基于单片机的微型加热器温度控制系统设计

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1、宜春学院毕业设计目录前言11总体方案设计21.1设计要求21.1.1设计背景21.1.2具体指标21.1.3具体控制要求21.2系统框图和软件流程图21.3元件选择41.3.1温度传感器的选择41.3.2显示电路的选择41.3.3按键选择41.3.4单片机的选择41.3.5上拉电阻的选择51.4工作原理52设计理论基础62.1AT89C52单片机62.2DS18B2062.2.1特征62.2.2引脚排列72.2.3执行序列72.2.4单总线信号72.3矩阵键盘92.4LCD1602103系统硬件设计123.1单片机最小系统设计123.

2、2温度传感电路设计123.3温度控制电路设计133.4矩阵键盘电路设计133.5液晶显示电路设计144系统软件设计154.1延时函数的设计154.2DS18B20的初始化与读写设计154.3LCD的初始化与读写显示设计174.4矩阵键盘输入设计184.5主程序设计205结论22致谢23参考文献24附录I元器件清单25附录II设计原理图26附录III设计仿真图2727宜春学院毕业设计前言在化学、化工实验室中实验中，往往需要使用微型加热器对各类反应药品进行加热，如何精确控制微型加热器进行加热，这就需要一种合适的系统对其温度进行精确控制。由

3、于单片机具有低功耗、高性能、可靠性好、易于产品化等特点，因此采用单片机对温度进行控制不仅节约成本，控制方法灵活多样，并且可以达到较高的控制精度，从而能够大大提高产品的质量，因此单片机被广泛应用在中小型控制系统中。本文将设计一个温度控制系统利用温度传感器显示实时温度，能够通过按键给需要加热的实验室药品设定给定温度，微型加热器从室温给药品加热当温度等于给定温度时蜂鸣器响并且微型加热器断电，本设计的主要任务是能对温度进行自动的检测和控制。27宜春学院毕业设计1总体方案设计1.1设计要求1.1.1设计背景温度控制广泛应用于人们的生产和生活中，

4、人们使用温度计来采集温度，通过人工操作加热、通风和降温设备来控制温度，这样不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。在某些行业中对温度的要求较高，由于工作环境温度不合理而引发的事故时有发生。对工业生产可靠进行造成影响，甚至操作人员的安全。为了避免这些缺点，需要在某些特定的环境里安装数字温度测量及控制设备。本设计由于采用了新型单片机对温度进行控制，以其测量精度高，操作简单。可运行性强，价格低廉等优点，特别适用于生活，医疗，工业生产等方面的温度测量及控制。1.1.2具体指标加热器最大温度范围为0oC~100oC，能设定加热温度并

5、进行控制，上下波动不超过5%，显示实时温度。1.1.3具体控制要求根据设计的要求，要利用温度传感器显示实时温度。能够通过按键给需要加热的实验室药品设定给定温度，微型加热器从室温给药品加热当温度等于给定温度时蜂鸣器响并且微型加热器断电。毕业设计的主要任务是能对温度进行自动的检测和控制。设计中采用51单片机来控制温度，因此要有温度传感器，键盘，显示电路，温控电路，报警电路等几个部分。1.2系统框图和软件流程图本文所设计温度控制系统主要是通过温度传感器把采集到的温度送到单片机中通过显示电路显示实时温度，目标温度通过键盘送到单片机中控制显示电

6、路显示，当实时温度大于等于目标温度是单片机通过高低电平控制加热器和报警电路。本文所设计的温度控制系统框图如图1所示，整个系统以单片机（AT89C52）为核心，包括温度传感器，键盘，显示电路，温控电路，报警电路等几个部分。系统的软件控制流程如图2所示，先进行系统的初始化，温度传感器通过温度测量测出实时温度，并在显示系统中显示，而目标温度则是通过键盘扫描来设定且能通过显示系统显示，当实时温度大于等于目标温度时，加热器断开蜂鸣器响。27宜春学院毕业设计温度传感器（DS18B20）键盘设定（矩阵键盘）温度控制（加热器）报警电路（蜂鸣器）显示电

7、路（LCD1602）单片机（AT89C52）图1系统框图开始系统初始化温度测量键盘扫描实时温度目标温度设定比较若实>=目显示系统加热器断开图2软件设计流程图27宜春学院毕业设计1.3元件选择1.3.1温度传感器的选择AD590----------------------------DS18B20------------------------需要模拟转数字电路-------------只需要一个元件成本低点-----------------------成本高点精确度低-----------------------精确度高测温点数量少-

8、------------------单总线可同时连接很多温点电路繁多-----------------------电路简单对线阻有要求-------------------信号线距离远可以说DS18B20的优点都是在弥补