基于单片机恒温控制系统的设计.doc
《基于单片机恒温控制系统的设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于单片机恒温控制系统的设计.doc(39页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、. .独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在教师指导下进展的研究工作及取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何奉献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名:日期:学位论文使用授权书本学位论文作者授权长江师X学院可以将学位论文的全部或局部内容编入有关数据库进展检索,允许论文被查阅和借阅,可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。XX的学位论文在解密后适用本授权书学位论文作者签名:指导教师签名:日 期: 日期:. .word.zl. .摘要本设计主要研究的是基于单片机的恒温控制
2、,通过对单片机添加外围电路并编程来到达设计目的。其主要分为了软件系统和硬件系统两个局部,然而软件系统的设计是建立在硬件系统的根底上进展的。设计最终到达了恒温控制功能的目的。包括实际温度的测量及显示、温度上下限X围设定、超过上下限温度报警并亮灯以及处理。本设计是把AT89C52单片机作为控制中心,把DS18B20温度传感器作为温度传感器。它的测量X围在0100之间, 分辨率为0.1摄氏度且误差不大于1摄氏度;采用继电器作为弱电控制强电输出。作为恒温控制系统,它将温度探测、单片机控制和弱电控制强电技术相结合,从而到达恒温控制系统的目的。本设计不但能够设置目标温度的上下限值X围,并且当实际温度不高于
3、设定目标温度下限值的时候,继电器一吸合灯亮开场加热,蜂鸣器响且灯亮;当温度不低于设定目标温度上限值的时候,继电器一断开灯灭停顿加热,同时继电器二吸合灯亮开场降温,蜂鸣器响且灯亮。关键字:51单片机;恒温控制系统;DS18B20温度传感器AbstractThis design study is based on single-chip temperature control, by adding external circuit and microcontroller programming to meet the design objectives. The main software sys
4、tem is divided into two parts and hardware systems , however, the design of software systems is based on the hardware system performed . Designed to ultimately achieve the purpose of temperature control function , including measurement and abc the actual temperature , upper and lower temperature ran
5、ge is set , over the lower temperature alarm and lighting and processing . This design is the AT89C52 microcontroller as the control center, the DS18B20 temperature sensor as a temperature sensor , its measurement range between 0 100 , with a resolution of 0.1 degrees Celsius and the error is less t
6、han 1 degree Celsius ; using the relay as a weak control the strong electric output. As temperature control system, it will detect the temperature , single-chip control and weak control technology bined with strong power , so as to achieve a constant temperature control system. This design can not o
7、nly set the target temperature of the upper and lower limits , and when the actual temperature is not higher than the target set temperature limits when the relay a pull start heating lights , buzzer and lights, when the temperature is not lower than set the target temperature limit , when a broken
8、lamp relay stops heating , while the relay pull two lights began to cool , the buzzer sounds and lights.Keywords:51 microcontroller;temperature control system;DS18B20 temperature sensor. .word.zl. . .word.zl. .目 录摘要IABSTRACTII1 绪论11.1 课题背景11.2 研究的目的和意义11.3 本文研究的主要内容11.4 本文的章节安排12 方案选择22.1 温度测量局部22.2
9、 主控局部22.3 显示局部22.4 数据掉电存储局部32.5 弱电控制强电局部32.6 控制算法分析33 系统设计53.1 硬件设计53.1.1 中央控制器设计53.1.2 数据掉电保护电路63.1.3 键盘电路83.1.4 加热器控制电路83.1.5 温度测量芯片DS18B2093.1.6 1602LCD显示电路113.2 软件设计123.2.1 主程序133.2.2 温度读取子程序133.2.3上下限温度比拟子程序133.2.4 AT24C02掉电保护子程序143.2.5温度计算子程序143.2.6 温度数据显示子程序153.3 测试及分析154 设计总结16参考文献17致谢18附录A
