基于单片机水箱恒温控制系统设计.doc

基于单片机的水箱恒温控制系统设计 系 别： 汽车与电气工程系 专 业： 电气自动化 班 级： 08电气（2） 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成时间： 年 月 日目 录 目 录 I 摘 要 III Abstract IV 第1章 绪论 1 1.1 课题研究介绍 1 1.2 国内外发展及趋势 1 1.2.1国外恒温控制系统的发展及趋势 1 1.2.2国内恒温控制系统的发展及趋势 2 1.3课题设计任务 2 1.3.1设计目的 2 1.3.2系统设计指标 3 1.3.3系统的功能 3 第2章 恒温控制系统总体方案设计 4 2.1设计方案 4 2.1.1 利用PLC实现恒温控制 4 2.1.2 利用单片机实现恒温控制 4 2.2方案论证 5 2.3恒温水箱控制系统工作原理 5 第3章恒温水箱控制系硬件设计 7 3.1主电源模块 7 3.2 CPU主控模块 8 3.2.1 AT89C51单片机简介 8 3.2.2 AT89C51单片机各引脚功能说明 8 3.2.3 AT89C51单片机主要性能指标 9 3.2.4 晶振电路与复位电路的设计 10 3.3温度采集模块 10 3.3.1 DS18B20的特点 11 3.3.2 DS18B20内部结构 11 3.3.3 DS18B20的内存结构 11 3.3.4 DS18B20的测温原理 12 3.3.5 DS18B20的指令集 13 3.3.6 DS18B20与单片机的接口电路 14 3.4 按键输入 14 3.5继电器模块 15 3.5.1 固态继电器SSR工作原理 15 3.5.2 固态继电器SSR的特点 16 3.5.3 继电器控制电路图 16 3.6显示模块 17 3.6.1限流电阻计算 18 第4章恒温控制系用软件设计 19 4.1工作流程 19 4.2程序模块 19 4.2.1主程序 19 4.2.2温度传感器驱动子程序 20 4.2.3键盘扫描处理子程序 21 4.2.4温度检测与控制子程序 22 4.2.5温度显示子程序 23 第5章 抗干扰的设计 25 5.1 电源抗干扰措施 25 5.1.1采用滤波和屏蔽的供电电源 25 5.1.2采用串联开关式稳压电源 26 5.1.3采用高抗干扰电压电源和干扰抑制器 26 5.2输入输出通道的抗干扰措施 26 5.3软件抗干扰措施 26 5.3.1设置软件陷阱 26 5.3.2增加程序监视系统 27 5.3.3软件冗余措施 27 参考文献 28 致 谢 29 附录1 单片机源程序 30 附录2 电路原理图 36 摘 要 本设计以单片机AT89C51为核心部件，采用单总线型数字式的温度传感器DS18B20作为温度采集，以固态继电器作为加热控制的开关器件，设计制作了带键盘输入控制，动态显示的功能的恒温控制系统。该系统既可以对当前温度进行实时显示，又可以对设定温度进行控制，并使其恒定在某一温度范围。控制键盘设计使设置温度简单快捷，两位整数一位小数的显示方式具有更高的显示精度。建立在增量控制理论上的控制算法，使控制精度完全能满足一般的电子产品的生产要求。通过对系统软件和硬件的合理规划，发挥单片机自身集成多系统功能单元的优势，在不减少功能的前提下有效降低了成本，系统操作简便。 关键词：AT89C51单片机；DS18B20传感器；恒温控制 Abstract This design with single-chip microcomputer AT89C51 as the core component with single bus-control digital temperature sensor DS18B20 as temperature gathering to solid-state relay as heating control switch device, design and make the belt keyboard input control, dynamic display of the temperature control system. This system not only can real-time display of the current temperature of set temperature, and can control, and its constant in a temperature range. Control the keyboard design makes set temperature simple and