基于8051单片机的温度控制系统的设计说明.doc
《基于8051单片机的温度控制系统的设计说明.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于8051单片机的温度控制系统的设计说明.doc(31页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 . . . 学号 111 密级 公开 毕业论文基于8051单片机的温度控制系统的设计学 院 名 称:专 业 名 称:电子信息科学与技术学 生 姓 名:指 导 教 师:二一二年五月BACHELORS DEGREE THESIS OF LANZHOU CITY UNIVERSITYThe Design of temperature control system Based on 8051 SCMCollege:School of Peili Engineerning & technology Subject :Electronic information science and technolo
2、gyName :May201225 / 31 重 声 明本人呈交的学位论文,是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知,除文中已经注明引用的容外,本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的容。对本论文所涉与的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。本人签名: 日期:摘 要随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用,以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度的控制水平。本设计采用一种以AT89S52单片机为主控制单元,以DS18B20为温度传感器的温度控制系统
3、,该控制系统可以实时温度的自动控制。系统设计了相关的硬件电路和相关应用程序。硬件电路主要包括AT89S52单片机最小系统,LED液晶显示电路、报警电路、温度控制电路和温度传感电路。系统程序主要包括主程序,读出温度子程序,计算温度子程序、温度处理程序、LED显示程序等。该系统具备较高的测量精度,能较好的完成设计要求。关键词:AT89S52单片机;DS18B20传感器;温度控制;显示电路ABSTRACTAlong with the computermeasurement and controltechnologyof therapid developmentandwideapplication,w
4、iththesinglechipprocessorasthe core temperaturegatheringandcontrolsystemdevelopmentandapplicationgreatly improve the production of the control of the temperaturein the life level thedesign USES a AT89S52 SCMcontrolunittogiveprioritytothetemperaturesensor DS18B20for the temperaturecontrolsystem,theco
5、ntrolsystemcanreal-time temperature automatic controlsystemdesign oftherelatedhardwarecircuitandrelated application hardware circuit AT89S52 SCM mainly includesmallestsystem, LED display circuit alarm circuit temperature control circuit and temperature sensing system including the main circuit progr
6、am program, read the temperatureprocedure, thecalculationoftemperaturesubroutines temperaturetreatmentprogramLED displayprocedureofthe system has high measuringaccuracy andcan be goodto complete the design requirements.Keywords:AT89S52 single chip microcomputer;DS18B20 Sensors;the temperature contro
7、ls;manifestationgivesor get an lectric shock 目 录第1章绪论11.1 引言11.2 项目要求11.3 研究意义1第2章硬件设计22.1 硬件设计概要22.2 单片机控制部分22.3 温度检测电路62.3.1温度检测电路62.3.2 报警电路92.3.3控制电路与显示电路9第3章软件设计133.1 中断控制程序133.2 显示程序143.3 温度测量153.4 温度处理21结论23参考文献24致26第1章绪论1.1 引言水温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,过低过高的水温都会使水资源失去应有的作用,从而造成水资源的极大浪费
