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PAGE I
基于单片机的温度控制系统
目录
TOC \o 1-3 \h \z \u 1 引言 h 1
1.1 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义 h 1
1.2 温度控制系统的目的 h 1
1.3 温度控制系统完成的功能 h 1
2 总体设计方案 h 2
2.1 方案一 h 2
2.2 方案二 h 2
3 DS18B20温度传感器简介 h 7
3.1 温度传感器的历史及简介 h 7
3.2 DS18B20的工作原理 h 7
3.2.1 DS18B20工作时序 h 7
3.2.2 ROM操作命令 h 9
3.3 DS18B20的测温原理 h 9
3.3.1DS18B20的测温原理: h 9
3.3.2 DS18B20的测温流程 h 11
4 单片机接口设计 h 12
4.1 设计原则 h 12
4.2 引脚连接 h 12
4.2.1 晶振电路 h 12
4.2.2 串口引脚 h 12
4.2.3 其它引脚 h 13
5 系统整体设计 h 14
5.1 系统硬件电路设计 h 14
5.1.1 主板电路设计 h 14
5.1.2 各部分电路 h 14
5.2 系统软件设计 h 16
5.2.1 系统软件设计整体思路 h 16
5.2.2 系统程序流图 h 17
5.3 调试 h 21
6 结束语 h 23
附录 h 24
参考文献 h 32
PAGE 4
1 引言
1.1 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义
随着社会的发展,科技的进步,以及测温仪器在各个领域的应用,智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来,温度控制系统已应用到人们生活的各个方面,但温度控制一直是一个未开发的领域,却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况,设计一个温度控制系统,具有广泛的应用前景与实际意义。
温度是科学技术中最基本的物理量之一,物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中,像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内,温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。比如,发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内;许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行;炼油过程中,原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境,许多电子设备就不能正常工作,粮仓的储粮就会变质霉烂,酒类的品质就没有保障。因此,各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见,温度的测量和控制是非常重要的。
单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛,在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样,各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。
1.2 温度控制系统的目的
本设计的内容是温度测试控制系统,控制对象是温度。温度控制在日常生活及工业领域应用相当广泛,比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度控制。而以往温度控制是由人工完成的而且不够重视,其实在很多场所温度都需要监控以防止发生意外。针对此问题,本系统设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度控制系统,它应用广泛,功能强大,小巧美观,便于携带,是一款既实用又廉价的控制系统。
1.3 温度控制系统完成的功能
本设计是对温度进行实时监测与控制,设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能:当温度低于设定下限温度时,系统自动启动加热继电器加温,使温度上升,同时绿灯亮。当温度上升到下限温度以上时,停止加温;当温度高于设定上限温度时,系统自动启动风扇降温,使温度下降,同时红灯亮。当温度下降到上限温度以下时,停止降温。温度在上下限温度之间时,执行机构不执行。三个数码管即时显示温度,精确到小数点一位。
2 总体设计方案
2.1 方案一
测温电路的设计,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D转换电路,感温电路比较麻烦。
2.2 方案二
考虑使用温度传感器,结合单片机电路设计,采用一只DS18B20温度传感器,直接读取被测温度值,之后进行转换,依次完成设计要求。
比较以上两种方案,很容易看出,采用方案二,电路比较简单,软件设计容易实现,故实际设计中拟采用方案二。
在本系统的电路设计方框图如图1.1所示,它由三部分组成:①控制部分主芯片采用单片机AT89S
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