单片机智能温控器课程设计

1、单片机课程设计说朗书专业：机械设计制造及其自动化设计题目：智能温控器设计者：_指导老师： 设计时间:一、课题名称：一个基于51单片机的智能温控器课程设计 二、主要技术指标及工作内容和要求：本设计以MCS-51系列单片机 为核心，采用常用电子器件设计，一个电源开关，两个控制温度设 定按键（增大/减小），四位数码管分别显示设定温度和实际温度，量 程为099度，打开电源开关后设定温度初始化为26度。1, 按键输入采用中断方式，两个按键分别接INTO和INT1o2, 采用餡电阻（PtWO）温度传感器进行温度测量，模数转换采用 ADC0809o3, 单片机根据设定温度S和实测温度P控制继电器R的动作，死

2、区 设为2度：当P<=S-1时，控制R接通电加热回路；当P>S+1时，控制R断开电加热回路；当S-1<P<=S+1时，R保持原状态不变。目录61 .系统总体设计方案1智能温控器的功能设计12.系统硬件设计2单片机概述2A/D转换电路2ADC0808 介绍2A/D转换电路工作原理3温度采样电路3柏电阻（Pt100）温度传感器3按健开关4温度显示电路5温度显示工作原理5热电阻驱动电路6第3章系统软件设计7软件设计思路7程序流程7程序内容编写9参考文献：13附录14基于MCS-51单片机的智能温控器的设计与开发1. 系统总体设计方案智能温控器主要单片机，时序电路，温度采样电路

3、，A/D转换电路， 温度显示电路，温度输入电路，驱动电路等组成。系统原理图见图1 所示：图1智能温控器控制系统框图智能温控器的功能设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计，一个电源开 关，两个控制温度设定按键（增大/减小），四位数码管分别显示设 定温度和实际温度，量程为099度，打开电源开关后设定温度初始 化为26度。1, 按键输入采用中断方式，两个按键分别接INTO和INT1o2, 采用柏电阻（Pt1OO）温度传感器进行温度测量，模数转换采用ADC0809o3, 单片机根据设定温度S和实测温度P控制继电器R的动作，死区 设为2度：当P<=S-1时，控制R接通电加热回路；

4、当P>S+1时，控制R断开电加热回路；当S-1<P<=S+1时，R保持原状态不变。2.系统硬件设计单片机概述由于智能温度控制器的核心就是单片机，单片机的选择将直接关 系到控制系统的工作是否有效和协调。本设计采用MCS-51系列的 8051单片机，因为8051单片机应用广泛，性能稳定，抗干扰能力强, 性价比高。8051包含了 8位CPU,片内振荡器，4K字节ROM, 128字节RAM, 2 个16位定时器，计数器，中断结构，I/O接口等。可进行计算，定 时等一系列功能。A/D转换电路ADC0808 介绍ADC0808是8位全MOS中速A/D转换器、它是逐次逼近式A/D转 换器，

5、片内有三态数据输出锁存器，可以和单片机直接口接。其主要 引脚功能如下：(1) RD, WR：读选通信号和选通信号(低电平有效)。(2) CLK:时钟脉冲输入端，上升有效。(3) DBODB7是输入信号。(4) CLKR:内部时钟发生器外接电阻端，与CLKIN端配合可由 芯片自身产生时钟脉冲，其频率为1/。(5) CS:片选信号输入端，低电平有效，一旦CS有效，表明A/D 转换器被选中，可启动。(6) WR:写信号输入，接受微机系统或其它数字系统控制芯片的 启动输入端，低电平有效，CS、WR同时为低电平时，启动转换。(7) INTR:转换结束输出信号，低电平有效，输出低电平表示本 次转换已完成。

6、该信号常作为向微机系统发出的中断请求信号。(8) CLK：为外部时钟输入端，时钟频率高，A/D转换速度快。允 许范围为10-1280KHZ,典型值为64OKHZ,此时,A/D转换时间为10uso 通常由MCS51单片机ALE端直接或分频后与其相连。当MCS单片机 与读写外，RAM操作时，ALE信号固定为CPU时钟频率的1/6,若单 片外接的晶振为6MHZ,则1/6为1MHZ, A/D转换时间为64us。2. 2. 2 A/D转换电路工作原理ADC0808的两模拟信号输入端，用以接受单极性、双极性和差摸 输入信号，与WR同时为低电平A/D转换器被启动切在WR上升沿后 100模数完成转换，转换结果

7、存入数据锁存器，同时，INTR自动变 为低电平，表示本次转换已结束。如CS、RD同时来低电平，则数据 锁存器三态门打开，数字信号送出，而在RD高电平到来后三态门处 于高阻状态U29OEVREF(-)VREF(+)1714158181920210UT8ALE0UT7ADD C0UT8ADD B0UT5ADD A0UT4ouououININSTARTIN1'CLOCKINO22237 6 5ININININ42S26ADC0808图2 A/D转换电路图温度采样电路 钧电阻(Pt100)温度传感器当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温 度上升而3成近似匀速的增长。

8、但他们之间的关系并不是简单的正比的关系，而 更应该趋于一条抛物线。餡电阻的阻值随温度的变化而变化的计算 公式：-200<t<0°C Rt=R01+At+Bt+C (t-100)t (1)0<t<850°C Rt=R0 (1+At+Bt2)(2)Rt为t°C时的电阻值，RO为0°C时的阻值。公式中的A, B,系数为实验测定。标准的系数为：A=*10-3°C: B=*10-7°C;C=*10-12°C按健开关设定按键（增大/减小），四位数码管分别显示设定温度和实际温度,量程为099度，打开电源开关后设定温

