基于单片机的智能温度控制系统

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基于STM32单片机的温度控制系统设计

基于STM32单片机的温度控制系统设计

基于STM32单片机的温度控制系统设计一、本文概述本文旨在探讨基于STM32单片机的温度控制系统的设计。

我们将从系统需求分析、硬件设计、软件编程以及系统测试等多个方面进行全面而详细的介绍。

STM32单片机作为一款高性能、低功耗的微控制器,广泛应用于各类嵌入式系统中。

通过STM32单片机实现温度控制,不仅可以精确控制目标温度,而且能够实现系统的智能化和自动化。

本文将介绍如何通过STM32单片机,结合传感器、执行器等硬件设备,构建一套高效、稳定的温度控制系统,以满足不同应用场景的需求。

在本文中,我们将首先分析温度控制系统的基本需求,包括温度范围、精度、稳定性等关键指标。

随后,我们将详细介绍系统的硬件设计,包括STM32单片机的选型、传感器和执行器的选择、电路设计等。

在软件编程方面,我们将介绍如何使用STM32的开发环境进行程序编写,包括温度数据的采集、处理、显示以及控制策略的实现等。

我们将对系统进行测试,以验证其性能和稳定性。

通过本文的阐述,读者可以深入了解基于STM32单片机的温度控制系统的设计过程,掌握相关硬件和软件技术,为实际应用提供有力支持。

本文也为从事嵌入式系统设计和开发的工程师提供了一定的参考和借鉴。

二、系统总体设计基于STM32单片机的温度控制系统设计,主要围绕实现精确的温度监测与控制展开。

系统的总体设计目标是构建一个稳定、可靠且高效的环境温度控制平台,能够实时采集环境温度,并根据预设的温度阈值进行智能调节,以实现对环境温度的精确控制。

在系统总体设计中,我们采用了模块化设计的思想,将整个系统划分为多个功能模块,包括温度采集模块、控制算法模块、执行机构模块以及人机交互模块等。

这样的设计方式不仅提高了系统的可维护性和可扩展性,同时也便于后续的调试与优化。

温度采集模块是系统的感知层,负责实时采集环境温度数据。

我们选用高精度温度传感器作为采集元件,将其与STM32单片机相连,通过ADC(模数转换器)将模拟信号转换为数字信号,供后续处理使用。

基于单片机的室内温度控制系统设计与实现

基于单片机的室内温度控制系统设计与实现

基于单片机的室内温度控制系统设计与实现1. 本文概述随着科技的发展和人们生活水平的提高,室内环境的舒适度已成为现代生活中不可或缺的一部分。

作为室内环境的重要组成部分,室内温度的调控至关重要。

设计并实现一种高效、稳定且经济的室内温度控制系统成为了当前研究的热点。

本文旨在探讨基于单片机的室内温度控制系统的设计与实现,以满足现代家居和办公环境的温度控制需求。

本文将首先介绍室内温度控制系统的研究背景和意义,阐述其在实际应用中的重要性和必要性。

随后,将详细介绍基于单片机的室内温度控制系统的设计原理,包括硬件设计、软件编程和温度控制算法等方面。

硬件设计部分将重点介绍单片机的选型、传感器的选取、执行机构的搭配等关键环节软件编程部分将介绍系统的程序框架、主要功能模块以及温度数据的采集、处理和控制逻辑温度控制算法部分将探讨如何选择合适的控制算法以实现精准的温度调控。

在实现过程中,本文将注重理论与实践相结合,通过实际案例的分析和实验数据的验证,展示基于单片机的室内温度控制系统的实际应用效果。

同时,还将对系统的性能进行评估,包括稳定性、准确性、经济性等方面,以便为后续的改进和优化提供参考。

本文将对基于单片机的室内温度控制系统的设计与实现进行总结,分析其优缺点和适用范围,并对未来的研究方向进行展望。

本文旨在为读者提供一种简单、实用的室内温度控制系统设计方案,为相关领域的研究和实践提供有益的参考。

2. 单片机概述单片机,也被称为微控制器或微电脑,是一种集成电路芯片,它采用超大规模集成电路技术,将具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种IO口和中断系统、定时器计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、AD转换器等电路)集成到一块硅片上,构成一个小而完善的微型计算机系统。

