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基于单片机温度自动控制系统毕业设计.doc
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2023-07-09
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基于单片机温度自动控制系统毕业设计.doc
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茂 名 职 业 技 术 学 院
毕 业 设 计(论 文)
题目: 基于单片机温度自动控制系统
姓 名:
学 号:
院 系:
专 业: 电气自动化技术
指导老师:
2
摘 要
近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入,
同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统
中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应
根据具体硬件结构,以及具体应用对象特点的软件结合,以作完善。
本文从硬件和软件两方面来讲述水温自动控制过程,在控制过程中主要应用
AT89C51、ADC0809、LED 显示器、LM324 比较器,而主要是通过 DS18B20
数字温度传感器采集环境温度,以单片机为核心控制部件,并通过四位数码管显
示实时温度的一种数字温度计。软件方面采用汇编语言来进行程序设计,使指令
的执行速度快,节省存储空间。为了便于扩展和更改,软件的设计采用模块化结
构,使程序设计的逻辑关系更加简洁明了,使硬件在软件的控制下协调运作。
而系统的过程则是:首先,通过设置按键,设定恒温运行时的温度值,并且用
数码管显示这个温度值.然后,在运行过程中将采样的温度模拟量送入 A/D 转换
器中进行模拟-数字转换,再将转换后的数字量用数码管进行显示,最后用单片
机来控制加热器,进行加热或停止加热,直到能在规定的温度下恒温加热。
关键词:单片机系统;传感器;数据采集;模数转换器;温度
3
温度检测系统的国内外状况
温度是一个非常重要的物理量,因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘
烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形、结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度
控制失误就可能引起生产安全、产品质量、产品产量等一系列问题。因此对温度
的检测的意义就越来越大。温度采集控制系统在工业生产、科学研究和人们的生
活领域中,得到了广泛应用。在工业生产过程中,很多时候都需要对温度进行严
格的监控,以使得生产能够顺利的进行,产品的质量才能够得到充分的保证。使
用自动温度控制系统可以对生产环境的温度进行自动控制,保证生产的自动化、
智能化能够顺利、安全进行,从而提高企业的生产效率。
温度采集控制系统是在嵌入式系统设计的基础上发展起来的。嵌入式系统虽
然起源于微型计算机时代,但是微型计算机的体积、价位、可靠性,都无法满足
广大对象对嵌入式系统的要求,因此,嵌入式系统必须走独立发展道路。这条道
路就是芯片化道路。将计算机做在一个芯片上,从而开创了嵌入式系统独立发展
的单片机时代。单片机诞生于二十世纪七十年代末,经历了 SCM、MCU、SOC 三大
阶段。在现代化的工业生产中,电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量
都是常用的主要被控参数。例如:在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、
机械制造和食品加工等诸多领域中,人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应
炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用 MCS-51 单片机来对温度进行控制,不
仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点。而且可以大幅度提高被控温度的
技术指标,从而能够大大提高产品的质量和数量。因此,单片机对温度的控制问
题是一个工业生产经中,温度过高常会遇到的问题。同时温度也是生活中最常见
的一个物理量,也是人们很关心的一个物理量,它与我们的生活息息相关,有着
十分重要的意义,在工业生产中,温度过高过低会直接影响到产品的质量、对机
械设备和控制中的各种原器件造成一定的损坏,严重的会影响到生产安全。在日
常生活中,温度过高或过低同样会造成一些不良影响。
4
目 录
摘
要·································
· · · · · 2
温 度 检 测 系 统 的 国 内 外 状
况 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 3
目
录································4
第 1 章 绪
论 ·································
· · · · · · · · · · · · 6
1 . 1 课 题 的 背 景 及 其 意
义 ································
· · 6
1 . 2 课 题 研 究 的 内 容 及 要
求 ································6
1 . 3 课 题 的 研 究 方
案 ·······························7
第 2 章 设 计 理 论 基
础 ·································
· · 9
2 . 1 单 片 机 的 发 展 概
况 ··································
· · · · · · 9
2 . 2 A T 8 9 C 5 1 系 列 单 片 机 介
绍 ·······························9
5
2 . 2 . 1 A T 8 9 C 5 1 系 列 基 本 组 成 及 特
性 ··································
· · 9
2 . 2 . 2 A T 8 9 C 5 1 系 列 引 脚 功
能 ·····························10
2 . 2 . 3 A T 8 9 C 5 1 系 列 单 片 机 的 功 能 单
元··································
1 2
2 . 3 A D C 0 8 0 9 模 数 转 换
器 ·······························14
2 . 4 运 算 放 大 器
LM324 ································
· · · · · · · · · · · · · · 1 5
2 . 5 移 位 寄 存 器
74LS164 ·······························
· · · · · · · · 1 5
2 . 6 数 码 显 示 管
LED ·································
· · · · · · · · · · 1 6
2 . 7 数 字 温 度 计
DS18S20 ·······························
· · · · · · · · · · · · 1 6
第 3 章 硬 件 电 路 设
计 ·································
· · · · · · · · 1 8
3 . 1 单 片 机 控 制 单
元 ··································
· · · · · 1 8
3 . 2 温 度 采 样 部
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