数字温度测量及控制系统 大学毕业论文.doc

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1、辽宁石油化工大学课程设计目录1前言-2-2设计背景-2-3设计说明-3-3.1工作原理-3-3.2具体控制要求-3-4硬件设计-3-4.1系统结构图-3-4.2单片机的选择-4-4.3温度传感器的选择-6-4.4显示器的选择-6-5硬件电路设计-7-5.1单片机最小系统的设计-7-5.2温度传感电路设计-8-5.3温度控制电路和报警电路的设计-9-5.4键盘电路的设计-10-5.5显示电路的设计-11-5.6系统仿真图如下:-13-6系统的软件设计-13-6.1系统的主程序设计-13-6.2中断程序的设计-14-6.3源程序清单-15-7元器件清

2、单-27-8心得体会-27--28-辽宁石油化工大学课程设计1前言随着科技的不断进步，在工业生产中温度是常用的被控参数，而采用单片机来对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。本文介绍了数字温度测量及自动控制系统的设计。本文采用单片机来实现对温度的控制。它的主要组成部分有：AT89S51单片机、温度传感器、键盘与显示电路、温度控制电路。它可以实时的显示和设定温度，实现对温度的自动控制。通过测试表明，本设计对温度的控制有方便、简单的特点，从而大幅提高了被控温度的技术指标。2设计背景温度控制广泛应用于人们的生产和生活中，人们使用温度计来采集温度，通过人

3、工操作加热、通风和降温设备来控制温度，这样不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。即使有些用户采用半导体二极管作温度传感器，但由于其互换性差，效果也不理想。在某些行业中对温度的要求较高，由于工作环境温度不合理而引发的事故时有发生。对工业生产可靠进行造成影响，甚至操作人员的安全。为了避免这些缺点，需要在某些特定的环境里安装数字温度测量及控制设备。本设计由于采用了新型单片机对温度进行控制，以其测量精度高，操作简单。可运行性强，价格低廉等优点，特别适用于生活，医疗，工业生产等方面的温度测量及控制。本设计是一个数字温度测量及控制系统，能测柜内

4、的温度，并能在超限的情况下进行控制、调整，并报警。保证环境保持在限定的温度中。本章主要对毕业设计的题目进行了分析，根据要实现的功能，综合比较几种设计方法，提出了实现系统功能的最佳方案。-28-辽宁石油化工大学课程设计3设计说明3.1工作原理在本系统中，温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89S51单片机上，经过51单片机处理，将把温度在显示电路上显示，本系统显示器为点阵字符LCD，1602液晶模块。检测范围5摄氏度到60摄氏度。本系统除了显示温度以外还可以设置一个温度值，对所测温度进行监控，当温度高于或低于设定温度时，开始报警并启动相

5、应程序（温度高于设定温度时，风扇开；当温度低于设定温度时，加热器开）。最终实现温度的测量和控制。3.2具体控制要求根据设计的要求，要利用温度传感器实时温度。当温度高于设定的温度时（60℃），打开降温装置进行调整使温度在设定的范围内。当温度低于设定的温度时（5℃），打开升温装置进行调整使温度在设定的范围内。同时要求能设定温度。毕业设计的主要任务是能对温度进行自动的检测和控制。设计中采用单片机来控制温度，因此要有温度的采集电路，键盘显示电路，温控电路，报警电路等几个部分。要实现系统的设计要用到的知识点有单片机的原理及其应用，温度传感器的原理和应用，及

6、键盘和显示电路的设计等。4硬件设计4.1系统结构图温度控制系统采用AT89S51八位机作为微处理单元进行控制。采用4X-28-辽宁石油化工大学课程设计4键盘把设定温度的最高值和最低值存入单片机的数据存储器，还可以通过键盘完成温度检测功能的转换。温度传感器把采集的信号与单片机里AT89S51温度控制报警电路显示电路温度传感器键盘设定的数据相比较来控制温度控制器。系统框图如图4.1：图4.1系统框图根据系统的设计要求，选择DS18B20作为本系统的温度传感器，选择单片机AT89S51为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。选用数字温度

7、传感器DS18B20，省却了采样／保持电路、运放、数／模转换电路以及进行长距离传输时的串／并转换电路，简化了电路，缩短了系统的工作时间，降低了系统的硬件成本。4.2单片机的选择微处理器是本系统的核心，其性能的好坏直接影响系统的稳定，鉴于本系统为实时控制系统，系统运行时需要进行大量的运算，所以单片机采用高效微控制器AT89S51。他是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容

8、标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP-28-辽宁石油化工大学课程设计Flash存储单元，