基于单片机的温度控制系统的设计论文

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1、编号淮安信息职业技术学院毕业论文题目基于单片机的温度控制系统的设计学生姓名学号42011710系部电气工程专业机电一体化班级指导教师顾问教师二〇三年十月摘要温度是一种最基本的环境参数，人们生活与环境温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在工业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和控制具有重要的意义。本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件，以DS18B20为温度传感器的新型数字温度计。主要包括硬件电路的设计和系统程序的设计。硬件电路主要包括主控制器，测温控制电路和显示电路等，主控制器采用单片机AT89C51，温度传感器采用美国DALLAS半导体

2、公司生产的DS18B20，显示电路采用8位共阳极LED数码管，ULN2803A为驱动的动态扫描直读显示。测温控制电路由温度传感器和预置温度值比较报警电路组成，当实际测量温度值大于预置温度值时，发出报警信号，即发光二极管亮。系统程序主要包括主程序，测温子程序和显示子程序等。DS18B20新型单总线数字温度传感器是DALLAS公司生产的单线数字温度传感器,集温度测量和A/D转换于一体,直接输出数字量,具有接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等特点。系统程序的设计主要包括ProteusISIS仿真软件及KeiluVision2仿真软件的使用。Proteus软件是

3、一款强大的单片机仿真软件，对于单片机学习和开发帮助极大。ProteusISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和数字集成电路，包括单片机。KeiluVision2是德国Keil公司开发的基于Windows平台的单片机集成开发环境，它包含一个高效的编译器、一个项目管理器和一个MAKE工具。其中KeilC51是一种专门为单片机设计的高效率C语言编译器，符合ANSI标准，生成的程序代码运行速度极高，所需要的存储器空间极小，完全可以与汇编语言媲美。由于采用了改进型智能温度传

4、感器DS18B20作为检测元件，与传统的温度计相比,本数字温度计减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。DS18B20温度计还可以在高温报警、远距离多点测温控制等方面进行应用开发，具有很好的发展前景。此外，还介绍了系统的调试和性能分析。关键词：AT89C51，DS18B20,ProteusISIS，KeiluVision2目录摘要I第一章绪论1第二章设计任务及方案分析22.1设计任务及要求22.2设计总体方案及方案论证22.3温度测量的方案与分析2第三章芯片功能及软件简介43.1AT89C51芯片简介43.2DS18B20的功能简介63.3KEILUVIS

5、ION2的使用63.4PROTEUSISIS仿真软件的使用6第四章系统硬件电路的设计124.1主控制电路和测温控制电路原理图124.2驱动电路模块原理图124.3显示模块原理图13第五章软件编程调试及性能分析155.1主程序流程图155.2主程序155.3温度子程序175.4显示子程序225.5程序调试225.6调试性能分析和注意事项23第六章总结与展望25致谢26参考文献27附录29第一章绪论日常生活及工农业生产中经常要用到温度的检测及控制，在冶金、食品加工、化工等工业生产过程中，广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，都要求对温度进行严格控制。在日常生活中，

6、电烤箱、微波炉、电热水器、烘干箱等电器也需要进行温度检测与控制。传统的测温元件有热电偶和热电阻。而热电偶和热电阻测出的一般是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持，硬件电路复杂，软件调试复杂，制作成本高。而采用单片机对温度进行控制，不仅具有控制方便，简单和灵活等优点，而且可以大幅度提高温度控制的技术指标。测量温度的关键是温度传感器，温度传感器正从模拟式向数字式、从集成化向智能化、网络化的方向发展。在测温电路中，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，将随被测温度变化的电压或电流采集过来，先进行A/D转换，然后用单片机进行数据的处理，再在显示电路上，将

7、被测温度显示出来。这种设计需要用到A/D转换电路，因此感温电路的设计比较复杂。进而想到采用智能温度传感器来设计数字温度计。本数字温度计的设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，其温度值可以直接被读出来，通过核心器件单片机AT89C52控制温度的读写和显示，用LED数码管显示。测温范围为－55℃～＋125℃，最大分辨率可达0.0625℃。而且采用3线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。按照系统设计功能的要求，确定系统有5个模块组成：主控制器、温度传感器DS18B20、报

8、警电路、按