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1、基于51单片机的温度控制系统基于51单片机的温度控制系统 摘 要:温度控制系统在工业，农业上应用广泛，在当代社会，对于温度控制方面要求越来越高，越来越精细。因此我们在本次学校实习中选择完成一个基本的温度测量并控制温度在一定范围内的课题，因此来锻炼自己的能力。 本次设计采用单片机对温度进行测量和控制，并控制其温度稳定在某一个设定值上。通过数码管显示温度，并具有报警系统，可以通过键盘输入来控制基准温度与上下限温度。基本达到自动控制的目的。 基于STC89C52单片机的温控系统主要实现了温度采集、A/D转换、温度控制及报警等功能。首先，介绍了我们选择的课题要求，同时重点介绍了我们选择的芯片资料，如S
2、TC89C52，ADC0809。其次，阐述了系统的工作原理，完成了系统结构图的设计，把系统划分为5大模块并完成了各大模块的设计工作，同时附以系统硬件电路原理图。最后，设计了系统的软件。系统软件是用C语言进行软件设计的，C语言具有指令简单，数据量小等特点。关键词：温度控制；STC89C52；C语言Abstract:The temperature control system in industry, agriculture on a wide range of applications, in the contemporary society, the temperature control r
3、equirements more and more high, more and more fine. Therefore, we in the school practice choose to complete a basic temperature measurement and project control temperature in a certain range, thus to exercise their abilities.This design uses the monolithic integrated circuit for measuring and contro
4、lling temperature, and to control its temperature stability in a certain set of values. Through digital tube display temperature, and has alarm system, through the keyboard input to control the reference temperature and minimum temperature. Basically achieve the purpose of automatic control.The temp
5、erature control system of STC89C52 single chip microcomputer is mainly realized the temperature acquisition, A/D conversion, temperature control and alarm functions based on.Secondly, it describes the principle of the system, designed the system structure diagram, the system is divided into 5 major
6、parts and finished the designing of each module, and attached to the system hardware circuit diagram.Finally, the design of the system software. The system software is written in C language for software design, C language has the characteristics of simple instruction, small amount of data. Key Words
7、: temperature control；STC89C52 ；C language目录1课题要求52总体设计方案62.1系统总体设计62.2单片机选择62.3显示电路选择72.4键盘电路选择82.5 AD电路选择82.6温度采集电路选择92.7控制电路选择113 系统硬件设计123.1系统硬件功能分析123.2单片机最小系统设计123.4温度检测电路设计143.4 AD转换模块设计153.5温度控制系统设计173.6报警模块设计183.7键盘输入模块设计194 系统软件设计204.1主程序分析204.2显示模块分析204.3 AD转换模块分析204.4 键盘输入模块设计214.5报警控制模块
8、设计225 实习结果236 总结与鸣谢24参考文献24附录125附录2251课题要求本课题是设计一个基于单片机的温度控制系统，用来测量温度并将温度控制在一定范围内。系统框图如下图所示，包括6部分：单片机系统、温度采集电路、显示电路、温度控制电路、键盘电路和报警电路。系统采用AT89C51作为主机，温度采集电路包括温度传感器、信号调理电路和ADC。单片机将测量的温度在数码管上显示，并与设定的门限值进行比较，如超出门限则驱动报警电路，并启动温度控制电路调节温度到预定值。这里温度传感器可采用电阻式温度传感器（Pt100）或电流温度传感器（AD590）；数码显示电路可采用四位一体共LED数码管；报警电
9、路采用蜂鸣器使和发光二极管；温度调节电路采用两个固态继电器（SSR）,分别接热电阻和电风扇进行升温和降温。要求如下：1）温度测量范围0-99；2）温度测量误差小于1；3）温度控制误差小于2；4）可设置上下限报警温度和预定温度。5）上下限报警值、预定值和实际测量值可通过LED显示。2总体设计方案2.1系统总体设计系统整体硬件结构框图如图2-1所示，采用STC89C52作为主机；由电阻式温度传感器测量温度值并转换成电压信号经过放大，再经A/D转换器进行模数转换，由I/O接口读入CPU，CPU进行数据处理。处理后的数据，一方面送LED数码管显示；另一方面与检测开关设定的温度控制值进行比较，并判断是否
10、超限，人通过输出I/O口信号控制加热和冷却模块，达到控制温度的目的。2.2单片机选择单片机的种类繁多，Intel公司的MCS-51 8位单片机系列、MCS-96 16位单片机系列；Atmel的AT89、AVR系列；Philips的P89V51、LPC700/900 8位单片机系列、LPC2000 16/32系列；Motorola公司的MC68HC908 8位单片机系列、DSP型16位单片机。方案一：选择8031单片机8031单片机是Intel公司生产的MCS-51系列单片机中的一种，除无片内ROM外，其余特性与MCS-51单片机基本一样。采用40个引脚的8031芯片。该芯片有4个8位并行I/O
11、接口：P0、P1、P2、P3，128个字节的片内数据存储器，但没片内程序存储器，需扩展，价格便宜。方案二：STC89C52单片机 STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗，内置4KB EEPROM，
12、MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。【1】由于本次实验我们要达到控制效果，并且结合在学校里的学习知识，我们小组决定用STC89C52单片机作为主机，这款单片机是我们熟悉的，做起来比较有把握。2.3显示
13、电路选择在单片机系统中常用的显示电路有LED显示、LCD显示。方案一：选择LED显示采用七段码显示时，数码管中的每一段相当于一个发光二极管。对于共阳极的数码管，内部每个发光二极管的阳极被连在一起，成为该各段的公共选通线，发光二极管的阴极则成为段选线。对于共阴极数码管，则正好相反，内部发光二极管的阴极接在一起，阳极成为段选线。这两种数码管的驱动方式是不同的。当需要点亮共阳极数码管的一段时，公共段需接高电平，该段的段选线接低电平。从而该段被点亮。当需要点亮共阴极数码管的一段时，公共段需接低电平，该段的段选线接高电平，该段被点亮。方案二：选择LCD显示C系列LCD显示可以显示字母、数字符号、中文字型
14、及图形，具有绘图及文字画面混合显示功能。提供三种控制接口，分别是8位微处理器接口，4位微处理器接口及串行接口（OCMJ4X16A/B无串行接口）。所有的功能，包含显示RAM，字型产生器，都包含在一个芯片里面，只要一个最小的微处理系统，就可以方便操作模块。内置2M-位中文字型ROM (CGROM) 总共提供8192 个中文字型(16x16 点阵)，16K-位半宽字型ROM (HCGROM) 总共提供126 个符号字型(16x8 点阵)，64 x 16-位字型产生RAM (CGRAM)，另外绘图显示画面提供一个64x256点的绘图区域（GDRAM），可以和文字画面混和显示。提供多功能指令：画面清除
15、（Display clear）、光标归位（Return home）、显示打开/关闭（Display on/off）、光标显示/隐藏（Cursor on/off）、显示字符闪烁（Display character blink）、光标移位（Cursor shift）、显示移位（Displayshift）、垂直画面卷动（Vertical line scroll）、反白显示（By_line reverse display）、待命模式（Standby mode）。为了较方便的显示LED，本系统采用了利用上拉电阻与CD4511译码器组合控制段选，位选直接使用单片机控制，这大大的降低了成本，也节省了元器件。它还具有可用程序来实现多种功能、通用性强、使用灵活的特点。如果使用LCD显示在经济上不能降低成本，编程也比较繁琐，反而显得不合理。综上所述我们使