9、度初始化为26度。按键输入采用中断方式，两个按键分别接INTO和INT14温度显示电路LED驱动74LS47介绍：74LS47是一块BCD码转换成7段LED数码管的译 码驱动IC, 74LS47的主要功能是输出低电平驱动的显示码，用以推 动共阳极7段LED数码管显示相应的数字。相应引脚功能如下：(1) QA, QB, QC, QD, QE, QF, QG:7 段 LED 数码输出引脚。(2) A, B, C, D :输入引脚。(3) RBO, BT, LI高电平输出有效。温度显示工作原理温度显示电路如图4所示：由2片TTL74LS47和2片七段LED 组成，LED采用共阳级接法。74LS47的

10、QA-QG接BCD的a-g,段选信 号由8051的P1 口提供，LED显示数据由74LS47的输出决定，即由P1 口信号的取值决定。5图4 TTL74LS47 BCD显示电路热电阻驱动电路热电阻驱动控制,8051的的引脚与ULN2003A的引脚相连接，从 发出的控制信号经ULN2003到达电磁继电器，驱动热电阻的运行和停 止。ULN2003是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品，具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点，适应于各类 要求高速大功率驱动的系统。其中ULN2003是由7个NPN具有用共阴二极管夹紧来转换电感负 载的高压输出特征的达林顿晶体管组成。当前一对单精度型的额

11、定电 流为500mA,有比较高的电流容量，它的应用软件包括继电器驱动器、 显示驱动器，线驱动器和逻辑缓冲器等。在本驱动电路中的作用是增 大电流驱动能力。该芯片采用16脚的DIP封装，其中第9为公共输 出端COM,有一个输出端为高电平，COM就为高电平。¥ OZ-SH-105D 45V- <：TEXT> - 图5电磁继电器和热电阻电路第3章系统软件设计 软件设计思路软件设计的任务包括启动A/D转换、读A/D转换结果、设置温度、 温度控制等，其中启动A/D转换、读A/D转换结果、温度控制等工作 在主程序中完成，设置温度在中断服务程序中完成，根据对比结果给 出控制信号，令热电阻

12、运行或停止，实现温度调控。程序流程主程序流程图如图6所示中断服务程序流程图7、8所示7图6主程序流程图图7增加键中断服务子程序流程图图8减小键中断服务程序流程图3.3程序内容编写ORG 0000HJMP START1ORG 0003HLJMP INTER1ORG 0013HLJMP INTER2ORG 01 OOHSTART1:M0V SP, #60H；设置堆栈指针SETB ITOSETB IT1MOV IE, #85H;中断0中斷1开放ANL P1,#00HMOV P1,#26H;设定温度初值LCALL START ；调用AD转换程序LCALL C1;调用温度控制程序LJMP $ORG 02

13、00H；增加键（中断0）首地址INTER1:PUSH ACC;保护现场PUSH PSWCLR CLCALL DELAY;按键延时A1:JB ,A1;判断有无键按下SET1:LCALL DELAY;按键防抖MOV A,P1ANL A,#OFHINC AMOV 30H, AMOV A,P1ANL A,#OFOHADDC A, 30HDA A；对A十进制调整MOV P1,APOP PSWPOP ACCRET IORG 0300H;减小键（中断1）首地址INTER2：PUSH ACCPUSH PSWCLRA2：JB ,A2；判断有无键按下SET2：LCALL DELAY;按键防抖MOV A,P1ANL

14、 A,#OFHSUBB A, #01HJB ,Q0MOV 35H, AMOV A,P1ANL A,#OFOHADD A,35HJMP Q1QO:MOV A,P1ANL A,#OFOHCLR CSUBB A,#10HJC Q2ADD A,#09HJMP Q1Q2：M0V A,#99HQ1:M0V P1,APOP PSWPOP ACCRET ISTART:MOV R1,#20H10WAIT1: JB ,WAIT1WAIT2： JNB ,WAIT2MOVX A, ©DPTRLCALL BINBCD1MOV R1,AMOV PO, ARETORG 0400H;控制温度子程序C1:CLR CM

15、OV A, 20H;将检测温度送到累加器A中SUBB A, P1JNC GAO;判断环境温度是否高于预设温度SJMP DIDI:CLR CMOV A, 20HADDC A, #01MOV 20H, ACLR CMOV A,P1SUBB A,20HJC Z1;判断预设温度是否等于（检测温度+1）SETBSJMP Z1Z1:RETGAO:CLR CSUBB A, #02JNC Z1;判断环境温度减预设温度是否小于2CLRRETDELAY：MOV R7, #06H；延时子程序DO:MOV R6, #OFAHDJNZ R6, $DJNZ R7, DORETBINBCD1 :MOV B,#10;二进制转化为十进制子程序DIV ABSWAP AADD A, BRETEND11参考文献：新编单片机原理及应用 汪贵平 李登峰 龚贤武 雷旭 编着13电工电子技术下册秦曾煌主编百度百科电路图：见附录（由于时间短，程序中有些不足之处，参考者可以加以改进）附录:sV -14.2I:<8TrASWJ5UB崔Q:杯O * "I &