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温度控制系统课程设计单片机课程设计报告书.doc
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温度控制系统课程设计单片机课程设计报告书.doc
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. . . .
微机控制课程设计报告
设计题目: 温度控制系统
摘 要
随着社会的发展,温度的测量与控制变得越来越重要,温度是生产过程和科
学实验中普遍而且重要的物理参数。本文利用单片机结合传感器技术而开发设计
了这一温度监控系统。本文详细地讲述了基于单片机STC89C52和温度传感器
DS18B20的温度控制系统的设计方案与软硬件实现方案。系统采用数字温度传感
器DS18B20采集温度数据,数码管异步显示温度设定值和当前测量值,可通过按
键以1℃的步进改变温度设定值,系统复位后默认设定上限温度值为100℃以与下
限0℃。当温度高于或低于上限值或下限值时,单片机发出指令使蜂鸣器报警,
同时点亮红色发光二极管闪烁,从而实现了测量和控制温度的目的。系统稍微改
装可以作为生物培养液温度报警监控系统,可以做热水器温度调节系统、实验室
温度监控系统等等。系统具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点,经过反复
测试,系统能够稳定运行。
关键词:单片机;温度控制;DS12B20;数码管
. . . .
Abstract
With the development of the society,the control of temperature
become more and more important. Temperature is a important physical
parameters in production process and scientific experiments.The
design and implementation of temperature control system basedon
single chipmicrocontroller STC89C52 and DS18B20 are introduced in
this paper. Temperature data are collected by DS18B20, Temperature
settings and current measurements are displayed by digital tube; the
temperature settings can be change By the key-presses with 1℃
step.When the temperature is under the settings, the heater starts
with the red-LED on,oppositely, the heater stopped heating when the
temperature is higher than the set value.The system is control
convenient, simple, flexibility. After repeated testing, the system
can operate stably.
Key words: Single chip microcontroller;Temperature control;DS12B20;
LED
. . . .
3 / 27
目录
摘要
引言………………………………………………………………………1
第一章概述…………………………………………………………2
1.1 课题研究的目的与意义…………………………2
1.2 课题研究现状分析………………………… 2
1.3 技术指标………………………………………2
第二章 总体设计………………………………………………………3
2.1 系统设计方案论证……………………………………3
2.2 系统结构框图…………………………………3
第三章硬件设计…………………………………………………… 4
3.1 元器件的选择……………………………………4
3.1.1 单片机介绍……………………………..4
3.1.2 传感器选择………………………………….8
3.2 单片机控制模块………………………………10
3.3 温 度 数 据 采 集 模
块………………………………11
3.4 显示模块………………………………………11
3.5 温 度 设 置 模
块……………………………………12
3.6 控 制 电
路…………………………………………13
. . . .
第四章软件设计……………………………………………………14
4.1 主程序流程图……………………………………14
4.2 温度传感器 DS18B20 工作过程与时序…………14
4.2.1 初始化时序………………………………15
4.2. 2 写时序……………………………………15
4.2.3 读 时
序…………………………………...16
4.3 程 序 控
制………………………………………...17
4.3.1 键盘扫描…………………………………17
4.3.2 上下限报警………………………………17
第五章系统调试……………………………………………………19
5.1 测试环境……………………………………19
5.2 测量方法……………………………………19
5.3 测试结果……………………………………19
结论……………………………………………………………………21
参考文献…………………………………………………………22
致…………………………………………………………………… 23
附录一…………………………………………………………… 24
附录二………………………………………………………………25
附录三………………………………………………………………… 26
. . . .
1 / 27
前言
在工业生产中,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。其中,温度控制也越来越重要。在工业生产的很多领域中,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
单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、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,从而能够大大的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中经常会遇到的控制问题。
单片机是一种集 CPU、RAM、ROM、I/O 接口和中断系统等部分于一体的器件,只
需要外加电源和晶振就可实现对数字信息的处理和控制。因此,单片机广泛用于
现代工业控制中。
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、工作原理与特性是非常重要的。
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、原理与其性能指
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
多的新型传感器与传感器系统不断涌现。温度传感器是其中重要的一类传感器。
其发展速度之快,以与其应用之广,并且还有很大潜力。
为了提高对传感器的认识和了解,尤其是对温度传感器的深入研究以与其用
法与用途,基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本文利用单片机结合
传感器技术而开发设计了这一温度监控系统。文中传感器理论与单片机实际应用
有机结合,详细地讲述了基于单片机 STC89C51 和温度传感器 DS18B20 的温度控
制系统的设计方案与软硬件实现方案。系统包括数据采集模块,单片机控制模块,
显示模块和温度设置模块,驱动电路五个部分。文中对每个部分功能、实现过程
作了详细介绍。本设计应用性比较强,系统稍微改装可以作为生物培养液温度监
控系统,可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统等等。设计后的系统
具有操作方便,控制灵活等优点。
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