简易温度控制系统(课设报告).docx
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长安大学
单片机课程设计
-简易温度控制系统-
专 业：
电气工程及其自动化
学 号：
3204090103
姓 名：
高 超
指导老师：
段晨东
时 间：
2011.12.30
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，而采用单片机来对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。
本文介绍了数字温度测量及自动控制系统的设计。
本系统以STC89C52RC单片机芯片为核心，组成温度测量和控制系统，采用DS18B20数字温度传感器对温度进行实时采样，并将测量结果用数码管显示，可以运用键盘按钮对温度进行定，并且驱动加热器或制冷器将温度调整到设定温度，其功能完善，人机界面良好，可靠性高。
通过测试表明，本设计对温度的控制有方便、简单的特点，从而大幅提高了被控温度的技术指标。
[关键词]:
单片机数字温度传感器键盘和显示
Abstract
Asthetechnologyadvancesinindustrialproductioninthetemperatureischargedwithcommonparameters,andtheuseofthosechargedwithSCMtotheparametersofcontrolhasbecomethemainstream.Thesystemtosingle-chipSTC89C52RCchipasthecore,thecompositionofthecontroloftemperaturecontrolsystemoftheadoptionofdigitaltemperaturesensorDS18B20temperaturesampling,real-timedisplaywithdigitaltemperaturecontrol,youcanusethekeyboardfortemperatureregulation,theuseofheaterandcoolertemperatureadjustmentstoimproveitsfunctions,agoodman-machineinterface,highreliability。
Passedthetestsshowthatthedesignofthetemperaturecontrolisconvenientandsimplecharacteristics’,thusgreatlyraisingthetemperaturewaschargedwiththetechnical
indicators.
Keywords:
MCU Digital temperaturesensor Keyboard andDemonstration
目 录
摘要。
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3题目。
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4前言。
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5一、系统的方案论证。
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1.1题目分析。
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1.2方案论证。
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1.2.1测温电路方案选择。
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1.2.2控制电路和温度设定电路方案与选择。
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1.2.3加热制冷电路方案。
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1.3方案选择。
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1.3.1测温电路。
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1.3.2控制、键盘和显示电路。
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1.3.3总体电路设计。
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8二、系统的硬件设计。
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82.1单片机设计。
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2.2温度传感电路设计。
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2.3温控电路与报警电路的设计。
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11
2.4键盘及显示部分。
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12三、系统的软件设计。
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123.1系统的主程序设计。
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3.2系统子程序设计。
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14四、调试过程及运行结果。
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164.1调试过程。
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4.2运行结果。
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17五、全文总结。
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16附录1电路原理图。
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附录2元件明细表。
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18附录3程序。
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19附调试过程。
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28
题目：
简易温度控制系统
一、任务
设计并制作一个简易的单片机温度自动控制系统（如下图），控制对象为自定。
显示器
设置键盘电源
可
编程控制
器
执行器
恒温箱
220VAC
变送器
温度传感器
二、要求
设计要求如下：
（1）温度设定范围为40℃～90℃，最小区分度为1℃
（2）用十进制数码显示实际温度。
（3）被控对象温度采用发光二极管以光柱形式和数码形式显示。
（4）温度控制的静态误差≤2℃。
扩充功能：
控制温度可以在一定范围内设定，并能实现自动调整，以保持设定的温度基本保持不变（测量温度时只要求在现场任意设置一个检测点）。
前 言
温度控制广泛应用于人们的生产和生活中，人们使用温度计来采集温度，通过人工操作加热、通风和降温设备来控制温度，这样不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。
即使有些用户采用半导体二极管作温度传感器，但由于其互换性差，效果也不理想。
在某些行业中对温度的要求较高，由于工作环境温度不合理而引发的事故时有发生。
对工业生产可靠进行造成影响，甚至操作人员的安全。
为了避免这些缺点，需要在某些特定的环境里安装数字温度测量及控制设备。
本设计由于采用了新型单片机对温度进行控制，以其测量精度高，操作简单。
可运行性强，价格低廉等优点，特别适用于生活，医疗，工业生产等方面的温度测量及控制。
本设计是一个数字温度测量及控制系统，能测柜内的温度，并能在超限的情况下进行控制、调整，并报警。
保证环境保持在限定的温度中。
第1章系统的方案论证
本章主要对课程设计的题目进行了分析，根据要实现的功能，综合比较几种设计方法，提出了实现系统功能的最佳方案。
1.1题目分析
本设计是一个数字温度控制系统，能测量温度，并能在超限的情况下进行控制、调整，并报警。
具体控制要求：
根据设计的要求，要利用温度传感器显示当前温度。
当温度高于设定的温度时（90℃），打开降温装置进行调整使温度在设定的范围内；当温度低于设定的温度时（40℃），打开升温装置进行调整使温度在设定的范围内，同时要求能设定温度，设计的主要任务是能对温度进行自动的检测和控制。
设计中采用单片机来控制温度，因此要有温度的采集电路，键盘显示电路，温控电路，报警电路等几个部分。
要实现系统的设计要用到的知识点有单片机的原理及其应用，温度传感器的原理和应用，及键盘和显示电路的设计等。
1.2方案论证
1.2.1测温电路方案
方案一、可以使用热敏电阻作为测温元件，热敏电阻精度高，需要配合电桥电路，电路设计比较麻烦。
方案二、可以使用热点偶作为测温元件，热电偶在工业上应用比较广泛，测温精度比较高，性能可靠，并有专用的热电偶测温电路。
方案三、采用半导体集成温度传感器作为测温元件，半导体温度传感器应用也比较广泛，精度、可靠性都不错，价格适中，使用比价简单，是一种较好的方案。
1.2.2控制电路和温度设定电路方案
控制电路可以用硬件的方式实现，也可以用软件的方式实现，具体方案有三：
方案一、可以用运放等模拟电路搭接一个控制器，用模拟方式实现PID控制，对温度控制是足够的。
但是附加的显示，温度的设定等功能，还要附加许多电路，稍显麻烦。
同样也可以用逻辑电路实现，但总体的电路设计和制作繁琐。
方案二、可以使用FPGA实现控制功能，使用FPGA时，电路设计比较简单，通过相应的编程设计，可以很容易实现控制、显示、键盘等功能。
是一种可选的方案。
但与单片机相比较，价格较高，显得大材小用。
方案三、可以使用单片机作为核心，同时可以实现控制、显示、键盘等功能。
电路设计和制作比较简单，是一种非常好的方案。
1.2.3加热制冷电路方案
根据题目，可以使用电炉加热，当周围空气温度过高时，一般只能关掉加热器，让其自动冷却，但为了达到更好的控制效果，可以用风扇进行制冷，当温度过高时，关掉电炉开启风扇进行制冷。
加热制冷电源选用220V交流电。
方案一、采用电力电子技术的
升级会员 