电加热炉温度控制系统

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1、摘要在现实生活当中，很多场合需要对温度进行智能控制，日常生活中最常见的要算空调和冰箱了，他们都能根据环境实时情况，结合人为的设定，对温度进行智能控制。工业生产中的电加热炉温度监控系统和培养基的温度监控系统都是计算机控制系统的典型应用。通过这次课程设计，我们将自己动手设计一个小型的计算机控制系统，目的在于将理论结合实践以加深我们对课本知识的理解。本次设计采用单片机89C51及数字式温度传感器、数码管显示温度。数字式温度传感器将采集到的温度数据送入单片机，单片机将采集到的温度数据与设定值进行比较，若大于设定值，则电热炉关断，若小于设定值，则电热炉继续加热

2、。对于设定的温度值的改变采用中断方式，当改变温度设定时，检测输入的信号，改变设定值，并在数码管上显示出设定值，此次设计初始设定值为100摄氏度。关键字：温度自动控制、单片机、数码管目录1设计内容及步骤11.1设计要求11.2方案设计11.3设计思路12硬件设计22.1主要硬件介绍22.1.1单片机22.1.2温度传感器22.1.3开关器件22.2电路设计方法32.2.1显示部分电路32.2.2温度检测电路42.2.3键盘电路42.2.4电气开关及工作电路52.2.5整体硬件设计及工作说明53软件设计63.1数码管模块63.2按键中断输入模块73.3温

3、度检测模块83.4主程序流程图94调试和分析105课程设计心得体会12参考文献13附录1整体电路图14附录2源程序151设计内容及步骤1.1设计要求设计一个温度控制系统，并用软件仿真。功能要求如下：（1）能够利用温度传感器检测环境中的实时温度；（2）能对所要求的温度进行设定；（3）将传感器检测到得实时温度与设定值相比较，当环境中的温度高于或低于所设定的温度时，系统会自动做出相应的动作来改变这一状况，使系统温度始终保持在设定的温度值。1.2方案设计达到技术要求的内容，需要以下几种器件：单片机、温度传感器、数码管、直流电动机等。其中单片机用作主控制器，控

4、制其他器件的工作和处理数据；温度传感器用来检测环境中的实时温度，并将检测值送到单片机中进行数值对比；数码管显示屏用来显示温度；直流电动机用来表示电加热炉的工作情况，转动表示电加热炉通电加热，停止转动表示电加热炉断电停止加热。1.3设计思路通过按键设定所需要的温度值，然后利用温度传感器检测电加热炉的实时加热温度，并送至单片机与设定值进行比较。若检测值小于设定值，则继电器得电，开关闭合，电加热炉导通加热；若检测值大于设定值，则继电器断开，开关断开，电加热炉断电停止加热。若炉温低于设定值，单片机又控制继电器闭合，继电器开关闭合，电加热炉开始导通加热。传感器

5、检测到得温度值会在数码管显示屏上显示出来。当设定温度时，设定温度会在数码管上显示出来。2硬件设计2.1主要硬件介绍2.1.1单片机这里选用AT89C51单片机作为控制系统的处理器。P30—P33作为按键输入端，采用中断方式。P0口作为数码管的段选端，P10—P13作为数码管的位选端。P17作为温度传感器检测温度信号输入端。P37作为控制电热炉的信号输出端。2.1.2温度传感器温度传感器选用DS18B20温度传感器。数字温度传感器DS18B20具有单总线接口方式，支持多节点，使分布式温度传感器设计大为简化独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连

6、接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。测温范围－55℃～+125℃，固有测温误差0.5℃。支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，最多只能并联8个，实现多点测温，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定。工作电源为3~5V/DC，在使用中不需要任何外围元件，测量结果以9~12位数字量方式串行传送。2.1.3开关器件由于单片机与电动机之间需要用开关器件连接，并且前者用弱电控制，后者由强电控制，这就尤其需要注意安全问题，因此采用继电器。继电器是由一个线圈和一个开关组成，当线圈得电，就会使开关

7、闭合，电动机回路工作。当线圈失电，就会使开关断开，电动机不工作。2.2电路设计方法2.2.1显示部分电路显示电路截图如下图2.1所示。图2.1显示部分电路图这里选用4位7段数码管作为系统的显示器件，如图2.1所示，P0口作为数码管的段选端，由高到低分别与数码管P07—P00连接P0口需接上拉电阻，位选端分别与P13—P10连接，由于数码管显示数据中，位选线需要较大的电流驱动，而实际上89C51单片机管脚输出拉电流一般为十几到二十mA，不足以驱动数码管，因此在位选线上要接驱动电路，起电流放大作用。数码管显示采用共阳极接法，在显示数据时，采用动态扫描法。

8、2.2.2温度检测电路温度传感器与单片机的连接情况如下图2.2所示。图2.2温度检测电路图温度传感器DS18