单片机以其体积小、功能齐全、成本低廉、可靠性高、控制灵活、易于扩展等优点,广泛应用于各种控制系统和智能仪器中。

基于单片机的pid温度控制系统设计

基于单片机的pid温度控制系统设计

一、概述单片机PID温度控制系统是一种利用单片机对温度进行控制的智能系统。

在工业和日常生活中,温度控制是非常重要的,可以用来控制加热、冷却等过程。

PID控制器是一种利用比例、积分、微分三个调节参数来控制系统的控制器,它具有稳定性好、调节快等优点。

本文将介绍基于单片机的PID温度控制系统设计的相关原理、硬件设计、软件设计等内容。

二、基本原理1. PID控制器原理PID控制器是一种以比例、积分、微分三个控制参数为基础的控制系统。

比例项负责根据误差大小来控制输出;积分项用来修正系统长期稳态误差;微分项主要用来抑制系统的瞬时波动。

PID控制器将这三个项进行线性组合,通过调节比例、积分、微分这三个参数来实现对系统的控制。

2. 温度传感器原理温度传感器是将温度变化转化为电信号输出的器件。

常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻、半导体温度传感器等。

在温度控制系统中,温度传感器负责将环境温度转化为电信号,以便控制系统进行监测和调节。

三、硬件设计1. 单片机选择单片机是整个温度控制系统的核心部件。

在设计单片机PID温度控制系统时,需要选择合适的单片机。

常见的单片机有STC89C52、AT89S52等,选型时需要考虑单片机的性能、价格、外设接口等因素。

2. 温度传感器接口设计温度传感器与单片机之间需要进行接口设计。

常见的温度传感器接口有模拟接口和数字接口两种。

模拟接口需要通过模数转换器将模拟信号转化为数字信号,而数字接口则可以直接将数字信号输入到单片机中。

3. 输出控制接口设计温度控制系统通常需要通过继电器、半导体元件等控制输出。

在硬件设计中,需要考虑输出接口的类型、电流、电压等参数,以及单片机与输出接口的连接方式。

四、软件设计1. PID算法实现在单片机中,需要通过程序实现PID控制算法。

常见的PID算法包括位置式PID和增量式PID。

在设计时需要考虑控制周期、控制精度等因素。

2. 温度采集和显示单片机需要通过程序对温度传感器进行数据采集,然后进行数据处理和显示。

基于51单片机的温度控制系统设计

基于51单片机的温度控制系统设计

基于51单片机的温度控制系统设计引言:随着科技的不断进步,温度控制系统在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。

