基于80C51的数字温度控制器设计
单片机系统
课程设计
成绩评定表
设计课题：基于80C51的数字温度控制器设计学院名称：
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单片机系统
课程设计
课程设计名称：基于80C51的数字温度控制器设计专业班级：
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课程设计时间：2013-12-16～2013-12-27
目录
1 引言 (5)
1.1研究背景 (5)
2 方案的选择 (6)
2.1 系统框图 (6)
3 硬件电路设计 (6)
3.1 最小化电路设计 (6)
3.1.1 主控芯片简介 (7)
3.1.2 最小化电路 (9)
3.2 温度采集电路设计 (9)
3.2.1温度采集芯片简介 (9)
3.2.2 工作原理 (11)
3.2.3 温度采集电路 (13)
3.3 存储电路设计 (14)
3.3.1 存储芯片简介 (14)
3.3.2 工作原理 (16)
3.3.3 存储电路 (18)
3.4显示电路设计 (18)
3.4.1 显示方案确定 (18)
3.4.2 驱动芯片简介 (19)
3.4.3 显示电路 (22)
4 软件设计 (23)
4.1 主程序流程 (23)
4.2 子程序流程 (23)
4.2.1 中断流程 (23)
4.2.2 键盘扫描流程 (23)
4.2.3 温度检测与报警流程 (23)
4.2.4 DS18B20温度采集流程 (24)
4.2.5 CAT24C02 读写模块流程 (24)
5 系统仿真 (28)
参考文献 (30)
附录程序 (31)
1 引言
1.1 研究背景
温度控制系统在国内各行各业的应用虽然己经十分广泛，但从国内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，国内技术还不十分成熟，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！
●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。
●目前国内温度控制器生产企业较少，仅广东、江苏、辽宁、江西各有一家规
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。
●温度控制器不仅在国内市场销售顺畅，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，出口前景十分乐观。
2 方案的选择
方案一：进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。
方案二：由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦
2.1 系统框图
温度采集电路加热电路
80C51
显示电路报警电路
图1 系统框图
3硬件电路设计
3.1最小化电路设计
主控芯片要能正常工作，首先要提供电源，除其次要有晶振电路提供时钟脉冲信号，除此之外还要有复位电路使单片机或系统其它部件处于某种确定的初始状态，最后还要是单片机有程序。
3.11主控芯片简介
此部分是电路的核心部分，系统采用了51系列单片机。在众多的51单片机系列中，AT89系列单片机在我国得到及其广泛的应用，越来越受到人们的瞩目。AT89系列单片机是美国ATMEL公司的8位Flash单片机产品。它的最大特点是在片内含有Flash存储器，在系统的开发过程中修改程序容易，使开发调试更为方便。AT89系列单片机以8031为内核，是与8051系列单片机兼容的系列，其型号可以分为标准型、低档型和高档型3类。高档型单片机有AT89S51、AT89S52、AT89S53和AT89S8252等型号，其中AT89S52为ATMEL所生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，内部有8KB的可下载Flash存储器，2KB的EEPROM，提高了存储容量，系统不必扩展外部程序存储器和数据存储器这样大大的减少了系统硬件部分。因此，本系统使用AT89S52单片机作为微处理器，如图所示
图2 主控芯片
3.1.2 最小化电路
单片机工作需要3个基本条件：接电源、接石英晶体振荡器和复位电路、单片机内装入程序，如图3所示。
Vcc
EA XTAL1XTAL2
RST
Vss
+5V
30pF
30pF
22uF
1K
AT89S52
接电源+5V
晶体振荡器
+5V
接电源负极
图3 最小化电路
（1）接电源
将单片机第40脚Vcc 接电源+5V ，第20脚Vss 接地（电源负极），为单片
机工作提供电源。由于AT89S52片内带有程序存储器，当使用片内程序存储器时要将EA （31脚）接高电平，即接到电源+5V 。 （2）接石英晶体振荡器
将单片机第19脚（XTAL1）与18脚（XTAL2）分别接外部晶体的两个引脚，由石英晶体组成振荡器，保证单片机内部各部分有序工作。晶振电路如图4所示。
图4 晶振电路
单片机运行程序的速度与振荡器的频率有关。单片机在读、写操作时都需要消耗一定的时间。机器周期是指单片机完成一个基本操作所用的时间，当外接石英晶体为12MHz 时，1个机器周期为1ms ；当外接石英晶体为6MHz 时，1个机器周期为1ms 。 （3）复位电路
在实际应用中，复位电路有两种基本形式：一种是上电复位，另一种是上电与按键均有效的复位。
上电复位要求接通电源后，单片机自动实现复位操作。常用的上电复位电路如图五所示。上电瞬间RST 引脚获得高电平，随着电容C1的充电，RST 引脚的高电平将逐渐下降。RST 引脚的高电平只要能保持足够的时间（2个机器周期），单片机就可以进行复位操作。该电路典型的电阻和电容参数为：晶振为12MHz 时，C1为10uF ，R1为8.2K Ω；晶振为6MHz 时，电容C1为22uF ，R1为1K Ω。
上电与按键均有效的复位电路如图6所示。上电与按键均有效的复位电路原理与上电复位原理相同，不同的是上电与按键均有效的复位电路在单片机运行期间，能用按键来控制复位操作晶振为6MHz 时，电容C1为22uF ，R2为200Ω。
振
荡器ＸＴＡＬ１
ＸＴＡＬ２
Ｙ
Ｃ１
Ｃ２
图5 图6
本设计中使用后者电路复位，就是可以在单片机运行期间可以人工的复位。这样是比较方便。
3.2 温度采集电路设计
跟以往的采用A/D转换器进行温度测量不同的是，本系统采用的是一线协议器件DS18B20进行温度测量，测量的方法不同，温度采集不同。
3.2.1温度采集芯片简介
DS1820数字温度计提供9位温度读数，指示器件的温度。信息经过单线接口送入DS1820或从DS1820送出，因此从中央处理器到DS1820仅需连接一条线(和地)。读、写和完成温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源。因为每一个DS1820有唯一的系列号，因此多个DS1820可以存在于同一条单线总线上。这允许在许多不同的地方放置温度灵敏器件。此特性的应用范围包括HV AC环境控制，建筑物、设备或机械内的温度检测，以及过程监视和控制中的温度检测。
(1) DS18B20特性
●独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯；
●无需外部器件；
●零待机功耗；
●测温范围-55℃～+1250℃，以0. 5℃递增。华氏温度范围-67℉至257℉，
以0.9℉递增；
●温度以9位数字量读出；
● 温度数字量转换时间200ms(典型值)； ● 用户可定义的非易失性温度报警设置；
● 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件； ● 应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计或任何热感测系统； (2) DS18B20引脚结构及说明
DS18B20引脚结构如图7所示
图7
引脚说明： GND ：接地。
DQ ：数据输入/输出脚。
