基于-单片机电烤箱温度控制设计

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辽宁工业大学

单片机原理及接口技术课程设计（论文）题目：基于单片机的电烤箱温度控制设计

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课程设计（论文）任务及评语

院（系）：电气工程学院教研室：自动化

注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20%

摘要

温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本设计是利用单片机的控制功能来设计一种智能的电烤箱系统，保证使用安全又达到节能的作用。

本文介绍了以AT89C51单片机为核心的电烤箱温度控制系统。电烤箱的温度控制系统有两部分组成：硬件部分和软件部分。其中硬件部分包括：单片机最小系统、驱动电路、报警电路、温度检测电路、以及键盘电路。软件部分包括：主程序、运算控制程序、以及各功能实现模块的程序。温度采集由DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20采集。DS18B20测温围为-55°C～+125°C，测温分辨率可达0.0625°C，被测温度用符号扩展的16位补码形式串行输。CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。

关键词: 温度控制；电烤箱；单片机

目录

第1章绪论1

第2章课程设计的方案1

2.1概述1

2.2系统组成总体结构2

第3章硬件设计3

3.1单片机最小系统的设计3

3.1.1时钟电路设计6

3.1.2复位电路设计7

3.2温度检测模块的设计8

3.2.1 DS18B20芯片的部结构8

3.2.2 DS18B20的测温原理9

3.2.3 DS18B20数据处理10

3.2.4 DS18B20温度检测电路设计11

3.3报警电路的设计11

3.4按键电路的设计12

3.5驱动模块的设计12

第4章软件设计13

4.1主程序流程图13

4.2温度检测模块15

第5章课程设计总结17

参考文献18

第1章绪论

随着现代信息技术的飞速发展和传统工业的逐步改造，温度自动检测和显示功能在很多领域得到广泛应用。人们在温度检测的准确度、便捷性和快速等方面有着越来越高的要求。

本文以电烤箱的温度控制为模型，设计了以AT89C51单片机为检测控制中心的温度控制系统。单片机出现的历史并不长，但发展迅猛。自1975年美国德克斯仪器公司首次推出8位单片机TMS-1000后才开始快速发展。1976年9月，美国Intel公司首次推出MCS-48系列8位单片机以后，单片机发展进入了一个新的阶段。1983年Intel公司推出的MCS-96系列、1987年Intel公司又推出的80C96等位16位单片机。近年来各个计算机生产厂家已进入更高性能的32位单片机研制、生产阶段。单片机发展之快、品种之多,其中最常用的主要有：AT89系列单片机、AVR单片机Motorola公司的M68HC08系列单片机以及PIC单片机。随着社会的发展，单片机的特点体现在体积小、可靠性高、使用方便等方面。根据温度控制的特点，本次设计采用AT89C51单片机为控制核心，采用数字PID控制算法。实现对电烤箱的温度的控制。通过本次设计进一步详细说明单片机控制系统在社会生活中的应用。为以后进一步应用单片机系统提供帮助。AT89C51单片机是美国Intel公司的8位高档单片机的系列。也是目前应用最为广泛的一种单片机系列。AT89C51系列单片机主要有CPU、存储器，I\O接口电路及时钟电路等部分组成。此电烤箱温度控制系统利用单片机的控制功能来设计一种智能的烤箱系统。

本文利用由DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20数字温度传感器采集温度。这种温度控制系统能过通过LCD1602显示屏直观的来观察电烤箱温度，通过按钮调节上限和下限温度的值。DS18B20测温围为-55°C～+125°C，测温分辨率可达0.0625°C，被测温度用符号扩展的16位补码形式串行输出。CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。

第2章课程设计的方案

2.1 概述

本次设计主要是综合应用所学知识，设计基于单片机的电烤箱温度控制系统，并在实践的基本技能方面进行一次系统的训练。能够较全面地巩固和应用“单片

机”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握小型单片机系统设计的基本方法。

应用场合: 温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。此电烤箱温度控制系统利用单片机的控制功能来设计一种智能的烤箱系统，避免电烤箱加热过程中发生安全事故。主要应用于需要根据外界的需要自动调节温度围的场合。

系统功能介绍: 当DS18B20检测到温度超过设定的值时，发出信号到单片机AT89C51的中断端口，由AT89C51单片机控制加热系统断电，这样就能很好的解决温度过高的问题，起到一个很好的保护的作用。当DS18B20传感器检测到温度低于设定的下限值时，又会给AT89C51单片机一个启动信号，AT89C51就又会重启加热系统开始工作，这样就能保证电烤箱能正常加热了。当DS18B20传感器检测温度达到燃烧的临界点时，会给AT89C51输入一个预报警信号，AT89C51就会控制报警系统报警，这样就起到一个很好的保护作用。

2.2 系统组成总体结构

系统主要包括单片机控制模块，驱动模块，温度检测模块，按键模块，报警模块等五大部分。