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STC89C52RC单片机温度控制系统设计+方框图+电路图+源程序

更新时间:2010-9-10:  来源:毕业论文

STC89C52RC单片机温度控制系统设计+方框图+电路图+源程序
课题设计的主要内容该设计是以单片机STC89C52RC为控制核心,从DS18B20温度检测的数据采集、设定值调整、LED数码管显示电路、报警及输出控制电加热器及制冷等几个方面出发,详细研究和设计了基于单片机的温度控制的各个部分内容,设计了单片机及其外围电路,并结合一套经典的程序算法。
在一些温控系统电路中,广泛采用的是通过热电偶、热电阻或PN结测温电路经过相应的信号调理电路,转换成A/D转换器能接收的模拟量,再经过采样/保持电路进行A/D转换,最终送入单片机及其相应的外围电路,完成监控。但是由于传统的信号调理电路实现复杂、易受干扰、不易控制且精度不高。本文介绍单片机结合DS18B20环境温度控制器设计,本系统用一种新型的可编程温度传感器(DS18B20),不需复杂的信号调理电路和A/D转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理,实现方便、精度高,可根据不同需要用于各种场合。
    本次设计主要是对加热和制冷设备的温度控制,其主要任务如下:
用单片机对温度进行实时检测、显示和控制,以解决日常生活中及工业对温度的显示及控制问题。其温度显示为“-XXC”,精度为±0.50℃ ,测温范围-55℃~+125℃,采用LED显示,不单符合家庭使用更适合工业的使用。
2  系统的总体设计
嵌入式单片机的温度控制系统需要完成温度的检测并可以通过按键设定调整最高温度和最低温度值、能够显示当前温度值、最高设定温度和最低设定温度值,同时要实现当温度超过设定上限温度时,启动制冷器件降温,温度超过设定最高温度时报警;当温度低于设定下限温度时,启动电热器件加热,温度低于设定最低温度时报警等功能。需要系统包括单片机最小系统电路和按键电路、LED显示电路、温度检测部分、报警和控制输出等主要部分,系统地总体设计如下图所示:图2-1  系统整体设计框图
1  绪论1.1课题设计背景及意义
嵌入式在电子产品中的应用已经越来越广泛,并且在很多电子产品中也将其用到温度控制和温度检测、显示。基于单片机的温度监控系统较传统的温度控制系统具有更高的智能性,并且系统的功能更加易于扩展和升级,是一种低成本的温度控制、检测方案。
采用单片机来对温度进行控制,不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大提高产品的质量和数量。 因此单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。本文来自六'维*论-文.网
本次设计采用MCS-51系列单片机与各种外围电路构成单片机温度自动检测和控制系统,实现对温度的实时检测、控制和显示。通过本次设计掌握温度检测控制系统的硬件设计方法和软件编写方法。熟悉Protel软件的使用方法,熟悉PCB板的制作。通过课题的研究进一步巩固所学的知识,同时学习课程以外的相关知识,培养综合应用知识的能力。锻炼动手能力与实际工作能力,将所学的理论与实践结合起来。
1.2 行业技术发展趋势近年来,在温度检测技术领域中,多种新的检测原理与技术的开发应用己取得了具有实用性的重大进展。新一代温度检测元件正在不断出现和完善化,主要包括以下几种。(1)晶体管温度检测元件(2)集成电路温度检测元件(3)核磁共振温度检测器(4)热噪声温度检测器(5)石英晶体温度检测器(6)光纤温度检测器(7)激光温度检测器。毕业论文http://www.lwfree.cn
目前国内外的温度控制方式越来越趋向于智能化,温度测量首先是由温度传感器来实现的。测温仪器由温度传感器和信号处理两部分组成。温度测量的过程就是通过温度传感器将被测对象的温度值转换成电的或其它形式的信号,传递给信号处理电路进行信号处理转换成温度值显示出来。温度传感器随着温度变化而引起变化的物理参数有: 膨胀、电阻、电容、热电动势,磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。随着生产的发展,新型温度传感器还会不断出现,目前,国内外通用的温度传感器及测温仪大致有以下几种: 热膨胀式温度计、电阻温度计、热电偶、辐射式测温仪表、石英温度传感器测温仪。
目  录
摘要 I
ABSTRACT II
1绪论 1
1.1课题设计背景及意义 1
1.2行业技术发展趋势 1
1.3课题设计的主要内容 1
2系统的总体设计 3
3系统的主要硬件介绍 4
3.1单片机介绍 4
3.1.1单片机概述 4
3.1.2单片机编程语言介绍 5
3.1.3系统选择 6
3.1.4 STC89C52RC引脚功能介绍 9
3.2温度传感器DS18B20 16
3.2.1 DS18B20 16
3.2.2 DS18B20的硬件连接 25
4温度监控系统的设计 26
4.1硬件设计 26
4.1.1温度检测部分 26
4.1.2 LED数码管显示电路 27
4.1.3单片机及按键电路设计 31
4.1.4报警电路模块 33
4.1.5电源模块 34
4.1.6加热及制冷处理模块 35
4.2 软件系统设计 42
4.2.1系统程序流程图 42
4.2.2单片机软件开发语言 43
4.2.3 DS18B20驱动程序 44
4.2.4系统的程序源代码 54
5温度监控系统设计的硬件成果及测试结果、分析 62
5.1模块硬件概论 62
5.1.1温度采集模块和报警电路模块 62
5.1.2温度显示模块 63
5.1.3键盘调整模块 63
5.1.4电源模块 64
5.1.5加热及制冷处理模块 65
5.1.6整体硬件系统 65
5.2系统测试结果、分析 66
6结论与展望 68
6.1结论 68
6.2展望 68
参考文献 70
附录 系统整体硬件电路图,系统整体PCB电路图71
谢辞 1571

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