空调温度控制系统的设计与实现毕业设计论文Word文档格式.docx

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论文作者签名：

年月日

河业设计（论文）原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文，是本人在指导教师指导下，进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。

对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。

论文作者签名：

年月日

毕业设计（论文）任务书

题目

专业

主要内容、基本要求、主要参考资料等：

主要内容：

采用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的优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而大大提高提高产品的质量和市场占有量。

具体要求：

本课题研究的是51单片机控制温度系统的设计，主要是基于51单片机为中央处理器，通过温度传感器进行温度采集，将采集到的温度信号传输给单片机，再由单片机控制显示器显示。

基本要求：

（1）采用单片机做主控单元，完成对温度的采集和控制的要求

（2）温度控制约在0℃~40℃

（3）用LCD1602显示当前温度

（4）有遥控器控制操作功能

毕业论文（设计）的目标：

（1）画出工作原理图

（2）元器件及参数选择

（3）完成全电路设计，能发现问题和解决问题

（4）编写设计报告，写出设计与制作全过程，附上有关资料和图纸

（5）画出主程序流程图，给出主程序清单

参考文献：

[1]马明建，周长城.数据采集与处理技术[M].西安：

西安交通大学出版社，2000.

[2]张毅刚等.MCS-51单片机的应用设计[M].哈尔滨：

哈尔滨工业大学出版设,2004.

[3]何立民.单片机应用技术选编[M].北京:

北京航空航天大学出版社,2005.

[4]李小英.移动式空调变频控制系统研究[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2009.

完成期限：

2015年06月

指导教师签名：

专业负责人签名：

年月日

摘要………………………………………………………………………..……….I

ABSTRACT………………………………………………………………………………II

摘要

计算机技术的诞生彻底改变了人们的生活，曾经需要大量人力、物力资源的工作都已经被智能计算机技术解决。

单片机技术是计算机技术的一个应用，它的出现使现代测控领域产生了一场新的革命。

典型的MCS-51系列单片机拥有完整的指令集和丰富的外设，可以很轻松的实现很多领域的控制。

温度检测与控制应用广泛，作用巨大，精度更高的、操作更简单的集成温度传感器应运而生。

空调、冰箱等等与温度控制有关的家用电器越来越普及，一个简单智能的温度控制系统能更好的适应人们的需求。

本文论述的空调温度控制系统是以8051单片机为核心，以键盘、红外遥控以及LCD1602作为人机交互接口，以DS18B20作为温度传感器，通过继电器来控制加热丝与半导体制冷片模拟空调的工作。

这个系统实时检测室内温度并显示出来，人可以设定温度值，单片机比较检测值与设定值做出加热或制冷的命令，加热丝或者半导体制冷片执行相应的命令。

关键词：

8051单片机DS18B20温度传感器温度控制

AIR-CONDITIONINGTEMPERATURECON-

TROLSYSTEMDESIGNAND

IMPLEMENTATION

ABSTRACT

Thebirthofcomputertechnologyhasrevolutionizedthewaypeoplelive,workswhichneedalotofmanpower,materialresourceshavebeensolvedbysmartcomputertechnology.Thesingle-chipmicrocomputertechnologyisanapplicationofcomputertechnology.Itsemergencehasarousedanewrevolutioninthefieldofmodernmeasurementandcontrol.ThetypicalMCS-51seriessingle-chipmicrocomputerhasacompleteinstructionsetandrichperipherals,caneasilyachievethecontrolofmanyareas.

Temperaturemeasurementandcontrolhasawiderangeofapplications,higherprecisionandsimpleoperationofintegratedtemperaturesensorarisesatthehistoricmoment.Householdappliancesrelatedtothetemperaturecontrol,suchasairconditioners,refrigeratorsandsoon,ismoreandmorepopular,asimpleintelligenttemperaturecontrolsystemcanbetteradapttotheneedsofpeople.

Thispaperdiscussestheairconditioningtemperaturecontrolsystembasedon8051single-chipmicrocomputerasthecore,withthekeyboard,andinfraredremoteLCD1602ashuman-computerinteractioninterface,usingDS18B20astemperaturesensor,throughtherelaytocontroltheheatingwireandsemiconductorchillingplatetosimulatetheworkofairconditioning.Thesystemcandetectindoortemperatureanddisplayinreal-time,andonecansettemperature,thensingle-chipmicrocomputercomparesthedetectedvalueandsettingvaluetomakethecommandofheatingorcooling,withheatingwireorsemiconductorchillingplateexecutingthecorrespondingcommand.

