基于单片机的温度控制系统

本科毕业设计说明书基于单片机的温度控制系统THETEMPRETURECONTROLSYSTEMBASEDONSINGLECHIPMICROCOMPUTER学院（部）：电气与信息工程学院专业班级：电气工程及其自动化学生姓名：指导教师：2013年05月25日基于单片机的温度控制系统摘要本设计以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。文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路、PC机与单片机串口通讯电路和一些接口电路。单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的。文中还着重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、继电器控制程序、超温报警程。该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记录当前的时间。系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，计算温度子程序、按键处理程序、LCD显示程序以及数据存储程序等。关键词：AT89C51，单片机，DS18B20温度芯片，温度控制THETEMPRETURECONTROLSYSTEMBASEDONSINGLECHIPMICROCOMPUTERABSTRACTTheat89c51monolithicintegratedcircuitistakeascoretemperaturecontrolsystem'sprincipleofworkanddesignmethod.ThetemperaturesignalbythetemperaturechipDS18B20gathering,andtransmitsbydigitalsignal'swayforthemonolithicintegratedcircuit.Thecontrolsystem'shardwarepartisintroduced.Including:Temperature,examination,electric,circuit,temperature-controlcircuit,PCmachineandmonolithicintegratedcircuitserialportcommunicationchannelandsomeinterfacecircuit.Themonolithicintegratedcircuitthroughcarriesoncorrespondingprocessingtothesignal,thusrealizesthetemperaturecontrolgoal.Inthearticlealsoemphaticallyintroducedthesoftwaredesignpart,usesthemodularstructureinhere,themainmoduleincludes:Nixietubedisplaysequence,keyboardscanningandpressedkeydisposalprocedure,temperaturesignalprocessingprocedure,black-whitecontrolprocedure,excesstemperaturewarningprocedure.KEYWORDS：AT89C51monolithicintegratedcircuit，DS1820temperaturechip，temperaturecontrol，serialportcommunication目录摘要（中文）..............................................................I摘要（英文）.............................................................II1绪论....................................................................11.1中外温度控制系统的发展状况........................................11.1.1国外温度测控系统研究.........................................11.1.2国内温度测控系统研究.........................................11.2温度控制系统研究意义..............................................11.3温度控制系统的实现方法............................................42方案设计................................................................62.1系统工作原理......................................................62.2各模块设计........................................................62.2.1温度传感器电路...............................................62.2.2通用键盘显示电路设计.........................................82.2.3温度控制及超温报警电路.......................................92.2.4数模转换模块设计............................................112.2.5数据存储器扩展模块..........................................123硬件介绍...............................................................143.1AT89C51单片机简介..............................................143.1.1主要特性....................................................143.1.2管脚说明....................................................153.1.3振荡器特性..................................................163.1.4芯片擦除....................................................163.28279芯片简介.....................................................173.2.1引脚介绍....................................................173.2.28279的编程方法.............................................193.2.38279的操作.................................................213.2.48279编程举例...............................................233.362256芯片简介....................................................253.3.162256引脚功能..............................................253.3.262256引脚图................................................263.474LS373简介......................................................273.5DS1820简介.......................................................273.5.1DS18B20的内部结构..........................................283.5.2DS18B20温度传感器的存储器..................................283.5.3DS1820使用中注意事项.......................................294软件设计...............................................................314.1程序结构分析.....................................................314.2子程序设计.......................................................344.2.1读出温度子程序..............................................344.2.2LED数码显示管程序.........................................354.2.3键盘扫描及按键处理子程序....................................365结束语.................................................................37参考文献.................................................................39致谢.....................................................................401绪论1.1中外温度控制系统的发展状况1.1.1国外温度测控系统研究国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。1.1.2国内温度测控系统研究我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。成熟的温控产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主，它们只能适应一般温度系统控制，而用于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，国内技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少。随着我国经济的发展及加入WTO，我国政府及企业对此都非常重视，对相关企业资源进行了重组，相继建立了一些国家、企业的研发中心，开展创新性研究，使我国仪表工业得到了迅速的发展。1.2温度控制系统研究