利用单片机实现温度的测量与记录.docx

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利用单片机实现温度的测量与记录

利用单片机实现温度的测量与记录

摘要：

该作品是以STC89C52单片机为核心。

通过7.2V电源以及稳压模块对其供电。

采用电机驱动模块控制马达实现风扇的转动，显示模块采用12864液晶屏。

在软件上，利用输出占空比的不同实现转速的改变。

关键词：

单片机12864液晶屏电机

温度传感器占空比

一.设计要求..........................................3

二.系统方案..........................................4

三.各模块设计及实现方案...................4

1.电源模块....................................4

2.单片机模块................................5

3.测量模块....................................5

4.显示模块....................................5

5.驱动模块....................................5

四.开发过程记录..................................7

五.总结.................................................9

附1.总电路图................................10

附2.实验器材.................................11

六.

一.设计要求

基础部分：

1.实现温度的测量并用液晶屏显示；（20分）（其中界面10分）

2.温度测量范围0-100℃，精度0.5℃；（10分）（要求显示小数点后一位）

3.根据时间变化定时记录温度，采样周期最大1s，并可读取，最少10组（20）（最低要求10组，100组满分）（数据可读5分，显示时间5分，组数10分）

拓展部分：

1.在液晶屏上绘制温度-时间曲线，时间间隔最大1s；（30分）（其中：

标注5分，图像尺寸10分，离散与连续5分）

2.设计一个由风扇组成散热设备，根据温度变化改变转速。

（15分）（能转5分，变速10分）

二.系统方案

◇总方案设计思路

利用温度传感器进行温度的测量，将测量的结果反馈到单片机上，再由单片机将接收到的数据传递给液晶屏，从而使液晶屏显示测量的温度，进而绘制温度-时间曲线。

预先对单片机进行设定，当温度达到一定值时开始控制电机工作，从而使风扇转动。

在不同温度下输出不同的占空比，以达到改变转速的目的。

温度传感器单片机接收液晶屏显示温度曲线

感应温度数据

电机驱动风扇转动

三.各模块设计及实现方案

1.电源模块

方案一：

学生电源

方案二：

利用现有的7.2v电池为系统供电

方案讨论：

方案一可调节任意电压及电流值，可以免去很多麻烦。

方案二携带方便，稳定性好。

不受地点限制。

最后决定选择方案二，利用稳压芯片将电压降至5V对单片机进行供电。

2.单片机模块

使用stc89c52单片机作为核心

3.测量模块

使用DS18B20温度传感器进行对温度的测量

4.显示模块

为了使图像更便于观察及整体的美观，我们选择使用12864液晶屏作为显示屏

5.驱动模块

在我们对风扇进行测试的过程中，发现风扇的转速很低，转速改变的不明显。

当将风扇两端的电压提升到了20V后，效果仍差强人意。

因此驱动模块我们提出了不同的方案设计。

方案一：

使用三极管对电压进行放大，从而得到高电压驱动风扇，

方案二：

对风扇进行拆卸，用马达带动风扇转动

方案讨论：

在方案一的实践中，我们发现一个三极管放大的效果不明显，风扇转速仍旧很慢，且需要有初始的速度才可以转动。

于是我们又安装了一个三极管，利用两个三极管依次进行放大。

运行的结果仍旧不能令人满意。

于是我们采用方案二，用马达带动风扇旋转。

为了实现转速的改变，我们又在电路中安装了电机模块，以此实现转速的改变。

四.开发过程记录

5.9

参加宣讲会，拿到比赛题目。

回来后团队对题目进行分析讨论，决定选择“利用单片机实现温度的测量与记录”这个题目

5.10~11

查询资料学习温度传感器以及液晶屏的有关资料，并且设计实验电路图以及仿真

5.12

领取实验器材

5.13

依照电路图进行焊接电路板。

对电路进行检测，排查短路，短路，连接错误的隐患，确保硬件方面的完好。

5.14~15

编写程序，使温度传感器感应到的温度在液晶屏上显示，并能够产生温度-时间曲线。

实现实验目标。

将编写好的程序考入单片机中进行试验。

发现问题：

风扇的转速太低，不施加力自身无法完成主动转动

解决方法：

使用三极管对电机进行驱动

通过三极管的放大功能对电机施加更多大的电压，来提高电机的转速

发现问题：

在实际操作中由于电机两端的电流不够，导致风扇的转速仍不能够达到要求，并且无法自主旋转。

之前的问题仍无法得到解决

解决方案：

使用电机驱动模块，并用马达来直接控制风扇的转速

5.16

依照提出的解决方案修改电路，改写程序。

5.17

编写程序，利用单片机输出占空比的变化实现风扇转速的改变

5.18

对电路板进行最后的完善，查缺补漏，力求完美

五.总结

在这段时间的比赛中，我们遇到许多问题，需要我们自己去考虑，去动手，去解决。

我们日常课程中挤出时间去完成我们的作品，虽然过程很艰辛，其中出现了许许多多意想不到的状况，在气急败坏过后又重新开始检查修复。

在不同方案的选择和实践中逐步完善我们的作品。

经过这次比赛，我们意识到团队合作的重要性，以及比赛是需要耐心和恒心，我们每个队员都积累到了宝贵的经验。

附1

实验总电路图

附2：

实验器材

单片机stc89c52

液晶屏12864

温度传感器

稳压芯片lm324

电池7.2v

芯片座

电容

马达

电机

开关

电位器

风扇

电阻

导线