恒温控制电路设计制作报告.doc

恒温控制电路的设计制作报告 [摘 要] 我设计的恒温控制系统是由中央控制器、温度检测器、显示器及键盘部分组成。控制器采用单片机At89C2052，温度检测部分采用DS18B20温度传感器，用LED数码管作为显示器。单片机通过温度传感器DS18B20采集温度信号送该给单片机处理，单片机再把温度数据送给数码管显示，键盘是用来调整温度预设值的。 [关键字]：单片机 C语言 LED七段数码管 DS18B20 1.1 方案设计与论证 按照系统的设计功能要求，本恒温控制系统的设计必须采用单片机软件系统实现，用单片机的自动控制能力配合按键控制，来控制温度的预设及显示。 初步确定设计系统由单片机主控模块、测温模块、显示模块、键盘接口模块共4个模块组成，电路系统框图如图（1）所示。 1.2 系统硬件电路的设计 根据方案的选择，系统由At89C2052、LED数码管显示电路、按键扫描电路组成。其各功能模块如下： 1.2.1 LED数码管显示电路设计 显示电路采用LED数码管显示器，这里我选用的是四位的数码管，其实只用到了三位，因为预计温度不会超过100度，所以两位作为温度显示整数部分，还有一位作为小数部分，仿真电路如图2所示。 、 图2 1.2.2 温度传感器设计 由于传统的热敏电阻等测温元件测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部元件支持，且硬件电路复杂，制作成本相对较高。而DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司必威体育精装版推出的一种改进型智能温度传感器，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。电路图如图（4）所示。 图（4） DS18B20的性能特点如下： 独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信； 多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能； 无须外部器件； 可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5V； 零待机功耗； 温度以9或12位数字量读书； 用户可定义的非易失性温度报警设置； 报警有哪些信誉好的足球投注网站命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件； 负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EERAM。高速暂存RAM的结构为8个字节的存储器，结构如图所示。头两个字节包含测得的温度信息，第三和第四字节是TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第五个字节为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时按此寄存器中的分辨率将温度转换为相应精度的数值。该字节各位的定义如图所示。低5位一直为1，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。DS18B20封装图如下： 1.2.3 键盘接口的设计 由于按键只有3个，分别实现为预设温度调整、预设温度的加、减，如图5。 图5 恒温控制系统整体仿真图： 1.3 软件系统的设计 1.3.1 主程序 系统主程序首先对系统进行初始化，包括设置定时器、中断和端口；然后显示开机画面。由于单片机没有停止指令，所以可以设计系统程序不断地循环执行上述显示效果。下图是系统的流程图。 1.3.2 读取温度子程序 RAM中的9个字节，在读出时需进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。 1.3.3 温度转换命令子程序 温度转换命令子程序主要是发温度转换开始命令，当采用12位分辨率时转换时间约为750毫秒，在本程序设计中采用1秒显示程序延时法等待转换的完成。 1.3.4 计算温度子程序 计算温度子程序将RAM中读取值进行BCD码的转换运算，并进行温度值正负的判定 1.4 测试与测试结果分析 1.4.1测试仪器 万用表、温度计、51系列仿真器 1.4.2 硬件调试 1.硬件调试时，可先检查印制板及焊接的质量是否符合要求，有无虚焊点及线路间有无短路、断路。然后用万用表测试或通电检测，检查无误后，上电观察数码管显示情况。 2.DS18B20在测温程序设计中，向DS18B20发温度命令转换后，程序要等待DS18B20的返回信号，一旦线路不好或断线，将陷入死循环，所以线路一定要检查清楚。 1.4.3 子程序调试包括： DS18B20读出温度子程序、温度转换命令子程序、计算温度子程序、显示数据刷新子程序。 1.4.4结果 由于DS18B20的误差指标在0.1oC以内，在一般场合完全适用。 当温度低于预设值的时候，自动加热，超过预设值时，停止加热，可用于恒温孵化箱、恒温大棚等。