VDD ：外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。
DS1820通过一个单线接口发送或接收信息，因此在中央微处理器和DS1820之间仅需一条连接线（加上地线）。用于读写和温度转换的电源可以从数据线本身获得，无需外部电源。
因为每个DS1820都有一个独特的片序列号，所以多只DS1820可以同时连在一根单线总线上，这样就可以把温度传感器放在许多不同的地方。这一特性在HV AC 环境控制、探测建筑物、仪器或机器的温度以及过程监测和控制等方面非常有用。
3.2.2 工作原理
(1) 测温原理
测温原理如图8所示。
BOTTOM VIEW
GND DQ VDD
斜坡累加器
预置比较
低温度系数振荡器计数器预置
=0温度存储器高温度系数振荡器计数器
=0
停止
增加
LSB
置
位
/
清
零
图8测温原理
(2) DSl820工作过程及时序
初始化：
初始化RoM操作命令存储器操作命令处理数据单总线上的所有处理均从初始化开始。总线主机检测到DSl820的存在便可以发出ROM操作命令之一这些命令如下：
ROM操作品令
指令名称代码功能
读ROM 33H 在口线上接一个器件时读其ROM码
匹配ROM 55H 找出某个指定ROM码的器件
跳过ROM CCH 对口线上所有器件的操作
搜索ROM F0H 口线上有多个器件时，找出每个器件ROM码
告警搜索ECH 找出各器件是否超限
存储器操作命令
指令名称代码功能
写暂存存储器4EH
主机向存储器中TH、TL和配置寄存器写数
据
读暂存存储器BEH 主机连续读0～8存储器中内容
复制暂存存储器48H 复制TH、TL和配置寄存器内容到EEPROM
中
温度变换 44H 启动温度转换
重新调出 B8H
从EEPROM 中调出TH 、TL 和配置寄存器数
据到存储器中
读电源
B4H
器件向主机发送它的供电方式 时序
主机使用时间隙来读写DSl820的数据位和写命令字的位。 ◆ 初始化
初始化时序见图9主机总线to 时刻发送一复位脉冲(最短为480us 的低电平信号)接着在tl 时刻释放总线并进入接收状态DSl820在检测到总线的上升沿之后等待15-60us 接着DS1820在t2时刻发出存在脉冲(低电平持续60-240 us)如图中虚线所示
t1t2t3t4
t0400μs ～960μs
60μs ～2400μs
15μs ～60μs
480μs
图9 初始化时序 ◆ 写时间隙
当主机总线t o 时刻从高拉至低电平时就产生写时间隙见图10图11从to 时刻开始15us 之内应将所需写的位送到总线上DSl820在t0后15-60us 间对总线采样若低电平写入的位是0见图10,若高电平写入的位是1,见图11,连续写2位间的间隙应大于1us 。
>60μs
15μs >1μs
>60μs
15μs
45μs
>1μs 15μs ～
60μs
t0
t1
t0
t1
图10 图11
◆ 读时间隙
见图12主机总线t0时刻从高拉至低电平时总线只须保持低电平l7us 之后在
t1时刻将总线拉高产生读时间隙,读时间隙在t1时刻后t2时刻前有效t2距t0为15us 也就是说t2时刻前主机必须完成读位并在t0后的60us-120us 内释放总线。读位子程序(读得的位到C 中
)
t0
t1
t2
t3
>60μs
15μs
>1μs
主机起作用DS18B20起作用上拉电阻起作用
图12
3.2.3 温度采集电路
DS18B20工作可采用两种供电方式，外接供电电源供电和寄生电源供电。
当DS18B20处于写存储器操作和温度A /D 变换操作时，总线上必须有强上拉。 (1)采用寄生电源供电 采用寄生电源供电，如图13所示。P2.0口接单线总线，为保证在有效DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可用一个MOSFET 管和AT89S52的p2.0来完成对总线的上拉。采
用寄生电源供电方式 图13 寄生电源供电
时VDD 和CND 端 均接地。由于单线制只有一根线，因此发送接收口必须是二态的。
(2)采用外部电源供电的方式
采用寄生电源供电，外部电源部连接到VDD ，引脚如图14所示。
P2.0
DS18B20
DS18B20
+5V
+5V
4.7k
VDD
GND
GND
VDD
DS18B20
+5V
4.7k
GND VDD
P2.0
总线
图14外部电源供电
3.3存储电路设计
系统通过AT24C02存储温度信息，AT24C02内部存储地址0x00和0x01分别存储温度上下限数据信息;温度上下限数据可通过外部按键进行修改，并通过数码管实时显示。数据存储格式如表2-1所示。
表2-1 数据存储格式
地址0x00 0x01 0x02 0x03 …0xFF
数据温度上限温度下限…………
3.3.1 存储芯片简介
CAT24WC02是一个2K位串行CMOS E2PROM内部含有256个8位字节CATAL YST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗,CAT24WC02有一个16字节页写缓冲器该器件通过C总线接口进行操作有一个专门的写保护功能。
(1)特性
●与400KHz I2C总线兼容；
● 1.8到6.0伏工作电压范围；
●写保护功能当WP为高电平时进入写保护状态；
●页写缓冲器；
●自定时擦写周期；
●1,000,000编程/擦除周期；
●可保存数据100年。
(2) 极限参数
●工作温度工业级-55℃～+125℃；
●贮存温度-65℃～+150℃；
●各管脚承受电压-2.0V～+2.0V；
●Vcc管脚承受电压-2.0V～+7.0V；
●焊接温度(10秒)300℃；
●输出短路电流100mA。
(3) AT24C02管脚结构
AT24C02管脚结构如图15所示。
图15管脚结构
管脚描述：
SCL：串行时钟
CAT24WC02串行时钟输入管脚用于产生器件所有数据发送或接收的时钟这是一个输入管脚。
SDA：串行数据/地址
CAT24WC01/02/04/08/16双向串行数据/地址管脚用于器件所有数据的发送或接收SDA是一个开漏输出管脚可与其它开漏输出或集电极开路输出进行线或wire-OR。
A0、A1、A2：器件地址输入端
这些输入脚用于多个器件级联时设置器件地址当这些脚悬空时默认值为0。使用24WC02时最大可级联8个器件，如果只有一个24WC02被总线寻址这三
个地址输入脚A0、A1、A2可悬空或连接到Vss。
WP：写保护
如果WP管脚连接到Vcc所有的内容都被写保护只能读当WP管脚连接到Vss或悬空允许器件进行正常的读/写操作。
Vcc：+1.8V～6.0V工作电压。
Vss：接地。
3.3.2 工作原理
只有在总线非忙时才被允许进行数据传送。在数据传送时，当时钟线为高电平，数据线必须为固定状态，不允许有跳变。时钟线为高电平时，数据线的任何电平变化将被当作总线的启动或停止条件。
启始条件：
起始条件必须在所有操作命令之前发送。时钟线保持高电平期问，数据线电平从高到低的跳变作为I2C总线的启动信号。CAT24C02一直监视SDA和SCL 电平信号直到条件满足时才响应。
停止条件：
时钟线保持高平期问，数据线电平从低到高的跳变作为I2C总线的停止信号。操作结束时必须发送停止条件。
器件地址的约定：
主器件在发送启动命令后开始传送，主器件发送相应的从器件的地址(见表2-2)，8位从器件地址的高4位固定为1010。接下来的3位无意义。最后一位为读写控制位。"1”表示对从器件进行读操作，"0”表示对从器件进行写操作。在主器件发送启动命令和发送一字节从器件地址后，如果从器件地址相吻合，CAT24C02发送一个应答信号(通过SDA线)。然后CAT24C02再根据读/写控制位进行读或写操作。
表2-2 从器件寻址
1 0 1 0 A
2 A1 A0 R/W
时序图
CAT24C02工作时序包括起始/停止时序、应答时序、写时序和读时序。
SDA
SCL
START BIT STOP BIT
起始/停止时序图
SCL
DATA IN
DAOUT
START
1
2
9
应答时序图
S
SDA LINE
S T A R T
SLAVE ADDRESS
BYTE ADDRESS
DATA
P
