完整版基于单片机的温度控制2毕业设计论文.docx

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完整版基于单片机的温度控制2毕业设计论文

优秀论文审核通过

未经允许切勿外传

课程设计

题目基于单片机的温度控制

系别信息与计算机科学系

专业网络工程

姓名

学号

指导教师徐伟昌

完成时间

一．设计题目：

单片机的温度控制系统

二．设计目的

对大学期间所学的知识进行了一个全面、系统的总结，锻炼理论和实践相结合的能力，了解电子产品设计的一般设计过程，熟练掌握KeilC,Proteus等专业软件，掌握电子电路调试的方法，独立解决设计与调试过程中出现的一般问题，正确选择元器件与材料，能对设计电路的指标和性能进行测试并提出改进意见，能查阅各种有关手册和正确编写设计报告。

三．设计内容

利用单片机与DS18B20设计一个温度控制系统，四位数码显示。

要测的环境温度通过一线温度传感器DS18B20采集，然后通过C52单片机处理并在数码管上显示，同时单片机控制5V继电器，用于对温度进行实时控制操作，当温度上升到达某一定值，开继电器（继电器常开端接有降温电器）；当温度下降到某一定值，开另继电器（继电器常开端接有升温电器）。

四．任务与要求

1．熟悉单片机芯片，了解单片机指令集和汇编语言。

2．熟悉Proteus软件，并用来设计应用系统原理图。

3．对系统进行分析，画出流程图。

4．阅读文献，编写开题报告，设计方案不少于两种，并且进行论证。

5．翻译不少于2000字的外文资料。

6．编写各个流程图中相应模块的程序。

7．使用keil软件进行调试并和Proteus相结合进行相应的仿真。

8.将软件和硬件相结合进行相应的编码测试及整个软硬件系统的综合测试，实现功能，并达到性能要求。

9.按论文的规范撰写论文。

五．时间安排

第3周：

与设计内容相关的学习；

第4周：

完成开题报告；

第5-6周：

编写软件程序；

第7-8周：

完成硬件电路设计，购买相关器件；

第9-11周：

软硬件系统调试；

第12周：

撰写论文；

第13周：

修改打印；

第14周：

论文答辩。

六．重点研究问题

1．如何实时显示温度

2．如何实现单片机对大功率电器的控制

六．参考资料

1．Proteus软件,“资料下载”

2．

3．童诗白华成英.《模拟电子技术基础》，高等教育出版社，2003年

4.李广弟.《单片机基础》，北京航空航天大学出版社，1994年

5.刘守义.《单片机应用技术》，西安电子科技大学出版社，2002年

6.关德新、冯文全.《单片机外围器件实用手册》，北京航空航天大学出版社，1998

7.李钢.1-Wire总线数字温度传感器DS18B20原理及应用.现代电子技术[J],2005

8.陈跃东.DS18B20集成温度传感器原理与应用[J].安徽机电学院学报,2002

9.阎石.数字电子技术基础（第三版）[M].北京：

高等教育出版社，1989

10.金伟正.单线数字温度传感器的原理与应用[J].电子技术与应用，2000

华北水利水电学院本科生毕业设计开题报告

学生姓名

学号

专业

电子信息工程

题目名称

单片机的温度控制系统

课题来源

自选

主

要

内

容

本课题实验的设计方案：

本系统的电路设计，它主要由四部分组成:

①控制部分主芯片采用单片机89S52；②显示部分采用四位LED数码管以动态扫描方式实现温度显示；③温度采集部分采用DS18B20温度传感器；

继电器控制模块。

（1）软件系统设计方案：

系统程序主要包括主程序，但是ds18b20初始化程序，读出温度子程序，,温度处理并显示子程序，继电器控制子程序。

1）系统的总流程图（如下图）

2）主程序

主程序的主要功能是负责温度的实时显示，读出并处理DS18B20的测量的当前温度值。

读出的数据放在不同的两个单元中。

温度低8位放在temp-data[0]，温度高8位放在temp-data[1]。

3）读出温度子程序

读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的9字节，在读出时需进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。

DS18B20的各个命令对时序的要求特别严格，所以必须按照所要求的时序才能达到预期的目的，同时，要注意读进来的是高位在后低位在前，共有12位数，小数4位，整数7位，还有一位符号位图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量。

