基于PIC单片机的温度控制系统设计.pdf

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1、基于PIC单片机的lⅡ日A度控制系统设计口孙昭口王彤宇长春理工大学机电工程学院长春130022摘要：介绍了一种基于PIC单片机的温度控制系统的设计。提出了整体设计思路，对温度控制系统的硬件电路进行了设计，在完成硬件电路后进行相应的软件设计并进行了系统的整合，完成了系统的调试和数据的检测。关键词：PIC单片机DS18820LCD1602电路中图分类号：TH868~．1；TP273文献标识码：A文章编号：1000—4998f2014)08—0044—03在工业生产过程中．对工作环境温度的检测和控制十分重要例如石油加工工业中．工作

2、环境非常恶劣．智能温控系统能够对工作环境的温度进行远程实时检测笔者研究开发了环保清洁车智能温度监控设备．该设备执行对铁轨路面进行清洁后的喷油；当加热器把油料温度加热到50℃时．启动喷油开关．对铁轨进行喷油操作．同时加热器进入保温工作状态．LCD液晶屏将显示实际测得的温度本项目设计的主要目的为：一是温度准确采集。二是温度实时显示。1系统的总体设计系统的总体设计原理如图1所示。2．2温度传感器接口电路设计温度传感器采用DALLAS公司生产的一线式温度传感器。其温度测量范围为一55～+125℃。可进行912bitD转换．测温分辨率

3、为0．0625oC．被测温度以符号扩展的l6位数字量的方式串行输出DS18B20的的温度模拟信号直接转换为数字信号．PIC单片机读测温原理如图3所示取其转化后的数字量发送到LCD1602的数字寄存器．预置斜率累加器l_=二===比较计数器并通过LCD1602将温度数值显示．当温度低于5O℃时．加热器处于加热工作状态。当温度到达50。(=时。由匮亟困一匾匦l预置1单片机发送信号给继电器．控制加热器进入保温工作’状态．键盘电路提供给PIC单片机控制信息．进而用来t停止调整LCD1602的数值显示高温度系数振荡器I减法计数器2一2

4、硬件设计▲图3DS18B20内部测温电路原理框图2．1单片机最小系统电路的核心采用了一个低温度系数振荡器和一个单片机的最小系统指的是单片机工作的最小电路高温度系数振荡器低温度系数振荡器对应的是减法结构，包括电源电路+5V接Vcc；时钟电路，晶振选择计数器1．它给减法计数器提供准确的输出脉冲．利用16MHz：复位电路，采用的是按键复位、低电平有效的低温度系数振荡器的振荡频率受温度变化影响小的特方式。最小系统电路原理如图2所示。点，在加热过程中．其对温度变化不敏感．所以输出的脉冲稳定．提高了减法计数器对脉冲计数的准确性．使收稿日

5、期：2013年12月画2014／8机械制造52卷第600期得到的测温数据更加精确高温度系数振荡器对应的图5所示。是减法计数器2．主要决定脉冲的计数时间．由于高温表1LCD1602引脚功能图表度系数振荡器对温度的变化很敏感．当温度达到设定引脚符号功能值时会立即向减法计数器2发出脉冲．使脉冲计数过1VSS接地程立即停止．由于高温度系数振荡器反应灵敏．使脉冲2VDD接+5V计数时间更加准确．提高了对温度的精确控制。3VO液晶显示器对比度调整端在油料测量温度开始时．$$-55℃对应的基数预4RS寄存器选择置于减法计数器和温度寄存器中

6、．低温度系数振荡器5R／W读写信号线向减法计数器1发出稳定的脉冲．减法计数器开始对6E使~(enable)端脉冲计数。当一55℃对应的基数减少到0时．此时温度7DBO低4位三态、双向数据总线0位寄存器相应地增加1．然后重新将新的预置值放人减8DB1低4位三态、双向数据总线1位法计数器中。当基数再次减为0时．温度寄存器再度增9DB2低4位三态、双向数据总线2位加1，以此构成循环。不断地对温度进行加热、测量，温10DB3低4位三态、双向数据总线3位度寄存器的温度计数不断地增加．直至到设定的温度l1DB4低4位三态、双向数据总线4

7、位时．由高温度系数振荡器检测到该温度后．立即向减法l2DB5低4位三态、双向数据总线5位计数器2发出脉冲，减法计数器的预置值减为O．温度l3DB6低4位三态、双向数据总线6位14DB7低4位三态、双向数据总线7位寄存器得到信号后．不再增加，发出信号给相应的系统，设备不再加热．经过斜率累加器的不断修正．此时15BLA背光电源正极温度寄存器内的数值就是实际测量的油料温度值．油16BLK背光电源负极料的温度就被测量出来了2．4{艮警电路当温度高于1O0℃时．不能使用寄生电源．因为此本系统的报警部分是为了通知用户对相应的情况时器件中

8、较大的漏电流会使总线不能可靠检测高低电进行处理，避免意外发生。报警部分采用了蜂鸣器。当平．从而导致数据传输误码率的增大。比如使用加热器测试温度高于50℃，蜂鸣器鸣声：温度低于10℃时，加热油料．可能加热器会发生故障。导致加热温度过蜂鸣器亦鸣声。电路中还设计了2个发光LED．红灯高．甚至高于