A C K
A C K
A C K
S T O P 写时序图
S
A C K
S T A R T
S T O P P
N O
A C K
DATA
SDA LINE
SLAVE ADDRESS
读时序图
3.3.3 存储电路
A0、A1、A2接地，SDA 、SCL 与单片机I/O 口连接，通过程序软件模拟I 2C 时序，WP 引脚接地，如图16所示。
图16 硬件连接图
3.4显示电路设计
本系统显示电路用来显示温度上下限的值和通过DS18B20采集进来的实时温度值。
3.4.1 显示器简介
数码管具有:低能耗、低损耗、低压、寿命长、耐老化、防晒、防潮、防火、防高(低)温，对外界环境要求低，易一于维护，同时其精度高，测量快，精确可靠，操作简单。数码显示是采用BCD 编码显示数字，程序编译容易，资源占用较少。 (1) 7段LED 数码
LED 是近似于恒压的元器件，到导电时（发光）的正向压降一般约为1.6V
或2.4V ，反向击穿电压一般≥5V 。工作电流通常在10---20mA ，故电路中需要串联适当的限流电阻。发光强度基本上与正向电流成正比。发光效率和颜色取决于制造的材料，一般常用红色，偶尔也用于黄色或绿色。 (2) 发光二级管显示驱动（点亮）的方法
静态驱动方法：即给欲点亮的LED 通过恒定的定流。这种驱动方法需要显
2
3
4
AT89S52
P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST 9P3.010P3.111P3.2/INT012P3.3/INT113P3.414P3.515P3.616P3.717XTAL218XTAL119GND 20
P2.021
P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN 29ALE/PROG 30EA/VPP 31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC 40
U1
E01E12E23GND
4
SDA
5
SCL 6MODE 7VCC
8
CAT24C02
U3
10K
10K
VCC
示的位数增加时，所需的逻辑部件及连线也相应增加，成本也增加。
动态驱动方法：是给欲点亮的LED通过脉冲电流，此时LED的脉冲电流倍数于其额定电流值。利用动态驱动方法可以减少需要的逻辑部件和连线。
最常用的一种数码显示器是由7段条形的LED组成，如图2.14所示。点亮适当的字段，就可以出不同的数字。此外不少于7段数码管显示器在右下角带有一个圆形的LED作小数点用，这样一共有8段，恰好适用于8位的并行系统。
图17为共阴极接法，公共阴极接地。当各段阳极上的电平为“1”时，该段点亮；电平为“0”时，段就熄灭。图18为共阳极接法+5V电源。当各段阴极上的电平为“0”时，该段就点亮；电平为“1”时，段就熄灭。图中的电阻是限流电阻。
图17共阴极接法图18共阳极接法
3.4.2 驱动芯片简介
MAX7219是MAXMI公司生产的一种串行接口方式7段共阴极LED显示驱动器。其片内包含有一个BCD码到B码的译码器、多路复用扫描电路、字段和字位驱动器，以及存储每个数字的8X8RAM。每位数字都可以被寻址和更新，允许对每一位数字选择B码译码或不译码。采用三线串行方式与单片机接口。电路十分简单，只需要一个10KΩ左右的外接电阻来设置所有LED的段电流。MAX7219的引脚排列如图19所示。
图19 MAX7219的引脚排列
(1)功能特点
●1OMHZ连续串行口；
●数字的译码与非译码选择；
●150uA的低功耗关闭模式；
●亮度的数字和模拟控制；
●高电压中断显示；
●共阴极LED显示驱动。
(2)引脚功能
DIN :串行数据输入。在CLK时钟的上升沿，串行数据被移入内部移位寄存器。移入时最高位（MSB）在前。
DIG0～7:8根字位驱动引脚，它从LED显示器吸入电流。
GND:接地，两根GND引脚必须相连。
LOAD:装载数据输入。在LOAD的上升沿，串行输入数据的最后16位被锁存。
CLK:时钟输入。它是串行数据输入时所需的移位脉冲。最高时钟频率为10MHz，在CLK地上升沿串行数据被移入内部移位寄存器，在CLK的下降沿数据从DOUT移出。
SEGA～G,DP:七段和小数点驱动输出，它提供LED显示器源电流。
ISET:通过一个10KΩ电阻Rset接到V+以设置峰值段电流。
V+:+5V电源电压。
DOUT:串行数据输出。输入到DIN的数据经过16.5个时钟周期后，在DOUT 端有效。
MAX7219采用串行数据传输方式，由16位数据包发送到DIN引脚的串行数据在每个CLK的上升沿被移入的内部16位移位寄存器，然后在LOAD的上升沿将数据所存到数字或控制寄存器中。LOAD信号必须在第16个时钟上升沿同时或之后，但在下一个时钟上升沿之前变高；否则将会丢失数据。DIN端的数据通过移位寄存器传送，并在16.5个时钟周期之后出现在DOUT端。DOUT端的数据在CLK的下降沿输出。串行数据以16位为一帧，其中，D11-D8为内部寄存器地址，D7-D0为寄存器数据，格式如表2-3所列。
表2-3MAX7219的串行数据格式
D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1
D0
X X X X 地址MSN 数据LSB (3) MAX7219的数据传输时序
MAX7219的数据传输时序如图20所示。
…
CLK
Bit15Bit114Bit0
…
LOAD
DIN
图20 MAX7219的数据传输时序
MAX7219具有14个可寻址的内部数字和控制寄存器。8个数字寄存器由一个片内8X8双端口SRAM实现，它们可以直接寻址；因此，可以对单个数字进行更新；并且只要V+超过2V,数据就可以保留下去。控制寄存器有5个，分别为译码方式、显示亮度、扫描界限（扫描数位的个数）、停机和显示测试。表2-4所列为MAX7219的内部寄存器及其地址。
表2-4 MAX7219的内部寄存器及其地址
寄存器
地址
D15-D12 D11 D10 D9 D8 十六进制代码NO – OP X 0 0 0 0 X0H
数字0 X 0 0 0 1 X1H
数字1 X 0 0 1 0 X2H
单片机温度控制系统毕业论文
论文设计 设计（论文）题目：基于单片机的温度控制系统 院系：电子信息工程学院 专业班级：电子信息工程11-01 学生姓名：张战锋 指导教师：耿鑫
郑州轻工业学院 二〇一四年十月二十日
基于单片机的温度控制系统 摘要 温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域都有积极的意义。很多行业中都有大量的用电加热设备，如用于热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，采用单片机对它们进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还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。因此，智能化温度控制技术正被广泛地采用。 本温度设计采用现在流行的AT89S51单片机，配以DS18B20数字温度传感器，该温度传感器可自行设置温度上下限。单片机将检测到的温度信号与输入的温度上、下限进行比较，由此作出判断是否启动继电器以开启设备。 本设计还加入了常用的数码管显示及状态灯显示灯常用电路，使得整个设计更加完整，更加灵活。该设计已应用于花房，可对花房温度进行智能监控。 【关键词】温度箱，AT89S51，单片机，控制，模拟
目录 1 引言 (3) 1.1 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义 (3) 1.2 温度控制系统的目的 (4) 1.3 温度控制系统完成的功能 (4) 2 总体设计方案 (4) 3 DS18B20温度传感器简介 (11) 3.1 温度传感器的历史及简介 (11) 3.2 DS18B20的工作原理 (11) 3.2.1 DS18B20工作时序 (11) 3.2.2 ROM操作命令 (14) 3.3 DS18B20的测温原理 (14) 3.3.1 DS18B20的测温原理: (14) 3.3.2 DS18B20的测温流程 (16) 4.1 设计原则 (16) 4.2 引脚连接 (17) 4.2.1 晶振电路 (17) 4.2.2 串口引脚 (17) 5 系统整体设计 (18)
