毕业设计：基于单片机温度控制系统.doc

基于单片机温度控制系统的设计 摘 要：随着社会的发展，温度的测量及控制变得越来越重要，温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数。本文利用单片机结合技术而开发设计了这一AT89S51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，数码管同步显示温度设定值和当前测量值，可通过按键以1℃的步进改变温度设定值，系统复位后默认设定温度值为45℃。当温度低于设定值时，单片机控制继电器启动加热器加热，同时点亮红色发光二极管，当温度高于设定值时，加热器停止加热，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、组态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：单片机 温度控制 传感器 数码管 目录 引言 1 1.概述 2 1.1课题研究的目的及意义 2 1.2课题研究现状分析 2 1.3技术指标 2 2.总体设计 3 2.1系统设计方案论证 3 2.2系统结构框图 3 3.硬件设计 4 3.1元器件的选择 4 3.硬件设计 4 3.1.1单片机选择 4 3.1.2传感器选择 6 3.3温度数据采集模块 9 3.4显示模块 9 3.5温度设置模块 11 3.6控制电路 11 4.软件设计 12 4.1主程序流程图 12 4.2温度传感器DS18B20工作过程及时序 13 4.2.1初始化时序 13 4.2.2写时序 14 4.2.3度时序 15 5.系统调试 16 5.1测试环境 16 5.2测量方法 16 5.3测试结果 16 结论 18 致 谢 19 参考文献 20 附录 21 附录1 系统总原理图 21 附录2 系统PCB图 22 引言 在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。其中，温度控制也越来越重要。在工业生产的很多领域中，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。采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、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，从而能够大大的提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的控制问题。单片机是一种集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统等部分于一体的器件，只需要外加电源和晶振就可实现对数字信息的处理和控制。因此，单片机广泛用于现代工业控制中。随着“信息时代”的到来，作为获取信息的手段传感器技术得到了的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制，但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响系统的性能因此，不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标，还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求，而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解，才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来，适应传感器的生产、研制、开发和应用。另一方面，传感器的被测信号来自于各个应用领域，每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效，各自都在开发研制适合应用的传感器，于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。其发速度之快，以及其应用之广，并且还有很大潜力。本文利用单片机结合技术而开发设计了这一AT89S51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。系统包括数据采集模块，单片机控制模块，显示模块和温度设置模块，驱动电路五个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。本设计应用性比较强，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。设计后的系统具有操作方便，控制灵活等优点。 1.概述 1.1课题研究的目的及意义 随着社会的发展，温度的测量及控制变得越来越重要。温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数。在工业生产过程中为了高效地进行生产，必须对生产工艺过程中的主要参数，如温度，压力，流量，速度等进行有效的控制。其中温度的控制在生产过程中占有相当大的比例。准确测量和有效控制温度是优质，高产，低耗和安全生产的重要条件。在工业的研制和生产中，为了保证生产过程的稳定运行并提高控制精度，采用微电子技术是重要的途径。它的作用主要是改善劳动条件，节约能源，防止生产和设