基于单片机的温度控制器的设计说明.docx

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基于单片机的温度控制器的设计说明

《温度控制器》

课程设计

学生姓名：

胡云飞

学号：

6100310011

专业班级：

自动化101

指导老师：

万晓凤

2014年01月08日

第1章概述

1.1课题背景································2

1.2温度控制器的发展························3

第2章系统的硬件电路设计

2.1单片机的选择····························4

2.2温度传感器的选择·······················4

2.3显示模块的选择·························4

第3章系统软件设计

3.1主程序设计······························5

3.2LED显示程序设计························6

3.3键盘控制模块程序设计····················7

第四章仿真与结果

4.1仿真原理图·····························8

4.2结语···································8

第5章附录

5.1硬件原理图····························9

5.2程序加载项····························9

5.3系统仿真图···························10

5.4系统程序·····························10

基于单片机的温度控制器

摘要：

本设计介绍一种温度控制器，它是以AT89C52单片机为核心，用按键输入来设置控制温度上、下限，通过DS18B20数字温度传感器采集现场温度，并将其与设定的温度进行比较，来控制加热装置的通断，利用液晶显示器来显示温度，并设置温度越限报警。

利用单片机的开发环境，进行程序的编译、调试。

最后在PROTEUS中对温度控制器的温度设置、温度控制、温度报警、温度显示灯功能进行仿真。

系统的仿真结果验证了温度控制器的设计可行性。

关键词：

AT89C52，温度传感器DS18B20，液晶显示器，Proteus

Abstract：

ThedesigntakeAT89C52microcontrollerasthecore,anditusebuttonstosettheupperandlowerlimits,controltheheatingdevicebycomparingsettingtemperaturewithreal-timetemperature,whichiscollectedbyDS18B20,useLEDtodisplaytemperature,andsetthealarmoftemperaturewhichisoutofsettinglimits.Usethedevelopmentenvironmentofmicrocontrollertomakeprogramcompilesanddebugging.Attheend,usePROTEUStosimulatethefunctionsoftemperaturesetting,temperaturecontrolling,temperaturealarm,andtemperaturedisplayingoftemperaturecontroller.Theresultofsimulationhasverifiedthefeasibilityofthedesign.

Keywords:

AT89C52,DS18C20,LED,Proteus

第1章绪论

1.1课题背景

温度控制是一个非常常见的过程，无论是在我们的日常生活中，还是在农业生产中，甚至在现代化的工业生产中，对温度的控制都是非常必要的。

在寒冷的冬天，或者炎热的夏天，我们利用空调来创造一个舒适的环境。

种子的发芽、农作物的生长、果实的成熟等都需要适宜的温度。

在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，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。

由此可见，温度控制是一个非常重要的过程。

AT89C52单片机设计的温度控制器，不仅具有控制方便、组态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，从而将温度准确地控制在设定温度值或设定的温度范围之内，这对我们的工业、工业生产都是很大帮助的。

以单片机为核心的应用技术已成为一项新的工程应用技术。

单片机以其集成度高、运算速度快、体积小、运行可靠、价格低廉等优势，在过程控制系统、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电器以及网络技术等方面得到了广泛的应用。

由此可见，对温度控制器的研究是非常必要的，在科技日新月异的今天，温度控制将对各行各业产生很大的影响，如何才能研究出更高精度的温度控制器？

这是我们必须去思考并解决的问题。

1.2温度控制器的发展

温度控制器广泛应用于家用电器，主要为冰柜、冷柜、空调、饮水机、微波炉等制冷、制热产品配置。

目前国内温度控制器生产企业减少，仅广东、江苏、辽宁、江西等地有一些规模稍大一点的生产厂家，他们的生产能力远远不能满足电子温度控制器市场的需求。

温度控制器不仅在国内市场销售顺畅，而且在国际市场也十分看好。

由于日本、意大利、美国等国家对温度控制器产品的需求量很大，温度控制器出口前景十分乐观。

第2章系统的硬件电路设计

该硬件系统框图如图2-1所示。

控制器由AT89C52单片机、温度检测电路、控制电路等组成。

图2硬件系统框图

2.1单片机的选择

采用AT89C52单片机，属于C51单片机系列，其主要工作特性是：

（1）片内程序存储器内含4k字节的Flash程序存储器；

（2）片内数据存储器内含128字节的RAM；

（3）具有32根可编程I/O口线；

（4）2个16位定时/计数器；

（5）一个5向量两级中断结构；

（6）一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路；

（7）具有可编程串行URAR通道；

（8）低功耗工作模式有空闲模式和掉线模式；

（9）具有三级加密程序存储器；

（10）AT89C52工作电源电压为5v；

（11）AT89C52最高工作频率为33MHz；

图2-1AT89C52引脚图

2.2温度传感器的选择

采用数字温度传感器DS18B20，DS18B20数字温度传感器是DALLAS公司生产的1-Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。

