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1、安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）基于单片机的温度控制器的设计摘要温度的检测与控制是工业生产过程中必不可少的程序之一，随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用，利用新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发势在必行，本文设计了一种基于AT89C51的温度检测及报警系统。该系统将温度传感器 DS18B20。通过模拟放大电路接在模数转化器ADC0809的输入端,然后将 ADC0809 的输出端接在控制器的一个端口上，就可以对传感器温度进行采集将采集到的温度值与设定值进行比较,并适当调节其温度。本文从硬件电路的设计、软件设计两方面介绍了51单片机温度控制系统的设计思路，对硬件原
2、理图和程序框图作了简单的描述，对设计的实现过程和调试过程也做了相应的说明.经实验测试表明,该系统测量精度高、抗干扰能力强、报警及时准确，具有一定的参考价值。本课题主要对实现了双通道的温度自动控制系统的说明,并且系统设计和布线简单,结构紧凑,体积小,重量轻,抗干扰能力强,性价比高,扩展方便,实现一个主机对多个系统进行控制，解决了单个的主机对各个温控的对象进行控制显得资源浪费现象，有利于节约资源，在大型仓库，工厂，智能化建筑等领域的多点温度检测中有广阔的应用前景。关键词:ADC0809;AT89C51; DS18B20; 温度控制Design of temperature controller b
3、ased on MCUAbstract Temperature detection and control is one of the indispensable in the process of industrial production process, as the sensor is more widely used in the production and life, using new type single bus digital temperature sensor for temperature test and control, it is imperative to
4、get faster development, this paper designs a temperature detection and alarm system based on AT89C51. The system will be the temperature sensor DS18B20. Through analog amplifying circuit in the input end of the AD converter ADC0809, then to connect the output of the ADC0809 on one port of the contro
5、ller, temperature sensor for acquisition, will be collected temperature comparing with set point, when less than set the upper limit of temperature, by opening the heating circuit to keep the temperature to cool naturally. In this paper, from two aspects of the design of hardware circuit, software d
6、esign, this paper introduces the 51 single chip microcomputer temperature control system design idea, the hardware principle diagram and the program diagram for a simple description of the implementation process of the design and debug process also made the corresponding instructions. Through experi
7、mental tests show that the system is high accuracy, strong anti-jamming capability, alarm in time accurately, has a certain reference value. This topic is mainly to realize the automatic temperature control system of dual channel, and the system design and the wiring simple, compact structure, small
