性及3d模拟功能,是一个32位的设计软件,可以完成电路原理图设计,印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作,可以设计32个信号层,16个电源-地层和16个机加工层。6.2 系统原理图绘制采用protel99se软件绘制原理图的主要步骤如下所述:1. 建立系统所需原件库;2. 加载所建原件库到工程项目中;3. 在原理图页面中放
39、置所需元器件并按照电气性能连接各元件;4. 建立原件封装库并加载到工程文件中;5. 绘制好电路后进行erc电气检测,并生成网络表;按照如上步骤最终完成绘制的电路原理图如图6.1所示。图6.1温度控制系统整体电路7 系统的安装与调试7.1 安装步骤1.检查元件的好坏按电路图买好元件后首先检查买回元件的好坏,按各元件的检测方法分别进行检测,一定要仔细认真。而且要认真核对原理图是否一致,在检查好后才可上件、焊件,防止出现错误焊件后不便改正。2.放置、焊接各元件按原理图的位置放置各元件,在放置过程中要先放置、焊接较低的元件,后焊较高的和要求较高的元件。特别是容易损坏的元件要后焊,在焊集成芯片时连续焊接
40、时间不要超过10s,注意芯片的安装方向。7.1.1 电路调试首先烧入显示程序,看显示正不正常。在调试程序时,发现有的指令用的不正确,导致电路功能不能完全实现,另外软件程序中的延时有的过长、有的过短。类似的现象还有很多就不一一列举了。7.2 实际显示效果图实际显示效果如图7.1所示。图7.1 室内温度控制系统实物效果图8 结 论经过这几个月来的思考和学习,温度控制系统的设计基本告一段落。虽然设计出的程序还是不够完善,但是也是尽了自己最大的努力去完成这个题目本温度温度控制系统,通过单片机实时检测温度传感器ds18b20的状态,并将ds18820得到的数据进行处理。本设计结构简单,调试方便,系统反映
41、快速灵活,经实验测试,该温度控制系统设计方案正确、可行,各项指标稳定、可靠。在本次设计中还有许多需要完善的地方。比如硬件方面可以采用性能更加优良的单片机对系统重新设计。温度的可控制范围应该设计的更大,程序的编写也存在着许多漏洞。温度控制在生活中有着不可或缺的地位,所以这次设计还可以扩展到其他地方,比如农业方面等领域。结束语这次毕业设计让我受益匪浅。通过这次设计我对自己在大学里所学的知识得到了全面的回顾,并充分发挥对所学知识的理解和对毕业设计的思考及书面表达能力,最终完成了这份论文。撰写论文的过程也是专业知识的学习过程,它使我运用已有的专业基础知识,对其进行设计,分析和解决一个理论问题或实际问题
42、,把知识转化为能力的实际训练。培养了我运用所学知识解决实际问题的能力。通过这次毕业设计我发现,只有理论水平提高了,才能够将课本知识与实践相整合,理论知识服务于教学实践,以增强自己的动手能力。这个设计十分有意义我获得很深刻的经验。通过这次毕业设计,我们知道了理论和实际的距离,也知道了理论和实际想结合的重要性,也从中得知了很多书本上无法得知的知识。我们的学习不但要立足于书本,以解决理论和实际教学中的实际问题为目的,还要以实践相结合,理论问题即实践课题,解决问题即课程研究,学生自己就是一个专家,通过自己的手来解决问题比用脑子解决问题更加深刻。学习就应该采取理论与实践结合的方式,理论的问题,也就是实践
43、性的课题。这种做法既有助于完成理论知识的巩固,又有助于带动实践,解决实际问题,加强我们的动手能力和解决问题的能力。总的来说这次的毕业设计使得我学习了很多它是大学里的最后一堂课也是重要的一堂课,他对我们的将来都具有深远的影响。致 谢经过半年的忙碌和工作,本次毕业设计终于进入了尾声,作为一个本科生的毕业设计,由于经验的匮乏,难免有许多考虑不周全的地方,如果没有导师的督促指导,以及一起工作的同学们的支持,想要完成这个设计是难以想象的。在毕业设计过程中有许多次我想放弃,甚至自暴自弃,不过幸亏许多人对我的热心帮助,终于顺利的完成了这次毕业设计,心中充满了激动与感谢之情 首先,我要感谢我的指导教师郑老师,
44、他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样,给了起到了指明灯的作用;他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪,让我很快就感受到了设计的快乐并融入其中。其次我要感谢同组同学对我的帮助和指点,没有他们的帮助和提供资料,没有他们的鼓励和加油,这次毕业设计就不会如此的顺利进行。 其次要感谢我的同学对我无私的帮助,特别是在软件的使用方面,正因为如此我才能顺利的完成设计,我要感谢我的母校沈阳航空航天大学北方科技学院,是母校给我们提供了优良的学习环境;另外,我还要感谢那些曾给我授过课的每一位老师,是你们教会我专业知识。在此,我再说一次谢谢!在这四年多的学习和研究工作中,也得到了学院的师兄
45、弟们的关心和热心帮助,在此向他们表示由衷的感谢!最后,衷心感谢在百忙中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授和同学!参考文献1 周兴华.基于51系列单片机的led显示屏开发技术m北京:北京航空航天大学出版社,20062 周兴华.单片机智能化产品 c语言设计实例详解m.北京:北京航空航天大学出版社,20063 靳桅等.基于51系列单片机的led显示屏开发技术m北京:北京航空航天大学出版社,20094 蒋辉平.基于proteus的单片机系统设计与仿真实例m.北京:机械工业出版社,20095 周润景.proteus入门实用教程m.北京:机械工业出版社,2007.6 胡汉才.单片机原理及其接口技术m.2版
46、.北京:清华大学出版社,2004.7 徐爱钧.8051单片机实践教程m.北京:电子工业出版社,2005.8 张义和.例说51单片机:c语言版m.北京:人民邮电出版社,2008 9 赵建领.51系列单片机开发宝典m.北京:电子工业出版社,200710 赵建领.protel电路设计与制版宝典m.北京:电子工业出版社,200711 赵建领.protel 99 se设计宝典m.北京:电子工业出版社,200712 江志红.51单片机技术与应用系统开发案例精选m.北京:电子工业出版社,200713 戴佳,戴卫恒,刘博文51单片机c语言应用程序设计实例精讲(第2版) m.北京:电子工业出版社,200714 任涛等.闪速存储器数据及应用简明速查手册m.北京:电子工业出版社,199715 姜承昊.最新led驱动电路设计、应用与制造新技术新工艺实用手册m.北京:中国科学技术文献出版社,2008.316 张凯.led介绍完全手册m.北京:北京航空航天大学出版社,2000附录 温度控制系统电路原理图附录 温度控制系统元件清单元器件名称型号个数usb串口 usb串口1排针排针1电源开关sw-灰色1继电器继电器2三极管 90123温度传感器ds18b201电阻1k5电阻10k1电阻4.7k2蜂鸣器蜂鸣器1按键sw-pb4电容10f1电容30p1单片机stc89c521晶振0592m1显示屏l
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