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1、计算机控制技术题目：基于单片机的饮水机温度控制姓名： 学号： 专业： 2015 年 12 月 31 日摘要随着计算机在社会领域的渗透 , 单片机的应用正在不断地深入，同时带动传 统控制检测日新月益更新。 在实时检测和自动控制的单片机应用系统中， 单片机 往往是作为一个核心部件来使用， 仅单片机方面知识是不够的， 还应根据具体硬 件结构，以及具体应用对象特点的软件结合， 以作完善。 本论文从硬件和软件两 方面来讲述单片机的温度控制系统，此系统要可以实时检测饮水机水箱的水温， 并且可以通过数码管显示水箱水温度数，可以通过键盘或开关选择制冷或加热， 可以任意设置水温的上下限， 如加热， 当温度在设定
2、的范围内时正常工作， 当低 于水温下限时控制加热器加热； 如制冷，当温度高于水温上限时控制压缩机制冷。 温度检测范围 095oC，当温度超过设定值时具有示警功能。关键词： 饮水机；单片机；温度传感器AbstractAlong with the computer in the social sector penetration and MCU application is continuously thorough, and push the traditional control test on the new beneficial upd ate. In real time detectio
3、n and automatic control of the microcomputer application syst em, the MCU is often as a core component to use, only MCU aspects knowledge is no t enough, should according to the specific hardware structure, and the specific applicat ion of the characteristics of the object software combination to be
4、 perfect. the main purpose of this subject is to design a microcontroller - based drinking fountains temperature control system. This system can real-time detect of water dispenser tank water temperature. This system can real-time detection of water dispenser tank water temperature , and digital dis
5、play water temperature in degrees cooling or heating , you can select via the keyboard or switch , you can set the water temperature in the upper and lower limits. When the temperature within the limits set by the drinking fountains will work properly. Such as heating, When the water temperature is
6、lower than limit, it controls heater; such as refrigeration compressor cooling, when the temperature is higher than the water temperature limit control. Temperature detection range of 0 95 o C, accuracy of -1 to +1 C, has a warning function when the temperature exceeds the set value.Keywords: drinki
7、ng fountain ;SCM ;sensor.II目录摘要IAbstract II2. 前言 2. .2.1 概论3. .2.1.1设计任务 3.2.1.2 设计分析 3.2.2 系统方案设计 4. .3. 系统硬件电路设计 4.3.1 单片机最小系统设计 4.3.1.1 单片机选择 5.3.1.2时钟电路 6.3.1.3 复位电路 7.3.2 温度采集电路设计 8.3.3 A/D 转换电路设计 1.03.3.1 A/D 转换器选择 1.03.4 显示电路设计 1.3.3.5 键盘电路设计 1.5.3.6 报警电路设计 1.7.3.7 控制电路设计 1.7.4. 系统软件设计 1.8.4.
8、1 主程序流程图及简要说明 1.84.2 A/D 转换子程序 1.94.3 键盘子程序 2.0.4.4 控制子程序 2.2.4.5 显示子程序 2.3.5. 结论 2.4.附录 1：系统硬件原理图 2.5附录 2：软件程序清单 2.62.前言二十一世纪是科技高速发展的信息时代， 电子技术、 微型单片机技术的 应用更是空前广泛， 伴随着科学技术和生产的不断发展， 需要对各种参数进行温 度测量。因此温度一词在生产生活之中出现的频率日益增多， 与之相对应的， 温 度控制和测量也成为了生活生产中频繁使用的词语， 同时它们在各行各业中也发 挥着重要的作用。 如在日趋发达的工业之中， 利用测量与控制温度来
