《检测系统综合设计》课程设计说明书-温度控制系统

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1、武汉理工大学《检测系统综合设计》课程设计说明书前言温度是一种最基本的环境参数,日常生活和工农业生产中经常要检测温度。传统的方式是采用热电偶或热电阻，但是由于模拟温度传感器输出为模拟信号，必须经过AD转换环节获得数字信号后才能与单片机等微处理器接口，使得硬件电路结构复杂,制作成本较高。近年来，美国DALLAS公司生产的DSI18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器以其突出优点广泛使用于仓储管理、工农业生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中。随着科学技术的不断进步与发展，温度传感器的种类日益繁多，数字温度传感器更因适用于各种微处理器接口组成的自动温度控制系统具有可以克服模拟传感器与微处理器

2、接口时需要信号调理电路和A/D转换器的弊端等优点，被广泛应用于工业控制、电子测温计、医疗仪器等各种温度控制系统中。其中，比较有代表性的数字温度传感器有DS1820、MAX6575、DS1722、MAX6635等。智能温度传感器(亦称数字温度传感器）是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术（ATE_）的结晶。目前，国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器（CPU）、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。智能温度传感器能输出温度数据

3、及相关的温度控制量，适配各种微控制器（MCU）,并且可通过软件来实现测试功能，即智能化取决于软件的开发水平。为了准确获取现场的温度和方便现场控制，本系统采用了软硬件结合的方式进行设计，利用LED数码管显示温度，利用DS18B20检测当前的温度值，通过和设定的参数进行比较，若实测温度高于设定温度，则通过555定时器产生频率可变的报警信号，若实测温度低于设定温度，则加热电路自动启动，到达设定温度后停止。在软件部分，主要是设计系统的控制流程和实现过程，以及各个芯片的底层驱动设计已达到所要求的功能。在近端与远端通信过程中，采用串行MAX232标准，实现PC机与单片机间的数据传输。-38-武汉理工大学《

4、检测系统综合设计》课程设计说明书目录前言1目录21.总体方案设计31.1系统的工作原理31.2系统的方案比较41.3系统方案的确定41.3.1单片机芯片的选择41.3.2显示模块的选择51.3.3数据采集系统的选择51.3.4复位电路61.3.5通信接口电路的选择71.3.6电路设计最终方案72系统硬件设计82.1系统硬件概述82.2AT89S52最小系统模块设计82.3振荡源和复位电路设计112.3.1复位电路112.3.2振荡源电路122.4显示模块设计122.5串行接口模块设计142.6温度采集模块设计152.7报警电路设计172.8加热电路设计183.系统软件设计193.1主程序流程图

5、193.2外部中断的应用203.3延时程序的处理214.心得体会22参考文献23附录1：程序24附录2：英文资料翻译30-38-武汉理工大学《检测系统综合设计》课程设计说明书1.总体方案设计随着电子产业的高速化发展，电子产品的集成化程度也越来越高，智能化的产品也日渐增多，温度测控系统也从传统化的产品向智能化的产品方向发展。本次课程设计中，我设计的就是一个温度控制系统，其设计思想是利用单片机作为主要的控制器件，LED数码管做为电路的显示部分,外加报警电路和自动加热电路，当温度低于设定值20度时，加热器加热。加热到20度时，加热器自动停止加热。当温度高于设定值25度时，报警电路报警。从而实现自动控

6、制温度在20到25度之间。1.1系统的工作原理在温控系统中，需要将温度的变化转化为对应的电信号的变化，选用AT89S52单片机为中央处理器，通过温度传感器对空气进行温度采集，将采集到的温度信号传输给单片机，再由单片机控制显示器，并比较采集温度与设定温度是否一致，然后驱动电机加热或降温循环对空气进行处理，从而模拟实现空调控制单元的工作情况。工作流程说明如下：开始，先接通电源，LED就自动显示出当前温度。当温度值低于设定值20度时，加热器加热。加热到20度时，加热器自动停止加热。当温度高于设定值25度时，报警电路报警。系统的主要技术指标如下：测温范围：-10℃～+100℃;温度分辨率：正负0.5℃

7、.系统的原理框架图，如图1所示。单片机显示器报警电路加热电路温度传感器PC机-38-武汉理工大学《检测系统综合设计》课程设计说明书图1系统原理框图1.2系统的方案比较在日常生活中，测量温度的方案有很多，智能温度测控系统的设计方法也不胜枚举。有工业级别的温度控制系统，有商业的温度控制系统以及民用的温度控制系统。由于身边的条件以及元器件的限制，在这里选择设计民用的智能温度控制系统。方案一：以热电偶作为