《基于单片机的室温控制系统的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的室温控制系统的设计（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于单片机的室温控制系统的设计基于单片机的室温控制系统的设计作者姓名：专业名称：电气工程及其自动化指导教师34摘要在日常生活、工业生产和实验室中，室内温度控制的应用随处可见。室内温度控制是所有温度控制系统中的最基础的控制，在此基础上可以形成温度不变的恒温箱等等。本论文设计的室内温度控制是在单片机的基础上进行的。DS1624将室内温度检测后传到AT89S52单片机内，与设定值进行比较，单片机对数据进行处理，然后根据处理结果，改变特定I/O口的电平，来控制热电制冷片是加热还是制冷，从而达到室内温度控制的目的。本论文既可以对当前设定温度进行实时显示又可以对温度进行控制，以达到用户需要的温度，并且在没
2、有新温度设定时保持已定值不变。人性化的键盘设计使设置温度简单快速，两位整数两位小数的显示方式具有更高的显示精度。而且还设定了温度的上下限，系统只执行允许范围内的温度变化，系统整体误差小于0.1C。关键词：单片机 热电制冷 DS1624 按键输入 数码显示AbstractIn our daily life and industrial production and laboratory ,app- lication of Room temperature control can be seen everywhere.At the same time ,it is the basis of all
3、 temperature control system and this basis, can be set to electric incubators and so on.In this paper the design of a microcontroller-based Room temperature control. Room temperature will be detected after DS1624 in single-chip AT89S52 reached with a given value of comparison, single-chip data proce
4、ssing, and then according to processing results and change the specific I/O port level, to control the thermoelectric cooling system is heating or cooling, to achieve the objective of indoor temperature control. In this paper, the temperature can not only be carried out on the current real-time disp
5、lay but also be controlled so that the user needs to reach temperature, and make it a constant in this temperature without new setting. Humanized design keyboard easy and quick to set the temperature, the two decimal and integers, a display shows a higher accuracy. But also set the temperature of th
6、e upper and lower limits,the system only allows the implementation of the temperature change within and the system overall error is less than 0.1C.Keywords:MCU,thermoelectric refrigeration,DS1624,keystorke,digital display目录摘要IAbstractII目录III前言11 绪论21.1 选题的目的和意义21.2 温度控制的国内外发展概况21.2.1 温度控制的国内发展概况21.2
7、.2 温度控制的国外发展概况31.3几种常见温度控制系统32 系统方案论证52.1 主控制器选择52.2 温度采集系统的选择52.3 热电制冷系统的选择72.4 按键系统的选择72.5 显示器的选择82.6 警告及提示系统选择82.7 风扇电机选择93 系统硬件电路设计103.1 硬件总体结构框图103.2 单片机知识介绍103.2.1 单片机的应用领域113.2.2 单片机AT89S52介绍113.3 温度测量系统电路设计143.3.1 温度传感器DS1624介绍143.3.2 DS1624的引脚及内部结构153.3.3 DS1624的工作原理及方式163.3.4 片内256字节存储器操作1
8、73.3.5 DS1624的指令集183.3.6 I2C介绍193.3.7 DS1624的电路设计203.4 热电制冷片驱动电路设计213.4.1 驱动芯片MAX1968介绍213.4.2 热电制冷片TEC介绍233.4.3 驱动电路设计243.5 按键电路介绍253.6 复位与时钟电路263.7 LED显示电路273.8 警告及指示电路273.9 电机驱动电路283.10 整体电路图284 系统软件设计314.1 系统主程序流程图314.2 按键控制服务程序流程图314.3 热电制冷程序流程图32总结33致谢34参考文献35附件 程序清单36前言温度控制被广泛地用在生产、生活、实验等领域。而
