基于单片机的温度控制系统设计本科学位论文.doc

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1、目录目录1摘要2前言3第1章任务分析与方案确定41.1数据采集电路分析41.2数据处理和显示电路分析51.2.1单片机系统分析51.2.2显示与键盘分析61.3继电器电路分析71.4通信接口电路分析7第2章系统硬件设计92.1数据采集电路92.1.1DS18S20数字温度传感器性能描述92.1.2DS18S20数字温度传感器与AT89C51连接92.2数据处理和显示电路102.2.1AT89C51102.2.2控制器、振荡源和复位电路132.2.3键盘与显示电路142.3继电器电路172.4通信接口电路18第3章软件设计20文献翻译38总结41参考文献42附录4

2、2摘要以DS18S20和AT89C51为核心，该系统有四个部分：数据采集，数据处理和显示，终端接收，继电器电路。具体包括A/D转换器、温度显示、温度控制、个人计算机等。设计中用DS18S20进行温度的测量和模数转换，利用AT89C5单片机的串行口发送和接收数据，利用继电器的吸合进行温度的调整。显示部分由AT89C51、上拉电阻和LCD数码显示器构成。硬件设计应用电子设计自动化工具，软件设计采用C语言编程方法模块化编程。关键字：数据采集，温度控制，串行口，模块化编程42前言随着计算机技术的飞速发展和普及，检测系统在多个领域有着广泛的应用。检测是工、农业控制系统中至

3、关重要的一环，在医药、化工、食品、等领域的生产过程中，往往需要随时检测各生产环节的温度、湿度、流量及压力等参数。同时，还要对某一检测点任意参数能够进行随机查寻，将其在某一时间段内检测得到的数据经过转换提取出来，以便进行比较，做出决策，调整控制方案，提高产品的合格率，产生良好的经济效益。随着工、农业的发展，检测系统势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用检测系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领域中，数据的测量和控制将直接影响工作效率和所取得的经济效益。此外，计算

4、机的发展对通信起了巨大的推动作用，计算机和通信紧密结合构成了灵活多样的通信控制系统，也可以构成强有力的信息处理系统,这样对社会的发展产生了深远的影响。数据通信是计算机广泛应用的必然产物。检测系统，从严格的意义上来说，应该是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。由于RS-232在微机通信接口中广泛采用，技术已相当成熟。在近端与远端通信过程中，采用串行RS-232标准，实现PC机与单片机间的数据传输。42第1章任务分析与方案确定鉴于课程设计的要求，此次课程设计

5、选择为——温度测控系统的设计。当温控开关打开时，若测得环境温度大于设定温度，则继电器吸合，启动压缩机工作；若测得环境温度小于设定温度，则继电器释放，压缩机停止工作。该测控系统可以应用于对温度控制精度要求不是很高的场合，例如，粮仓，电冰箱，空调，电饭锅等。如果配以通讯接口，可以做成多点温度检测监控系统。具有极强的扩展性。根据系统基本要求，将本系统划分为如下几个部分：1.数据采集电路2.数据处理和显示电路3.继电器电路4.通信接口电路本温度测控系统系统框图设计如图1-1所示。图1-1系统框图1.1数据采集电路分析本课程设计要求对温度进行测量，待测量一般不能直接被转换

6、成数字量，通常要进行放大、特性补偿、滤波等环节的预处理。被测信号往往因为幅值较小，而且可能还含有多余的高频分量等原因，不能直接送给A/D转换器，需对其进行必要的处理，即信号调理。如对信号进行放大、衰减、滤波等。为减少电路的繁复，故本测控系统数据采集系统中采用集成温度采集元件与A/D转换元件配合使用。硬件选择为DS18S20数字温度传感器数据采集方式有顺序控制数据采集和程序控制数据采集。42方案一：顺序控制数据采集，顾名思义，它是对各路被采集参数，按时间顺序依次轮流采样。系统的性能完全由硬件设备决定。在每次的采集过程中，所采集参数的数目、采样点数、采样速率、采样精

7、度都固定不变。若要改变这些指标，需改变接线或更换设备方能实现。方案二：程序控制数据采集，由硬件和软件两部分组成。，据不同的采集需要，在程序存储器中，存放若干种信号采集程序，选择相应的采集程序进行采集工作，还可通过编新的程序，以满足不同采样任务的要求。由于顺序控制数据采集方式缺乏通用性和灵活性，所以本设计中选用程序控制数据采集方式。1.1数据处理和显示电路分析用单片机作为这一控制系统的核心，接受来自DS18S20的数据，经处理后通过串口传送，由于系统功能简单，键盘仅由四个开关和一个外部中断端组成，完成设定温度的选择，单片机通过上拉电阻与LCD数码显示器相连。1.2

8、.1单片机系统分析1.复