电气工程及其自动化论文.docx

目 录1 引言31.1 目的和意义31.2 研究概况及发展趋势31.3 本系统主要研究内容42. 总体方案论证与设计52.1主控模块的选型和论证52.2显示模块的选型和论证52.3温度检测模块的选型和论证52.4系统整体设计概述63. 总体方案论证与设计73.1主控模块73.1.1 STC89C52单片机主要特性73.1.2 STC89C52单片机的中断系统103.1.3 单片机最小系统设计103.2 LCD液晶显示器简介103.2.1 液晶原理介绍103.2.2液晶模块简介113.2.3液晶显示部分与STC89C52的接口123.3键盘模块设计123.4蜂鸣器模块设计133.5温度检测模块设计133.5.1DS18B20简介133.5.2温度传感器工作原理143.5.3 DS18B20相关介绍153.5.4 DS18B20使用中的注意事项163.6加热和冷却模块设计164.系统软件设计174.1主程序174.2读出温度子程序174.3温度转换命令子程序184.4 计算温度子程序194.5 显示数据刷新子程序194.6 1602的液晶显示204.7程序设计原理205.系统调试215.1硬件调试215.2软件调试215.3调试结果216.结论22附录24系统整体原理图24系统PCB图24元件清单25系统源程序25基于单片机的温度控制系统摘要：本文介绍了基于STC89C52单片机温度控制系统。系统硬件部分由单片机电路、温度采集电路、键盘电路、液晶显示电路、继电器控制电路等组成。软件从设计思路、软件系统框图出发，逐一分析各模块程序算法的实现，通过C语言编写出满足任务需求的程序。本系统采用数字式温度传感器DS18B20作为温度传感器，简易实用，方便拓展。单片机以此对温度进行有效检测与报警，并以此进行温度的控制。关键词：STC89C52，独立键盘，LCD显示管，蜂鸣器。1引言1.1设计意义和目的温度控制无论是在工业生产中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，过低的温度或过高的温度都会使资源失去应有的作用，从而造成资源的巨大浪费。为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度、节约能源，要求对温度进监测、显示、控制，使之达到工艺标准，满足需要。由于电子行业的迅猛发展，计算机技术和传感器技术的不断改进，而且计算机和传感器的价格也日益降低，可靠性逐步提高，用信息技术来实现温度控制并提高控制的精确度不仅是可以达到的而且是容易实现的。其发展必将带来新一轮的工业化的革命和社会发展的飞跃。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。单片机具有体积小、功耗低、编程灵活，控制简单、扩展功能强、微型化和使用方便等优点，结合不同类型的传感器，可实现诸多功能。用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。通过单片机使系统能简单的实现温度的控制及显示，并且通过软件编程能实现各种控制算法使系统还具有控制精度高的特点。目前国内外各大电气公司，大的半导体厂商正在不断的开发、使用单片机，使其无论在控制能力，减小体积，降低成本，还是开发环境的改善等方面，都得到空前迅速的发展。本设计以STC89C52单片机系统进行温度采集与控制。温度信号由模拟温度传感器DS18B20采集输入STC89C52，利用温度传感器采集到当前的温度，通过STC89C52单片机进行控制，最后通过液晶显示屏以串行口传送数据实现温度显示。1.2 本技术发展趋势国内现状：我国对于温度控制技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度控制技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。温度控制设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度控制控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，如软硬件资源不能共享和可靠性比较差。国外现状：国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。随着科学技术的飞速发展，带动社会生产的发展，自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向，电流、电压、温度、压力、流量、流