温度控制器的设计与制作共13页
温度控制器的设计与制作 一、功能要求 设计并制作一个温度控制器，用于自动接通或断开室内的电加热设备，从而使室内温度达到设定温度要求，并能实时显示室内温度。当室内温度大于等于设定温度时，控制器断 ?时，控制器接通电加热设备。 开电加热设备；当室内温度比设定温度小2C 控温范围：0~51C? 控温精度：≤1C? 二、硬件系统设计 1．硬件系统由七部分组成，即单片机及看门狗电路、温度检测电路、控制输出电路、键盘电路、显示电路、设置温度储存电路及电源电路。 （1）单片机及看门狗电路 根据设计所需的单片机的内部资源（程序存储器的容量、数据存储器的容量及I/O口数量），选择AT89C51-24PC较合适。为了防止程序跑飞，导致温度失控，进而引起可怕的后果，本设计加入了硬件看门狗电路IMP813L，如果它的WDI脚不处于浮空状态，在1.6秒内WDI不被触发（即没有检测到上什沿或下降沿），就说明程序已经跑飞，看门狗输出端WDO将输出低电平到手动复位端，使复位输出端RST发出复位信号，使单片机可靠复位，即程序重新开始执行。（注：如果选用AT89S51，由于其内部已具有看门狗电路，就不需外加IMP813L） （2）温度检测电路 温度传感器采用AD590，它实际上是一个与绝对温度成正比的电流源，它的工作电压为4~30V，感测的温度范围为-550C~+1500C，具有良好的线性输出，其输出电流与温度成正比，即1μA/K。因此在00C时的输出电流为273.2μA，在1000C时输出电流为373.2μA。温度传感器将温度的变化转变为电流信号，通过电阻后转变电压信号，经过运算放大器JRC4558运算处理，处理后得到的模拟电压信号传输给A/D转换部分。A/D转换器选用ADC0804，它是用CMOS集成工艺制成的逐次逼近型模数转换芯片，分辨率8位，转换时间100μs，基准电压0~5V，输入模拟电压0～5V。 （3）控制输出电路 控制信号由单片机的P1.4引脚输出，经过光耦TLP521-1隔离后，经三极管C8550直接驱动继电器WJ108-1C-05VDC，如果所接的电加热设备的功率≤2KW，则可利用继电器的常开触点直接控制加热设备，如果加热设备的功率>2KW，可以继电器控制接触器，由接触器直接控制加热设备。 （4）键盘电路 键盘共有四个按键，分别是S1（设置）、S2（+）、S3（-）、S4（储存）。通过键盘来设置室内应达到的温度，键盘采用中断方式控制。 （5）显示电路 显示电路由两位E10501_AR数码管组成，由两片74LS164驱动，实现静态显示，74LS164所需的串行数据和时钟由单片机的P3.0和P3.1提供。对于学过“串行口”知识的班级，实习时，可以采用串行口工作于方式0，即同步移位寄存器的输出方式，通过串行口输出显示数据（实时温度值或设置温度值）；对于没学过“串行口”知识的班级，实习时，可以采用模拟串行口的输出方式，实现显示数据的串行输出。 （6）设置温度存储电路 为了防止设定温度在电源断电后丢失，此设计加入了储存电路，储存器选用具有I2C总线功能的AT24C01或FM24C01均可。每次通过键盘设置的室内设定温度都通过储存器储存起来，即使是电源断电，储存器存储的设定温度也不丢失，在电源来电后，单片机自动将设
基于PLC的锅炉温度控制系统毕业设计
基于PLC的锅炉温度控制系统 作者姓名xxx 专业自动化 指导教师姓名xxx 专业技术职务讲师
目录 摘要 (1) 第一章绪论 (3) 1.1课题背景及研究目的和意义 (3) 1.2国内外研究现状 (3) 1.3项目研究内容 (4) 第二章 PLC和组态软件基础 (5) 2.1可编程控制器基础 (5) 2.1.1可编程控制器的产生和应用 (5) 2.1.2可编程控制器的组成和工作原理 ··············错误！未定义书签。 2.1.3可编程控制器的分类及特点 (7) 2.2组态软件的基础 (8) 2.2.1组态的定义 (8) 2.2.2组态王软件的特点 (8) 2.2.3组态王软件仿真的基本方法 (8) 第三章 PLC控制系统的硬件设计 (9) 3.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (9) 3.1.1 PLC控制系统设计的基本原则 (9) 3.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤 (9) 3.1.3 PLC程序设计的一般步骤 (10) 3.2 PLC的选型和硬件配置 (11) 3.2.1 PLC型号的选择 (11) 3.2.2 S7-200CPU的选择 (12) 3.2.3 EM235模拟量输入/输出模块 (12) 3.2.4 热电式传感器 (12) 3.2.5 可控硅加热装置简介 (12) 3.3 系统整体设计方案和电气连接图 (13) 3.4 PLC控制器的设计 (14) 3.4.1 控制系统数学模型的建立 (14)
3.4.2 PID控制及参数整定 (14) 第四章 PLC控制系统的软件设计 (16) 4.1 PLC程序设计的方法 (16) 4.2 编程软件STEP7--Micro/WIN 概述 (17) 4.2.1 STEP7--Micro/WIN 简单介绍 (17) 4.2.2 计算机与PLC的通信 (18) 4.3 程序设计 (18) 4.3.1程序设计思路 (18) 4.3.2 PID指令向导 (19) 4.3.3 控制程序及分析 (25) 第五章组态画面的设计 (29) 5.1组态变量的建立及设备连接 (29) 5.1.1新建项目 (29) 5.2创建组态画面 (33) 5.2.1新建主画面 (33) 5.2.2新建PID参数设定窗口 (34) 5.2.3新建数据报表 (34) 5.2.4新建实时曲线 (35) 5.2.5新建历史曲线 (35) 5.2.6新建报警窗口 (36) 第六章系统测试 (37) 6.1启动组态王 (37) 6.2实时曲线观察 (38) 6.3分析历史趋势曲线 (38) 6.4查看数据报表 (40) 6.5系统稳定性测试 (42) 结束语 (43) 参考文献 (44) 致谢 (45)
计算机控制课程设计电阻炉温度控制系统
计算机控制课程设计 报告 设计题目：电阻炉温度控制系统设计 年级专业：09级测控技术与仪器 化工、机械、食品等领域。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。本设计就是利用单片机来控制高温加热炉的温度，传统的以普通双向晶闸管（SCR）控制的高温电加热炉采用移相触发电路改变晶闸管导通角的大小来调节输出功率，达到自动控制电加热炉温度的目的。这种移相方式输出一种非正弦波，实践表明这种控制方式产
生相当大的中频干扰，并通过电网传输，给电力系统造成“公害”。采用固态继电器控温电路，通过单片机控制固态继电器，其波形为完整的正弦波，是一种稳定、可靠、较先进的控制方法。为了降低成本和保证较高的控温精度，采用普通的ADC0809芯片和具有零点迁移、冷端补偿功能的温度变送器桥路，使实际测温范围缩小。 1.1电阻炉组成及其加热方式 电阻炉是工业炉的一种，是利用电流通过电热体元件将电能转化为热能来加热或者熔化元件或物料的热加工设备。电阻炉由炉体、电气控制系统和辅助系统组成，炉体由炉壳、加热器、炉衬（包括隔热屏）等部件组成。由于炉子的种类不同，因而所使用的燃料和加
热方法也不同;由于工艺不同，所要求的温度高低不同，因而所采用的测温元件和测温方法也不同;产品工艺不同，对控温精度要求不同，因而控制系统的组成也不相同。电气控制系统包括主机与外围电路、仪表显示等。辅助系统通常指传动系统、真空系统、冷却系统等，因炉种的不同而各异。电阻炉的类型根据其热量产生的方式不同，可分为间接加热式和直接加热式两大类。间接加热式电阻炉，就是在炉子内部有专用的电阻材料制作的加热元件， （4）电阻炉温度按预定的规律变化，超调量应尽可能小，且具有良好的稳定性; （5）具有温度、曲线自动显示和打印功能，显示精度为±1℃; （6）具有报警、参数设定、温度曲线修改设置等功能。