特别是在一些需要精确控制温度的场合,如实验室、医疗设备和工业生产等领域,温度控制系统的设计和应用具有重要意义。

本文将以基于51单片机的温度控制系统设计为主题,探讨其原理、设计要点和实现方法。

一、温度控制系统的原理温度控制系统的基本原理是通过传感器感知环境温度,然后将温度值与设定值进行比较,根据比较结果控制执行器实现温度的调节。

基于51单片机的温度控制系统可以分为三个主要模块:温度传感器模块、控制模块和执行器模块。

1. 温度传感器模块温度传感器模块主要用于感知环境的温度,并将温度值转换成电信号。

常用的温度传感器有热敏电阻、热敏电偶和数字温度传感器等,其中热敏电阻是最常用的一种。

2. 控制模块控制模块是整个温度控制系统的核心,它负责接收传感器传来的温度信号,并与设定值进行比较。

根据比较结果,控制模块会输出相应的控制信号,控制执行器的工作状态。

51单片机作为一种常用的嵌入式控制器,可以实现控制模块的功能。

3. 执行器模块执行器模块根据控制模块输出的控制信号,控制相关设备的工作状态,以实现对温度的调节。

常用的执行器有继电器、电磁阀和电动机等。

二、温度控制系统的设计要点在设计基于51单片机的温度控制系统时,需要考虑以下几个要点:1. 温度传感器的选择根据具体的应用场景和要求,选择合适的温度传感器。

考虑传感器的测量范围、精度、响应时间等因素,并确保传感器与控制模块的兼容性。

2. 控制算法的设计根据温度控制系统的具体要求,设计合适的控制算法。

常用的控制算法有比例控制、比例积分控制和模糊控制等,可以根据实际情况选择适合的算法。

3. 控制信号的输出根据控制算法的结果,设计合适的控制信号输出电路。

控制信号的输出电路需要考虑到执行器的工作电压、电流等参数,确保信号能够正常控制执行器的工作状态。

4. 系统的稳定性和鲁棒性在设计过程中,需要考虑系统的稳定性和鲁棒性。

基于单片机的温度控制系统设计与应用

基于单片机的温度控制系统设计与应用

基于单片机的温度控制系统设计与应用温度控制系统是一种常见的自动控制系统,用于维持设定温度范围内的温度稳定。

本文将介绍基于单片机的温度控制系统的设计与应用。

一、系统设计1.功能需求:(1)温度检测:获取环境温度数据。

(2)温度显示:将检测到的温度数据以数字方式显示。

(3)温度控制:通过控制输出信号,自动调节温度以维持设定温度范围内的稳定温度。

2.硬件设计:(1)单片机:选择适合的单片机,如51系列、AVR系列等,具有较强的计算和控制能力。

(2)温度传感器:选择适当的温度传感器,如DS18B20、LM35等,能够准确检测环境温度。

(3)显示屏:选择适当的数字显示屏,如LCD显示屏、数码管等,用于显示温度数据。

(4)执行机构:根据具体需求选择合适的执行机构,如继电器、风扇等,用于控制温度。

3.软件设计:(1)温度检测:通过单片机采集温度传感器的模拟信号,并通过数字转换获得温度数据。

(2)温度显示:将获取到的温度数据进行处理,通过数字显示屏显示。

(3)温度控制:通过控制执行机构,如继电器等,根据温度数据的变化进行调节,将温度维持在设定范围内。

二、系统应用1.家居温控系统:家庭中的空调、暖气等设备可以通过单片机温度控制系统实现智能控制。

通过温度传感器检测室内温度,并将温度数据显示在数字显示屏上。

通过设定温度阈值,当室内温度超出设定范围时,系统控制空调或暖气进行启停,从而实现室内温度的调节和稳定。

这不仅提高了居住舒适度,还能节约能源。

2.工业过程控制:在工业生产过程中,一些特定的应用需要严格控制温度,以确保产品质量或生产过程的稳定。

通过单片机温度控制系统,可以实时检测并控制生产环境的温度。

当温度超过或低于设定的阈值时,系统可以自动调整控制设备,如加热器、冷却器等,以实现温度的控制和稳定。

3.温室农业:温室农业需要确定性的环境温度来保证作物的生长。

通过单片机温度控制系统,可以监测温室内的温度,并根据预设的温度范围,自动启停加热或降温设备,以维持温室内的稳定温度。

《2024年基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现》范文

《2024年基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现》范文

《基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现》篇一一、引言随着科技的进步和工业自动化的发展,对温度控制系统的要求越来越高。

为了满足这一需求,本文设计并实现了一种基于单片机的温度智能控制系统。

该系统利用单片机的高效计算能力和灵活的编程特点,实现对温度的精确控制,为各种需要温度控制的设备提供有效的解决方案。

二、系统设计1. 硬件设计本系统以单片机为核心,包括温度传感器、执行器、电源等部分。

其中,温度传感器负责实时检测环境温度,执行器则根据单片机的指令进行相应的动作以调节温度。

此外,为了保护系统免受过电压、过电流等影响,还设计了相应的保护电路。

2. 软件设计软件设计主要包括系统初始化、数据采集、数据处理、控制算法和输出控制等部分。

系统初始化包括单片机的初始设置和参数配置;数据采集由温度传感器完成,并将数据传输给单片机;数据处理包括对采集到的数据进行滤波、转换等处理;控制算法是系统的核心部分,根据处理后的数据计算出执行器的动作指令;输出控制则根据指令控制执行器进行相应的动作。

三、系统实现1. 硬件实现硬件实现主要包括电路设计和元器件选择。

在电路设计方面,我们采用了模块化设计,将系统分为电源模块、单片机模块、传感器模块和执行器模块等。

在元器件选择方面,我们选择了性能稳定、价格适中的元器件,以保证系统的稳定性和可靠性。

2. 软件实现软件实现主要包括编程和调试。

我们采用了C语言进行编程,利用单片机的编程接口,实现了系统的各项功能。

在调试过程中,我们采用了仿真和实际测试相结合的方法,对系统的各项功能进行了验证和优化。

四、系统测试与结果分析1. 系统测试我们对系统进行了严格的测试,包括功能测试、性能测试和稳定性测试等。

在功能测试中,我们验证了系统的各项功能是否正常;在性能测试中,我们测试了系统的响应速度和精度等性能指标;在稳定性测试中,我们测试了系统在长时间运行下的稳定性和可靠性。

