毕业设计（论文）单片机温度控制27357212.docVIP

工程实训报告 单片机温度控制系统设计 班级: 学号: 姓名: 实训日期：2008年11月24日 至 2008年12月12日 第1章 单片机温度系统概述 1.1 引言 在现代化的工业生产中，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。例如：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。采用MCS-51单片机来对温度进行控制，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，从而能够大大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问题。本文介绍了基于单片机AT89C51 的温度控制系统的设计方案与软硬件实现。采用温度传感器DS18B20 采集温度数据，液晶显示屏LCM1602 显示温度数据，AT24C02B 存储温度上下限设定值，按键设置温度上下限并可改变加热器与致冷器的温控状态，当温度低于设定的下限时，单片机启动加热器加热，同时点亮绿色发光二极管，当温度高于设定的上限时，单片机启动致冷器降温，同时点亮红色发光二极管。给出了系统总体框架、程序流程图和Proteus 仿真结果，并在硬件平台上实现了所设计的功能。 系统主要包括单片机控制模块，温度采集模块，温度显示模块，温度上下限调整模块，电机驱动模块和外部存储模块等六大部分。系统总体框架如图1 所示。 第2章 硬件电路设计 2.1 单片机控制模块控制模块是整个设计方案的核心，它控制了温度的采集、处理与显示、温度上下限值的设定与温度越限时电机的启动。本文选用AT89C51 作为控制器件。它是美国ATMEL 公司生产的8 位Flash ROM 单片机。其最突出的优点是片内ROM 为Flash ROM，可方便地擦写1000 次以上，价格低廉,而且其指令丰富，编译工具多，仿真环境好。因此被广泛地应用于各种控制领域。本控制系统中AT89C51 与外围设备的连接关系如图2 所示：由图2 可知，温度数据采集模块中温度传感器DS18B20 的DQ 端接P1.7；显示模块LCM1602的DB0～DB7 数据端口接P0.0～P0.7，数据命令选择端RS 接P2.0，读写选择端接P2.1，使能信号接P2.2；温度上下限调整模块包括模式切换、增加温度上下限值、减少温度上下限值、温控开关等四个功能，它们分别接P1.0～P1.3；外部存储模块为AT24C02B，其SCK、SDA 分别接P2.3 与P2.4；电机控制电路与P3.6 和P3.7 相连；XTAL1、XTAL2 接振荡电路，RST 接复位电路，EA 接高电平，LCM1602 上的VO、RST 接电源+5V，GND 接地。温度数据采集模块温度由DALLAS 公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20 采集。DS18B20 测温范围为-55°C～+125°C，测温分辨率可达0.0625°C，被测温度用符号扩展的16 位补码形式串行输出。CPU 只需一根端口线就能与诸多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。DS18B20 内部有一个9 字节的高速存储器用于存储温度值。其中前两个字节是测得的温度数据，第1 字节的内容是温度的低八位，第2 字节是温度的高八位，第3 和第4 字节是温度上限 TH 与温度下限 TL 的易失性拷贝，第5 字节是结构寄存器的易失性拷贝，这三个字节的内容在每一次上电复位时被刷新，第6、7、8 这三个字节用于内部计算，第9个字节是冗余检验字节，可用来保证通信的正确性。当温度转换命令发出后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在此存储器的第1 和第2 个字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，其中高5 位是符号位，中间7 位是整数位，最低4 位是小数位。DS18B20 最大的特点是单总线数据传输方式，因此对读写的数据位有着严格的时序要求。时序包括：初始化时序、读时序、写时序。每一次命令和数据的传输都是从单片机启动写时序开始，如果要求DS18B20 回送数据，在进行写命令后，单片机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。DS18B20 的时序及命令请参考文献[1]。LCM1602 LCM1602 是2 行×16 个字符的字符型LCD 显示器，它由32 个字符点阵块组成，每个字符点阵块由5×7 或5×10 个点阵组成，可以显示ASCII 码表中的所有可视的字符。它内置了字符产生器ROM (Character Generator ROM,CGROM)、 字符产生器RAM (CharacterGenerator R