温控器论文
浅析温控器复位不同步对终端产品的影响 来源: 亮群电子发布时间: 2014-04-01 14:08 247 次浏览大小: 16px14px12px 双金属片温控器采用机械式的结构，具有分断灵敏、不易拉弧、不产生电磁干扰而得到广泛的应用。然而由于在制造中的误差而引发温控器复位不同步的现象越来越多，给温控器的终端产品带来了一些不利的影响。本文从双金属片温控器复位不同步的定义、动作过程来说明复位不同步对终端产品的影响，并以实际的案例做分析说明。 本文由我司工程师张海滨发表于《电器附件》2013年第二期，通过对双金属片温控器复位不同步的过程和原理分析来说明其对终端产品的影响。 1定义 在温控器制造行业，通常将双金属片受热后翻转的瞬间与触点开关状态改变瞬间的时间差定义为温控器的同步性。而复位不同步是指双金属片温控器在达到动作温度后，双金属片已经翻转，同时开关触点已经断开，其控制的发热体也开始降温，在随后的过程中，双金属片会再一次翻转，开关触点并再一次闭合时，两个状态点的时间差有明显的滞后性。这个状况则被称做为温控器复位不同步。 2温控器复位不同步原因分析 从温控器基本结构和原理分析，我们发现双金属片由于受热变形翻转后有一个最高的弧高点到下一次再翻转前有一个行程A，开关的触点从断开到闭合的过程也有一个行程B；示意图1和示意图2分别指示出这种变化所产生的行程A、B。如果A=B时，则理论上该温控器为完全同步的温控器。实际生产中，由于各温控器厂家使用零件的误差以及制造工艺的误差，会导致A≠B；多数情况下是A>B，从而就比较容易产生温控器复位不同步的现象。
3影响终端产品的过程分析 温控器一般用于终端产品中做温度的控制，我们将电路简化为图3的电路。 在该电路中，先通电之后，常闭型的温控器触点是闭合的，加热体发热后温度持续上升，温度达到温控器的动作温度后，温控器内部开关触点断开，加热体由于热惯性温度会上升，到一定程度后开始降温。如果此时温控器的两个行程A=B，则电路接通和感温的双金属翻转是同时进行的。
温度控制器的设计
目录 第一章课程设计要求及电路说明 (3) 1.1课程设计要求与技术指标 (3) 1.2课程设计电路说明 (4) 第二章课程设计及结果分析 (6) 2.1课程设计思想 (6) 2.2课程设计问题及解决办法 (6) 2.3调试结果分析 (7) 第三章课程设计方案特点及体会 (8) 3.1 课程设计方案特点 (8) 3.2 课程设计心得体会 (9) 参考文献 (9) 附录 (9)
第一章课程设计要求及电路说明 1.1课程设计要求与技术指标 温度控制器的设计 设计要求与技术指标： 1、设计要求 （1）设计一个温度控制器电路； （2）根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图； （3）撰写设计报告。 2、技术指标 温度测量范围0—99℃，精度误差为0.1℃；LED数码管直读显示；温度报警指示灯。
1.2课程设计电路说明 1.2.1系统单元电路组成 温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机AT89S51，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 1.2.2设计电路说明 主控制器：CPU是整个控制部分的核心,由STC89C52芯片连同附加电路构成的单片机最小系统作为数据处理及控制模块. 显示电路：显示电路采用4个共阳LED数码管，用于显示温度计的数值。报警电路：报警电路由蜂鸣器和三极管组成，当测量温度超过设计的温度时，该电路就会发出报警。 温度传感器：主要由DS18B20芯片组成，用于温度的采集。 时钟振荡：时钟振荡电路由晶振和电容组成，为STC89C52芯片提供稳定的时钟频率。
第二章课程设计及结果分析 2.1课程设计 2.1.1设计方案论证与比较 显示电路方案 方案一：采用数码管动态显示 使用一个七段LED数码管，采用动态显示的方法来显示各项指标，此方法价格成本低，而且自己也比较熟悉，实验室也常备有此元件。 方案二：采用LCD液晶显示 采用1602 LCD液晶显示，此方案显示内容相对丰富，且布线较为简单。 综合上述原因，采用方案一，使用数码管作为显示电路。 测温电路方案 方案一：采用模拟温度传感器测温 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。 方案二：采用数字温度传感器 经过查询相关的资料，发现在单片机电路设计中，大多数都是使用传感器，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。 综合考虑，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。 2.1.2设计总体方案 根据上述方案比较，结合题目要可以将系统分为主控模块，显示模块，温度采集模块和报警模块，其框图如下：
单片机课程设计(温度控制器)
基于单片机的温度控制器设计 内容摘要：该温度报警系统以AT89C51单片机为核心控制芯片，实现温度检测报警功能的方案。该系统能实时采集周围的温度信息，程序内部设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。该系统实现了对温度的自动监测和自动调温功能。 关键词：AT89C51ADC0808 温度检测报警自动调温 Abstract：The temperature alarm system AT89C51 control chip, realize temperature detection alarm function scheme. The system can collect real-time temperature information around that internal procedures set alarm equipped, according to different application environment can be set different alarm upper. The system realizes the automatic monitoring of temperature. The instrument can achieve the automatic thermostat function. Keywords：AT89C51 ADC0808Temperature detectingalarmautomatic thermostat 引言：本课题是基于单片机的温度控制器设计，经过对对相关书籍资料的查阅确定应用单片机为主控模块通过外围设备来实现对温度的控制。实现高低温报警、指示和低温自加热功能（加热功能未在仿真中体现）。 1．设计方案及原理 1.1设计任务 基于单片机设计温度检测报警，可以实时采集周围的温度信息进行显示，并且可以根据应用环境不同设定不同的报警上下限。 1.2设计要求 (1)实时温度检测。 (2)具有温度报警功能。 (3)可以设报警置温度上下限。 (4)低于下限时启动加热装置。 1.3总体设计方案及论证
关于温度控制系统论文
前言 随着电子技术的发展、数字电路应用领域的扩展，现今社会，产品智能化、数字化已成为人们追求的一种趋势，设备的性能、价格、发展空间等备受人们的关注，尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注随着单片机技术的不断发展，控制设备也跟着不断变化，对产品试验环境的要求也越来越严格。鉴于此，环境温度是试验环境中的一项重点，环境温度的高低直接影响产品的电气和机械性能参数，环境温度的准确度对测试温度的方法要求越来越高，而对环境温度的控制更显的重要。温度检测的传统方法是使用诸如热电偶、热电阻、半导体PN结之类的模拟温度传感器。信号经取样、放大后通过模数转换，再交由单片机处理。被测温度信号从温敏元件到单片机，经过众多器件，易受干扰、不易控制且精度不高。为了准确的测试与控制环境温度，因此,本系统采用一种新型的可编程温度传感器DS18B20，它能代替模拟温度传感器和信号处理电路，直接与单片机沟通，完成温度采集和数据处理。DS18B20与AT89S52结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。