9、在医用、水产、特种工业、工业探伤、照相等行业，都需要求有稳定而精确的温度，也就是在设定一个温度之后，系统能够自动调整到这一个数值并保持不变。本论文是基于单片机而设计的室内温度控制系统，通过对室内温度的检测传到单片机，与给设定值进行比较，单片机对数据进行处理，根据偏差信号来改变特定I/O口的电平，也就控制了热电系统，从而达到室内温度控制的目的。本论文是对室内进行的温度控制。从室内温度的检测并传送到单片机，在设计过程中也遇到了困难，比如说温度测量器件的选用，是选用数字量输出还是选用模拟量输出，各有什么有特点，这些都经过了考虑才选择了这个方案。在单片机的设计中，单片机外部线路的设计，端口的分配和选用
10、，复位和内部时钟的配合和电路的驱动等方面也遇到了不少问题，经过对各模块功能及单片机I/O的特点详细了解后都基本上解决了。加热电路本论文选择了热电制冷电路，这个电路的开关频率很高，很多空调等都选用了类似的热电制冷电路，只是根据控制要求做了适当调整。本论文利用芯片DS1624作为室内温度的检测元件。DS1624芯片可以直接把测量的温度值变换成单片机可以读取的标准电压信号。单片机通过外部矩阵键盘进行温度设定，读入的温度值与设定值进行比较，根据偏差的大小，单片机执行程序对热电系统进行控制，即经过特定I/O口的电平变化，让热电系统加热或者说是制冷，从而改变了室内温度。当热电系统加热时，使室内温度升高，D
11、S1624不断对室内温度进行温度检测，当偏差存在时单片机就继续驱动热电系统电路进行加热，直到偏差为零。此时将MAX1968的SHDN引脚置低，设置成关断置闲模式。处于制冷时也是一样的道理。1 绪论1.1 选题的目的和意义随着科学技术的不断发展，温度的测量和控制在工业生产中获得了广泛的应用，在工农业生产、国防、科研以及日常生活领域占有重要的地位。温度控制系统是人类供热、取暖的主要设备的驱动来源，它的出现迄今已有两百余年的历史。期间，从低级到高级，从简单到复杂，随着生产力的发展和对温度控制精度要求的不断提高，温度控制系统的控制技术得到迅速发展。目前高效率温度控制系统广泛应用于社会生活、工业生产的各
12、个领域，适用于家电、汽车、材料、电力电子等行业，成为发展国民经济的重要热工设备之一。在现代化建设中，能源的需求非常大，然而我国的能源利用率极低，所以实现高效率的温度控制，有着极为重要的实际意义。1.2 温度控制的国内外发展概况随着计算机技术及现代传感技术的发展，温度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。在许多场合，及时准确获得目标的温度信息是十分重要的，近年来，温度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，能够在工业、农业等各领域中广泛使用。近些年来，呈现出智能化、计算机化、全自动等特点。它们普遍利用温度传感器、单
13、片机（还有PLC，DSP）和微机技术实现对温度的检测，并通过LED或LCD、加热装置、排风装置等的控制来实现对温度的数值显示和自动调节。1.2.1 温度控制的国内发展概况温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从生产的温度调节来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比有着较大差距。能适应一般温度系统控制，难于控制滞后、复杂、时变温度系统。而适应于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，国内技术还不十分成熟，形成商品化并在仪表控制参数的自整定方面，国外已有较多的成熟产品。但由于国外技术保密及我国开发工作的滞后，还没有开发出性能可靠的自整定软件。控制参数大多靠人工经验及
14、现场调试确定。近几年来，在我国以信息化带动的工业化正在蓬勃发展，温度已成为工业对象控制中一种重要的参数，特别是在冶金、化工、机械等各类工业中，广泛使用各种加热炉、热处理炉、反应炉等。对温度控制系统的要求随工艺的要求越来越高，促使温度控制系统不断向控制迅速，精度高，抗干扰能力强，高性价比方向发展。1.2.2 温度控制的国外发展概况国外温度控制系统发展迅速，并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果。日本、美国、德国、瑞典等技术领先，都生产出来一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪器仪表，并在各行各业广泛应用。它们主要具有如下特点：1.适应于大惯性、大滞后等复杂温度控制系统的控制；2.能够适应于
15、受控系统数学模型难以建立的温度控制系统的控制；3.能够适应于受控系统过程复杂、参数时变的温度控制系统的控制；4.温度控制系统普遍采用自适应控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理论及计算机技术，运用先进算法，适应范围广；5.是温控器普遍具有自整定功能。借助计算机软件技术，温控器具有对控制对象控制参数及特性进行自整定的功能。有的还有自学习功能，能够更具历史经验及控制对象的变化情况，知自动调整相关控制参数，以保证控制效果的最优化；6.是具有控制精度高、抗干扰力强、鲁棒性好的特点。目前国外温度控制系统及仪表正朝着高精度、智能化、小型化等方面快速发展。1.3几种常见温度控制系统下面介绍几种非常常见的温度控制系统：1.虚拟仪器温室大棚温度测控系统，在农业应用方面虚拟仪器温室大棚温度测控系统是一种比较智能、经济的方案，该系统能够对大棚内的温度进行采集，然后再进行比较,通过比较对大棚内的温度是否超过温度限制进行分析，如果超过温度限制，温度报警系统将进行报警,来通知管理人员大棚内的温度超过限制，大棚内的温控系统出现故障,从而有利于农作物的生长,提高产量。系统最大的优点是在一台电脑上可以监测到多个大棚内的
