基于ds18b20的温度控制系统设计1

《基于ds18b20的温度控制系统设计1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、课程考核答题册课程名称自动检测与转换技术课程性质院（部）物电学院专业电子声像学号201014801108姓名赵培琳年级2010级班一班层次本科学年2012--2013学期2成绩评定表序号评语得分总成绩评卷人基于DS18B20的数字温度计的设计摘要本设计以AT89C51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机，再由单片机将信号通过数码管显示出来，并有报警提示功能。报告中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测模块、温度控制模块、显示模块和报警模块。单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目

2、的。报告中还重点介绍了软件设计部分，在这里采用模块化结构，主要模块有：数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序。关键词：AT89C51单片机DS18B20温度芯片温度控制串口通讯目录摘要1绪论11.1课题研究的背景和意义11.2本设计的主要要求12系统总体设计方案22.1系统方案选择22.2整体电路设计23硬件系统方案设计33.1DS18B20温度传感器33.2DS18B20供电方式43.3DS18B20测温原理43.4复位电路模块43.5显示电路模块53.6按键电路模块54软件设计65系统调试86分析97结论9参考文献：9附录A10附录B10程序代码：1

3、0基于DS18B20的数字温度计的设计1绪论1.1课题研究的背景和意义温度是工业生产过程中最普遍、最重要日常检测参数之一。任何物理变化和化学变化的过程都与温度密切相关。温度检测和控制都直接与安全生产、节约能源等技术经济指标相联系。温度测量在工业、民用、军事等领域占着重要的地位，航空、家电、科研等领域都需要温度测试设备，用于测试和确定电工、电子及其它产品及材料进行高温、低温、交变温度或恒定试验的温度环境的变化，判断当检测目标的温度值达到警示条件时发出警告信号。常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同，在工业企业中，如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人

4、员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大，滞后现象严重，存在很多不确定的因素，难以建立精确的数学模型，从而导致控制系统性能不佳，甚至出现控制不稳定、失控现象。传统的继电器调温电路简单实用，但由于继电器动作频繁，可能会因触点不良而影响正常工作。控制领域还大量采用传统的PID控制方式，但PID控制对象的模型难以建立，并且当扰动因素不明确时，参数调整不便仍是普遍存在的问题。而采用数字温度传感器DS18B20，因其内部集成了A/D转换器，使得电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进

5、行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片机更加具有拓展性。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头，探入到狭小的地方，增加了实用性。更能串接多个数字温度传感器DS18B20进行范围的温度检测。1.2本设计的主要要求（1）测量温度范围：-50℃～150℃；（2）精度：±0.5℃；（3）线性度：±0.3℃；（4）超限报警功能；（5）具有温度和时间显示功能；（6）工作电压：总线供电。21系统总体设计方案1.1系统方案选择方案一：采用纯硬件的闭环控制系统。方案二：测温电路的设计，可以使用热敏电阻之类的器件

6、利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来。方案三：考虑使用数字温度传感器，结合单片机电路设计，采用一只DS18B20温度传感器，直接读取被测温度值，之后进行转换，依次完成设计要求。方案比较：方案一优点在于速度较快，但可靠性比较差控制精度比较低、灵活性小、线路复杂、调试、安装都不方便，且要实现题目所有的要求难度较大。方案二采用模拟温度传感器，数据处理麻烦，且容易产生信号失真。方案三可以只用一根线实现信号的双向传输，具有接口简单容易扩展等优点。DS18B20可以直接温度转换为

7、串行数字信号，供单片机进行处理，具有低功耗、商性能、抗干扰能力强等优点。比较以上三种方案，很容易看出，采用方案三，电路比较简单，软件设计容易实现，故实际设计中拟采用方案三。1.2整体电路设计温度传感器DS18B20从设备环境中采集温度，单片机获取采集的温度值，经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值，再根据当前设定的温度值，通过加热和冷却对当前温度进行调整。采集到的温度数据传输到单片机，由单片机处理后的数据送显示部分显示，当采集的温度经处理后低于设定温度的下限或高于设定温度的上限时，单片机控制报警电路相应的发光二极管发光显示