《監(jiān)測控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告——基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、監(jiān)測控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告題目：基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)作者：學(xué)號：班級：目錄摘要：11引言22設(shè)計(jì)要求23工作原理24方案設(shè)計(jì)34.1溫度測量部分方案34.2主控制部分方案45各單元的設(shè)計(jì)55.1溫度測試單元55.2鍵盤單元55.3溫度控制及超溫和超溫警報(bào)單元75.4溫度控制器件電路85.5七段數(shù)碼管顯示單元95.6接口通訊單元105.7總電路（詳見附錄電路圖）116程序設(shè)計(jì)116.1程序結(jié)構(gòu)分析116.2主程序136.3程序代碼（詳見附錄程序清單）147.測設(shè)分析148.參考文獻(xiàn)159.小結(jié)與體會(huì)16附錄A：電路圖17附錄B：使用說明

2、18附錄C：程序清單18摘要：本設(shè)計(jì)以AT89S51單片機(jī)為核心的溫度控制系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計(jì)方法。溫度信號由溫度芯片DS18B20采集，并以數(shù)字信號的方式傳送給單片機(jī)。文中介紹了該控制系統(tǒng)的硬件部分，包括：溫度檢測電路、溫度控制電路、PC機(jī)與單片機(jī)串口通訊電路和一些接口電路。單片機(jī)通過對信號進(jìn)行相應(yīng)處理，從而實(shí)現(xiàn)溫度控制的目的。文中還著重介紹了軟件設(shè)計(jì)部分，在這里采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要模塊有：數(shù)碼管顯示程序、鍵盤掃描及按鍵處理程序、溫度信號處理程序、繼電器控制程序、超溫報(bào)警程序。關(guān)鍵詞：AT89S51單片機(jī)DS18B20溫度芯片溫度

3、控制串口通訊281引言溫度控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域,如家電、汽車、材料、電力電子等,常用的控制電路根據(jù)應(yīng)用場合和所要求的性能指標(biāo)有所不同,在工業(yè)企業(yè)中,如何提高溫度控制對象的運(yùn)行性能一直以來都是控制人員和現(xiàn)場技術(shù)人員努力解決的問題。這類控制對象慣性大,滯后現(xiàn)象嚴(yán)重,存在很多不確定的因素,難以建立精確的數(shù)學(xué)模型,從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)性能不佳,甚至出現(xiàn)控制不穩(wěn)定、失控現(xiàn)象。傳統(tǒng)的繼電器調(diào)溫電路簡單實(shí)用,但由于繼電器動(dòng)作頻繁,可能會(huì)因觸點(diǎn)不良而影響正常工作?？刂祁I(lǐng)域還大量采用傳統(tǒng)的PID控制方式,但PID控制對象的模型難以建立,并

4、且當(dāng)擾動(dòng)因素不明確時(shí),參數(shù)調(diào)整不便仍是普遍存在的問題。而采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，因其內(nèi)部集成了A/D轉(zhuǎn)換器，使得電路結(jié)構(gòu)更加簡單，而且減少了溫度測量轉(zhuǎn)換時(shí)的精度損失，使得測量溫度更加精確。數(shù)字溫度傳感器DS18B20只用一個(gè)引腳即可與單片機(jī)進(jìn)行通信，大大減少了接線的麻煩，使得單片機(jī)更加具有擴(kuò)展性。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通過單跳數(shù)據(jù)線就可以和主電路連接，故可以把數(shù)字溫度傳感器DS18B20做成探頭，探入到狹小的地方，增加了實(shí)用性。更能串接多個(gè)數(shù)字溫度傳感器DS18B20進(jìn)行范圍的溫度檢測。2設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)基于

5、單片計(jì)算機(jī)的溫度控制器，用于控制溫度。具體要求如下:1.基于單片機(jī)電路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，提取、存儲(chǔ)及后期的處理；2.溫度連續(xù)可調(diào)，范圍為0℃-40℃；3.超調(diào)量σ%≤20%；4.溫度誤差≤±0.5℃；5.基于通信端口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的回傳，方便人-機(jī)對話；3工作原理溫度傳感器DS18B20從設(shè)備環(huán)境的不同位置采集溫度，單片機(jī)AT89S51獲取采集的溫度值，經(jīng)處理后得到當(dāng)前環(huán)境中一個(gè)比較穩(wěn)定的溫度值，再根據(jù)當(dāng)前設(shè)定的溫度上下限值，通過加熱和降溫對當(dāng)前溫度進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后超過設(shè)定溫度的上限時(shí)，單片機(jī)通過三極管驅(qū)動(dòng)繼電器開啟降溫設(shè)備(

6、壓縮制冷器)，當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后低于設(shè)定溫度的下時(shí),單片機(jī)通過三極管驅(qū)動(dòng)繼電器開啟升溫設(shè)備(加熱器)。當(dāng)由于環(huán)境溫度變化太劇烈或由于加熱或降溫設(shè)備出現(xiàn)故障，或者溫度傳感頭出現(xiàn)故障導(dǎo)致在一段時(shí)間內(nèi)不能將環(huán)境溫度調(diào)整到規(guī)定的溫度限內(nèi)的時(shí)候，單片機(jī)通過三極管驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出警笛聲。系統(tǒng)中將通過串口通訊連接PC機(jī)存儲(chǔ)溫度變化時(shí)的歷史數(shù)據(jù)，以便觀察整個(gè)溫度的控制過程及監(jiān)控溫度的變化全過程。28PC機(jī)加熱器繼電器2MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片片鍵盤電路AT89S518BITCPU數(shù)據(jù)顯示DS18B20溫度芯片數(shù)據(jù)傳輸超溫報(bào)警壓縮制冷器繼電器1N圖3

7、.1工作原理圖4方案設(shè)計(jì)4.1溫度測量部分方案DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、高性能抗干擾能力、強(qiáng)易配處理器等優(yōu)點(diǎn)，特別適合用于構(gòu)成多點(diǎn)溫度測控系統(tǒng)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號（按9位二進(jìn)制數(shù)字）給單片機(jī)處理，且在同一總線上可以掛接多個(gè)傳感器芯片，它具有三引腳TO-92小體積封裝形式，溫度測量范圍－55～＋125℃，可編程為9～12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達(dá)0.0625℃，被測溫度用符號擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出，其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，業(yè)可采用寄生電源方式產(chǎn)生，多個(gè)

8、DS18B20可以并聯(lián)到三根或者兩根線上，CPU只需一根端口線就能與多個(gè)DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。從而可以看出DS18B20可以非常方便的被用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測系統(tǒng)。綜上，在本系統(tǒng)中我采