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1、衢州學院水溫智能控制系統(tǒng)設計說明書課題名稱：基于單片機的水溫智能控制系統(tǒng)專業(yè)名稱：10電氣自動化學生班級：2學生姓名：侯飛指導教師：顧能華基于單片機水溫智能控制系統(tǒng)摘要：隨著微機測量和控制技術的迅速發(fā)展與廣泛應用，以單片機為核心的溫度采集與控制系統(tǒng)的研發(fā)與應用在很大程度上提高了生產生活中對溫度的控制水平。本設計以保質、節(jié)能、安全和方便為基準設計了一套水溫控制系統(tǒng)，能實現(xiàn)溫度的自動調節(jié)及其控制。整個系統(tǒng)核心為單片機STC12C5A60S2。外部電路有DS18B20溫度檢測電路，按鍵輸入電路，12864顯示電路，加熱電路和降溫電路。單片機通過來自DS18B20的溫度信號與自身
2、設定的溫度值進行比較然后控制外圍電路進行相應的操作。關鍵詞：單片機STC12C5A60S2，DS18B20，12864顯示電路，加熱電路，降溫電路目錄1前言2設計任務及要求2.1設計任務2.2設計要求3課程設計方案及器材選用分析3.1設計總體方案3.1.1方案論證3.1.2方案二的總體設計框圖3.2器材選用分析3.2.1STC12C5A60S2單片機介紹3.2.2DS18B20溫度傳感器3.2.3時鐘電路和復位電路3.2.4溫度控制電路3.2.5顯示電路3.3軟件設計3.3.1主程序3.3.2DS18B20程序3.3.312864程序4硬件電路的設計主電路5調試性能及分析
3、參考文獻附錄：1前言目前，單片機已經在測控領域中獲得了廣泛的應用，它除了可以測量電信以外，還可以用于溫度、濕度等非電信號的測量，能獨立工作的單片機溫度檢測、溫度控制系統(tǒng)已經廣泛應用很多領域。單片機是一種特殊的計算機,它是在一塊半導體的芯片上集成了CPU,存儲器，RAM，ROM，及輸入與輸出接口電路，這種芯片稱為:單片機。由于單片機的集成度高，功能強，通用性好，特別是它具有體積小，重量輕，能耗低，價格便宜，可靠性高，抗干擾能力強和使用方便的優(yōu)點，使它迅速的得到了推廣應用，目前已成為測量控制系統(tǒng)中的優(yōu)選機種和新電子產品中的關鍵部件。單片機已不僅僅局限于小系統(tǒng)的概念，現(xiàn)已廣泛應
4、用于家用電器，機電產品，辦公自動化用品，機器人，兒童玩具，航天器等領域。本次課程設計，就是用單片機實現(xiàn)溫度控制，傳統(tǒng)的溫度檢測大多以熱敏電阻為溫度傳感器，但熱敏電阻的可靠性差，測量溫度準確率低，而且必須經過專門的接口電路轉換成數(shù)字信號才能由單片機進行處理。本次采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器來實現(xiàn)基于51單片機的數(shù)字溫度計的設計。溫度控制模塊采用電熱棒半導體制冷片，精度比較高。但是單片機通過繼電器來控制，給系統(tǒng)帶來了諸多不便。不僅使精度下降而且控制過程是機械接觸，溫度連續(xù)性不是很好。2設計任務及要求2.1設計任務現(xiàn)代社會生活中，多功能的數(shù)字溫度計可以給我們的生活帶來很大的
5、方便；支持“一線總線”接口的溫度傳感器簡化了數(shù)字溫度計的設計，降低了成本；以美國MAXIM/DALLAS半導體公司的單總線溫度傳感器DS18B20為核心，以國產的STC12C5A60S2為控制器設計的DS18B20溫度控制器結構簡單、測溫準確、具有一定控制功能的智能溫度控制器。此次設計，就是用單片機實現(xiàn)溫度控制，傳統(tǒng)的溫度檢測大多以熱敏電阻為溫度傳感器，但熱敏電阻的可靠性差，測量溫度準確率低，而且必須經過專門的接口電路轉換成數(shù)字信號才能由單片機進行處理。本次采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器來實現(xiàn)基于51單片機的數(shù)字溫度計的設計。2.2設計要求設計一個基于單片機的DS18B
6、20數(shù)字溫度計。課程設計要求：?5V供電；?溫度采集采用DS18B20；?4位LED顯示；?設計溫度控制器原理圖，并用proteus進行仿真；設計和繪制軟件流程圖，用C語言進行程序編寫；焊接硬件電路，進行調試。3課程設計方案及器材選用分析3.1設計總體方案提及到溫度的檢測，我們首先會考慮傳統(tǒng)的測溫元件有熱電偶和熱電阻，而熱電偶和熱電阻測出的一般都是電壓，再轉換成對應的溫度，需要比較多的外部硬件支持，硬件電路復雜，軟件調試也復雜，制作成本高。因此，本數(shù)字溫度計設計采用智能溫度傳感器DS18B20作為檢測元件，測溫范圍為-55°C至+125°C，最大分辨率可達0.0625°C
7、。DS18B20可以直接讀出被測量的溫度值，而采用三線制與單片機相連，減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點。按照系統(tǒng)設計功能的要求，確定系統(tǒng)由三個模塊組成：主控制器STC12C5A60S2，溫度傳感器DS18B20，驅動顯示電路，外圍控制電路?？傮w電路框圖如下：主控制器STC12C5A60S2驅動顯示電路及溫度控制電路DS18B20圖3.1系統(tǒng)總體框圖3.1.1方案論證方案一：由于本設計是測溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進行A/D轉換后，就可以用單片機進行數(shù)