KEYWORDS:

8051single-chipmicrocomputerDS18B20temperaturesensortemperaturecontrol

1引言

1.1课题背景

近年来电子产业迅速发展，单片机应用正在不断深入更多的领域，同时也带动了控制检测技术的提升。

在自动检测和控制系统中，单片机通常作为一个核心，结合具体的硬件结构，与软件相结合，就能实现具体应用的功能。

单片机拥有基本的外设，这些外设让单片机功能更加强大，应用更加广泛。

随着人们生活水平的提高，人们需要更高质量更智能的与温度控制相关的产品，一个更优秀的温度控制器亟待开发。

1.2国内外研究现状

温度采集与控制历来都是检测控制领域的重点之一。

近年来全球工业电子温度控制器市场增长缓慢，我国电子温度控制器市场迅猛发展，与之相关的核心生产技术与研发必将成为业内企业关注的焦点。

温度控制器被广泛用于工农业生产，科学研究和生活领域，了解国内外电子温度控制器生产核心技术研发动向，工艺设备，技术应用及趋势对于企业提升产品规格，提高市场竞争力非常关键。

1.3本课题的研究内容

设计中用户可以利用遥控或者键盘设置温控器的工作，例如工作状态、模式、室内温度。

单片机能将这些设定信息存储在数据存储器。

单片机有可能工作在掉电状态，但是通过外部中断唤醒可以保存数据存储器的数据，从而实现关机重启后，仍能保存用户的设定信息。

设计中用LCD1602作为显示器，单片机可以把实时温度和用户的设定信息都显示在液晶屏上。

工作原理大概是这样的：

通过温度传感器DS18B20实时采集一个封闭空间的温度，然后传送给单片机处理；

单片机根据人的设定信息结合采集的实际温度自动加热或制冷以实现空调功能。

2系统的总体设计

2.1设计要求

系统的设计本课题研究的是利用51单片机结合适当的硬件结构，实现一个空调温度控制器，主要包括温度采集与显示、人机接口、控制输出等部分。

系统设计的基本要求如下：

*采用单片机做主控单元，完成对温度的采集和控制的要求

*温度控制约在0℃~40℃

*用LCD1602显示当前温度

*有遥控器控制操作功能

2.2系统方案的选择

系统可以用硬件的方式实现，也可以用软件的方式实现，具体方案有二：

方案一：

可以使用FPGA实现整个系统。

FPGA在测量领域的确有优越之处，可以很方便实现系统的时序控制，并且得到更准确的采集数据。

但是对于控制系统来说，需要有多个状态以及相应的操作，FPGA对于微控制器来说并不擅长。

方案二：

可以使用微控制器作为核心，配合着测量电路、人机交互电路、以及控制电路实现这个系统。

这种方案实现空调温度控制比较简单，而且也能达到设计要求。

综合比较，方案二更加适合空调温度控制系统的设计与实现，本文采用该方案。

笔者对题目再进行深入的分析和思考，可将整个系统分区为以下几部分：

主控器电路、测温电路、输入电路、显示电路，控制执行电路。

笔者做出系统的基本框图如图2-1所示。

2.3系统各模块方案选择

主控制器可以选用AVR系列单片机、51系列单片机或者ARM。

系统所需微控制器的速度并不太高，控制并不复杂，51系列单片机完全可以胜任。

考虑到成本和编程复杂性，本设计选用51系列单片机AT89S52。

3系统硬件设计

3.1单片机简介以及外围电路

3.1.1单片机简介

MCS-51系列单片机以其典型的结构、完善的总线、特殊功能寄存器的集中管理方式、位操作系统和面向控制的指令系统，为单片机的发展奠定了良好的基础。

80C51是MCS-51系列单片机的典型品种。

80C51单片机的基本结构如图3-1所示。

3.1.2与系统相关的单片机外设介绍

单片机有5个中断源，2个中断优先级，本设计中用到了三个中断，分别是外部中断0、外部中断1以及定时/计数器0中断。

单片机的中断控制主要用两个寄