8、,给生活生产带来许多不利因素。在能源日益紧的今天,电热水器、饮水机、电饭煲之类的家用电器在保温时,由于简单的温度控制系统,因而会造成很大的能源浪费。基于8051单片机的水温控制系统与传统的水温控制系统相比具有操作方便、价格便宜、精确度高和开展容易等优点,因此市场前景看好。1.2 项目要求设计制作一个水温自动控制系统,控制对象为10L水,容器为搪瓷器皿。水温可以在一定围由人工设定,并能在环境温度降低时实现自动控制,以保持设定温度保持不变。基于8051单片机水温控制器晶振采用12MHZ,具体要求如下:(1)初始温度设置为50度,温度低于50度加热;(2)越限报警温度为70度,温度高于70度,报警,
9、停止加热;(3)控制精度为1度(4)控制围为环境温度室温到70度1.3 研究意义在人类生活的环境中,温度扮演着与其重要的角色。自18世纪工业革命以来,工业的发展与是否掌握温度有着密切的联系。温度不但对于工业如此重要,在农业生产中温度的检测与控制也有着十分重要的意义。同时,温度测量系统在电子产品中的应用越来越广泛,比如:空调、电饭煲、太阳能热水器等都用到了温度控制系统。当前,能源问题是最热门的话题,也是我们急需解决的,因而我们从节省能源,保护环境出发,设计出本系统。本设计使用单片机作为核心进行控制。单片机具有集成度高,通用性好,功能强,特别是体积小,重量轻,耗能低,可靠性高,抗干扰能力强和使用方
10、便等独特优点,在数字、智能化方面有广泛的用途。单片机对温度的控制问题是一个日常生活中经常会遇到的问题。因此,对该系统的研究有着极其重要的意义。第2章 硬件设计2.1 硬件设计概要根据需求,我的系统以AT89S52单片机为中心控制器件,由温度采集电路、显示电路、加热电路、报警电路组成。温度采集使用18B20,使用它可以使电路简化。控制电路用外部中断来调节温度,为了使操作方便,加一个显示控制温度值的数码管,来便于使用。报警电路,这个电路用一个三极管这为放大器去驱动一个喇叭。总硬件框图如图2.1所示:温度采集电路AT89S52加热电路显示电路报警电路图2.1 总硬件设计示意图2.2 单片机控制部分
11、此部分是电路的核心部分,系统采用了51系列单片机。在众多的51单片机系列中,AT89系列单片机在我国得到与其广泛的应用,越来越受到人们的瞩目。AT89系列单片机是美国ATMEL公司的8位Flash单片机产品。它的最大特点是在片含有Flash存储器,在系统的开发过程中修改程序容易,使开发调试更为方便。AT89系列单片机以8031为核,是与8051系列单片机兼容的系列,其型号可以分为标准型、低档型和高档型3类。高档型单片机有AT89S51、AT89S52、AT89S53和AT89S8252等型号,其中AT89S52为ATMEL所生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,部有8KB的可下载Fla
12、sh存储器,2KB的EEPROM,提高了存储容量,系统不必扩展外部程序存储器和数据存储器这样大大的减少了系统硬件部分。因此,本系统使用AT89S52单片机作为微处理器,微处理器电路如图2.2所示:图2.2 微处理器电路图1、AT89S52主要功能列举如下:(1)拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash(2)晶片部具时钟振荡器(传统最高工作频率可至12MHz)(3)部程序存储器(ROM)为 8KB(4)部数据存储器(RAM)为 256字节(5)32个可编程I/O口线(6)8个中断向量源(7)三个16位定时器/计数器(8)三级加密程序存储器(9)全双工UART串行通道2、AT89S52各引脚功
13、能介绍如图2.3所示:图2.3 AT89S52引脚图VCC:AT89S52电源正端输入,接+5V。VSS:电源地端。XTAL1:单芯片系统时钟的反相放大器输入端。XTAL2:系统时钟的反相放大器输出端,一般在设计上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了,此外可以在两引脚与地之间加入一 20PF 的小电容,可以使系统更稳定,避免噪声干扰而死机。 RESET:AT89S52的重置引脚,高电平动作,当要对晶片重置时,只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间,AT89S51便能完成系统重置的各项动作,使得部特殊功能寄存器之容均被设成已知状态,并且至地
14、址0000H处开始读入程序代码而执行程序。EA/Vpp: EA为英文External Access的缩写,表示存取外部程序代码之意,低电平动作,也就是说当此引脚接低电平后,系统会取用外部的程序代码(存于外部EPROM中)来执行程序。因此在8031与8032中,EA引脚必须接低电平,因为其部无程序存储器空间。如果是使用 8751 部程序空间时,此引脚要接成高电平。此外,在将程序代码烧录至8751部EPROM时,可以利用此引脚来输入21V的烧录高压(Vpp)。 ALE/PROG:ALE是英文Address Latch Enable的缩写,表示地址锁存器启用信号。AT89S52可以利用这支引脚来触发