10、C语言源程序19. .word.zl. . .word.zl. .1 绪论1.1 课题背景随着社会的进步和工业的快速开展,在工业生产过程中以及日常生活中,都对各种温度、压力、流量以及液位这四种过程变量有着更高的要求。其中,温度的过程变量是最为重要,也是应用最为广泛的。在很多地方,都需要用到对温度的控制。然而,使用常规的方法来进展控制是没有多少开展潜力的,而且还不能够满足用户所想要的性能要求。因此,本设计将利用51单片机和温度传感器来设计一个恒温控制系统。1.2 研究的目的和意义恒温控制系统的设计,可以满足较高的性能要求,具有控制方便、简单和灵活性大、降低消耗、控制本钱等优点,而且可以大幅度提高
11、被测温度的技术指标,从而能够大大提高产品的质量和数量,从而提高生产效率。为了能够对温度传感器有进一步的认识和了解,研究其用法与用途。因此,本人利用51单片机再结合温度传感器技术而设计了这一恒温控制系统。本设计适用X围比拟广,不但可以作为工业锅炉的温度控制还能够用于室内监控系统、大棚恒温控制系统、水温控制系统等等。课题主要任务是完成恒温控制,利用单片机实现温度在一定X围内实现恒温且具有操作方便,控制灵活的优点。1.3 本文研究的主要内容本文简单介绍了温度智能控制系统的历史开展,重点介绍如何用单片机和温度传感器实现恒温控制系统的设计和制作,并且分析其算法。并通过KeilC编译软件来对设计的程序进展
12、仿真调试,从而实现本次毕业设计。本文重点局部主要表达在对单片机最小系统的设计,包括实时温度测量电路的设计,单片机时钟电路的设计,单片机复位电路的设计,掉电保护数据电路的设计,键盘输入电路的设计,LCD显示电路的设计,弱电控制强电的设计等。以及这些电路工作的各个子程序。本文重点强调的是原理和实用性,原理结合实例,综合分析了恒温控制系统的工作原理和实现方法。1.4 本文的章节安排本文分为3章:第1章是绪论,作为引子,介绍文章用到的一些简单概念,介绍恒温智能控制系统的历史背景,应用以及各种工业传感器的其它一些知识,说明恒温控制系统的应用以及本文的意义。第2章为关键技术,介绍测量电路、主控电路、显示电
13、路等各个方案的优缺点,并从几个方案中选择一个最优的方案进展系统设计。第3章为电路设计,分为硬件设计和软件设计及测试结果,电路的硬件设计,包括AT89C52单片机电路、键盘电路、加热器控制电路、温度测量电路、LCD1602显示电路等。程序设计主要介绍恒温控制系统的主程序和各个子程序,子程序包括:读取温度子程序、温度上下限比拟子程序、温度计算子程序、显示温度数据子程序等。简要介绍了测试恒温控制系统的测试方法和测试结果。2方案选择2.1 温度测量局部温度测量电路设计可以采用AD590温度传感器,温度X围在-55+150之间,精度较高,在温度X围内非线性误差在0.3内。AD590可以承受44V正向电压
14、和20V反向电压,因而器件反接也不会损坏,使用可靠。它能够在只有直流电源的环境下工作,无需进展线性校正,使用方便,接口简单。和电压输出型相比,它有很强的抗外界干扰能力,测量信号可远传百余米。但是51单片机没有A/D接口,如果采用AD590就要增加硬件本钱。温度测量电路设计可以采用DS18B20温度传感器,DS18B20数字温度传感器是DALLAS公司生产的单总线器件,它具有线路简单,体积小的特点4;该芯片直接向单片机传输数字信号,便于单片机处理及控制。本制作的最大特点之一就是直接采用温度传感器对温度进展测量,使电路更简单操作更方便。因此,本设计采用温度传感器DS18B20进展温度测量,表达了设
15、计制作的集成化趋势。使总体设计电路更简洁,有效地减少了一些不必要的干扰,提高精准度。2.2 主控局部设计中采用AT89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,它除具有了89C51单片机所具有的优点外,AT89C52单片机的内部 RAM 存储器还扩展为 256 字节,相比89C51单片机的容量增大了;AT89C52单片机的内部FLASH PERAM 也增加1倍,到达8K。额外在89C51单片机的根底上还多了一个定时器/计数器T2。且价格廉价,再编程方便,在工业控制中有广泛的应用,因此在本次毕业设计中采用AT89C52作为主控器。2.3 显示局部显示电路设计中可以采用LED数码管显示器件来
16、作为显示模块,然而LED不同位显示的时间间隔局限性较大,间隔太短,由于发光二极管从导通到发光有一定的延时,使导通时间太短,发光太弱没有方法看清。间隔太长,由于要受到临界闪烁频率的限制,时间越长,占用CPU时间也越多。它的优点是LED数码管价格廉价,显示清晰并且编程较简单。由于选用数码管显示会占用许多CPU的时间所以我没有采用它。显示电路设计中也可以采用液晶显示器件作为显示模块,它具有体积小,功耗低,显示内容丰富等特点。在单片机系统中使用LCD液晶显示器件作为显示输出模块有以下优点:(1)数字式接口:LCD1602液晶显示器一般采用数字式的接口,使用起来更加简单快捷。(2)体积小,重量轻。(3)
17、功率消耗小:相比LED数码管显示器件LCD1602液晶显示器占用CPU时间少,功率消耗比其它显示器要小。(4)显示效果好:在收到信号后,LCD1602液晶显示器上的每一个点都将保持原有的色彩和亮度,使其恒定发光,屏幕不会出现闪烁现象。1602型LCD显示模块具备这么多优点,所以这次设计采用了1602LCD作为显示模块。2.4数据掉电存储局部数据掉电存储电路在很多地方都是需要用到的,比方,电子日历等一些需要电源的电子产品,如果没有设置数据掉电保护电路,那么在突然掉电后,它的数据将得不到保护,就会自动回到初始状态的数据设置,在下一次通电时用户需要再一次的去设置各种数据,增加了用户的操作,使整个产品
18、变得不适用,然而数据掉电存储电路设计中采用I2C总线式串行器件,它有体积小、抗干扰、低功耗等特点,而且能够完美的解决上面所提到的种种问题。所以本次设计选用AT24C02芯片作为数据掉电存储芯片。2.5 弱电控制强电局部毕业设计中有一局部电路是弱电控制强电的,它的作用是用单片机的输出信号去控制继电器的断开与吸合,然后把继电器的控制端接在电热丝或压缩机上。在设计中用继电器作为弱电控制强电输出,其实还可以用可控硅作为弱电控制强电输出。常用的继电器有电磁继电器、固体继电器、舌簧继电器等几种,然而在实际应用的时候要根据实际的情况来做出选择,用途不一样,所选择的继电器也不一样。如何选择适宜的继电器是关键。
- 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 单片机 恒温 控制系统 设计
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,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。