单片机温度控制与检测课程设计文档格式.docx

1、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55125，可编程为912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DS18B2

2、0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0100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

3、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

4、，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

5、、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4060摄氏度的情况下，由传感器采集的实际温度为29.0摄

6、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4060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4060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

7、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

8、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，20122 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，20023 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 intrins.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned int sbit DQ=P37;/18B20接口sbit d1=P20;/高于上限时，红灯闪烁sbit d2=P21;/低于下限温度时，绿灯闪烁sbit d3=P22

9、;/黄灯 正常时发光sbit feng=P10;/不在正常范围内时 蜂鸣器响sbit sw=P24;/当低于下限时，继电器吸合，升温开始工作sbit rs=P26;/1602控制位选择sbit rw=P25;sbit en=P27;bit flag;bit flag_f;char temph,templ;/ 上限温度 下线温度变量定义uchar code table1= CT: C;uchar code table2=H:+90.0 L:+40.0char hf=+,hs=9,hg=0,hd=0,lf=,ls=4,lg=0,ld=0;/温度调整全局变量void delayus（uint us）

10、/延长时间为11*us+3微秒 while（-us）_nop_（）;void delayms（uint ms）/延时函数1秒 uint x,y; for（x=ms;x0;x-） for（y=0;y110;y+）;/*LCD1602控制函数*/void lcd_write_com（uchar com）/写指令 delayms（5）;/维持信号稳定 rs=0; rw=0; en=0; delayms（1）; en=1; P0=com;void lcd_write_date（uchar date）/写数据 rs=1; P0=date;void lcd_init（）/液晶初始化 uchar i; delayms（15）; lcd_write_com（0x38）; lcd_write_com（0x01）; lcd_write_com（0x06）; lcd_write_com（0x0