第一章绪论 随着信息时代的到来，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，但温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具有广泛的应用前景与实际意义。 温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一[1]。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行；炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。因此，各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见，温度的测量和控制是非常重要的。 单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。 由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制，但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素[2]。传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响系统的性能。因此，不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标，还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求，而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解，才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来，适应传感器的生产、研制、开发和应用[3]。另一方面，传感器的被测信号来自于各个应用领域，每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效，各自都在开发研制适合应用的传感器，于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。温度传感器是其中重要的一类传感器。其发展速度之快，以及其应用之广，并且还有很大潜力。
温度自动控制系统的设计毕业设计论文
北方民族大学学士学位论文论文题目:温度自动控制系统的设计 北方民族大学教务处制
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
温度控制器课程设计要点
郑州科技学院 《模拟电子技术》课程设计 题目温度控制器 学生姓名 专业班级 学号 院（系）信息工程学院 指导教师 完成时间 2015年12月31日
郑州科技学院 模拟电子技术课程设计任务书 专业 14级通信工程班级 2班学号姓名 一、设计题目温度控制器 二、设计任务与要求 1、当温度低于设定温度时，两个加热丝同时通电加热，指示灯发光； 2、当水温高于设定温度时，两根加热丝都不通电，指示灯熄灭； 3、根据上述要求选定设计方案，画出系统框图，并写出详细的设计过程； 4、利用Multisim软件画出一套完整的设计电路图，并列出所有的元件清单； 5、安装调试并按规定格式写出课程设计报告书. 三、参考文献 [1]吴友宇.模拟电子技术基础[M]. 清华大学出版社,2009.52~55. [2]孙梅生.电子技术基础课程设计[M]. 高等教育出版社,2005.25~28. [3]徐国华.电子技能实训教程[M]. 北京航空航天大学出版社,2006.13 ~15. [4]陈杰,黄鸿.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社,2008.22~25. [5]翟玉文等.电子设计与实践[M].北京:北京中国电力出版社,2005.11~13. [6]万嘉若,林康运.电子线路基础[M]. 高等教育出版社,2006.27 ~29. 四、设计时间 2015 年12月21 日至2015 年12 月31 日 指导教师签名： 年月日
本设计是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、使用寿命长、具有一定的实用性等优点的温度控制电路。本文设计了一种温度控制器电路，该系统采用模拟技术进行温度的采集与控制。主要由电源模块，温度采集模块，继电器模块组成。 现代社会科学技术的发展可以说是突飞猛进，很多传统的东西都被成本更低、功能更多、使用更方便的电子产品所替代，本课程设计是一个以温度传感器采用LM35的环境温度简易测控系统，用于替代传统的低精度、不易读数的温度计。但系统预留了足够的扩展空间，并提供了简单的扩展方式供参考，实际使用中可根据需要改成多路转换，既可以增加湿度等测控对象，也能减少外界因素对系统的干扰。 首先温度传感器把温度信号转换为电流信号，通过放大器变成电压信号，然后送入两个反向输入的运算放大器组成的比较器电路，让电位器来改变温度范围的取值，最后信号送入比较器电路，通过比较来判断控制电路是否需要工作。此方案是采用传统的模拟控制方法，选用模拟电路，用电位器设定给定值，反馈的温度值与给定的温度值比较后，决定是否加热。 关键词：温度传感器比较器继电器
温度测控仪设计-毕业设计
温度测控仪设计 学生：XXX 指导教师：XXX 容摘要：本文主要介绍了智能温度测量仪的设计，包括硬件和软件的设计。先对该测量仪进行概括性介绍，然后介绍该测量仪在硬件设计上的主要器件：“Pt100热电阻”、AT89C51单片机和LCD显示器以及描述测量仪的总体结构原理。在本设计中，是以铂电阻PT100作为温度传感器，采用恒流测温的方法，通过单片机进行控制，用放大器、A/D 转换器进行温度信号的采集。总体来说，该设计是切实可行的。 关键词：温度 Pt100热电阻 AT89C51单片机 LCD显示器
Design of and control instrument Abstract: This paper describes the design of the intelligent temperature measuring instrument, including hardware and software design. Be the first general description of the measuring instrument, and then describes the hardware design of the measuring instrument's main device: "Pt100 thermal resistance", AT89C51 microcontroller and LCD display, and describe the principle of measuring the overall structure. In this design, as is the PT100 platinum resistance temperature sensor, temperature measurement using constant current method, through the microcontroller to control, amplifier, A/D converter for temperature signal acquisition. Overall, the design is feasible. Keywords:temperature Pt100 thermal resistance AT89C51 microcontroller LCD monitor .