8、 volume, light weight, strong anti-interference ability, high cost performance, convenient extension, implement a host to control multiple systems, a single host to solve various temperature control for the controlled object appear waste resources phenomenon, which saves resources, in large warehous
9、es, factories, the multipurpose temperature test of intelligent building and other fields have broad application prospects. Key words: ADC0809; AT89C51; DS18B20 ; Temperature control目录引言1第一章 绪论21.1 课题的学术背景及研究意义21.2 课题在国内外的发展状况21.3 课题研究的主要内容3第2 章 温度控制器的设计方案42.1系统整体方案和结构42.2系统方案的选择与说明42.2.1主机模块42.2.2
10、显示模块52.2.3 温度测量5第 3 章 温度控制器的硬件电路设计63.1 51单片机的介绍与选择63.2温度传感器的介绍与选择83.2.1 DS18B20性能83.2.2 DS18B20外形及引脚说明83.2.3 DS18B20接线原理图93.3 模数转换部分93.3.1 模数转换技术93.3.2显示模块电路103.3.3供电系统电路113.4报警电路113.4.1报警电路原理图113.4.2报警电路说明123.5时钟电路123.5.1时钟电路原理图123.5.2时钟电路说明133.6 复位电路133.6.1复位电路原理图133.6.2复位电路说明133.7按键电路143.7.1按键电路原
11、理图143.7.2按键电路说明14第4章 软件设计154.1 软件组成154.2 主程序模块154.3 数据采集模块164.4 温度设置模块19第5章 结论与展望21致谢22参考文献23附录24附录A 硬件电路图24附录B 外文文献及翻译25附录C 主要参考文献的题录及摘要33附录D 软件程序35表格清单表3-1 P3引脚功能表7图表清单图3-1 最小的单片机原理图8图3-2 DS18B20接线原理图9图3-3 显示模块电路原理图10图3-4 电源电路原理图11图3-5 报警电路原理图12图3-6 时钟电路原理图13图3-7复位电路原理图13图3-8按键电路原理图14图4-1主程序模块的程序流
12、程图16图4- 2数据采集模块流程图17图4- 3写时序流程图18图4- 4读时序流程19图4- 5选定程序值流程图2047引言温度在我们日常生活中处处存在，因为温度控制关联着生产安全、产品质量、产品产量等一系列问题，因此对温度的的检测与控制是在工业生产和日常生活十分重要，如锅炉、温室、养殖场和冷冻室等1。在现今社会中,随着单片机和其相关电子技术飞速发展, 应用领域不断延展，利用单片机和温度传感器对温度进行精确测量的同时,可以大大提高了生产的自动化程度, 成本低廉, 应用十分广泛。本次设计利用单片机通过DS18B20 采集温度，温度信息主要是由传感器进行测量,温度信息主要是由传感器进行测量,并
13、转换成为毫伏级的电压信号,把经过的信号放大电路,就会把弱电压信号逐渐放大到单片机可以处理的范围以内。再经过输入A/O转换器来转换到数字信号,并且输入到主机中去。在单片机对信号进行采集的时候,若要更大程度上的提高测量的精度,则在采样的时候就必须对信号进行数字滤波1。这个时候,信号经过数字滤波以后,标度就会被转换出来,并通过LCD把温度显示出来。此外,还可以将该温度值与已经设定的温度值进行比较,根据两者之间存在的偏差值的大小,按照积分分离的算法得出最后的输出控制量值。在通过输出控制量的数值来确定导通的时间以及所需加热的所用的功率,从而来有效的调节温度环境。整个系统设计中,主要的目的就是为了能够使单
14、片机对于温度进行实时的检测和控制,用来解决工业以及日常生活中对温度控制遇到的问题,而且可以运用十进制的数码来显示实际的温度值,便于人们的监视,另外,我们人为的在键盘上输入人工设置的温度范围,可以方便温度控制器在不同的范围查看温度2。因为如果当实际的温度不在规定范围内,那么系统将会自动调节温度,以确保温度的稳定性,实现自动控制的目的。并把温度的区分在规定的1内,这样当环境温度出现变化的时候,那么温度控制的静态误差就会小于等于0.5。在整个系统设计中,主要的目的就是检测和控制温度,使测控的精度更加准确,尽量使整个系统稳定性更好、可靠性更高并且速度较快,具备灵活性3。第一章 绪论1.1 课题的学术背
15、景及研究意义不论是对于工业生产还是对于人们的日常生活,温度的变化都会对其产生一定程度的影响。所以,适时和恰当的温度控制对生产生活具有非常重要的作用。在过去的时间中,对温度的控制总是采用常规的模拟调节器,然而,这种调节器存在一些缺点，比如控制精度低,具有滞后、非线性等特点。-本文将采用微电子技术来提高温度控制的精度,因为微电子技术的电路设计简单,控制效果好,具有很强的实用性。众所周知,在现代工业测控领域中,单片机系统的开发和运用给其带来了全新的技术创新和变革。而且,自动化和智能化程度的高低均依赖于是否使用单片机。试想:将单片机的温度控制方法如果能够运用到温度控制系统中的话,那么,就可以在一定程度上缓减和克服温度控制系统中存在的滞后现象,同时在很大程度的上,单片机的使用可以提高温度的控制效果以及控制精度。在工业自动化控制中,温度的控制一直都占有
