单片机课程设计温度控制系统

1、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31.1项目概要31.2设计任务和要求：4二、硬件设计4硬件设计概要4信息处理模块4温度采集模块5传感器DS18b20简介5实验模拟电路图7程序流程图6控制调节模块9升温调节系统9温度上下限调节系统8警电路系统9显示模块.12.三、两周实习总结13.四、参考文献1.3.五、附录15.5.1原理图摘要：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 5151 单片机控制，将DS18B20DS18B20 温度传感器实时

2、温度转化，并通过 16021602 液晶对温度实行实时显示，并通过加热片（PWMPWM 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 0C-99CC-99C 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 0.1C0.1C 以内。关键字：AT89C51单片机；温控；DS18b20一、系统设计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 A

3、T89C51AT89C51 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。15.设计任务和基本要求：(1)(1)采用 DS18B20DS18B20 作为温度传感器进行温度检测。(2)(2)对采集温度用 LCD1602LCD1602 进行显示(显示温度分辨率 0.1C);0.1C);采集温度数值应采用数字滤波措施，保证显示数据稳定。(3)(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)(4)通过按键设置温度上下限，超限通过蜂鸣器报警。(5)(5)采用 DS1302DS1302 时钟芯片

4、显示当前时间，并可以对时间进行设置。二、硬件设计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。信息处理模块AT89C51AT89C51 是 一 种 带 4K4K 字 节 闪 烁 可 编 程 可 擦 除 只 读 存 储 器 (FPEROMFPEROM 一FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemoryFalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低电压，高性能 CMOS8CMOS8 位微处理器，俗称单片机。AT89C2051AT89C2051

5、是一种带 2K2K 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10100 0次该器件采用ATMEATMEL L高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8 8 位 CPUCPU 和闪烁存储器组合在单个芯文案大全片中，ATMELATMEL 的 AT89C51AT89C51 是一种高效微控制器，AT89C2051AT89C2051 是它的一种精简版本。AT89CAT89C 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。温度采集模块传感器DS18b20简介DALLASDALLAS 最新单

6、线数字温度传感器 DS18bDS18b2020 简介新的“一线器件”，体积更小、适用电压更宽、更经济。DallasDallas 半导体公司的数字化温度传感器DS18b20DS18b20 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。DS18bDS18b2020、DS1822DS1822“一线总线”数字化温度传感器同 DS1820DS1820 一样，RWRSEN图(1)(1)单片机模块(1)(1)所示。DS18b20DS18b20 也支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55C-55C+125+125C,C

7、,在-10C-10C+85+85C C 范围内，精度为DS18b20DS18b20 的精度较差为 2C2C。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 3V3V5V5V 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。DS18bDS18b2020 内部结构主要由四部分组成：6464 位光刻 ROMROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 THTH 和 TLTL、配置寄存器。DS18bDS18b2 20 0的实验板原理接线图如图（2 2）

8、: :0.5C0.5C。图（2）DS18b20的实验板接线图其中：DQDQ 为数字信号输入/输出端；GNDGND 为电源地；VDDVDD 为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）实验模拟电路图温度检测控制模拟电路图 Ds18b20Ds18b20 原件及其连线如图（3 3）, ,此温度传感器上显示的温度同步显示到 LCD1602LCD1602 上，并有加温，减温按钮图（3）温度检测控制模拟电路图程序流程图图（4）控制调节模块升温调节系统通过继电器的开合来控制加热片电路的通断，来达到设温效果，我们预设温度为2525 度，当温度低于 2525 度时，单片机 P3.6P3.6 引脚输出高电平，

9、继电器导通,对温度传感器加热，加热模块如图（7 7）所示。读写的程序流程图写1字节数据图（6）DS18B20读1字节数据图（7）加温控制电路温度上下限调节系统通过按键控制键选着调节对象，通过上升下降调节值大小，模拟电路图如图（7878 主控电路：我们设定温度为 10-2010-20 度，为表示方便，这里设控制开关，升温开关，降温开关分别为，k1k1, ,k2,k3,k2,k3,开始显示的是当前温度，K1K1 主控开关，用来控制进入的是当前温度，温度上限，下限的调节界面。按 k1k1, ,一次进入三个界面。按 K2K2 为加 1 1 开关，按一下，加 1,1,k3k3 减 1 1 开关，按一下，

