无线温度控制系统毕业设计

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1、无线温度控制系统毕业设计目录摘要IABSTRACTII目录III第一章引言11.1课题的研究目的和意义11.2课题背景21.3课题来源31.4短距离无线通信技术的现状与发展趋势31.5本章小结5第二章系统方案的总体设计62.1系统方案构想62.2系统方案的确定62.2.1传感器方案62.2.2短距离无线通信模块方案72.2.3系统控制及数据处理模块方案82.3器件的选用92.3.1数字式温度传感器的选择92.3.2无线收发芯片的选择112.3.3键盘显示模块的选择[21]132.3.4温度控制模块的选择

2、132.4本章小结14第三章电路的硬件设计153.1温度采集部分电路设计153.1.1温度数据采集硬件接口电路153.1.2数字式温度传感器DS18B20163.2无线收发电路的设计213.2.1nRF401芯片的介绍[15]213.2.2典型应用电路说明213.3单片机的选择243.4键盘显示电路的设计243.4.1键盘硬件电路的设计24593.4.2显示电路的设计253.5温度控制部分电路设计263.5.1D/A转换电路263.5.2比例积分电路263.5.3半导体制冷器驱动电路303.6相关控制电

3、路设计323.7本章小结32第四章系统的软件设计334.1主程序设计334.1.1上位机主程序334.1.2下位机主程序334.2子程序设计354.2.1nRF401的通信子程序354.2.2温度测量子程序364.2.3PID控制子程序364.3本章小结40第五章结论与展望415.1结论415.2展望41参考文献42致谢44附录1总体电路图45附录2系统源程序4659第一章引言第一章引言1.1课题的研究目的和意义温度是人们日常生活中接触比较多的一个物理量，人们的日常生活、动植物的生存繁衍和周围环境的温度

4、息息相关，石油、化工、冶金、纺织、机械制造、航空航天、制药、烟草、档案保管、粮食存储等领域对温度也有着较高的要求。例如：烟叶和纸张是吸湿性极高的材料，卷烟生产的每一个阶段对温度都有非常特别的要求，以确保所使用材料的水分，保证生产的效率和产品质量；印刷车间的温度控制水平对印刷质量有很大的影响；为防止库存武器弹药、金属材料等物品霉烂、生锈，必须保持环境温度不能过高；而水果、种子、肉类等的保存又需要保证一定的温度。随着科学技术的发展，许多新兴产业对环境提出了更高的要求：制造大规模集成电路需要极高的空气洁净度，

5、生物化学制药需要精确的温度控制。因此，对温度的监测和控制已成为生产过程中非常重要的技术要求。目前，温度传感器已广泛应用于气象、农林、冶金、化工、纺织、食品、家用电器、仓储等许多领域。一些领域对温湿度控制的要求如表1-1所示。表1-1各种行业温湿度要求范围行业工序温度（℃）行业工序温度（℃）印刷印刷24~27蔬菜蘑菇栽培14~27弹药存储≤70档案保管14~24粮食谷物储藏16光学研磨27陶瓷成型27照相胶片制成23~24烟草制丝30~32纺织梳棉21~24储藏21~24精纺24~2759第一章引言1.2

6、课题背景单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48开始，迄今已有二十多年了。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。按照内部数据通道的宽度，单片机可分为4位、8位、16位及32位等。单片机的中央处理器（CPU）和通用微处理器基本相同，只是增设了“面向

7、控制”的处理功能。例如：位处理、查表、多种地址访问方式、多种跳转、乘除法运算、状态监测、中断处理等，增强了实时性。单片机有两种基本结构形式:一种是在通用微型计算机中广泛采用的，将程序存储器和数据存储器合用一个存储器空间的结构，称为普林斯顿（Princeton）结构。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，称为哈佛（Har-vard）结构，一般需要较大的程序存储器，目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的结构为多。单片微型计算机自从问世以来，作为微型计算机一个很重要的分支，应用

8、广泛，发展迅速，尤其是美国Intel公司生产的MCS-51系列单片机，由于其具有集成度高，处理功能强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉等优点，在智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面取得了令人瞩目的成就。本文讨论的单片机无线温度控制系统的核心是目前应用极为广泛的51系列单片机，配置了外围设备，构成了一个可编程的温度测量和显示系统，具有体积小，可靠性高，功能强等特点。不仅能满足所需要求而且还有很多功能可供开发，有着广泛的应用领域。20世