单片机智能温控器课程设计

单片机课程设计

说明书

专业：机械设计制造及其自动化

设计题目：智能温控器

设计者：

指导老师：

设计时间：

一、课题名称：一个基于51单片机的智能温控器课程

设计

二、主要技术指标及工作内容和要求：本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子

器件设计，一个电源开关，两个控制温度设定按键（增大/减小），四位数码管分别显示设

定温度和实际温度，量程为0~99度，打开电源开关后设定温度初始化为26度。

1，按键输入采用中断方式，两个按键分别接INT0和INT1。

2，采用铂电阻（Pt100)温度传感器进行温度测量，模数转换采用ADC0809。

3，单片机根据设定温度S和实测温度P控制继电器R的动作，死区设为2度：当P<=S-1时，控制R接通电加热回路;

当P>S+1时，控制R断开电加热回路；

当S-1

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1.系统总体设计方案 (1)

1.1智能温控器的功能设计 (1)

2．系统硬件设计 (2)

2.1 单片机概述 (2)

2.2 A/D转换电路 (2)

2.2.1 ADC0808介绍 (2)

2.2.2 A/D转换电路工作原理 (3)

2.3 温度采样电路 (3)

2.3.1铂电阻（Pt100)温度传感器 (3)

2.4按健开关 (4)

2.5温度显示电路 (5)

2.5.2 温度显示工作原理 (5)

2.6热电阻驱动电路 (6)

第3章系统软件设计 (7)

3.1软件设计思路 (7)

3.2 程序流程 (7)

3.3 程序内容编写 (9)

参考文献： (13)

附录 (14)

基于MCS-51单片机的智能温控器的设计与开发

1.系统总体设计方案

智能温控器主要单片机，时序电路，温度采样电路，A/D转换电路，温度显示电路，温度输入电路，驱动电路等组成。系统原理图见图1所示：

图1智能温控器控制系统框图

1.1智能温控器的功能设计

以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计，一个电源开关，两个控制温度设定按键（增大/减小），四位数码管分别显示设定温度和实际温度，量程为0~99度，打开电源开关后设定温度初始化为26度。

1，按键输入采用中断方式，两个按键分别接INT0和INT1。

2，采用铂电阻（Pt100)温度传感器进行温度测量，模数转换采用ADC0809。3，单片机根据设定温度S和实测温度P控制继电器R的动作，死区设为2度：当P<=S-1时，控制R接通电加热回路;

当P>S+1时，控制R断开电加热回路；

当S-1

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2．系统硬件设计

2.1 单片机概述

由于智能温度控制器的核心就是单片机，单片机的选择将直接关系到控制系统的工作是否有效和协调。本设计采用MCS-51系列的8051单片机，因为8051单片机应用广泛，性能稳定，抗干扰能力强，性价比高。

8051包含了8位CPU，片内振荡器，4K字节ROM,128字节RAM,2个16位定时器，计数器，中断结构，I/O接口等。可进行计算，定时等一系列功能。

2.2 A/D转换电路

2.2.1 ADC0808介绍

ADC0808是8位全MOS中速A/D 转换器、它是逐次逼近式A/D 转换器，片内有三态数据输出锁存器，可以和单片机直接口接。其主要引脚功能如下：（1）RD，WR：读选通信号和选通信号（低电平有效）。

（2）CLK：时钟脉冲输入端，上升有效。

（3）DB0—DB7是输入信号。

（4）CLKR：内部时钟发生器外接电阻端，与CLKIN端配合可由芯片自身产生时钟脉冲，其频率为1/1.1RC。

（5）CS：片选信号输入端，低电平有效，一旦CS有效，表明A/D转换器被选中，可启动。

（6）WR：写信号输入，接受微机系统或其它数字系统控制芯片的启动输入端，低电平有效，

CS、WR同时为低电平时，启动转换。

(7)INTR：转换结束输出信号，低电平有效，输出低电平表示本次转换已完成。该信号常作为向微机系统发出的中断请求信号。

（8）CLK:为外部时钟输入端，时钟频率高，A/D转换速度快。允许范围为

10-1280KHZ，典型值为640KHZ，此时，A/D转换时间为10us。通常由MCS—51

单片机ALE端直接或分频后与其相连。当MCS单片机与读写外，RAM操作时，ALE 信号固定为CPU时钟频率的1/6，若单片外接的晶振为6MHZ，则1/6为1MHZ，A/D转换时间为64us。

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2.2.2A/D转换电路工作原理

ADC0808的两模拟信号输入端，用以接受单极性、双极性和差摸输入信号，与WR同时为低电平A/D转换器被启动切在WR上升沿后100 模数完成转换，转换结果存入数据锁存器，同时，INTR 自动变为低电平，表示本次转换已结束。如CS、RD同时来低电平，则数据锁存器三态门打开，数字信号送出，而在RD高电平到来后三态门处于高阻状态

图2 A/D转换电路图

2.3 温度采样电路

2.3.1铂电阻（Pt100)温度传感器

当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而

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成近似匀速的增长。但他们之间的关系并不是简单的正比的关系，而更应该趋于一条抛物线。铂电阻的阻值随温度的变化而变化的计算公式：

-200

0

Rt为t℃时的电阻值，R0为0℃时的阻值。公式中的A,B,系数为实验测定。标准的系数为：A=3.90802*10-3℃；B=-5.802*10-7℃；C=-4.27350*10-12℃

2.4按健开关

设定按键（增大/减小），四位数码管分别显示设定温度和实际温度，量程为0~99度，打开电源开关后设定温度初始化为26度。

按键输入采用中断方式，两个按键分别接INT0和INT1

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