基于单片机的温度检测与控制系统设计.doc
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1、焦作大学机电工程学院毕业设计 摘要摘 要 随着科技的不断进步在工业生产中温度是常用的被控参数,而采用单片机对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。本文介绍了以STC89C52单片机为核心的数字温度测量及自动控制系统的设计,该温度控制器可以实时显示和设定温度,实现对温度的自动控制。其组成部分为:STC89C52单片机、DS18B20 智能数字温度传感器、键盘与显示电路、温度控制电路。高精度的DS18B20温度传感器作为温度检测元件,LED数码管并行动态显示作为显示电路,单片机通过对信号进行相应处理,从而实现对所测温度进行控制。当温度比设定温度小时,控制器接通电加热设备,当温度大于等于设定温度时,
2、控制器断开电加热设备。此外,文中还介绍了该温度控制器的软件设计部分,主要模块包括:数码管显示程序、按键处理程序、温度信号处理程序、继电器控制程序。主程序通过调用各个上述子程序来完成所有的温度控制器功能。在此基础上本文还提出了系统软硬件抗干扰措施和系统软硬件及整机调试方案。该温度控制器具有控制方便、简单的特点,可以实现对温度的高精度控制,并且可以提高被控系统的技术指标。 关键词:STC89C52单片机 ;DS18B20温度传感器 ;键盘和显示3焦作大学机电工程学院毕业设计 ABSTRACTABSTRACTAs the technology advances in industrial produ
3、ction in the temperature is charged with common parameters, and the use of those charged with SCM to the parameters of control has become the mainstream. This page introduced a digital temperature measurement and control system, which used STC89C52 mircocontroller as the core. The temperature contro
4、ller has a real-time display and temperature can be set anytime. And it controls the temperature automaticly. It is a major component of: STC89C52 mirco controller, DS18B20 Intelligent Digital Temperature Sensor, keyboard and display circuit, temperature control circuit. In order to realize control
5、the temperature which is measured. Precision temperature sensor DS18B20 has been used as the temperature sensor, LED digital tube has been used as the display circuit in parallel dynamic way,mircocontriller has been used to deal with the signal. When temperature is less than the set temperature, the
6、 controller would make the electric heating equitment connected, otherwise, the contreller would cut down the electric heating equitment. In addition, the page also describes the software design part of the temperature controller:LED display processes, keyboard processes, temperature signals process
7、es, relay control processes are all included in the main modules. Main program completed all of the temperature controller teatures by calling all the above modules. On this basis, this paper also developed system software and hardware anti-interference solutions and overall debugging solutions.The
8、design of the temperature control is convenient and simple characteristics, can achieve high precision control of temperature, thus raising the system was charged with the technical indicators.Keywords:STC89C52 monolithic integrated circui ;DS18B20 temperature sensor ;keyboard and display.焦作大学机电工程学院
9、毕业设计 前言前 言 三年的大学时光很快就要进入最后一个学期了,我将在这个学期完成自己的毕业设计。在我看来,毕设对任何一个毕业生来说都应该是非常重要的。因为毕设需要通过自己三年来学到的知识来解决一个实际的问题,这是对自己这三年来综合能力的考验。毕设的水平也就代表了毕业生的水平,只有出色完成了毕设的人才能算做一个合格的毕业生。 正是有这样的思想,我非常珍惜这个考验自己的机会,花费了近两个月的时间,认真地做好毕设中的每一个工作。尽管最后看来,毕设的作品仍然显得很简单,但是可以很负责地说,我已经尽到了自己的最大努力。非常感谢我的指导教师,靳孝峰老师。在他编著的单片机原理与应用一书中,使我有机会在大二
10、的时候接触到了单片机控制技术。虽然因为当时我的时间和能力都有限,一直想做却没能完成,但是它大大开阔了我的眼界。所以借着毕页设计的机会,我决定把这个题目做完。应该说,单片机控制技术的实现还是非常有难度的,甚至对于一个专科生来说,也需要很长时间才能完成。但是对于学习应用电子专业的我来说,实现一个有难度的单片机温度检测与控制系统正是一个绝佳的考验自己的机会。所以我毫不犹豫地就选择了这个题目。在完成这个题目的过程中,我遇到了许多的困难,也走了许多的弯路。但是现在回头再看看整个过程,正是在不断克服困难的同时,我也学到了许多新的知识,提高了自己的能力。这些克服困难的过程对于我来说是一种宝贵的财富。我很重视
