基于单片机的温度控制器毕业论文

基于单片机的温度控制器毕业论文

目录

第一章绪论 (7)

1.1课题的背景及意义 (7)

1.2相关技术的发展概况 (7)

1.2.1温度调节系统构成 (7)

1.2.2近年来国温度调节系统的发展 (8)

1.2.3 近年来国外温度调节系统的发展 (8)

1.3本文研究容 (9)

第二章控制器方案 (10)

2.1控制器方案设计 (10)

2.2控制器功能及原理 (10)

2.2.1控制器的基本功 (10)

2.2.2控制器原理图 (11)

2.3主要芯片概述 (11)

2.3.1 单片机AT89C51 (11)

2.3.2 数字温度传感器DS18B20 (12)

2.3.3 二四译码器 (14)

2.3.4 锁存、译码驱动芯片芯片MC14995 (15)

第三章硬件电路设计 (17)

3.1主模块 (17)

3.2键盘设定温度模块温度上下限设置模块 (17)

3.3温度采集模块 (18)

3.4报警电路 (19)

3.5温度控制模块 (19)

3.6源模块 (20)

3.7总结 (20)

第四章课题设计总结 (22)

参考文献 (23)

附录1 (24)

附录2 (47)

致谢 (49)

.WORD版本.

温度控制器

第一章绪论

1.1 课题的背景及意义

温度控制系统在国各行各业的应用虽然己经十分广泛，但从国生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。成熟的温控产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主，它们只能适应一般温度系统控制，而用于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，国技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少.随着我国经济的发展及加入WTO，我国政府及企业对此都非常重视，对相关企业资源进行了重组，相继建立了一些国家，企业的研发中心，开展创新性研究，使我国仪表工业得到了迅速的发展。

目前，温度控制器产品从模拟、集成温度控制器发展到智能数码温度控制器。智能温控器（数字温控器）是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结合，特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种控制器，并且它是在硬件的基础上通过软件来实现控制功能的，其智能化程度也取决于软件的开发水平，现阶段正朝着高精度高质量的方向发展,相信以我国的实力，温控技术在不久的将来一定会为于世界前列！

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1.2 相关技术的发展概况

1.2.1温度调节系统构成

系统主要包括单片机控制模块，温度采集模块，温度显示模块，温度上下限调整模块，温度调整模块等五大部分。系统总体框架如图1所示。

1.2.2近年来国温度调节系统的发展

1、温度控制器广泛应用于家用电器，主要为冰箱、冷柜、空调、饮水机、微波炉等制冷制热产品配置。

2、在工业园购地或新建厂房，增添设备，可年产温度控制器500万只。目前国市场价每只温度控制器11元，出口价每只2美元。年产500万只温度控制器，年产值可达6000万元，年利润可达1500万元，投资回收期3.5年左右

3、目前国温度控制器生产企业较少，仅、、、各有一家规模稍大一点的生产厂家，他们的生产能力远远不能满足电子温度控制器市场的需求。

4、温度控制器不仅在国市场销售顺畅，而且在国际市场也十分看好，特别是日本、意大利、美国等国家对温度控制器产品的需求量很大，出口前景十分乐

.参考资料.

温度控制器

观。

5、由于沿海发达地区产业的梯度转移，科龙集团已在新建分厂，华意集团也与签订了投资意向，境的昌河集团微型汽车规模日益壮大，汽车、空调用温度控制器需求量也必将增大。

1.2.3 近年来国外温度调节系统的发展

因为温度控制器环节已经被纳入为分布式控制系统（DCS），个人电脑（PC）和可编程逻辑控制器（PLC）。工业电子温度控制器全球市场的增长率在2003年为3.6%， 2004年为3.5%，2005年为2.5 % 。预计2006年全球市场的增长率仅为1.2% ，而预测2010年的综合年度增长率（CAGR）仅为0.7% 。

欧洲和北美工业电子温度控制器市场受到这一趋势的影响最大。这两个较大地区的市场预计将在2010年出现负增长。然而，亚太市场，较小的拉丁美洲和其他地区的市场预计仍将保持增长。

中国作为一个主要的制造中心和工业电子温度控制器市场的崛起是这一增长的驱动因素。OEM厂商以及众多的终端工业厂商已经开始转移到中国大陆，以获得低成本的劳动力和原料优势。日本经济的复苏同样推动该地区走出了停滞发展时期。OEM厂家和主要终端工业公司将制造业务向中国的转移，以及温度控制器价格的下降，是欧洲和北美工业电子温度控制器市场预测下降的主要原因。

此外，许多位于欧洲和北美的工业电子温度控制器供应商已经表明一旦准备充分，他们将很快在中国展开他们的制造工业电子温度控制器业务。通过在中国生产电子温度控制器，供应商不但可以获得更便宜的劳动力和原料的竞争优势，

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而且他们这样更接近主要的发展市场。

1.3 本文研究容

本文重点对该系统的硬件、软件进行分析设计。在硬件上对各部分电路一一进行了理论分析与方案论证进行了设计，介绍了DS18B20数字温度传感器在单片机下的硬件连接及软件编程，并给出了软件流程图，最终设计完成了该系统的硬件电路。在软件设计上根据硬件电路和该温度采集系统所需要实现的功能，经过反复的模拟运行、调试、修改，最终完成了该系统的软件设计。通过硬件与软件的密切配合，最终设计完成达到了题目所要求的功能。本设计采用的是AT89S51单片机，对多点温度进行采集。通过集成温度传感器DS18B20将温度值转换为电量输出。通过键盘实现增加或减少温度上下限模式的切换；可以利用小键盘设定温度的最大值和最小值，当温度高于设定的上限值时，单片机停止加热器加热，同时点亮红色发光二极管，当温度低于设定的下限时，单片机启动加热器加热，同时点亮绿色发光二极管。在软件上进行主程序和子程序的编程，使该温度控制系统实现智能化发展，精度更高。

.参考资料.

温度控制器

第二章控制器方案

2.1 控制器方案设计

本系统采用了单片机AT89C51，利用数字温度传感器DS18B20对环境进行测温，同时采用二四译码器对四段LED进行选通显示，同时还采用了锁存器MC14495对以显示的LED所存，进行下一段LED的显示，此外还有键盘设备来实现温度上

下限值的调试，红绿灯报警温度的越线，热电阻丝对温度进行调整等来实现该温度控制器的智能化。总体硬件结构框图如图2-1显示。

2.2 控制器功能及原理

2.2.1控制器的基本功

本设计的目的是以单片机为核心设计出一个温度采集系统。通过本课题设计，综合运用单片机及接口技术、微机原理、微电子技术，锻炼动手操作能力，综合运用能力，学习论文的写作方法和步骤。设计的温度控制器有以下功能：

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1. 测温围：-55℃~+125℃。

2. 测温分辨力：〈=0.5℃

3. 测温准确度：〈=0.5℃。

4. 测温点数：在此设计中可测4个点,也可以扩展到8点。

5. 温度显示：采用4个7段数码管。

6. 温限可经键盘实现简单的人机互动,灵活设定温度围。

7. 超温度围报警。

8. 本设计利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一温度控制系统，文中传感器理论单片机实际应用有机结合，简单讲述了利用新型芯片探测环境温度的过程，以及实现模数转换的原理过程。通过对本设计，提高我对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用

2.2.2控制器原理图

所设计系统的原理图共分为七大模块：主模块、指示灯、加热器启动或停止模块、温度的测量模块、键盘模块、报警模块和电源设计模块。如下图2-2所示。

.参考资料.