基于单片机的温度测控系统的设计.doc

引 言 及时准确地得到温度信息并对其进行适时的控制,在许多工业场合中都是重要的环节.温度的变化影响各种系统的自动运作，例如冶金、机械、食品、化工各类工业中，广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，对工件的水处理温度要求严格控制。对于不同控制系统，其适宜的水质温度总是在一个范围。超过这个范围，系统或许会停止运行或遭受破坏，所以我们必须能实时获取水温变化。对于，超过适宜范围的温度能够报警。同时，我们也希望在适宜温度范围内可以由检测人员根据实际情况加以改变。 单片机对对温度的控制是工业生产中经常使用的控制方法之一。自从1976年Intel公司推出第一批单片机以来，80年代单片机技术进入快速发展时期，近年来，随着大规模集成电路的发展，单片机继续朝快速、高性能方向发展。单片机主要用于控制，它的应用领域遍及各行各业，大到航天飞机，小至日常生活中的冰箱、彩电，单片机都可以大显其能。单片机将微处理器、存储器、定时/计数器、I/O接口电路等集成在一个芯片上的大规模集成电路，本身即是一个小型化的微机系统。单片机技术与传感与测量技术、信号与系统分析技术、电路设计技术、可编程逻辑应用技术、微机接口技术、数据库技术以及数据结构、计算机操作系统、汇编语言程序设计、高级语言程序设计、软件工程、数据网络通信、数字信号处理、自动控制、误差分析、仪器仪表结构设计和制造工艺等的结合，使得单片机的应用非常广泛。同时，单片机具有较强的管理功能。采用单片机对整个测量电路进行管理和控制，使得整个系统智能化、功耗低、使用电子元件较少、内部配线少、成本低，制造、安装、调试及维修方便。 随着电视监视器材、计算机技术的日益发展，图形监视系统在电视系统或监控场所得到了广泛地应用。用图形来实时显示被控对象（摄像机、终端设备等）在操作过程中的状态，具有清晰明了、形象直观且可以及时处理反馈信息。它比数字仪表包含的信息量大得多，因此使现场监控人员的工作方式得到了改进，效率也由此得到了很大的提高。现场电视监控系统由实时控制系统、监视系统及管理信息系统组成。实时控制系统完成实时数据采集处理、存储、反馈的功能；监视系统完成对各个监控点的全天候的监视，能在多操作控制点上自动或手动切换多路图像，能遥控前端设备，能使摄像镜头自动对焦等；管理信息系统完成各类所需信息的采集、接收、传输、加工、处理，是整个系统的控制核心。目前的图形实时监控软件通常用VC或VC++开发，它具备编译各种可视化程序的功能，可以使计算机通过监控界面达到对被控对象的各种实时操控。 因此,我们选择设计一个简易的水温控制系统,采用单片机进行控制的水温自动控制电路，使系统能简单的实现温度的控制及显示，并将PC机强大的软硬件资源、友好的人机界面和AT89S52单片机优秀的实时控制功能、灵活的编程能力有机的结合起来,对实现对水温的自动控制，具有重大的现实意义。 1方案论证 本设计分为上位机和下位机两部分，其工作过程为：下位机的单片机定时采集温度传感器所感应到的被测对象的表面温度，并将采集的数据显示在数码管上，温度过高或过低进行报警，同时通过串口把数据传送到上位机。上位机收到下位机传送的温度数据，在显示屏上显示温度。根据以上分析现将系统用图1.1.1表示。 图1.1.1 温度测控系统示意图 2 硬件系统设计 2.1总体硬件设计 2.1.1控制系统的总体设计思路 本系统采用AT89S52单片机作为下位机，完成水温检测与控制。PC机为上位机，与单片机实时通信，实现参数显示、报警等功能。主要硬件有单片机、温度传感器、LED数码管、串口驱动芯片等。可分为六大部分电路：电源电路、单片机电路、温度传感器电路、数码管显示电路、串口驱动电路、蜂鸣器电路。 2.1.2硬件选择 （1）单片机 AT89S52 是一种低功耗、高性能微控制器，具有系统可编程Flash 存储器使用Atmel 公司高密度非技术制造。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的CPU和系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口， 片内晶振及。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结， 单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。AT89S52引脚图 图2.1.1 AT89S52引脚图 　　P0