单片机温度控制器设计毕业论文
摘要 随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用，以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度的控制水平。本设计论述了一种以STC89C52单片机为主控制单元。该控制系统可以实时存储相关的温度数据。系统设计了相关的硬件电路和相关应用程序。硬件电路主要包括STC89C51单片机最小系统，测温电路、实时时钟电路、LED显示以及通讯模块电路等。系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，计算温度子程序、按键处理程序、LCD显示程序以及数据存储程序等。 关键词： STC89C52单片机；DS18B20；显示电路
Abstract Along with the computer measurement and control technology of the rapid development and wide application, based on singlechip temperature gathering and control system development and application greatly improve the production of temperature in life level of control. This design STC89C52 describes a kind of mainly by MCU control unit, for temperature sensor DS18B20 temperature control system. The control system can real-time storage temperature data and record related to the current time. System design related hardware circuit and related applications. STC89C52 microcontroller hardware circuit include temperature detection circuit smallest system, and real-time clock circuit, LCD display circuit, communication module circuit, etc. System programming mainly include main program, read temperature subroutine, the calculation of temperature subroutines, key processing procedures, LCD display procedures and data storage procedures, etc. Keywords ：STC89C52 microcontroller；DS18B20；display circuit
温度控制系统毕业设计
摘要 在日常生活及工农业生产中，对温度的检测及控制时常显得极其重要。因此，对数字显示温度计的设计有着实际意义和广泛的应用。本文介绍一种利用单片机实现对温度只能控制及显示方案。本毕业设计主要研究的是对高精度的数字温度计的设计，继而实现对对象的测温。测温系数主要包括供电电源，数字温度传感器的数据采集电路，LED显示电路，蜂鸣报警电路，继电器控制，按键电路，单片机主板电路。高精度数字温度计的测温过程，由数字温度传感器采集所测对象的温度，并将温度传输到单片机，最终由液晶显示器显示温度值。该数字温度计测温范围在-55℃~+125℃，精度误差在±0.5℃以内，然后通过LED数码管直接显示出温度值。数字温度计完全可代替传统的水银温度计，可以在家庭以及工业中都可以应用，实用价值很高。 关键词：单片机：ds18b20：LED显示：数字温度. Abstract In our daily life and industrial and agricultural production, the detection and control of the temperature, the digital thermometer has practical significance and a wide range of applications .This article describes a programmer which use a microcontroller to achieve and display the right temperature by intelligent control .This programmer mainly consists by temperature control sensors, MCU, LED display modules circuit. The main aim of this thesis is to design high-precision digital thermometer and then realize the object temperature measurement. Temperature measurement system includes power supply, data acquisition circuit, buzzer alarm circuit, keypad circuit, board with a microcontroller circuit is the key to the whole system. The temperature process of high-precision digital thermometer, from collecting the temperature of the object by the digital temperature sensor and the temperature transmit ted to the microcontroller, and ultimately display temperature by the LED. The digital thermometer requires the high degree is positive 125and the low degree is negative 55, the error is less than 0.5, LED can read the number. This digital thermometer could
模电课设—温度控制系统设计
目录 1.原理电路的设计 (11) 1.1总体方案设计 (11) 1.1.1简单原理叙述 (11) 1.1.2设计方案选择 (11) 1.2单元电路的设计 (33) 1.2.1温度信号的采集与转化单元——温度传感器 (33) 1.2.2电压信号的处理单元——运算放大器 (44) 1.2.3电压表征温度单元 (55) 1.2.4电压控制单元——迟滞比较器 (66) 1.2.5驱动单元——继电器 (88) 1.2.6 制冷部分——Tec半导体制冷片 (99) 1.3完整电路图 (1010) 2.仿真结果分析 (1111) 3 实物展示 (1313) 3.1 实物焊接效果图 (1313) 3.2 实物性能测试数据 (1414) 3.2.1制冷测试 (1414) 3.2.2制热测试 (1818) 3.3.3性能测试数据分析 (2020) 4总结、收获与体会 (2121) 附录一元件清单 (2222) 附录二参考文献. (2323)
摘要 本课程设计以温度传感器LM35、运算放大器UA741、NE5532P及电压比较器LM339 N为电路系统的主要组成元件，扩展适当的接口电路，制作一个温度控制系统，通过室温的变化和改变设定的温度，来改变电压传感器上两个输入端电压的大小，通过三极管开关电路控制继电器的通断，来控制Tec制冷片的工作。这样循环往复执行这样一个周期性的动作，从而把温度控制在一定范围内。学会查询文献资料，撰写论文的方法，并提交课程设计报告和实验成品。 关键词：温度；测量；控制。