2. 结果分析经过测试,我们发现系统的各项功能均正常,性能指标均达到了预期要求,且在长时间运行下表现出良好的稳定性。

基于STM32智能温控箱控制系统的设计

基于STM32智能温控箱控制系统的设计智能温控箱控制系统是一种常见的应用于工业控制领域的智能化控制系统。

本文基于STM32单片机,对智能温控箱控制系统进行设计和实现。

一、系统需求分析智能温控箱控制系统需要实现以下功能:1.对温度进行精确测量和控制;2.实时监测温度,并显示在控制面板上;3.能够根据设定的温度进行自动控制,实现温度稳定在设定值附近;4.通过人机界面(HMI)使用者可以对温度设定值、报警温度等进行设置和调整;5.当温度超过设定的报警温度时,能够及时报警;6.提供通讯接口,与上位机或其他设备进行通信,实现远程监控和控制。

二、系统硬件设计1.采用STM32单片机作为主控芯片,具有强大的计算和处理能力;2.温度传感器使用DS18B20数字温度传感器,可以实现对温度的高精度测量;3.控制面板采用LCD显示屏,用于显示温度和参数设置,并提供操作按键;4.报警部分使用蜂鸣器进行报警,并可以通过控制面板上的开关进行开启或关闭。

三、系统软件设计1.硬件初始化:初始化STM32芯片、温度传感器和控制面板;2.温度测量:通过DS18B20传感器读取温度值,并进行数字转换,得到实际温度值;3.温度控制:根据设定的温度值进行控制,通过PID算法控制温度稳定在设定范围内;4.参数设置:通过控制面板上的键盘输入,可以设置温度设定值、报警温度等参数;5.报警检测:检测当前温度是否超过设定的报警温度,若超过则触发报警;6.通讯接口:通过串口或其他通讯方式,实现与上位机或其他设备的数据传输和控制。

四、系统测试和验证搭建好硬件系统后,使用示波器等设备对系统进行测试和验证。

首先测试温度测量功能,将温度传感器放置在不同温度环境下,通过控制面板上的显示屏观察温度值是否准确。

然后测试温度控制功能,设定不同的温度值,观察系统是否能够控制温度稳定在设定范围内。

接着测试参数设置功能,通过控制面板上的键盘输入不同的参数值,并观察系统是否能够正确设置参数。

《2024年基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现》范文

《基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现》篇一一、引言随着科技的进步,人们对环境舒适度、工业生产以及农业种植等领域中的温度控制需求越来越高。

基于单片机的温度智能控制系统作为一种高效率、低成本的解决方案,得到了广泛的应用。

本文将详细介绍基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现过程。

二、系统设计1. 硬件设计本系统以单片机为核心,包括温度传感器、执行器(如加热器、制冷器等)、电源模块、显示模块等部分。

其中,温度传感器用于实时检测环境温度,执行器负责根据单片机的指令进行温度调节,电源模块为系统提供稳定的电源,显示模块用于显示当前环境温度和设定温度。

在硬件设计过程中,我们需要根据实际需求选择合适的单片机型号和传感器类型。

此外,还需要考虑电路的布局和抗干扰能力,以确保系统的稳定性和可靠性。

2. 软件设计软件设计包括系统初始化、数据采集、数据处理、指令输出等部分。

系统初始化包括单片机的时钟设置、I/O口配置等;数据采集通过温度传感器实时获取环境温度;数据处理包括温度数据的滤波、转换和存储等;指令输出则是根据处理后的数据,控制执行器进行温度调节。

