基于DS18B20的温度继电控制系统

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1、基于DS18B20的温度继电控制系统设计报告设计者班级学号武旭飞08012122012213128姚磊08912022012212594陆蒙08912012012213084完成时间：2014年6月4日星期三目录一、实验题口3二、实现功能3三、总体工作原理3四、硬件设备3五、系统框图3六、硬件设计41.单片机最小系统42.温度传感器53.键盘液晶显不74•继电器控制执行电路95•总电路连接图10七、心得体会10一、实验题目设计一个温度测量与控制系统，温度测量范围50-100°C,控温精度土0.5°C,采用继电控制水浴加热。1、选择合适的温度传感器。2、画出系统原理框图，并分析

2、工作原理。3、画出系统电原理图。二、实现功能本设计能够实现通过继电器对液体进行水浴加热的控制，当温度低于50°C时，继电器控制开始水浴加热，当温度高于100°C时停止加热，从而实现对温度的控制。三、总体工作原理本设计中温度测量采用的是DS18B20温度传感器，温度控制系统采用AT89S51作为微处理单元通过继电系统进行控制，同时采用4*4键盘把设定温度的最高值和最低值键入单片机的数据存储器，通过温度传感器把测得的温度信号传给单片机，与单片机里的数据相比较，通过继电控制来判断是否进行水浴加热。!1!继电器1个DS18B201个AT89S51芯片MAX232芯片LCD1602液晶

3、显示器1个五、系统框图经过反复思索设计，整个系统可以分成以下几个部分：AT89S51构成的控制电路、显示屯路、温度传感器、键盘设定、继电控制、水浴加热温度传感器DS18B20把所测得的温度送到AT89S51单片机上，经过单片机的处理，把温度在电路上显示，本系统显示器为液晶显示器LCD1602o通过键盘设定温度范围，将测得的实际温度与设定温度相比较，由继电器控制是否加热。控制电路采用单片机最小系统同时完成控制、显示、键盘采集温度等功能。六、硬件设计整个系统以单片机AT89S51为核心部件，在51最小系统外围添加了温度测量、键盘输入、液晶显示部分以及继电器构成的执行部件。1.单片

4、机最小系统本设计选择的芯片是AT89S51,其主要特点如下：4KB片内程序存储器，128bytes的随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出(I/O)口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗(WDT)电路，片内时钟振荡器。单片机接口使用情况如下：Pl・3作为继电器控制端口；P3.5作为温度检测元件输入端口；P2口键盘扫描端口；P0口作为LCD液晶显示数据输入端口；P3口作为上位通信串口输入端。单片机最小系统工作电路如图:-5V-5V•5V最小系统1.温度传感器由于DS18B20芯片将温度传感器、信号放大调理、A

5、/D转换、接口全部集成于一芯片，与单片机连接简单、方便，与AD590相比是更新一代的温度传感器，所以温度传感器采用DS18B20oDS18B20为单线数字温度传感器，支持“一线总线”接口，大大提高了系统的抗干扰性，应用丁温控控制、工业系统、消费品、温度计或任何热感测系统。DS18B20具有以下特性：DS18B2U123GNDIK>UDD(1)、零待机功耗；(2)、无需外部器件;(3)、可通过数据线供电；(4)、温度以9位数字量读出；(5)、独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯；(6)、测温范围-55°C〜+125°C,在-10°C〜+85°C内，精度为土0.5°CoCPU对

6、DS18B20的访问流程是：先对DS18B20初始化,再进行ROM操作命令,最后才能对存储器操作,数据操作oDS18B20每一步操作都要遵循严格的工作时序和通信协议。如主机控制DS18B20完成温度转换这一过程，根据DS18B20的通讯协议，须经三个步骤：每一次读写之前都耍对DS18B20进行复位,复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令。屯路采用温度传感器DS18B20,可直接输岀数字量，单线器件和单片机的接口只需一根信号线，所以本设计的硬件电路十分简单，容易实现。能达到o.5°C的固有分辨率，使用读取温度暂存寄存器的方法能达到0.2°C以上的精度ODS18B20连

7、接电路图如图所示：+5VP35vccI/OGNDDS18B20GND温度采集电路1.键盘液晶显示本设计在键盘输入方面，选择常用的4*4扫描键盘，分别用作PID模式选择、温度设定值输入、确定或取消设置。在显示方面，选用了常用的显示容量为16*2个字符的液晶显示模块LCD1602o键盘及显示部分的连接图如图所示：CMCT寸S9LX0一.7叫■键盘、显示电路1.继电器控制执行电路电磁式继电器介绍：电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成。只要在线圈两端加上一定电压，线圈中就会流过电流，从而产生电磁效