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论文基于单片机的温度控制系统

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论文基于单片机的温度控制系统

论文基于单片机的温度控制系统论文:基于单片机的温度控制系统 本文简介: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:年月日基于单片机的温度控制系统摘要本设计以AT89C51单片机为核心论文:基于单片机的温度控制系统 本文内容: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:年月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14?3.1AT89C51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温度控制系统研究意义二十一世纪是科技高速发展的信息时代,电子技术、微型单片机技术的应用更是空前广泛,伴随着科学技术和生产的不断发展,需要对各种参数进行温度测量。因此温度一词在生产生活之中出现的频率日益增多,与之相对应的,温度控制和测量也成为了生活生产中频繁使用的词语,同时它们在各行各业中也发挥着重要的作用。如在日趋发达的工业之中,利用测量与控制温度来保证生产的正常运行。在农业中,用于保证蔬菜大棚的恒温保产等。温度是表征物体冷热程度的物理量,温度测量则是工农业生产过程中一个很重要而普遍的参数。温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用。由于温度测量的普遍性,温度传感器的数量在各种传感器中居首位。而且随着科学技术和生产的不断发展,温度传感器的种类还是在不断增加丰富来满足生产生活中的需要。在单片机温度测量系统中的关键是测量温度、控制温度和保持温度,温度测量是工业对象中主要的被控参数之一。因此,单片机温度测量则是对温度进行有效的测量,并且能够在工业生产中得到了广泛的应用,尤其在电力工程、化工生产、机械制造、冶金工业等重要工业领域中,担负着重要的测量任务。在日常生活中,也可广泛实用于地热、空调器、电加热器等各种家庭室温测量及工业设备温度测量场合。但温度是一个模拟量,如果采用适当的技术和元件,将模拟的温度量转化为数字量虽不困难,但电路较复杂,成本较高。现代工业设计,工程建设及日常生活中温度控制都起着重要的作用,早期的温度控制主要用于工厂时间生产中,能起到实时采集温度数据,提高生产效率,产品质量之用。随着人们生活质量的提高,现代社会中的温度控制不仅应用在工厂生产方面也应用于酒店,厂房以及家庭生活中,在有些应用中,如高精度的生产厂房,对温度的要求极其严格,温度的变化极有可能对生产的产品造成极大的影响。因此,这就需要一种能够及时检测温度变化以及温度变化的设备,提供温度数据值,使人们对温度的变化做及时的调整,多点温度控制可根据人们不同的应用环境自行设置该环境的温度值,及时反映生产,生活中温度变化使人们能及时看到温度变化的第一手资料,提示人们温度变化情况,协助人们能及时的调整,起到温度报警作用,使温度控制更好的服务于社会生产,生活。电子技术的飞速发展,给人类的生活带来了根本的的变革,特别是随着大规模集成电路的产生而出现了微型计算机,更是将人类社会带入了一个新的时代。利用微机的强大功能。人们可以完成各种各样的控制。然而,微机造价高,对于大多数的工业控制来说,也并不需要微机那样强大的功能,于是单片机就运用而生了。单片机其实就是一个简化的微机,将微机的CPU,存储器,I/O接口。定时器/计数器等集成在一片芯片上就是单片机了,它主要用来完成各种控制功能。相对微机来说,单片机价格低,非常适合于应用在简单的控制场合以降低成本。另外,单片机是按照工业控制要求设计的,其可靠性很高,可在工业现场复杂的环境下运行。单片机依靠其高的可靠性和极高的性价比,在工业控制,数据采集,智能化仪表,家用电器等方面得到极为广泛的应用。温度是表征物体冷热程度的物理量,温度测量则是工农业生产过程中一个很重要而普遍的参数。温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的

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