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1、1简 易 温 度 控 制 系 统 的 设 计摘 要 ： 温 度 是 人 类 生 活 环 境 中 基 本 的 参 数 之 一 ， 温 度 的 改 变 会 对 人 的 日 常 生 活和 生 产 产 生 很 大 的 影 响 ， 因 此 ， 研 究 和 改 善 温 度 的 测 量 和 控 制 方 法 具 有 非 常 重 要 的 意义 。 本 课 题 主 要 由 温 度 传 感 器 DS18B20作 为 测 温 器 件 ， 用 LCD12864液 晶 作 为 显 示 模 块 ，以 MSP430g2553单 片 机 作 为 处 理 器 和 报 警 控 制 四 大 部 分 组 成 。 系 统 程 序 主 要
2、 由 主 程 序， 显 示 程 序 和 测 温 程 序 组 成 ， 该 系 统 可 以 实 现 现 场 温 度 采 集 并 显 示 ， 超 过 温 度 上 限 值自 行 降 温 ， 低 于 温 度 下 限 值 进 行 自 动 加 温 的 功 能 。 由 于 采 用 智 能 型 的 温 度 传 感 器 DS18B20作 为 测 温 元 件 ， 因 此 ， 与 传 统 的 测 温 电 路 相 比 ， 系 统 的 硬 件 电 路 更 为 简 单 。关 键 字 ： 温 度 传 感 器 DS18B20； 测 温 ； 显 示 ； 控 制 Design of a Simple Temperature Con
3、trol SystemAbstract: The temperature is one of the basic parameters of human living environment, temperature changes will have a great impact on peoples daily life, and therefore, measurement and control method research and improve the temperature has a very important significance, this paper mainly
4、 by the temperature sensor DS18B20 as the temperature measurement device, using LCD12864 as a liquid crystal display module, taking MSP430g2553 MCU as the processor and the alarm module four parts. System program is composed of main program, display program and measurement procedures, the system can
5、 realize temperature acquisition and display, over temperature upper limit to cool, over temperature lower limit value for automatic heating function. Because of using intelligent temperature sensor DS18B20 as the temperature sensor, therefore, compared with traditional system, the hardware circuit
6、of the system more simple.Key words: DS18B20 temperature sensor； Temperature ； Display ； Control2绪 论人 类 的 生 活 环 境 中 ， 温 度 扮 演 着 及 其 中 演 的 角 色 ， 人 们 无 时 无 刻 不 与 温 度 打 交道 。 18世 纪 工 业 革 命 以 来 ， 工 业 的 发 展 与 是 否 掌 握 温 度 有 着 密 切 的 联 系 ， 生 产 过 程 中的 温 度 的 控 制 效 果 直 接 影 响 到 产 品 的 质 量 。 在 传 统 的 温 度 控 制 系 统 中
7、， 对 于 不 同 的 场合 ， 不 同 的 工 艺 ， 所 需 温 度 的 范 围 不 同 ， 精 度 不 同 ， 采 用 的 测 温 元 件 ， 测 温 方 法 以 及对 温 度 的 控 制 方 法 也 不 同 。 相 同 的 环 境 ， 采 用 不 同 的 测 温 器 件 ， 不 同 的 测 温 方 法 ， 所得 到 的 数 据 也 有 很 大 的 差 别 ， 在 生 产 环 境 较 差 或 是 温 度 较 高 的 场 合 ， 为 了 保 证 生 产 过程 的 正 常 安 全 的 进 行 ， 提 高 产 品 的 质 量 和 生 产 效 率 以 及 最 大 限 度 的 减 少 工 人 的
8、劳 动 强度 和 合 理 的 利 用 资 源 ， 就 要 求 对 生 产 过 程 中 的 温 度 进 行 检 测 ， 显 示 ， 控 制 ， 使 之 达 到人 为 的 要 求 ， 因 此 ， 我 们 需 要 一 个 简 单 ， 高 效 ， 稳 定 ， 试 用 性 好 的 控 制 系 统 。温 度 控 制 的 发 展 大 致 经 历 了 ： （ 1） 模 拟 ， 集 成 机 械 式 温 度 控 制 器 ， （ 2） 电 子 式智 能 温 度 控 制 器 这 两 个 阶 段 。 目 前 国 际 上 新 型 温 度 控 制 器 正 从 模 拟 式 向 数 字 式 ， 电 子式 由 集 成 化 向 智