计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将-55℃所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中。

3）温度处理并显示温度子程序

读出温度放在temp-data[1]temp-data[0]暂存寄中，对读出的温度进行处理，然后用软件把温度显示在数码管上。

4）继电器控制子程序

当温度高于设定温度时，启动降温继1电器；当温度低于设定温度2时

启动升温继电器。

系统总流程图

1.软件调试

使用keil软件对程序的正确性和功能进行初步的调试和仿真，随后使用proteus软件进行原理图的绘制并将keil编译生产的hex文件导入相应的单片机仿真部分中进行整体设计的原理性仿真，由于proteus中可能缺乏某些实际产品中相应的仿真元器件，因此将采用电灯泡或电机等替代性显示来获取相应的原理仿真的结果。

2.硬件、软件综合调试

在经过硬件、软件的单独调试之后，即可进入硬件和软件联合仿真调试的阶段。

采取的主要技术路线或方法

1.使用C语言对程序进行模块化的编写和组合。

2.使用keil软件进行程序的仿真和调试。

3.使用proteus软件对整体原理图进行绘制并实施主要控制模块-单片机的功能上的仿真。

4.软硬件综合性的仿真。

预期的成果及形式

1.实现对当前温度的动态显示

2.实现进行控制

时间安排

第1-2周：

查阅相关文献；

第3周：

与设计内容相关的学习；

第4周：

完成开题报告；

第5-6周：

编写软件；

第7-8周：

完成硬件电路设计，进行相应芯片选型和购买相关器件；

第9-11周：

性能调试；

第12周：

撰写论文；

第13周：

修改打印；

第14周：

论文答辩

指导教师意见

签名：

年月日

备注

摘要

近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。

而温度的测量及控制变得越来越重要，温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域都有积极的意义。

很多行业中都有大量的用电加热设备，如用于热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。

所以采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还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。

因此，智能化温度控制技术正被广泛地采用。

随着新技术的不断开发与应用，传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，温度是工业对象中的一个重要的被控参数。

然而所采用的测温元件和测量方法也不相同；产品的工艺不同，控制温度的精度也不相同。

因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。

本设计详细地讲述了基于单片机STC89S52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，数码管同步显示当前测量值，可通过程序对温度进行设定值。

当温度低于设定值时，单片机控制继电器启动加热器加热，同时与它相连的发光二极管亮，当温度高于设定值时，加热器停止加热，降温继电器工作，同时与它相连的发光二极管亮，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、结构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:

温度；STC89S52；单片机；控制

ABSTRACT

Withthedevelopmentofthesociety,the controlandmeasureoftemperaturebecomemoreandmoreimportant，Thetemperatureistheever-presentphysicalquantitiesindailylife,thecontrolofthetemperatureinvariousfieldsandimplementationoftemperaturecontrolsystembasedonsinglechipmicrocontrollerAT89S52andDS18B20areintroducedinthispaper.TemperaturedataarecollectedbyDS18B20,temperaturesettingsandcurrentmeasurementsaredisplayedbydigitaltube,thetemperaturesettingscanbechangebythekey-presseswith1℃step.Thedefaulttemperaturevalueis0123.Whenthetemperatureisunderthesettings,the,oppositely,thethetemperatureisthesetvalue.Systemcanbeascreaturenutrient-containingmediumtemperaturemonitoringsystemafterbeingmodifiedslightly,andcandowatersystem,labtemperaturemonitoringsystem,etc.Thesystemiscontrolconvenient,simple,flexibility.Afterrepeatedtesting,thesystemcanoperatestabl.

Keyword:

temperature;STC89S52;MCS;control

摘要I

ABSTRACTII

第1章绪论1

1.1温度控制系统设计的背景、发展历史及意义1

第2章总体设计方案3

2.1方案一3

2.2方案二3

第3章单片机STC89S52的结构与原理4

3.1STC89C52简介4

3.2STC89SC52的引脚说明5

第4章温度控制的硬件设备11

4.1温度传感器的选择11

4.1.1DS18B20的性能特点11

4.1.2DS18B20的内部结构11

4.1.3DS18B20内部结构主要组成部分12

4.2DS18B20的工作原理14

4.2.1DS18B20的工作时序................................................14

4.2.2DS18B20的测温原理