溫度控制課程設(shè)計(jì)--數(shù)字溫度測量系統(tǒng)

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1、綜合課程設(shè)計(jì)論文實(shí)訓(xùn)課題：數(shù)字溫度測量系統(tǒng)專業(yè)班級(jí)：應(yīng)用電子技術(shù)（1）班摘要隨著社會(huì)的進(jìn)步和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹碓街匾暅囟纫蛩?，許多產(chǎn)品對(duì)溫度范圍要求嚴(yán)格，而目前市場上普遍存在的溫度檢測儀器大都是單點(diǎn)測量，同時(shí)有溫度信息傳遞不及時(shí)、精度不夠的缺點(diǎn)，不利于工業(yè)控制者根據(jù)溫度變化及時(shí)做出決定。在這樣的形式下，開發(fā)一種能夠同時(shí)測量多點(diǎn)，并且實(shí)時(shí)性高、精度高，能夠綜合處理多點(diǎn)溫度信息的測量系統(tǒng)就很有必要。本課題以AT89C51單片機(jī)系統(tǒng)為核心，能對(duì)多點(diǎn)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)巡檢。DS18B20是一種可組網(wǎng)的高精度數(shù)字式溫度傳感器，由于其具有單總線的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，可以使用戶輕松地組建起傳感器網(wǎng)絡(luò)，并可使多點(diǎn)

2、溫度測量電路變得簡單、可靠。本文結(jié)合實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，介紹了DS18B20數(shù)字溫度傳感器在單片機(jī)下的硬件連接及軟件編程，并給出了軟件流程圖。關(guān)鍵詞：溫度測量；單總線；數(shù)字溫度傳感器；單片機(jī)目錄一、引言二、數(shù)字溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)及功能介紹1.單片機(jī)STC80C52RC2.DS18B20數(shù)字溫度傳感器3.顯示器的選擇三、設(shè)計(jì)原理及原理圖四、設(shè)計(jì)程序流程圖五、總結(jié)六、附錄1.程序代碼2.仿真一、引言本系統(tǒng)利用DS18B20進(jìn)行測溫，基于單片機(jī)AT89S52進(jìn)行溫度控制，具有硬件電路簡單，控溫精度高、功能強(qiáng)，體積小，簡單靈活等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于控制溫度在-55℃到+125℃之間的各種場合，可以實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)采

3、集、顯示功能。溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)之一，日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常要檢測溫度。傳統(tǒng)的方式是采用熱電偶或熱電阻，但是由于模擬溫度傳感器輸出為模擬信號(hào)，必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)獲得數(shù)字信號(hào)后才能與單片機(jī)等微處理器接口，使得硬件電路結(jié)果復(fù)雜，制作成本較高。美國DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20為代表的新型單總線數(shù)字式溫度傳感器以其突出優(yōu)點(diǎn)廣泛使用于倉庫管理、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)制造、氣象觀測、科學(xué)研究以及日常生活中。本文提出用DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20數(shù)字溫度傳感器和89S52單片機(jī)構(gòu)成的多路測溫系統(tǒng)，采用單總線的方式（一根數(shù)據(jù)線，在一個(gè)I/O口上），可以在單總線上掛接多個(gè)18B20，在單

4、片機(jī)控制下巡回檢測多點(diǎn)溫度，并可以設(shè)置高、低溫度超限報(bào)警等功能。二、結(jié)構(gòu)及功能介紹1、單片機(jī)STC80C52RCa、該系統(tǒng)采用MCS-51系列單片機(jī)AT89C51作為控制核心，該系統(tǒng)可以完成運(yùn)算控制、信號(hào)識(shí)別以及顯示功能的實(shí)現(xiàn)。由于用了單片機(jī)，使其技術(shù)比較成熟，應(yīng)用起來方便、簡單并且單片機(jī)周圍的輔助電路也比較少，便于控制和實(shí)現(xiàn)。整個(gè)系統(tǒng)具有極其靈活的可編程性，能方便地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能的擴(kuò)張和更改。MCS-51單片機(jī)特點(diǎn)如下：可靠性好單片機(jī)按照工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)，抵抗工業(yè)噪聲干擾優(yōu)于一般的CPU，程序指令和數(shù)據(jù)都可以燒寫在ROM上，因此可靠性高。易擴(kuò)充單片機(jī)有一般電腦所必須的器件，如三態(tài)雙向總線

5、，串并行的輸入及輸出引腳，可擴(kuò)充為各種規(guī)模的微電腦系統(tǒng)控制功能強(qiáng)單片機(jī)指令除了輸入輸出指令，邏輯判斷指令外還有更豐富的條件分支跳躍指令。b、單片機(jī)主機(jī)系統(tǒng)電路AT89C51單片機(jī)是屬于51系列單片機(jī)里的。它的內(nèi)部自帶2K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器的低電壓、高性能COMS8位微處理器。AT89C51單片機(jī)還與IntelMCS-51系列單片機(jī)的輸出管腳和指令相互兼容。由于AT89C51將多功能8位CPU和閃速存儲(chǔ)器結(jié)合在單個(gè)的芯片里，所以，AT89C51構(gòu)成的單片機(jī)系統(tǒng)是所有系統(tǒng)里結(jié)構(gòu)最簡便，價(jià)格最便宜，使用效率最高的控制系統(tǒng)，它還節(jié)省了外部的RAM與ROM和接口器件，削減了硬件方便的開銷。節(jié)

6、省了制造成本，提高了系統(tǒng)的性價(jià)比。c．主要芯片的介紹本課題采用單片機(jī)AT89C51控制的數(shù)字溫度測量與顯示系統(tǒng)，其功能的實(shí)現(xiàn)主要通過軟件編程來完成，采用單片機(jī)AT89C51，它是低功耗、高性能的CMOS型8位單片機(jī)。片內(nèi)帶有4KB的Flash存儲(chǔ)器，且允許在系統(tǒng)內(nèi)改寫或用編程器編程。且AT89C51的使用壽命很長，數(shù)據(jù)保留時(shí)間也較長，可以達(dá)到十年的時(shí)間。就是因?yàn)檫@一些類的特性，與優(yōu)點(diǎn)。所以本次設(shè)計(jì)我才會(huì)選擇使用這一類的單片機(jī)來作為我實(shí)現(xiàn)此系統(tǒng)的工具?！纹瑱C(jī)主機(jī)系統(tǒng)圖根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，要利用溫度傳感器實(shí)時(shí)溫度。當(dāng)溫度高于設(shè)定的溫度時(shí)（60℃），當(dāng)溫度高于設(shè)置報(bào)警的上限值時(shí)風(fēng)扇轉(zhuǎn)同時(shí)紅色led

7、亮，當(dāng)?shù)陀跁r(shí)繼電器以留出接口。同時(shí)要求能設(shè)定溫度。畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是能對(duì)溫度進(jìn)行自動(dòng)的檢測和控制。設(shè)計(jì)中采用單片機(jī)來控制溫度，因此要有溫度的顯示電路，溫控電路，報(bào)警電路等幾個(gè)部分。要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要用到的知識(shí)點(diǎn)有單片機(jī)的原理及其應(yīng)用，溫度傳感器的原理和應(yīng)用，及顯示電路的設(shè)計(jì)等?！?、DS18B20數(shù)字溫度傳感器2.1DS18B20簡介新的“一線器件”DS18B20體積更小，適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)，做為一線總線數(shù)字化溫度床