9、 能 化 ， 网 络 化 的 方 向 发 展 。 现 在 基 于 单 片 机 的 温 度 控 制 系 统 在 生 产 ，生 活 以 及 节 约 能 源 等 方 面 发 挥 了 重 要 作 用 。 近 年 来 ， 国 内 基 于 单 片 机 的 温 度 控 制 系 统在 技 术 上 得 到 迅 速 发 展 ， 性 能 不 断 完 善 ， 功 能 不 断 增 强 ， 适 用 范 围 也 不 断 扩 大 ， 市 场占 有 率 逐 年 增 长 ， 进 入 21世 纪 后 ， 智 能 的 温 度 控 制 系 统 正 朝 着 高 精 度 ， 多 功 能 ， 高 标准 ， 高 可 靠 性 及 安 全 性 ，
10、 研 制 单 片 机 测 温 控 制 系 统 等 高 科 技 的 方 向 迅 速 发 展 。 与 国 外相 比 ， 我 国 仍 然 处 于 起 步 晚 ， 高 度 低 ， 技 术 创 新 能 力 薄 弱 的 情 况 ， 技 术 密 集 型 产 品 明显 落 后 于 发 达 国 家 。 因 此 ， 我 们 要 在 产 品 的 科 技 含 量 上 多 努 力 ， 不 断 地 提 升 产 品 的 质量 和 科 技 含 量 ， 使 产 品 向 着 更 加 智 能 化 的 方 向 发 展 ， 努 力 缩 小 同 发 达 国 家 的 差 距 。基 于 当 前 社 会 和 科 技 的 发 展 ， 智 能 化
11、 的 控 制 系 统 越 来 越 受 到 人 们 的 亲 睐 ， 它 即节 省 人 力 和 物 力 ， 又 安 全 可 靠 。 单 片 机 作 为 可 编 程 的 控 制 器 在 小 型 的 自 动 控 制 系 统 中发 挥 出 越 来 越 大 的 作 用 。 温 度 作 为 系 统 经 常 需 要 测 量 ， 保 持 和 控 制 的 一 个 物 理 量 ， 在工 业 ， 农 业 和 日 常 生 活 中 都 需 要 对 温 度 进 行 检 测 和 控 制 。 以 单 片 机 为 核 心 的 温 度 控 制系 统 是 一 个 简 单 实 用 的 温 度 控 制 系 统 ， 该 温 度 控 制 系
12、 统 具 有 控 制 参 数 设 置 方 便 ， 控 制精 度 高 ， 稳 定 性 好 ， 结 构 简 单 ， 价 格 低 廉 等 优 点 。 克 服 了 传 统 控 制 的 系 统 复 杂 ， 精 度小 ， 成 本 大 的 缺 点 ， 适 于 普 遍 性 生 产 和 应 用 ， 对 人 们 的 生 活 和 生 产 效 力 的 提 高 有 很 大作 用 。 本 设 计 以 MSP430g2553单 片 机 为 核 心 ， 采 用 DS18B20温 度 传 感 器 作 为 测 温 器 件 ， 以 LCD12864作 为 液 晶 显 示 ， 采 用 C语 言 编 程 的 方 式 实 现 对 水 温
13、 的 控 制 ， 适 用 于 环 境 参 数 经常 变 化 的 小 型 水 温 控 制 电 路 。1 基 本 任 务 与 设 计 要 求1.1 水 温 控 制 系 统 概 述3本 文 介 绍 的 是 一 个 以 MSP430单 片 机 为 控 制 核 心 的 水 温 控 制 系 统 ， 此 系 统 通 过 人为 设 定 控 制 温 度 ， 主 要 采 用 DS18B20作 为 温 度 传 感 器 ， 用 LCD12864液 晶 作 为 显 示 模 块 ，以 MSP430单 片 机 作 为 处 理 器 ， 该 系 统 应 该 具 有 现 场 温 度 采 集 并 显 示 ， 超 过 温 度 上 限
14、 值自 行 降 温 ， 低 于 温 度 下 限 值 进 行 自 动 加 温 的 功 能 ,最 终 实 现 水 温 的 恒 定 。 该 系 统 具 有温 度 超 调 量 小 、 调 节 时 间 短 、 静 态 误 差 小 、 测 量 精 确 、 恒 定 温 度 与 设 定 温 度 偏 差 小 等优 点 ， 且 控 制 方 便 、 显 示 直 观 、 性 能 稳 定 、 可 靠 性 高 。1.2 设 计 任 务 与 要 求（ 1） 系 统 的 基 本 任 务能 用 DS18B20检 测 出 实 时 水 温 ， 并 显 示 出 实 时 温 度 值 。（ 2） 主 要 性 能 指 标a.温 度 采 集
15、 范 围 ： 温 度 采 集 范 围 为 20 80 最 小 区 分 度 为 1 ；b.用 液 晶 屏 显 示 实 际 测 得 的 水 温 ； 误 差 小 于 1 ；（ 3） 扩 展 部 分水 温 范 围 可 由 人 工 设 定 ,并 能 在 水 温 低 于 设 定 的 最 低 限 度 时 报 警 并 加 热 ， 高 于 设定 的 最 高 限 度 时 报 警 并 降 温 。1.3 系 统 组 成本 系 统 是 一 个 典 型 的 检 测 、 控 制 型 应 用 系 统 ， 它 要 求 系 统 完 成 从 水 温 检 测 、 信号 处 理 、 输 入 、 运 算 到 输 出 控 制 电 热 丝
16、加 热 及 风 扇 的 转 动 以 实 现 水 温 控 制 的 全 过 程 。因 此 ， 以 430单 片 机 为 核 心 组 成 一 个 检 测 ， 控 制 系 统 ， 以 满 足 检 测 、 控 制 应 用 类 型 的功 能 要 求 。 另 外 ， 单 片 机 的 使 用 特 为 实 现 水 温 的 智 能 化 控 制 以 及 提 供 完 善 的 人 机 界 面提 供 了 可 能 。 根 据 设 计 任 务 基 本 要 求 ， 本 系 统 应 具 有 以 下 基 本 功 能 ：（ 1） 可 以 实 时 显 示 水 温 实 测 值 （ 或 室 内 温 度 ） ；（ 2） 可 以 调 整 控 制 参 数 ， 满 足 不 同 控 制 对 象 与 控 制 性 能 要 求 ；（ 3） 可 以 进 行 温 度 设 定 ， 并 自 动 调 节 水 温 给 定 的 温 度 值 ；（ 4） 具 有 报 警 功 能 （ 水 温 超 过 设 定 范 围 ， 指 示 灯 亮 ， 蜂 鸣 器 响 ） ；2 系 统 总 体 设 计 和 方 案 论 证2.1 系