因此，由它组成的测温系统，具有线路简单，一根通信线可以挂很多这样的数字温度传感器，使用方便等特点。

2.3显示模块的选择

采用LED数码管显示，LED亮度高、可视角度高和刷新速率快，能提供宽达160°的视角，可以显示各种文字、数字、彩色图像及动画信息，也可以播放电视、录像、VCD、DVD等彩色视频信号，多幅显示屏还可以进行联网播出。

第三章系统软件设计

3.1主程序设计

AT89C52的具体软件程序流程图如图3.1所示。

Y

N

图3-1主程序流程图

3.2LED显示程序设计

LED显示的流程图如图3-2所示。

移位

显示字符

输出段选信号

输出位选信号

设字符表

N

Y

图3-2LED显示模块流程图

3.3键盘控制模块程序设计

键盘控制模块流程图如图3-3所示。

N

Y

N

Y

图3-3键盘模块流程图

第四章仿真与结果

采用绘制电路图软件PROTEUS和用于编写程序的KeilCI．LVision2实现系统设计的仿真。

图4为PROTEUS仿真环境下温度值为5°C时的硬件电路图。

在KeilCpVision2中创建一个新项目。

然后在PROTEUS中为该项目加入KeilC源程序。

调试后，结果和设计目标完全吻合。

图4proteusisis环境下温度值为5°C时的硬件仿真图

结语

该温度控制器以AT89C52单片机作为内核，采用DS18B20单线数字温度传感器采集温度，将采集到的温度直接以数字形式输出到单片机，无须经过变换电路，具有精度高、稳定性好和抗干扰性强等特点。

第五章附录

附录1硬件原理图

附录2程序加载项

附录3系统仿真图

附录4系统程序

DS18B20EQUP1.0

ALARMEQUP1.6

MOTOREQUP1.7

RLEDEQUP3.5

GLEDEQUP3.6

BLEDEQUP3.7

KEY1EQUP3.0

KEY2EQUP3.1

KEY3EQUP3.2

WENDU_LEQU50H

WENDU_HEQU51H

XIAOSHUEQU52H

ZHENGSHUEQU53H

DIS_RAM_HEQU54H

DIS_RAM_LEQU55H

SHEDING_HEQU56H

SHEDING_LEQU57H

SIGNEQU58H

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG000BH

LJMPINT_T0

ORG0100H

MAIN:

MOVSP,#30H

CLRALARM

CLRMOTOR

CLRRLED

CLRBLED

MOVWENDU_L,#0

MOVWENDU_H,#0

MOVZHENGSHU,#0

MOVDIS_RAM_H,#0

MOVDIS_RAM_L,#0

MOVSHEDING_H,#0

MOVSHEDING_L,#0

MOVSIGN,#0

LCALLINI_CPU

LOOP:

LCALLKEY_TEST

LCALLCOMPARE

LCALLGET_TEMP

LCALLZHENGHE

LCALLDIS_DEAL

SJMPLOOP

COMPARE:

MOVA,ZHENGSHU

CLRC

CJNEA,SHEDING_H,COMPARE1

COMPARE1:

JCCLOSE_WIND

SETBMOTOR

AJMPCOMPARE_EXIT

CLOSE_WIND:

CLRMOTOR

CLRC

CJNEA,SHEDING_L,COMPARE2

COMPARE2:

JNCCLOSE_ALARM

SETBALARM

JMPCOMPARE_EXIT

CLOSE_ALARM:

CLRALARM

COMPARE_EXIT:

RET

KEY_TEST:

JBKEY1,KEY2_TEST

LCALLDELAY10MS

JBKEY1,KEY2_TEST

INCSIGN

MOVA,SIGN

CJNEA,#3,KEY1_EXIT

MOVSIGN,#0

KEY1__EXIT:

JNBKEY1,$

AJMPKEY_TEST_EXIT

KEY2_TEST:

JBKEY2,KEY_3TEST

LCALLDELAY10MS

JBKEY2,KEY3_TEST

MOVA,SIGN

CJNEA,#0,KEY2_DEAL1

AJMPKEY2_EXIT

KEY2_DEAL1:

CJNEA,#1,KEY2_DEAL2

INCSHEDING_H

JMPKEY2_EXIT

KEY2_DEAL2:

INCSHEDING_L

KEY2_EXIT

JNBKEY2,$

AJMPKEY_TEST_EXIT

KEY3_TEST:

JBKEY2,KEY_TEST_EXIT

LCALLDELAY10MS

JBKEY2,KEY_TEST_EXIT

MOVA,SIGN

CJNEA,#0,KEY3_DEAL1

AJMPKEY3_EXIT

KEY3_DEAL1:

CJNEA,#1,KEY3_DEAL3

DECSHEDING_H

JMPKEY3_EXIT

KEY3_DEAL3:

DECSHEDING_L

KEY3_EXIT:

JNBKEY3,$

KEY3_TEST_EXIT:

RET

INI_CPU:

MOVTMOD,#01H

MOVTH0,#0DCH

MOVTL0,#0B0H

SETBEA

SETBET0

SETBTR0

RET

Readtemperature

GET_TEMP:

SETBDS18B20

LCALLRESET_DS18B20

JCGET_TEMP_EXIT

MOVA,#0CCH

LCALLWR_DS18B20

MOVA,#44H

LCALLWR_DS18B20

LCALLDELAY1S

SETBDS18B20

LCALLRESET_DS18B20

JCGET_TEMP_EXIT

MOVA,#0CCH

LCALLWR_DS18B20

LCALLREAD_TEMP

CLRDS18B20

GET_TEMP_EXIT:

RET

READ_TEMP:

MOVR4,#2

MOVR1,#WENDU_L

RE:

MOVR2,#8

RE1:

CLRC

SETBDS18B20

NOP

NOP

CLRDS18B20

NOP

NOP

NOP

SETBDS18B20

MOVR3,#9

DJNZR3,$

MOVC,DS18B20

MOVR3,#23

NN:

DJNZR3,NN

RRCA

DJNZR2,RE1

MOV@R1,A

INCR1

DJNZR4,RE

RET

DODEALWITHTHEDATA

ZHENGHE:

MOVA,#0FH

ANLA,WENDU_L

MOVXIAOSHU,A

MOVA,WENDU_H

ANLA,#0FH

SWAPA

MOVB,A

MOVA,WENDU_L

ANLA,#0F0H

SWAPA

ADDA,B

MOVZHENGSHU,A

RET

DIS_DEAL:

MOVA,SIGN

CJNEA,#0,DIS_DEAL1

SETBGLED

CLRRLED

CLRBLED

MOVA,ZHENGSHU

MOVB,#10

DIVAB

MOVDIS_RAM_H,A

MOVDIS_RAM_L,B

AJMPDIS_DEAL_EXIT

DIS_DEAL1:

CJNEA,#1,DIS_DEAL2

CLRGLED

SETBRLED

CLRBLED

MOVA,SHEDING_H

MOVB,#10

DIVAB

MOVDIS_RAM_H,A

MOVDIS_RAM_L,B

AJMPDIS_DEAL_EXIT

DIS_DEAL2:

CLRGLED

CLRRLED

SETBBLED

MOVA,SHEDING_L

MOVB,#10

DIVAB

MOVDIS_RAM_H,A

MOVDIS_RAM_L,B

DIS_DEAL_EXIT:

RET

INT_T0:

PUSHPSW

PUSHACC

CLRTR0

MOVTH0,#0DCH

MOVTL0,#0B0H

DISPLAY:

MOVDPTR,#TABLE

MOVA,DIS_RAM_H

MOVCA,@A+DPTR

MOVP0,A

SETBP2.0

LCALLDELAY602US

CLRP2.0

MOVA,DIS_RAM_L

MOVCA,@A+DPTR

MOVP0,A

SETBP2.1

LCALLDELAY602US

CLRP2.1

SETBTR0

POPACC

POPPSW

RETI

ResettheDS18B20

RESET_DS18B20:

CLRDS18B20

LCALLDELAY602US

SETBDS18B20

LCALLDELAY92US

MOVC,DS18B20

LCALLDELAY300US

RET

WR_DS18B20:

MOVR7,#8

WR_18B20:

CLRDS18B20

NOP

NOP;5US

NOP

NOP

NOP

RRCA

MOVDS18B20,C

LCALLDELAY62US

SETBDS18B20

DJNZR7,WR_18B20

RET

RD_DS18B20:

MOVR7,#8

RD_18B20:

CLRDS18B20

NOP

NOP

SETBDS18B20

NOP

NOP

MOVC,DS18B20

NOP

NOP

RRCA

SETBDS18B20

NOP

NOP

DJNZR7,RD_18B20

RET

DELAY1S

DELAY1S:

PUSH00

PUSH01

PUSH02

MOVR0,#09

DLY1S1:

MOVR1,#0E0H

DLY1S2:

MOVR2,#0FFH

DJNZR1,$

DJNZR1，DLY1S2

DJNZR0，DLY1S1

POP02

POP01

POP00

RET

DELAY50MS

DELAY10MS:

PUSH00

PUSH01

MOVR0，#20

DLY10MS1：

MOVR1，#0FFH

DJNZR1，$

DJNZR0，DLY10MS1

POP01

POP00

RET

DELAY480US

DELAY602US:

PUSH00

PUSH01

MOVR0，#0FFH

DJNZR0，$

MOVR1，#40

DJNZR1，$

POP01

POP00

RET

DELAY300US

DELAY300US:

PUSH00

MOVR0，#8FH

DJNZR0，$

POP00

RET

DELAY60US

DELAY92US:

PUSH00

MOVR0，#2AH

DJNZR0，$

POP00

RET

DELAY62US

DELAY62US:

PUSH00

MOVR0，#27

DJNZR0，$

POP00

RET

TABLE:

DB40H,79H,24H,30H,19H,12H,02H,78H,00H,10H

END