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：AT89C51 ADC0808 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 ADC0808 Temperature detecting alarm automatic 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

方案一：基于STC89C51单片机通过读取温度传感器DS18B20测量温度后存储的数据。当高于或低于一定温度将分别利用红黄灯报警。此方案由于DS18b20测量温度范围为－55℃～+125℃，在工业生产中此范围较小。而且由于编程时采用I2C通信，因此读取数据是时序要求较高，程序编写复杂。此方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于系统的扩展，对信号处理比较困难。

方案二：采用51系列单片机作为整机的控制单元，将0-5V模拟电压信号通过AD0808模数转换成模拟温度值0-255℃，将此温度值与先前设定的限值比较，达到上下限报警及低温自动调温的目的。此方案设计简单，编程容易，并且增宽了测量温度范围。

本设计采用第二种方案。为了能够使系统具备检测温度的大小，利用51系列单片机为主控制器，通过AD0808检测由电位器分压输出的的电压值，从而输出模拟温度值0-255℃送入单片机，控制外围设备达到控温目的。

2.硬件设计

本系统由主控模块、信号显示模块、温度检测模块、报警模块、设定报警温度和自动调温6个模块组成，系统硬件组成框图如图1所示。

图1 系统硬件组成框图

主控模块：AT89C51单片机

信号显示：LED-RED（高温），LED-GREEN（低温、继电器）

自动调温：继电器

图2 AT89C51和ADC0808的引脚图

主程序流程：设置定时器t1工作方式1下工作，t2在工作方式2下工作，为ADC0808提供工作时序。一个高电平信号使ADC0808开始接受电压信号并开始转换，当p2.1接受到电平时说明ADC0808已经转换完成。OE置1，将转换好的数字信号传输给单片机。在单片机中将刚刚所得的数据与之前软件设定的上下限比较。当超出上下限时报警指示灯接受低电平（p3.0、p3.1），且p3.7置位高电平驱动蜂鸣器发声。在低于下限时p0.0置高电平进过集成运放的放大驱动继电器闭合。（若继电器连接升温装置，使在低温时加热）使温度一直保持在一定范围内。

总结

误差分析，产生误差的因素主要有一下几点：（1）在参数选择的时候没有完

全匹配；（2）基准电压设定不适中；（3）AD转换时的误差。

学习了对比论证的方法，结合自身能力选用了较为简单的方案二，对以前学习过的单片机，模拟电子技术又再一次巩固。

选用了自己较为熟悉的汇编语言编程，更深入理解了汇编语言直接操作硬件的模型。

因为仿真的条件，本此设计只是温度控制器的核心部分，若在ADC0809模拟量输入端加一个热电偶则可直接将现场温度测出并由ADC0809转换送至单片机。再在继电器开关处加一个实体的升温装置就可成为一个真正的温度控制器。

参考文献

[1] 王思明、张鑫、苟军年、张金敏、杨乔礼.单片机原理及应用系统设计[M].科学出版社

[2]封志宏.模拟电子技术[M].兰州大学出版社

[3] 周润景、袁伟亭、景晓松.Proteus在MCS-51&ARM7系统中的应用百例[M].电子工业出版社.2006

[4] 阎石. 数字电子技术基础（第四版）[M].高等教育出版社.2004

[7] 赵亮.单片机C语音编程与实例[M].北京：人民邮出版社，2004.

附录

仿真结果：

1.正常情况

温度在77—153范围内，报警灯都不亮，蜂鸣器不发出声音，继电器不闭合。结果如图5.

温度低于77，P3.1为低电平，故在这路上的LED(D2)灯亮，蜂鸣器发出声音，继电器闭合，LED(D3)亮。结果如图6。