15、外部的8位锁存器(如74LS373),将端口0的地址总线(A0A7)锁进锁存器中,因为AT89S52是以多工的方式送出地址与数据。平时在程序执行时ALE引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6,因此可以用来驱动其他周边晶片的时基输入。此外在烧录8751程序代码时,此引脚会被当成程序规划的特殊功能来使用。PSEN:此为Program Store Enable的缩写,其意为程序储存启用,当8051被设成为读取外部程序代码工作模式时(EA=0),会送出此信号以便取得程序代码,通常这支脚是接到EPROM的OE脚。AT89S52可以利用PSEN与RD引脚分别启用存在外部的RAM与EPROM,使得数据存储器
16、与程序存储器可以合并在一起而共用64K的定址围。PORT0(P0.0P0.7):端口0是一个8位宽的开路汲极(Open Drain)双向输出入端口,共有8个位,P0.0表示位0,P0.1表示位1,依此类推。其他三个I/O端口(P1、P2、P3)则不具有此电路组态,而是部有一提升电路,P0在当做I/O用时可以推动8个LS的TTL负载。如果当EA引脚为低电平时(即取用外部程序代码或数据存储器),P0就以多工方式提供地址总线(A0A7)与数据总线(D0D7)。设计者必须外加一锁存器将端口0送出的地址栓锁住成为A0A7,再配合端口2所送出的A8A15合成一完整的16位地址总线,而定址到64K的外部存储
17、器空间。PORT2(P2.0P2.7):端口2是具有部提升电路的双向I/O端口,每一个引脚可以推动4个LS的TTL负载,若将端口2的输出设为高电平时,此端口便能当成输入端口来使用。P2除了当做一般I/O端口使用外,若是在AT89S52扩充外接程序存储器或数据存储器时,也提供地址总线的高字节A8A15,这个时候P2便不能当做I/O来使用了。PORT1(P1.0P1.7):端口1也是具有部提升电路的双向I/O端口,其输出缓冲器可以推动4个LS TTL负载,同样地若将端口1的输出设为高电平,便是由此端口来输入数据。如果是使用8052或是8032的话,P1.0又当做定时器2的外部脉冲输入脚,而P1.1
18、可以有T2EX功能,可以做外部中断输入的触发脚位。PORT3(P3.0P3.7):端口3也具有部提升电路的双向I/O端口,其输出缓冲器可以推动4个TTL负载,同时还多工具有其他的额外特殊功能,包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制与外部数据存储器容的读取或写入控制等功能。其引脚分配如下:P3.0:RXD,串行通信输入。P3.1:TXD,串行通信输出。P3.2:INT0,外部中断0输入。P3.3:INT1,外部中断1输入。P3.4:T0,计时计数器0输入。P3.5:T1,计时计数器1输入。P3.6:WR:外部数据存储器的写入信号。P3.7:RD,外部数据存储器的读取信号。整个单片机系统接口分配
19、情况如下:P0口复用于传输LED位数据以与值数据传输、P2口的P2.0-P2.1作为六位LED的公共端的控制信号、P1口分配做键盘接口、P3.0和P3.1分别用于串口通信的数据的接收端和发送端、P3.2用于温度数据接口。2.3 温度检测电路2.3.1温度检测电路DS18B20数字传感器是DALLAS公司生产的1Wire总线技术的典型产品。它可以将被测温度直接转换成数字量,因此单片机可以方便的通过串行总线实现读取。另外,1Wire具有成本低、节省I/O口、抗干扰能力强,便于总线扩展和维护等特点。DS18B20通过编程后,可以实现912位的温度度数。由于DS18B20可以由数据线本身提供电源,因此
20、单片机与其连接时,需要一根数据线和地线。DS18B20的工作性能如下:(1)1Wire数据通信(2)可用数据线供电,电压围35.5V(3)最高12位分辨率(4)12位分辨率时的最大工作周期为750ms(5)可选择寄生工作方式(6)检测温度围为55C+125C(7)被测温度在10C+85C时,精度为0.5C(8)置EEPROM,限温报警功能(9)64位光刻ROM,置产品序列号,方便多机挂接(10)封装形式多样(11)负压特性。电源极性接反时,芯片不会烧毁DS18B20部结构主要由四部分组成:64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如图2
21、.4所示:图2.4 DS18B20的结构图DQ为数字信号输入/输出端;GND为电源地;VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的,它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是:开始8位(28H)是产品类型标号,接着的48位是该DS18B20自身的序列号,最后8位是前面56位的循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4+1)。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不一样,这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量,以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 8051 单片机 温度 控制系统 设计 说明
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【二***】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【二***】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。