cwkevd技_术报告

1、、| !_一个人总要走陌生的路，看陌生的风景，听陌生的歌，然后在某个不经意的瞬间，你会发现，原本费尽心机想要忘记的事情真的就这么忘记了. 温度监测及控制电路班 级： 自动化081 姓 名： 设计时间： 2011._4._6 一、 设计任务和指标要求题目：水温监测及控制电路任务：设计并制作一个温度监测及控制电路，控制对象为1升净水，容器为陶瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。1、基本要求：(1) 温度设定范围为2040C,最小区分度为1C(2) 环境温度降低时，温度控制的静态误差1C2、发挥部分：(1) 实时显示水的实际温度(2)

2、显示当前控制状态(3) 恒温控制30C，温度波动0.2C。二、设计框图及整机概述1.原理框图数字温度传感器51单片机集成运放三极管放大继电器电热丝按键操作数码管显示2设计思想通过温度传感器(DS18B20)，对被控对象进行温度与数字转换，由温度传感器输出的温度信号经过IO口，由单片机读出数值，并显示在数码管上，按键可以提高或者降低所需的温度，实际温度再经过与目标温度的比较，若所测温度大于基准温度，则输出低的门限电压，即：D1灯不亮，不执行加热环节。反之，若所测电压小于基准电压。则输出高的门限电压，即D1灯亮，执行加热环节。反之，则执行冷却环节，这样就可以把温度控制在一定的范围内。三、各单元电路

3、的设计方案及原理说明1单片机I/O口分配 在本次设计中，我们选择STC89C51单片机作为主控制器。其中单片机P0口作为实际水温的段选端。P2口作为目标水温的段选端。P1作为位选端，其中P1.0P1.3作为实际水温位选，P1.4P1.7作为目标水温位选。P3口主要作为信号指示以及读取温度传感器的温度数据。1晶振及复位电路 晶振选为11.0592MHZ，通过两个电容与XTAL1和XTAL2构成单片机的外部时钟电路。 复位操作由上电自动复位和按键手动复位两种方式。复位电路由RC微分电路产生的脉冲来实现，电路如下图所示，按下开关即可产生复位信号，通过导线引入单片机RST引脚即可发生复位。2三极管位选

4、驱动电路 由于我们选择四位一体的共阳极数码管作为温度显示原件。通过测试，我们发现单片机上电后输出电压不能达到要求。数码管显示非常暗，因此我们对位选端加了三极管驱动电路，电路图如下：3温度显示模块 由P0控制实际水温的段选，P2控制目标水温的段选。P1作为位选端，其中P1.0P1.3作为实际水温位选，P1.4P1.7作为目标水温位选。 3温度显示模块 我们使用DS18B20作为温度传感器1、DS18B20的主要特性 1.1、适应电压范围更宽，电压范围：3.05.5V，在寄生电源方式下可由数 据线供电 1.2、独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS

5、18B20的双向通讯 1.3、 DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温 1.4、DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部 传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内 1.5、温范围55125，在-10+85时精度为0.5 1.6、可编程 的分辨率为912位，对应的可分辨温度分别为0.5、0.25、0.125和0.0625，可实现高精度测温 1.7、在9位分辨率时最多在 93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快 1.8、测量结果直接输出数字温度信号，以一 线总线串行传送给CPU

6、，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力 DS18B20有六条控制命令 2.指 令 约定代码 操 作 说 明 温度转换 44H 启动DS18B20进行温度转换 读暂存器 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 四、仿真调试过程及结果分析1仿真调试过程在原理图设计完后，利用protues软件绘制了原理图。在原理图绘制完后，即进行

7、了仿真调试。2结果分析能够从温度传感器中获得温度数据，并且能通过按键纠正目标温度，程序能正常执行，电阻丝也能按目标温度的高低调整自身的工作状态。效果还行，不过其一精度不高，只能到一度，其二程序执行得慢，不过由于时间太仓促，这些问题可以解决。五设计、安装及调试中的体会此次电子设计考查了我们的设计电路的能力和动手能力，从中我学到了很多东西。设计上的电路在实际中运用可能不是像仿真那样理想，由于购买元件的误差及元件的大小在实际中比没有很好的匹配，所以按照设计的电路焊出来的实物在调试过程中遇到了一些问题，但我都一步一步地解决了。最重要的是通过这次电子设计我深深体会到能把所学的知识运用到实践中才是真正掌握

8、。特别是在电路调试成功的那一刻，出现了我所预料的现象，着实让我高兴了一番，自己所设计的东西没有白费，并且从中获得了知识，是一件很开心的事。名称标号/型号大小/数量电容C120P/1个电容C220p/1个电容C322u/1个电容C40.1u/1个Led-redD12个Led-greenD22个电阻R1210(4个)电阻R2320/1个电阻R31k/1个电阻R44.7k/1个电阻R551k/1个晶振X112M/1个51单片机STC89C51/1个温度传感器（ds18b20）DS18B20/1个按键Button4个数码管(共阳极)7SEG-MPx4-CA2个电热器1个集成运算放大器2个继电器G6B-

9、1114P-US-5V1个导线若干源程序：#includesbit P10=P10;sbit P11=P11;sbit P12=P12;sbit P13=P13;/数码管1断码控制sbit P14=P14;sbit P15=P15;sbit P16=P16;sbit P17=P17;/数码管2段码控制sbit P32=P32;/电源指示灯sbit P34=P34;sbit P30=P30;/蜂鸣器sbit P31=P31;/继电器控制位sbit up=P37;sbit down=P36; /按键操作端口sbit P35=P35; /加热指示灯端口sbit DQ =P33; /温度传感器端口#d

10、efine uint unsigned int#define uchar unsigned char/*温度小数部分表*/uchar code ditab16=0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09;/* * 共阳极数码管显示表 * */unsigned char code duan1= 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0XD8,0x80,0x90,0x88,;/* * 共阳极数码管(带小数点)显示表 * */unsigned char

11、code duan2= 0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,; /void delay_1(uint z);int b=0;char pwm=0;int k;unsigned int t=0;char r=0,q=0;int wendu_1;int mubiao=200;/* * 延时函数 * */void delay(unsigned int i)while(i-);/* *DS18B20初始化* */Init_DS18B20(void)unsigned char x=0;DQ = 1; /DQ复位delay(8); /稍做延时

12、DQ = 0; /单片机将DQ拉低delay(80); /精确延时 大于 480usDQ = 1; /拉高总线delay(14);x=DQ; /稍做延时后 如果x=0则初始化成功 x=1则初始化失败delay(20);/* * 从DS18B20读入数据 * */ReadOneChar(void)unsigned char i=0;unsigned char dat = 0;for (i=8;i0;i-)DQ = 0; / 给脉冲信号dat=1;DQ = 1; / 给脉冲信号if(DQ)dat|=0x80;delay(4);return(dat);/* * 向DS18B20写命令 * */Wri

13、teOneChar(unsigned char dat)unsigned char i=0;for (i=8; i0; i-)DQ = 0;DQ = dat&0x01;delay(5);DQ = 1;dat=1;/delay(4);/* *DS18B20程序读取温度* */ReadTemperature(void)unsigned char a=0;unsigned char b=0;unsigned int t=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); / 跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0x44); / 启动温度转换Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); /跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0xBE); /读取温度寄存器等（共可读9个寄存器）