10、减 1.1.例如：开始时显示的是当前温度界面，按下 k1k1 进入高温设定界面，显示器上显示当前温度和温度上限，按 k2k2, ,上限加 1,1,按 k3,k3,上限减 1,1,再按 k1k1 进入显现设定界面，显示器显示当前温度，和温度下限，按 k2,k2,下限加 1,1,按 k3,k3,下限减 1,1,再按 k1k1, ,进入显示当前温度界面。如图（8 8）报警电路系统通过蜂鸣器的鸣叫实现报警，如果温度超过上限蜂鸣器鸣叫，温度低于下限蜂鸣器鸣叫。如图（8 8）、（9 9）。加按钮0减按钮o设置温度按钮图（8）温度设定开关P1.6c时钟设置按钮菜单选择按钮OQ1PNPBUZ1BUZZER图（

11、9）报警模块报警部显示模块通过采集DS18B20的温度，同步显示到LCD1602上，精确到小数点后第一位。如下图通过DS1302时钟芯片将时间同步显示到LCD1602上。如下图（时间可以设置在此没有设置）LCD1LCD1LM016LTine：00：00：13Date：90-07-058图（10）温度显示界面7D6D5D4D3D2D1DODEWRSRFEVDDVS5VRV1RV1POT图（11）时间显示界面通过2402记录超过设定值的温度，如下图：ALRRHTEMPRECORDALRRHTEMPRECORD：0000图（12）记录超过设定值的温度显示界面三、两周实习总结这次单片机实习我们做的是温

12、度控制系统。看到这个题目我们还是比较有信心的，对基本功能的设计，我们比较熟练，关键问题在于一些拓展功能的时限。第一周我们找了很多资料，通过两周的实习，我们学到了很多的知识，也对 DS18B20DS18B20 的用法以及DS1302DS1302 的用法有了一个更深入的学习。四、参考文献11郭天祥.新概念 5151 单片机 C C 语音教程一一入门提高开发拓展攻略M.M.北京：北京：电子工业出版社，2009.2009.LCD1LM016L7D6D5D4D3D2D1DESREtvDDVQXOVPOT22韩广兴.电子元器件与实用电路基础M.M.北京：电子工业出版社，2005.2005.33方大千，朱丽

13、.电子控制系统装置制作入门M.M.北京：国防出版社，2006.2006.44刘向举，刘丽娜.基于单片机的智能温度测控系统的设计J.J.齐齐哈尔大学学报(自然科学版).).2012(03)2012(03)55黄文力，邓小磊.DS18B20DS18B20 数字温度传感器接口程序的时序J.J.仪器仪表用户. .2011(06)2011(06)66黄晓林.一种实用型智能恒温控制系统设计J.J.自动化技术与应用. .2011(11)2011(11)77王文,王直.基于 ARMARM 和 DS18B20DS18B20 的温度监测系统J.J.电子设计工程. .2011(20)2011(20)88陈锡华，贾磊

14、磊.温度传感器 DS18B20DS18B20 序列号批量搜索算法J.J.单片机与嵌入式系统应用. .2011(09)2011(09)五、附录5.1原理图RP1LCD1RESPACK-8A AU UT TO O1 11 1H H2 22 21 10 03 30 05 5肥T TO O四F F3 32 22 21 10 0犯4 4ssVEEVDDV7D6D5D4D3D2D1DOD23C1 T卜30pFU1C2HH30pF0gC4-X2CRYSTAL1uFPNPBUZ1报警部分BUZZER加按钮o0o0- -F F口口,减按钮二L L，设置温度按钮 7 70 011菜单选择按钮4i时钟设置按钮iXTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10PSENP2.3/A11ALEP2.4/A12*EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0P3.0/RXDP1.