基于单片机保温箱的温控系统研究最终版.doc

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1、工学院毕业设计题目：基于单片机保温箱的温控系统研究院系：信息与控制学院专业：自动化班级学号：10303232学生：铮指导教师：王艳秋成绩：2014年6月25日目录1设计要求与方案论证31.1设计任务要求31.2硬件方案设计31.2.1单片机芯片的选择方案和论证31.2.2传感器温度的设计方案论证41.2.3模块显示的方案论证51.3编程语言与调试环境选择62恒温箱的硬件设计72.1单片机主芯片STC89C51介绍72.1.1STC89C51主要功能及PDIP封装82.1.2STC89C51引脚介绍82.13单片机的晶振与复位电路：92.2温度采集电路设计122.2.1温度

2、传感器的选取122.2.2温度采集器DS18B20接口电路设计142.2.3温度采集器DS18B20的部设计142.3温度显示电路设计152.4继电器电路的设计162.5报警电路设计172.6自锁开关电路的设计182.7DC插口的设计193系统的软件设计203.1软件说明203.2温度传感器DS18B20的程序流程图203.3主程序流程图21参考文献22附录A硬件原理图23附录B程序代码24附录C实物图321设计要求与方案论证首先要明确设计恒温箱的要求，然后再整体讨论和确定制作恒温箱方案，最后在完成。1.1设计任务要求温度基本围0℃-99℃；温度精度误差小于0.1℃；数码

3、管直读显示；可以控制温度；扩展功能：可以进行温度上下限的任意设定控制及报警功能，并且可以驱动负载进行升温或降温。1.2硬件方案设计1.2.1单片机芯片的选择方案和论证因为单片机具有以下的很多优点，所以被我们拿来作为制作恒温箱的的首选芯片单片机具有的特点：1、易扩展单片部具有正常运行计算机所必需的所有部件。芯片外部具有许多可以扩展用的三总线及串行、并行输入/输出的管脚，很容易的就能组成各种规模的计算机应用系统。2、高可靠性，集成度高，体积小等特点单片机在一块晶体芯片上将各功能部件集成起来，以为集成度比较高，所以单片机体积自然而然也就比较小了。芯片本身是按照在工业生产测控环境

4、的要求下进行设计的，芯片部布线很短，其工业抗噪音性能也优于一些通用的CPU。一般单片机将程序指令，常数及表格等都固化在ROM中不易照成损坏，大部分的信号通道都在同一个芯片部，故而可靠性比较高。3、电压低，功耗低，便于生产便携式产品为了满足广泛使用于便携式的系统，许多单片机的部最低工作电压仅为1.8V～3.6V，而且工作电流仅仅为数百微安。4、控制功能强为了满足对对象的控制需求，单片机的控制指令系统均有极其丰富的条件:I/O口的逻辑操作，分支转移能力以及位处理能力，非常适用于专门的控制功能。5、优异的性价比单片机所具有的性能极强。因为为了提高效率和运行速度，所以单片机开始使

5、用RISC流水线和DSP等相关技术。单片机的寻址能力已经突破64KB的限制，有的已可达到1MB或16MB，片的ROM容量以达到62MB，RAM容量则以达到2MB。因为广泛的使用单片机，因而单片机的销量极大，各大公司的商业竞争已经使其具有很高的性价比。方案一:采用STC89C51芯片作为核心。STC89C51部芯片具有4KBROM存储的空间,512字节数据存储空间，具有2K字节的EEPROM存储空间，完全与MCS-51系列单片机兼容,STC89C51同时可通过串口进行下载。方案二:采用AT89S51。AT89S51片具有4K字节的程序储存空间，虽然256字节的数据存储空间没

6、有EEPROM存储空间，但同时与MCS-51系列单片机也完全兼容，有在线编程的可擦除技术。两种单片机都能够满足设计，但STC89C51相对于ATS89C51来说价格跟低一些，而且具有下载方便简单的特点。所以，选用STC89C51片作为系统芯片。1.2.2传感器温度的设计方案论证温度传感器是利用物质的物理性质来跟随温度变化的规律把温度转化为电量的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，它们种类繁多。按测量方式可分为非接触式和接触式两大类，按传感器的电子元器件特性材料以及材料可分为热电偶和热电阻两大类。现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术)、信息处理(计算机技术

7、)和信息传输(通信技术)。温度传感器的发展大致经历了三个阶段；(1)分立式温度传感器(含敏感元件)；(2)模拟集成温度传感器/控制器；(3)智能温度传感器。新型温度传感器正是从模拟式转向数字式、由集成化转向智能化、网络化的发展方向。在20世纪90年代中期利用的8位A/D转换器的温度传感器，它的温度分辨能力只能达到1°C，而且它测量温度的精度比较低。而现在的9~12位A/D转换器，分辨能力高达0.5~0.0625°C。现在为了提高多通道智能温度传感器的转换速率，有的芯片也采用高速逐次逼近式的A/D转换器。目前，智能型温度传感器的