9、保证生产的 正常运行。在农业中，用于保证蔬菜大棚的恒温保产等。在单片机温度测量系统中的关键是测量温度、 控制温度和保持温度， 温度测 量是工业对象中主要的被控参数之一。 因此，单片机温度测量则是对温度进行有 效的测量， 并且能够在工业生产中得到了广泛的应用， 尤其在电力工程、 化工生 产、机械制造、冶金工业等重要工业领域中，担负着重要的测量任务。在日常生 活中，也可广泛实用于地热、 空调器、 电加热器等各种家庭室温测量及工业设备 温度测量场合。 但温度是一个模拟量， 如果采用适当的技术和元件， 将模拟的温 度量转化为数字量虽不困难，但电路较复杂，成本较高。温度控制无论是在工业生产过程中， 还是
10、在日常生活中都起着非常重要的作 用，而当今，我国农村的锅炉取暖等大多数都没有温度监控系统，部分厂矿，企 业还一直沿用简单的温度设备和纸质数据记录仪。 无法实现温度数据的测量与控 制。随着社会经济的高速发展， 越来越多的生产部门和生产环节对温度控制精一 个集温度的采集、处理、显示、自动控制为一身的闭环控制系统。该智能温度控 制系统功耗低， 本系统运行情况良好且经济可靠。 能利用最少的资源对不同温度 进行高精度的测量， 信息性能可靠、 操作便利，复杂的工作通过软件编程来完成， 可以方便的获取结果，在实际的使用中获得了理想的效果 温度不是一个点，而是一个范围。系统以 AT89C51 单片机为核心，组
11、成2.1.1 题目任务设计一个基于单片机的饮水机温度控制系统， 该系统可以实时检测饮水机水 箱的水温， 并且可以通过数码管显示饮水机水箱水温度数， 可以通过键盘或开关 选择制冷或加热， 可以人为设置水的温度的上下限， 如加热， 当温度在设定的范 围内时正常工作， 当低于水温下限时控制加热器加热； 如制冷， 当温度高于水温 上限时控制压缩机制冷，温度检测范围 095C，精度 -1+1C，当温度超过设 定值时具有示警功能。2.1.2 设计分析该系统要完成饮水机水箱的水温度控制系统的设计。 要达到题目设计的要求， 设计时需要解决以下几个方面的问题： 一、如何实现 095C 的温度检测范围和 精度为
12、1C 的温度测量；二、如何将水箱的温度控制在设定的范围内；三、如何 选择器件及设计电路使整个系统稳定、有效的工作。2.2 系统方案设计方案：以单片机为核心的控制方案， 其原理图如图所示。 本方案通过温度传感器 将温度信号转换为电流信号，信号放大后，经 A/D转换器， A/D 转换器将进来的 模拟信号转换成数字信号， 然后送到单片机处理， 并将采集的温度与键盘设定的 温度值进行比较， 根据比较的结果， 单片机输出相应的信号来控制外部设施， 达 到控制加热器加热或压缩机制冷的目的。还具有显示、报警等功能。受控对象继 电 器A/D 转 换该方案是采用以单片机为核心的控制系统，尤其对温度控制，它可达到
13、模 拟控制所打不到的控制效果，并且可实现显示，键盘设定，报警等功能，大大提 高了系统的智能化， 也使得系统的测量结果精度大大提高。 同时，以单片机为核 心的控制系统，它的软件编程比较灵活，易于实现。3. 系统硬件电路设计3.1 单片机最小系统设计本论文设计最小系统如图 3.1 所示，由主控器 AT89C51、时钟电路和复位电 路三部分组成。 单片机 AT89C51作为核心控制器控制着整个系统的工作， 而始终 电路负责产生单片机工作所必须的时钟信号， 复位电路使得单片机能够正常、 有 序、稳定地工作。C120PFU119R11kXTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2XTAL2
14、P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10PSENP2.3/A11ALEP2.4/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0P3.0/RXDP1.1P3.1/TXDP1.2P3.2/INT0P1.3P3.3/INT1P1.4P3.4/T0P1.5P3.5/T1P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RD1897AT89C51293031123453938373635343332212223242526272810111213141516170402图 3.1 单片机最小系统3.1.1 单片机选择AT89C51单片机是 ATMEL公司的 AT89系列中的一种，该系列是当今世界上 最新型的电擦写八位单片机之一，和 51 系列完全兼容，低电压、低电流、低功 耗，价格低廉，很受到用户欢迎。其管脚图如图 3.2 所示。图 3.2 AT89C51 管脚图AT89C51的引脚功能说明：Vcc：电源电压GND：地P0 口：P0 口是一组8 位漏极开路型双向 I/O 口，也即地址 /数据总线复 用。作为输出口用时， 每位能吸收电流的方式驱动 8 个TTL 逻辑门电路， 对端口 写“ 1”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组 口线分时转换
