基于單片機(jī)控制的水溫控制系統(tǒng)的設(shè)計

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1、近年來隨著計算機(jī)在社會領(lǐng)域的滲透，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新刀益更新。本文從硬件和軟件兩方面來講述對烘干箱溫度的自動控制過程，在控制過程中主要應(yīng)用AT89C51>ADC0809>LED顯示器、LM324比較器，而主要是通過DS18B20數(shù)字溫度傳感器采集環(huán)境溫度，以單片機(jī)為核心控制部件，并通過四位數(shù)碼管顯示實時溫度的一種數(shù)字溫度計。軟件方面采用匯編語言來進(jìn)行程序設(shè)計,使指令的執(zhí)行速度快，節(jié)省存儲空間。為了便于擴(kuò)展和更改，軟件的設(shè)計采用模塊化結(jié)構(gòu)，使程序設(shè)計的邏輯關(guān)系更加簡潔明了，使硬件在軟件的控制

2、下協(xié)調(diào)運(yùn)作。關(guān)鍵詞：單片機(jī)系統(tǒng)；傳感器；數(shù)據(jù)采集；模數(shù)轉(zhuǎn)換器；溫度1緒論21.1課題的背景及其意義21.2課題研究的內(nèi)容及要求31.2.1課題的主要研究的內(nèi)容32AT89C51系列單片機(jī)介紹及硬件設(shè)計52.1AT89C51系列單片機(jī)介紹52.1.1AT89C51系列基本組成及特性52.1.2AT89C51系列引腳功能62.1.3AT89C51系列單片機(jī)的功能單元82.2硬件設(shè)計112.2.1溫度米扌羊部分112.2.2控制溫度132.2.3模數(shù)轉(zhuǎn)換部分142.2.4模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)142.2.5積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器142.2.6顯示部

3、分153軟件設(shè)計173.1主程序流程圖173.2讀溫度子程序173.3計算溫度子程序183.4按鍵流程圖193.5顯示流程圖20結(jié)論22謝辭23課題的背景及其意義現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計，工程建設(shè)及日常生活中溫度控制都起著重要的作用，早期的溫度控制主要用于工廠時間生產(chǎn)中，能起到實時采集溫度數(shù)據(jù)，提高生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量之用。隨著人們生活質(zhì)量的提高，現(xiàn)代社會中的溫度控制不僅應(yīng)用在工廠生產(chǎn)方面也應(yīng)用于酒店，廠房以及家庭生活中，在有些應(yīng)用中，如高精度的生產(chǎn)廠房，對溫度的要求極其嚴(yán)格，溫度的變化極有可能對生產(chǎn)的產(chǎn)品造成極大的影響。因此，這就需要一種

4、能夠及時檢測溫度變化以及溫度變化的設(shè)備，提供溫度數(shù)據(jù)值，使人們對溫度的變化做及時的調(diào)整，多點溫度控制可根據(jù)人們不同的應(yīng)用環(huán)境自行設(shè)置該環(huán)境的溫度值，及時反映生產(chǎn)，生活中溫度變化使人們能及時看到溫度變化的第一手資料，提示人們溫度變化情況，協(xié)助人們能及時的調(diào)整,起到溫度報警作用，使溫度控制更好的服務(wù)于社會生產(chǎn)，生活。電子技術(shù)的飛速發(fā)展，給人類的生活帶來了根本的的變革，特別是隨著大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生而出現(xiàn)了微型計算機(jī)，更是將人類社會帶入了一個新的時代。利用微機(jī)的強(qiáng)大功能。人們可以完成各種各樣的控制。然而，微機(jī)造價高，對于大多數(shù)的工業(yè)

5、控制來說，也并不需要微機(jī)那樣強(qiáng)大的功能，于是單片機(jī)就運(yùn)用而生了。單片機(jī)其實就是一個簡化的微機(jī)，將微機(jī)的CPU,存儲器，I/O接口。定時器/計數(shù)器等集成在一片芯片上就是單片機(jī)了，它主要用來完成各種控制功能。相對微機(jī)來說，單片機(jī)價格低，非常適合于應(yīng)用在簡單的控制場合以降低成本。另外，單片機(jī)是按照工業(yè)控制要求設(shè)計的，其可靠性很高，可在工業(yè)現(xiàn)場復(fù)雜的環(huán)境下運(yùn)行。單片機(jī)依靠其高的可靠性和極高的性價比，在工業(yè)控制，數(shù)據(jù)采集，智能化儀表，家用電器等方面得到極為廣泛的應(yīng)用。溫度是表征物體冷熱程度的物理量，溫度測量則是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中一個很重要

6、而普遍的參數(shù)。溫度的測量及控制對保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源、生產(chǎn)安全、促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到非常重要的作用。由于溫度測量的普遍性，溫度傳感器的數(shù)量在各種傳感器中居首位。而且隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的不斷發(fā)展，溫度傳感器的種類還是在不斷增加豐富來滿足生產(chǎn)生活中的需要。在單片機(jī)溫度測量系統(tǒng)中的關(guān)鍵是測量溫度、控制溫度和保持溫度，溫度測量是工業(yè)對象中主要的被控參數(shù)之一。因此，單片機(jī)溫度測量則是對溫度進(jìn)行有效的測量，并且能夠在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在電力工程、化工生產(chǎn)、機(jī)械制造、冶金工業(yè)等重要工業(yè)領(lǐng)域中，擔(dān)負(fù)著重要的測量

7、任務(wù)。在H常生活中，也可廣泛實用于地?zé)?、空調(diào)器、電加熱器等各種家庭室溫測量及工業(yè)設(shè)備溫度測量場合。但溫度是一個模擬量，如果采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)和元件，將模擬的溫度量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量雖不困難，但電路較復(fù)雜，成本較高。1?2課題研究的內(nèi)容及要求1.2.1課題的主要研究的內(nèi)容本文所要研究的課題是基于單片機(jī)控制的水溫控制系統(tǒng)的設(shè)計，主要是介紹了對水箱溫度的顯示、控制及報警，實現(xiàn)了溫度的實時顯示及控制。水箱水溫控制部分，提出了用DS18S20.AT89C51單片機(jī)及LED的硬件電路完成對水溫的實時檢測及顯示，利用DS18S20與單片機(jī)連接由軟件與

8、破件電路配合來實現(xiàn)對加熱電阻絲的實時控制及超出設(shè)定的上下限溫度的報警系統(tǒng)。而爐內(nèi)溫度控制部分，采用一套PID閉環(huán)負(fù)反饋控制系統(tǒng)，由DS18S20檢測爐內(nèi)溫度，用中值濾波的方法取一個值存入程序存取器內(nèi)部一個單元作為最后檢測信號，并在LED中顯示。控制器是用89C51單片機(jī)，用P