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1、- - . - 题 目 基于单片机的温度控制系统英文题目 Temperature control system basedon single chip学生姓名： 学 号： 专 业：指导老师: 职称 系 别： 机械与电子工程系 2012年5月1日word 可编辑.摘 要温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域都有积极的意义。很多行业中都有大量的用电加热设备，如用于热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，采用单片机对它们进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量。因此，智能化温度控制技术
2、正被广泛地采用。本温度设计采用现在流行的AT89S51单片机，配以DS18B20数字温度传感器，该温度传感器可自行设置温度上下限。单片机将检测到的温度信号与输入的温度上、下限进行比较，由此作出判断是否启动继电器以开启设备。本设计还加入了常用的数码管显示及状态灯显示灯常用电路，使得整个设计更加完整，更加灵活。关键字：单片机 温度控制 继电器 word 可编辑.ABSTRACTThe temperature is constantly in the daily life of physical and temperature controls in various fields have a po
3、sitive meaning. A lot of businesses have a lot of power heating equipment, such as that used for the heat treatment furnace, for melting metal crucible resistance heaters and the various uses of temperature bins, SCM using their right to control not only easy to control, simple, such as the characte
4、ristics of flexibility, but can also significantly increase the temperature was charged with the technical indicators, which can greatly enhance the quality of the products. Therefore, intelligent temperature control technology is being widely adopted. The temperature was designed with the now popul
5、ar AT89S51 SCM, and with DS18B20 digital temperature sensor, The temperature sensor can set up their own temperature collars. SCM will detect that the temperature of the input signal and temperature, the lower comparisons this judgment whether to activate the relay to open the equipment. The design
6、also includes commonly used digital display and control state lights commonly used circuit, making the whole design more complete, more flexible. Key words: Single chip microcomputer Temperature control SSRword 可编辑. 目 录绪论11.1课题研究背景及意义11.2测温技术的发展与应用11.3 设计具体任务及要求22. 温度控制原理的总体设计32.1 单片机芯片的选择方案和论证32.2
7、显示模块选择方案和论证32.3 温度传感器设计的选择方案和论证42.4 控制按键的选择43. 系统硬件设计54. 温度控制系统软件的设计84.1软件总体设计84.1.1 系统软件设计整体思路84.2系统程序流图84.2.1 主程序94.2.2 温度子程序104.2.3 复位、应答子程序114.2.4 写入子程序144.2.5 系统总的流程图165. 温度控制系统调试与设计175.1 温度控制系统软件调试17结论18致 谢19参考文献20附录21附录1温度控制系统电路图21附录222绪论 1.1课题研究背景及意义随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也
8、是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。单片机在测控领域中具有十分广泛的应用，它既可以测量电信号，又可测量湿度、温度等非电信号。由单片机构成的温度检测和温度控制系统可广泛应用于很多领域。在传统的模拟信号远距离温度测量系统中，需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题，才能够达到较高的测量精度。另外一般监控现场的电磁环境都非常恶劣，各种干扰信号较强，模拟温度信号容易受到干扰而产生测量误差，影响测量精度。
9、因此，在温度测量系统中，采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的最有效方案，新型数字温度传感器DS18B20具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网等优点，在实际应用中取得了良好的测温效果。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用。 1.2测温技术的发展与应用近百年来，温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段；(1)传统的矩阵式温度传感器；(2)模拟集成温度传感器控制器；(3)智能温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网
10、络化的方向发展。随着科学技术日益迅速的发展，数字监控系统已经深入到生活的各个方面。温度计作为测温器件，不仅在日常生活中而且在工农业(例如粮食储藏)技术中应用十分广泛。但是常用的温度计多为管式温度计，不仅读数很不方便，还容易损坏。因此在DS18B20数字温度传感器技术的基础上制作的数字温度计，由于能够数码管直接显示温度，读数方便快易，而且电路简单、安全可靠而被大量应用于温检和温控系统中。DS18B20是DALLAS公司继DS1820之后推出的增强型单线数字温度传感器。它在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。属于新一代
11、适配微处理器的智能温度传感器，可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中。随着电子器件的发展,控制电路的形式也多种多样,无论是神经网络,模糊控制还是遗传算法,都属于人工智能领域,同PID 结合以调节PID 参数,可以适应温控系统非线性、干扰多、时延长、时变和分布变化的特点，可以实现温控系统的参数自调整,将线性控制与非线性相结合, 从而达到更好的控制效果。1.3 设计具体任务及要求(1)课题设计要求：1、温度设定在40-900C，最小区分度为10C，标定温差10C2、环境温度降低（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差10C3、用十进制数码显示水的实际温度2)课题内
12、容：采用单片机AT89C51为核心。采用了温度传感器DS18B20采集温度变化信号，并通过单片机处理后去控制温度，使其达到稳定。使用单片机具有编程灵活，控制简单的优点，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控制使系统还具有控制精度高的特点。 2. 温度控制原理的总体设计 2.1 单片机芯片的选择方案和论证方案一: 采用8031作为控制核心,以使用最为普遍的器件ADC0809作模数转换,控制上使用对电阻丝加电使其升温和开动风扇使其降温。此方案简易可行,器件的价格便宜,但8031内部没有程序存储器,需要扩展,增加了电路的复杂性,且ADC0809是8位的模数转换,不能满足本题目的
13、精度要求。方案二:采用AT89C51单片机，AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精
14、简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。综观上述两种方案的论证与比较,我们采用AT89C51作为主控模块芯片。 2.2 显示模块选择方案和论证方案一：采用LCD显示器，LCD是液晶显示屏的全称，主要有TFT、UFB、TFD、STN等几种类型的液晶显示屏。电脑液晶显示屏常用的是TFT。TFT屏幕是薄膜晶体管，是有源矩阵类型液晶显示器，在其背部设置特殊光管，可以主动对屏幕上的各个独立的像素进行控制，这也是所谓的主动矩阵TFT的来历,这样可以大的提高响应时间，约为80毫秒，有效改善了STN（STN响应时间为200毫秒）闪烁模糊的现象，有效的提高了播放动态画面的能力
15、。和STN相比，TFT有出色的色彩饱和度,还原能力和更高的对比度,太阳下依然看的非常清楚,但是缺点是比较耗电,而且成本也较高。方案二：LED显示器是单片机应用系统中常见的输出器件，而在单片机的应用上也是被广泛运用的。如果需要显示的内容只有数码和某些字母，使用LED数码管是一种较好的选择。LED数码管显示清晰、成本低廉、配置灵活，与单片机接口简单易行。体积更小，重量更轻、相对显示面积更大、零辐射，无闪烁、 功耗小，抗干扰能力强、画面质量更高。 使用功能更为智能化。经过二种方案的比较，排除了前一种方案之后，最后选择方案二：LED数码管动态扫描显示 2.3 温度传感器设计的选择方案和论证方案一：采用热敏电阻，可满足40摄氏度至90摄氏度测量范围，但热敏电阻精度，重复性，可靠性较差，对于检测1摄氏度的信号是不适合用的