11、网络的作用,所以我毕设的进展一直都放在了我的论坛和微博上:。这个网站也使我认识了许多志同道合的朋友,我们一起交流单片机技术,获益匪浅。河南工程学院的郭兵就是我这些朋友中的一位。在毕设完全整理完成后,我还准备继续将全部的内容放到网页上,可以在网上下载到所有代码和说明。如果有机会,我很希望能和朋友们在网上交流,互相帮助,共同进步。还应该值得感谢的是我的两位同学,江兴午和韩松。他们也在做和我类似的题目。他们耐心地给我解答了许多问题,在和他们交流的过程中,我对单片机控制技术有了更深入的了解。在此向他们表示感谢。在此总结一下我所做的主要工作: 1、查阅了大量中英文资料,并学习单片机控制技术的原理; 2、
12、认真学习了Protel 99 SE软件,并画出了原理图;3、认真学习了C程序设计,并用所学编出了系统程序; 4、在硬件实验板上仿真并通过; 很快就要迎来答辩的日子了,希望能够顺利地通过,为毕设画上一个圆满的句号。2011年12月焦作大学机电系毕业设计(论文) 第1 章 概述焦作大学机电工程学院毕业设计 第1章 概述目录第1章 概述31.1 课题背景31.2 本文研究内容及研究目的3第2章 硬件电路设计32.1 系统硬件模块关系32.2 主要硬件单元电路的设计32.2.1主控制部分32.2.2 温度采集部分32.2.3加热,制冷控制部分32.2.4键盘控制器部分32.2.5显示控制器部分32.2
13、.7电源输入部分3第3章 软件设计33.1主程序33.2读出温度子程序33.3温度转换命令子程序33.4计算温度子程序33.5显示数据刷新子程序3第4章 系统调试3第5章 毕业设计总结3参考文献3附录 系统电路图3附录 设计源程序3致 谢3第1章 概述1.1 课题背景随着“信息时代”的到来,作为获取信息的手段传感器技术得到了显著的进步,其应用领域越来越广泛,对其要求越来越高,需求越来越迫切。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此,了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号,使得人们可以利用计算
14、机实现自动测量、信息处理和自动控制,但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。传感器主要用于测量和控制系统,它的性能好坏直接影响系统的性能。因此,不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标,还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求,而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解,才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来,适应传感器的生产、研制、开发和应用。另一方面,传感器的被测信号来自于各个应用领域,每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效,各自都在开发研制适合应用的传感器,于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。温度传感器是其中
15、重要的一类传感器。其发展速度之快,以及其应用之广,并且还有很大潜力。1.2 本文研究内容及研究目的随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计,本温度计属于多功能温度计,可以设置上下报警温度,当温度不在设置范围内时,可以报警。随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数字温度计就是一个典型的例子,但人们对它的要求越来越高,要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。当
16、今,计算机技术带来了科研和生产的许多重大飞跃,微型计算机的应用已渗透到生产、生活的各个方面。其中单片微型计算机虽然问世不久,然而体积小、价廉、功能强,其销售额以每年近80%的速率增长。他的性能不断提高,适用范围愈来愈宽,在计算机应用领域已占有日益重要的地位。单片微型计算机简称单片机,又成为控制器。他是在一块半导体上,集成了CPU、ROM、RAM、I/O接口、定时器/计数器、中断系统等功能部件,构成了一台完整的数字计算机。单片机在生产生活中的许多方面得到广泛的应用,例如,生活中五彩变幻的霓虹灯,手机通信,温度检测,流量控制等都涉及到单片机。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便
17、,测温范围广,测温准确,其输出温度采用数字显示,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用,该设计控制器使用单片机STC89C52,测温传感器使用DS18B20,用4位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。37焦作大学机电工程学院毕业设计 第2 章 硬件电路设计第2章 硬件电路设计2.1 系统硬件模块关系 本系统采用本系统采用深圳宏晶科技公司生产的STC89C52单片机作为控制核心,对温湿度传感器采集到的温湿度数字信号进行分析处理,然后输出到数码管显示其温度值。本设计可以通过键盘手动设置温度湿度的上、下限值,该设定值为系统阈值。温度传感器将检测到的值传输给单片
18、机,通过单片机的分析比较,当检测到的数值超出所设定阈值时,则驱动蜂鸣器报警,单片机会自动启动增温装置或降温装置,当温度升到适当值时报警取消。系统硬件结构框图见图2-1。STC89C52单片机数码管显示电路键盘控制报警电路复位电路继电器控制装置DS18B20 温度芯片数据传输指示电路图2.1单片机控制系统结构2.2 主要硬件单元电路的设计 本设计的硬件系统主要由主控制部分、温度采集部分、加热,制冷控制部分、键盘控制器部分、显示控制器部分、警报器部分和电源输入部分组成。硬件电路设计见系统整体原理图(附录)2.2.1主控制部分 单片机是整个系统的控制核心,它控制周围器件协调工作,从而完成特定的功能。
19、STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash 存储器。使用宏晶科技公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。1.单片机STC89C52介绍STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash 存储器。使用宏晶科技公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片
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