1、基于單片機的溫度控制系統設計基于單片機的溫度控制系統設計 指導教師：魯慶賓指導教師：魯慶賓n專業：通信工程（升）專業：通信工程（升） n學生：李瑞卿學生：李瑞卿n學號：學號：1306734005目錄目錄概述概述 1系統總體分析系統總體分析 2硬件系統設計硬件系統設計 3軟件系統設計和仿真軟件系統設計和仿真 4結論結論 5結論結論 51.概概 述述1、課題的背景和現狀、課題的背景和現狀 背景：我們都知道，日常生活中溫度控制在各行各業中起著關鍵性的作用。因此能夠檢測溫度變化的溫度檢測設備在各種工業生產過程中得到了廣泛的開發和應用，如家電行業、汽車行業等。 現狀：我國的溫度測控系統的技術研究比較晚,

2、雖說掌握了以單片機為核心的單參數和單回路的室內微機測控技術，但是對于多參數多回路的溫度測控技術的研究比較落后。2、立題的目的和意義、立題的目的和意義 目的：使用溫度控制系統，可以及時、精確的反映各種環境溫度變化。完成諸如升溫到特定溫度、降溫到特定溫度等多種控制方式。 意義：溫度測量在產品生產，工業設計，能源節約中起到了關鍵性的作用。3、本系統主要研究內容、本系統主要研究內容 本系統介紹了一種以AT89C51單片機為核心的控制器，以DS18B20為溫度傳感器的溫度控制器。首先，通過對元器件的選擇，設計控制器的硬件電路，包括測溫電路、按鍵電路、溫度控制繼電器電路、LCD液晶顯示電路，AT89C51

3、單片機最小系統等； 然后，設計相關應用程序，包括主程序，讀出溫度子程序、溫度控制繼電器程序、LCD顯示程序、按鍵處理程序等；最后，通過仿真，對整個系統進行調試、分析。最終實現溫度采集、顯示、控制等功能。2.系統總體分析系統總體分析1、總體方案設計、總體方案設計 2 2、硬件的選擇、硬件的選擇2.1.單片機的選擇。 單片機種類很多，在眾多51系列單片機中，較為常用的是ATMEL 公司的AT89C51單片機，AT89C51片內4KROM是Flash工藝的，使用專用的編程器自己就可以隨時對單片機進行電擦除和改寫，片內有128字節的RAM。 2.2 溫度傳感器的選擇 溫度可以通過物體隨溫度變化的某些特

4、性（如電阻、電壓變化等特性）來間接測量，常用的溫度傳感器有熱電偶、熱敏電阻、熱電阻、集成溫度傳感器及數字式溫度傳感器等。 雖然熱電阻溫度傳感器測量范圍比較大，但是由于其測溫原理是電阻值隨著溫度的改變而改變，需要設計非常優良的溫度采集電路，其中應包括測溫部分，線性化部分，放大部分，A/D轉換部分，這就會使外圍的電路更加復雜。DS18B20是數字式溫度傳感器，只需一根總線就可以與單片機通信，是外圍的電路大大簡化，測量的精度更準確。因此本控制器的設計中，溫度傳感器擬選擇DS18B20作為溫度采集傳感器。3.硬件系統設計硬件系統設計1、DS18B20和和AT89C51單片機連接電路單片機連接電路XTA

5、L218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6

6、/A1427U1AT89C5127.0DQ2VCC3GND1U2DS18B20R14.7k硬件系統設計硬件系統設計2、液晶顯示部分與、液晶顯示部分與STC89C51單片機的接口單片機的接口XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3

7、.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3LCD1LM016LR110kR210kR310kR410kR510kR610kR710kR810k硬件系統設計硬件系統設計3、鍵盤識別模塊、鍵盤識別模塊 單片機的I/O口即可以作為輸出也可以作為輸入使用，當該檢測按鍵使用的是它的輸入功能，我們把按鍵的其中一端接地，另一段與單片

8、機的I/O口相連，開始時先給I/O口賦一個高電平，然后讓單片機一直不斷循環檢測該I/O口是已經否變為了低電平，若是按鍵閉合，就相當于此I/O口通過按鍵接地了，變成低電平，程序如果檢測到I/O口變為了低電平就說明該按鍵已被按下，然后就執行相應的指令和程序。硬件系統設計硬件系統設計4、按鍵電路與單片機連接電路、按鍵電路與單片機連接電路 XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34

9、P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51軟件系統設計軟件系統設計1、主程序流程圖主程序流程圖軟件系統設計軟件系統設計2、按鍵程序的設計按鍵程序的設計 仿真結果及分析仿真結果及分析1、系統仿真系統仿真 仿真實驗一： 設定的溫度為-21.00攝氏度，實時檢測的溫度為0.00

10、攝氏度，啟動降溫繼電器。XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P

11、2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C52D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3LCD1LM016L0.0DQ2VCC3GND1U2DS18B20R14.7kR210kR310kR410kR510kR610kR710kR810kR910kRL1G2R-14-AC120RL2G2R-14-AC120Q1PNPQ2PNPD1LED-BIBYD2LED-BIBYR10470R11470D3LED-BIBYD4LED-BIBYD5LED-BIBYD6LED-BIBYR12470R13470R14470R154

12、70D7DIODED8DIODER163kR173k仿真結果及分析仿真結果及分析 仿真實驗二： 設定的溫度為22.00攝氏度，實時檢測的溫度為0.00攝氏度，啟動升溫繼電器。XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P

13、3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C52D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3LCD1LM016L0.0DQ2VCC3GND1U2DS18B20R14.7kR210kR310kR410kR510kR610kR710kR810kR910kRL1G2R-14-AC120RL2G2R-14-AC120Q1PNPQ2PNPD1LED-BIBYD2LED-BIBYR10470R11470D3LED-BIBYD4LED-BIBYD5LED-BIBYD6LED-BIBYR12470R13470R14470R15470D7DIODED8DIODER163kR173k仿真結果及分析仿真結果及分析2 仿真分析 通過以上的仿真實驗，可以看到，本次設計的系統能夠可靠地運行。當測定的溫度比設定的溫度高時，系統自動啟動降溫繼電器；而當測定的溫度比設定的溫度低時，啟動加熱繼電器。所以可以說：該系統在軟件仿真的過程中，系統的軟件和硬件能夠很好運行，滿足設計的要求。為以后在實際的工業生產和日常生活中的運