在软件设计过程中,我们需要编写相应的程序代码,并采用合适的算法进行数据处理和温度控制。

此外,还需要考虑系统的实时性和稳定性,以确保系统能够快速响应并保持长时间的稳定运行。

三、系统实现1. 硬件制作与组装根据硬件设计图,制作出相应的电路板和元器件,并进行组装。

在制作和组装过程中,需要严格按照工艺要求进行操作,以确保硬件的稳定性和可靠性。

2. 软件编程与调试根据软件设计要求,编写相应的程序代码,并进行调试。

在调试过程中,需要检查程序的逻辑是否正确、数据传输是否稳定等。

同时,还需要对系统进行实际测试,以验证其性能和稳定性。

3. 系统集成与测试将硬件和软件进行集成,并进行系统测试。

在测试过程中,需要检查系统的各项功能是否正常、响应速度是否满足要求等。

同时,还需要对系统进行长时间的运行测试,以验证其稳定性和可靠性。

基于单片机的温度控制系统设计

基于单片机的温度控制系统设计随着科技的不断进步,智能化的生活也变得越来越普遍。

其中,智能的温度控制系统是一个非常实用的设备,它可以根据环境温度的变化来自动调整空调、加热器等设备的工作状态,以达到节能、舒适的效果。

基于单片机的温度控制系统设计可以实现较高的精确度和灵活性,下面我们来了解一下相关内容。

1. 系统功能设计设计一个基于单片机的温度控制系统,通常需要实现以下功能:1)测量环境温度:通过温度传感器等组件,可以实时检测环境的温度值,并将其传输给单片机。

2)温度控制:根据温度传感器所测量到的温度值,系统可以控制空调、加热器等设备的开/关状态,以达到自动控制温度的目的。

3)温度调节:用户可以通过设定控制温度的上下限,调节系统控制设备的工作状态。

4)数据显示:将当前环境温度值、设定温度值、设备状态等信息以数码管或LCD等方式显示出来,方便用户实时了解系统状态。

2. 系统硬件设计基于单片机的温度控制系统硬件设计主要包括以下组件:1)主控单元:使用常见的单片机如STC89C51等,完成程序控制、数据处理等任务。

2)温度传感器:一般使用NTC/PTC热敏电阻或DS18B20数字温度传感器等。

3)电源供应:可以使用AC/DC变压器等供电方式,输出稳定的5V电压。

4)触发开关:在系统中需要设置一些开关来切换不同的模式,如手动模式和自动模式等。

5)驱动器和执行器:控制空调、加热器等各种执行器,如继电器等。

6)显示器:可以使用LED数码管、LCD等显示温度和状态信息。

3. 系统软件设计基于单片机的温度控制系统的软件设计,可以采用汇编语言和C语言等方式来实现,主要包括以下几方面内容:1)温度数据采集:通过采集温度传感器的数据,将其转换成数字信号进行处理。

2)控温算法设计:可以使用PID控制算法等方式,实现自动控制温度的效果。

3)显示控制:显示当前的温度值、设定温度、设备状态等信息,以方便用户了解当前的状态。

4)串口通信:可以设置串口通信,实现上位机控制或远程监控等功能。

基于51单片机的温度控制系统设计

基于51单片机的温度控制系统设计引言温度控制系统在现代生活中起着至关重要的作用。

它可以用于各种应用,如恒温器、空调、冰箱等。

本文将介绍基于51单片机的温度控制系统设计,详细讨论系统的架构、工作原理以及实现过程。

系统架构温度控制系统基于51单片机的设计,主要由以下几个部分组成: 1. 温度传感器:用于检测环境温度。

2. 51单片机:作为系统的核心控制器,负责接收温度传感器的数据并进行处理。

3. 显示模块:用于显示当前温度和控制状态。

4. 控制模块:根据温度数据和设定值,控制相关设备的开关。

工作原理温度控制系统的工作原理如下: 1. 温度传感器实时检测环境温度,并将数据传输给51单片机。

2. 51单片机接收到温度数据后,与设定值进行比较。

3. 如果当前温度高于设定值,51单片机将控制模块输出高电平信号,使相关设备工作。

4. 如果当前温度低于设定值,51单片机将控制模块输出低电平信号,停止相关设备工作。

5. 同时,51单片机将当前温度和控制状态发送给显示模块进行显示。

系统设计步骤以下是基于51单片机的温度控制系统设计的步骤:步骤一:电路设计1.连接温度传感器到51单片机的模拟输入引脚。

2.连接显示模块到51单片机的数字输出引脚。

3.连接控制模块到51单片机的数字输出引脚。

步骤二:编程设计1.初始化温度传感器和显示模块。

2.循环执行以下步骤:1.读取温度传感器的模拟输入值。

2.将模拟输入值转换为温度值。

3.与设定值进行比较,确定控制状态。

4.控制模块输出相应的电平信号。

5.将当前温度和控制状态发送给显示模块进行显示。

步骤三:调试和测试1.连接电路并烧录程序到51单片机。

2.使用温度源模拟不同温度条件,观察系统的控制效果。

3.根据实际测试结果,调整设定值和控制算法,以提高系统的稳定性和精度。

结论基于51单片机的温度控制系统设计可以实现对环境温度的精确控制。

通过合理的电路设计和编程实现,系统可以实时检测温度并根据设定值自动控制相关设备的工作状态。

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摘要随着电子产品向智能化和微型化的不断发展,单片机已成为电子产品研制和开发中使用较为广泛的控制器。

