简易温度控制系统

《简易温度控制系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、长安大学《单片机原理及接口技术》课程设计题目：简易温度控制系统学院：电子与控制工程学院专业：电气工程及其自动化学号：姓名：指导老师：段晨东时间：2011年12月14号——12月30号目录一、要求3二、摘要4二、刖肯5四、方案分析6五、硬件电路与软件系统的设计10六、各部分电路图14七、总结15八、附录一、要求简易温度控制系统设计并制作一个简易的单片机温度自动控制系统（见图一）。控制对彖为自定。图一恒温箱控制系统（一）设计要求如下（1）温度设定范围为40°C〜90°C,最小区分度为1°C（2）用十进制数码显示实际温度

2、和设定温度。（3）显示加热器工作时间。（4）显示加热器的工作状态：加热、恒温保持。（5）温度控制的静态误差W2°C。（6）当温度越过上限时（口己设定），声光报警.（二）扩充功能：（1）控制温度可以在一定范围内设定，并能实现自动调整，以保持设定的温度基本保持不变（测量温度时只要求在现场任意设査一个检测点）。（2）显小调节吋间和超调量。二、摘要本设计的温度测量及加热控制系统以AT89S52单片机为核心部件，外加温度采集电路、键盘及显示电路、加热控制电路和越限报警等电路。采用单总线型数字式的温度传感器DS18B20,及行

3、列式键盘和动态显示的方式，以容易控制的固态继电器作加热控制的开关器件。既可以对当前温度进行实时显示又可以对温度进行控制，以使达到用户需要的温度，并使其恒定在这一温度。行列式键盘设计使设置温度简单快速。建立在模糊控制理论上的控制算法，使控制精度完全能满足一般社会生产的要求。通过对系统软件和硕件设计的合理规划，发挥单片机自身集成众多系统级功能单元的优势，在不减少功能的前提卜•有效降低了硬件成木，系统操控简便。随着社会的发展和科技的进步以及测温仪器在各个领域的应用，智能化是现代温控系统发展的主流方向，特别是今年來，温度控

4、制系统已应用到纶活的各个方而，但是温度控制一直是一个未开发的领域，是与人们息息相关的一个问题。针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具冇广泛的应川前景和实际意义。温度是科学技术中最基木的物理最之一。物理、化学、生物等学科都离不开温度，在工业住产等许多领域，温度常常是农征对象和过渡状态的重要物理量。各行各业对温度的要求越来越高，可见温度的测量和控制是非常重要的。单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛,在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。随着温度控制器应川越來越广泛，各种试丿IJ丁•不同场和的温度控制器应运

5、而牛。四、方案分析本设计的温度测量及加热控制系统以AT89S52单片机为核心部件，外加温度采集电路18B20.键盘及显示电路、加热控制电路和声光报警等电路。采用单总线型数字式的温度传感器DS18B20,及行列式键盘和动态显示的方式，以容易控制的固态继电器作加热控制的开关器件。一、方案的选择方案一：温度测量及加热系统控制的总体结构如图1所示。系统主要包括现场温度采集、实时温度显示、加热控制参数设置、加热电路控制输出、与报警装置和系统核心AT89S52单片机作为微处理器。可编程控制器执行器变送器恒温控制系统原理图温度采

6、集电路以数字量形式将现场温度传至单片机。单片机结合现场温度与用户设定的目标温度，按照己经编程同化的模糊控制算法计算出实时控制量。以此控制量控制固态继电器开通和关断，决定加热电路的工作状态，使水温逐步稳定于用户设定的口标值。在水温到达设定的口标温度后，由于自然冷却而使其温度下降时，单片机通过采样回的温度与设置的目标温度比较，作出相应的控制，开启加热器。当用户需耍比实时温度低的温度时，此电路可以利用风扇降温。系统运行过程小的齐种状态参量均可由数码管实时显示。方案二：按要求，系统采用1片51单片机、1片A/D转换器ADC

7、0809、键盘和4个共阴极7段LED显示器件。系统框图如图1所示。恒温控制系统原理图二、方案比较方案-•涉及的电路相对较少，虽然消耗的功率相对较大，但是单片机采集数据方便，便于处理，使用LED显示器便于操作。单片机在电路上相对比较简单，而且消耗的功率相对较少，调试也较方便，因此设计采用了此方案。五、硬件电路与软件系统的设计一、硬件电路单元的设计5.1温度釆集电路的设计温度采集电路模块如图2示。DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。其中DQ

8、为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端。18B20vcchiLew—Hvcc4.7KP14温度采集电路5.2键盘利显示的设计键盘采用行列式键盘，图3中各按键的功能定义如下衣1oREST键为硬件复位键,与R、C构成复位电路。模块电路如下图3：表1：按键功能按键键名功能1键设定键进入设定界血开始设定温度2键'+'键当前设定位加一3键完