单片机温度控制与检测课程设计文档格式.docx
《单片机温度控制与检测课程设计文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机温度控制与检测课程设计文档格式.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
当温度在设置范围内绿灯亮。
2设计方案及原理
2.1温度测量部分
DS18B20适合用于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号（按9位二进制数字）给单片机处理，且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片，它具有三引脚TO-92小体积封装形式，温度测量范围－55～＋125℃，可编程为9～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，其工作电源既可在远端引入，业可采用寄生电源方式产生，多个DS18B20可以并联到三根或者两根线上，CPU只需一根端口线就能与多个DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。
从而可以看出DS18B20可以非常方便的被用于远距离多点温度检测系统。
综上，在本系统中我采用温度芯片DS18B20测量温度。
该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，且此元件线形较好。
在0—100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。
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。
2.2主控制部分
在设计方案中传感器将温度信号转化电信号，以9位2进制的形式传递给单片机处理。
P0口;
是一个复用锻炼端口，既可以作为通用的8位准双向I/O端口进行数据并行输入/输出，也可以作为复用的地址/数据总线，通常提供低八位地址，在这里主要是与LCD显示屏链接；
P1口:
通用八位准双向I/O端口，设计中用于键位的设置；
P2口：
是一个复用端口，从理论上讲，可以作为8位准双向I/O端口使用，但实际使用时总是作为高位地址总线使用，设计中用于与指示灯通信；
P3口:
是一个复用端口，设计中用于读取传感器的温度信号。
2.3设计方案
考虑到使用温度传感器，结合单片机电路设计采用一只DSL8B20温度传感器直接测取温度，之后进行温度转换依次完成设计要求，本系统电路设计方框图如所示。
它由六部分组成：
控制部分主芯片采用AT80C52；
温度采集部分采用DS18B20；
温度显示部分采用LCD液晶显示屏；
加热控制电路；
蜂鸣器控制电路；
警示灯显示电路。
图1系统结构框图
3硬件设计
3.1硬件电路
该系统采用AT89C52芯片,显示部分选择LCD液晶显示屏，与单片机接口链接。
基于单片机和显示屏的选择原理和方案，在该系统中我们还选择小的键盘作为简单的控制部分。
其中“+”“-”用来调节液晶显示屏的温度范围，设置键可以移动光标。
在前面基本原理的叙述中，上文中已经提到采集，检测温度可以利用传感器DS18B20，它的原理之前已介绍，经过前面各个模块功能原理及连接图型的描述与分析，现在将各模块连接起来，作为一个整体的基于单片机的温度控制系统，绘制其硬件连接图见附录B。
4软件设计
4.1流程图及说明
本设计方案由硬件和软件结合实现。
首先将硬件电路连接好，加载已经写好的程序，由软件实现相应控制。
脉冲信号由外部石英晶体向单片机输入，温度设置信号由P1.2、P1.3、P1.4三个管脚输入单片机，当温度传感器DS18B20传递回来的温度若高于设置的上限温度时，与P2.0相连接的红色指示灯闪烁；
当传递回来的温度低于设置的下限温度时，与P2.1相连接的绿色指示灯亮，此时，P2.4口输出为低电平，继电器自动闭合，开始加热；
当温度在所设置的上限温度与下限温度之间时，与P2.2连接的绿灯亮。
而由DS18B20传递回来的温度会经过单片机内部的软件处理，由P0口输出到液晶实现显示。
从而，实现了温度的检测、控制及显示，流程图如图2所示。
图2系统流程图
5系统仿真及调试结果
5.1加热时仿真结果与分析
在设定系统温度为40~60摄氏度的情况下，由传感器采集的实际温度为29.0摄氏度，由图可见指示灯黄色亮。
为达到预定温度系统处于加热状态。
在仿真图中可见，P2.4口输出为低电平，加热装置开始工作，蜂鸣器报警，输出仿真结果如图3所示。
图3加热仿真结果图
5.2温度范围内仿真结果及分析
在设定系统温度为40~60摄氏度的情况下，传感器采集的的实时温度为56摄氏度，在设置温度范围内，绿灯亮，P1.0口输出为高电平，蜂鸣器不工作输出仿真结果如图4所示。
图4正常工作仿真图
5.3高于设定范围时的仿真结果
在设定系统温度为40~60摄氏度的情况下，传感器采集温度为64.0摄氏度，超出温度设置上限，红灯亮，蜂鸣器报警，仿真结果如图5所示。
图5高温时仿真图
6总结
在一般生活中，有许多方方面面需要对温度的控制，主要是能够保证温度在一定的范围内变化或是保持在恒温，这对系统的稳定性要求很高，对系统的反应能力没有太多的要求。
在本设计中主要介绍了单片机与温度测量的方法，以及各硬件电路的连接方法，最终实现将温度控制在40摄氏度以上，且若高于60摄氏度时发出报警。
在本设计中也可用LED显示代替LCD编程上会更加简便而且可以根据设计需要来拓展显示温度的位数。
本制作的设计中使用了继电器控制的只是隔离电路，以P2.4口的状态来控制加热装置，因此，还可以实现许多其它功能的电路。
通过本次课程设计让我学会了protues以及visio的使用方法，认识到理论知识和实践之间的巨大差异，动手能力不足，在以后的学习中我会努力加强在这方面训练。
参考文献
[1]王思明,苟军年等编著.单片机原理及应用系统设计.北京：
科学出版社，2012
[2]曹巧媛主编.单片机原理及应用（第二版）.北京：
电子工业出版社，2002
[3]何力民编.单片机高级教程.北京：
北京航空大学出版社,2000
附录A硬件电路连接图
附录B源程序
#include<
reg52.h>
intrins.h>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitDQ=P3^7;
//18B20接口
sbitd1=P2^0;
//高于上限时，红灯闪烁
sbitd2=P2^1;
//低于下限温度时，绿灯闪烁
sbitd3=P2^2;
//黄灯正常时发光
sbitfeng=P1^0;
//不在正常范围内时蜂鸣器响
sbitsw=P2^4;
//当低于下限时，继电器吸合，升温开始工作
sbitrs=P2^6;
//1602控制位选择
sbitrw=P2^5;
sbiten=P2^7;
bitflag;
bitflag_f;
chartemph,templ;
//上限温度下线温度变量定义
ucharcodetable1[]={"
CT:
C"
};
ucharcodetable2[]={"
H:
+90.0L:
+40.0"
charhf='
+'
hs=9,hg=0,hd=0,lf='
ls=4,lg=0,ld=0;
//温度调整全局变量
voiddelayus（uintus）//延长时间为11*us+3微秒
{
while（--us）_nop_（）;
}
voiddelayms（uintms）//延时函数1秒
{uintx,y;
for（x=ms;
x>
0;
x--）
for（y=0;
y<
110;
y++）;
//*************LCD1602控制函数*****************//
voidlcd_write_com（ucharcom）//写指令
delayms（5）;
//维持信号稳定
rs=0;
rw=0;
en=0;
delayms
（1）;
en=1;
P0=com;
voidlcd_write_date（uchardate）//写数据
rs=1;
P0=date;
voidlcd_init（）//液晶初始化
uchari;
delayms（15）;
lcd_write_com（0x38）;
lcd_write_com（0x01）;
lcd_write_com（0x06）;
lcd_write_com（0x0
升级会员 