Abstract This course is designed to a temperature sensor LM35, an operational amplifier UA741，NE5532P and a voltage comparator LM339N circuit system of the main components. Extending the appropriate interface circuit, make a temperature control system. By changing the temperature changes and set the temperature to change the size of the two input ends of the voltage on the voltage sensor, an audion tube switch circuit to control the on-off relay to control Tec cooling piece work. This cycle of performing such a periodic motion, thus controlling the temperature in a certain range. Learn to query the literature, writing papers, and submitted to the curriculum design report and experimental products. Key words: temperature ; measure ;control
武汉理工大学模电课设温度控制系统设计
课程设计任务书 学生姓名：张亚男专业班级：通信1104班 指导教师：李政颖 工作单位：信息工程学院 题目: 温度控制系统的设计 初始条件：TEC半导体制冷器、UA741 运算放大器、LM339N电压比较器、稳压管、LM35温度传感器、继电器 要求完成的主要任务: 一、设计任务：利用温度传感器件、集成运算放大器和Tec(Thermoelectric Cooler， 即半导体致冷器)等设计一个温度控制器。 二、设计要求：（1）控制密闭容器内空气温度 （2）控制容器容积>5cm*5cm*5cm （3）测温和控温范围0℃~室温 （4）控温精度±1℃ 三、发挥部分：测温和控温范围：0℃~（室温+10℃） 时间安排：19周准备课设所需资料，弄清各元件的原理并设计电路。 20周在仿真软件multisim上画出电路图并进行仿真。 21周周五前进行电路的焊接与调试，周五答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
温度控制系统的设计 1.温度控制系统原理电路的设计 (3) 1.1 温度控制系统工作原理总述 (3) 1.2 方案设计 (3) 2.单元电路设计 (4) 2.1 温度信号的采集与转化单元——温度传感器 (4) 2.2 电压信号的处理单元——运算放大器 (5) 2.3 电压值表征温度单元——万用表 (7) 2.4 电压控制单元——迟滞比较器 (8) 2.5 驱动单元——继电器 (10) 2.6 TEC装置 (11) 2.7 整体电路图 (12) 3.电路仿真 (12) 3.1 multisim仿真 (12) 3.2 仿真分析 (14) 4.实物焊接 (15) 5.总结及体会 (16) 6.元件清单 (18) 7.参考文献 (19)
智能温度控制系统毕业设计开题报告
毕业设计开题报告 题目名称智能温度控制系统设计 学生姓名郑如顺专业电气信息工程班级10级一、选题的目的意义 温度控制无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，而当今，我国农村的锅炉取暖等大多数都没有温度监控系统，部分厂矿，企业还一直沿用简单的温度设备和纸质数据记录仪。无法实现温度数据的测量与控制。随着社会经济的高速发展，越来越多的生产部门和生产环节对温度控制精度的可靠性和稳定性等有了更高的要求。传统的温度控制器控制精度普遍不高，不能满足对温度要求较为苛刻的生产环节。 在温度控制中，由于受到温度被控对象特性（如惯性大、滞后大、非线性等）的影响，使得控制性能难以提高，有些工艺过程其温度控制的好坏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。 此次的智能温度控制系统的设计基于此而设计，针对一些大型公共场合，为达到对其温度的良好控制，从实用的角度以AT89C51为核心设计一套温度智能控制系统。其控制温度不是一个点，而是一个范围。系统以AT89C51单片机为核心，组成一个集温度的采集、处理、显示、自动控制为一身的闭环控制系统。利用单片机采集环境温度值，以数字量的形式存储和显示，可以独立作为一种设备对温室温度进行有一定精度的控制，经过简单的运算发出各种控制命令，并能动态的显示当前温度值，设定目标控制温度值。同时，也可以作为数据采集装置，为上位机进行复杂运算决策提供数据来源。 该智能温度控制系统功耗低，本系统运行情况良好且经济可靠。能利用最少的资源对不同温度进行高精度的测量，信息性能可靠、操作便利，复杂的工作通过软件编程来完成，可以方便的获取结果，在实际的使用中获得了理想的效果。
基于模糊控制算法的温度控制系统的毕业设计
基于模糊控制算法的温度控制系统的毕业设计 第1章绪论 温度控制，在工业自动化控制中占有非常重要的地位。将模糊控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。 1.1 课题背景 1965年,美国著名控制论学者L.A.Zadeh发表了开创性论文,《FUZZY SETS》首次提出了一种完全不同于传统数学与控制理论的模糊集合理论。在短短的30年里,以模糊集理论为基础发展而来的模糊控制策略已经成功为将人的控制经验纳入自动控制策略之中。在现今的模糊控制领域中，经典模糊控制理论已经在很多方面取得了一大批有实际意义的成果（如90年代日本家电模糊控制产品和工业模糊控制系统）。此外经典模糊控制也得到了相应的改善，如模糊集成系统、模糊自适应系统、神经模糊控制等。 现代自动控制越来越朝着智能化发展，在很多自动控制系统中都用到了工控机，小型机、甚至是巨型机处理机等，当然这些处理机有一个很大的特点，那就是很高的运行速度，很大的内存，大量的数据存储器。但随之而来的是巨额的成本。在很多的小型系统中，处理机的成本占系统成本的比例高达20%，而对于这些小型的系统来说，配置一个如此高速的处理机没有任何必要，因为这些小系统追求经济效益，而不是最在乎系统的快速性，所以用成本低廉的单片机控制小型的，而又不是很复杂，不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。 温度控制，在工业自动化控制中占有非常重要的地位，如在钢铁冶炼过程中要对出炉的钢铁进行热处理，才能达到性能指标，塑料的定型过程中也要保持一定的温度［2］。
随着科学技术的迅猛发展，各个领域对自动控制系统控制精度、响应速度、系统稳定性与自适应能力的要求越来越高，被控对象或过程的非线性、时变性、多参数点的强烈耦合、较大的随机扰动、各种不确定性以及现场测试手段不完善等，使难以按数学方法建立被控对象的精确模型的情况[3]。对于这些系统来说采用传统的方法包括基于现代控制理论的方法往往不如一个有实践经验的操作人员的手动控制效果好，而模糊控制理论正是以人的经验为重要组成部分。这就使模糊控制在一般情况下比传统控制方法更有效、更安全。 将模糊控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重的滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。 模糊控制是基于模糊数学上发展起来的一门新的控制科学[3]。其运算过程中有很多都要用到矩阵运算，但控制其级别很少的时候可以进行离线计算，很方便的完成矩阵运算。这样一来模糊控制就已经简化了，甚至比一般的PID运算还更简单。运用一般的处理机，如单片机就能完成。 1.2 设计指标 设计一个基于模糊控制算法的温度控制系统具体化技术指标如下。 1. 被控对象可以是电炉或燃烧炉，温度控制在0~100℃，误差为±0.5℃； 2. 恒温控制； 3. LED实时显示系统温度，用键盘输入温度; 4. 采用模糊算法，要求误差小，平稳性好。 1.3 本文的工作 详细分析课题任务，对模糊控制和温度控制的历史和现状进行分析，并对模糊控制和温度控制的原理进行了深入的研究，并将其综合。然后根据课题任务的要求设计出实现控制任务的硬件原理图和软件，并进行访真调试。