为了更好地推广单片机在实际生活和生产中的应用,本文介绍一种应用AT89S51单片机设计的空调智能温度控制系统。

该系统通过温度传感器多点采集温度取其平均值后反馈给单片机,单片机通过采集到的平均值与内设的温度值进行比较,来决定运行冬天模式还是夏天模式。

在智能模式下,系统启动后,会根据选择的冬天或夏天模式自动调节到人体最适温度,调节室温。

实现了温度的自动控制,同时也达到了一定的节能目的。

在手动模式下,系统启动后,在冬天或夏天模式中均可运行加热或制冷模式,温度的高低由设定值决定。

而加热和制冷模式的运行,取决于设定值与平均值的比较。

通过数码管实时显示出当前的温度。

本文根据任务要求从理论出发,设计思路,最终实现了任务要求。

关键词:单片机,温度控制,智能化ABSTRACTWith the development of electronic products in intelligentialize and microminiaturization,single chip microcomputer has become the most widely uesd controller in the research and development of electronic products.For popularizing the single chip microcomputer’s use in our lives and produce better,this article introduces one kind of intelligent temperature control system based on AT89S51.This system feedback different temperature which collected by temperature transmitter to the single chip microcomputer.Then single chip microcomputer compares the different temperature to deside using which mode.Winter or summer and heating or refrigerating.When the system works,it will controls the temperature to make people feel comfortable by different modes.By this way system comes true the purpose that intelligence.On the other hand it can saving energy.By nixie tube,people can know the temperature at the same time.This article according to the mission requirement,designs the project,finally realized the mission requirement.KEY WORDS: single chip microcomputer,temperature control,intelligentize目录前言 (1)第1章系统方案的确立 (2)1.1 系统方案的确立 (2)1.2 本设计采用的方案 (2)1.3 系统原理框图 (2)第2章系统方案的设计 (4)2.1 系统的功能 (4)2.2 单片机最小系统电路 (4)2.2.1 电源电路 (5)2.2.2 复位电路 (5)2.2.3 晶振电路 (5)第3章系统硬件电路设计 (7)3.1 主控芯片 (7)3.1.1 AT89S51单片机的主要性能特点 (7)3.1.2 AT89S51单片机的管脚说明 (8)3.1.3 AT89S51单片机的中断系统 (10)3.2 各模块的硬件设计 (12)3.2.1 电源模块 (12)3.2.2 温度采集模块 (13)3.2.3 显示模块 (16)3.2.4 按键模块 (18)3.2.5 加热及制冷电路模块 (18)第4章系统软件设计 (20)4.1 PROTEL99SE简介 (20)4.1.1 电路原理图编辑器 (20)4.1.2 原理图元件库编辑器 (21)4.1.3 Protel 99SE GERBE输出文件后缀名定义 (21)4.2 Keil的简介 (22)4.3 系统程序流程图 (23)第5章总结与展望 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录Ⅰ:电路原理图 (31)附录Ⅱ:主程序程序代码 (32)附录Ⅲ:DS18B20子程序代码 (35)前言本课题研究一种基于单片机的空调智能温度控制系统,该系统能根据环境温度自动调节室内温度,让人们有一个舒适的生活和工作环境。

随着社会的发展,科技的进步,以及测温仪器在各个领域的应用,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。

在日常生活中,人们为了拥有一个更舒适的生活环境,往往需要室内拥有一个合适的温度,而单片机的准确性高、价格低、功耗低等一系列优点,可结合升温和降温设备,有效的应用到实际生活中。

第一代空调温控器主要是电气式产品,空调温控器的温度传感器采用双金属片或气动温包,通过“给定温度盘”调整预紧力来设定温度,风机三速开关和季节转换开关为泼档式机械开关。

这类空调温控器产品普遍存在“温度设定分度值过粗”、“时间常数太大”、“机械开关易损坏”等问题。

第二代空调温控器为电子式产品,温度传感器采用热敏电阻或热电阻,部分产品的温度设定和风速开关通过触摸键和液晶显示屏实现人机交互界面,冷热切换自动完成,运算放大电路和开关电路实现双位调节。

这类智能空调温控器产品改善了人机交互界面,解决了“温度设定分度值过粗”等问题,但仍存在“控制精度不高”、“时间常数大”、“操作较复杂”等问题。

目前国内外生产厂家正在研究开发第三代智能型室温空调温控器,个厂家积极响应国家的政策,应用新型控制模型和数控芯片实现智能控制。

这一生产带动电子行业的发展。

本课题研究一种基于单片机的空调智能温控系统,该系统分为两种模式,即冬天模式和夏天模式。

在每种模式下再分为两种模式,即加热模式和制冷模式。

通过两个温度传感器多点采集温度,通过温度平均值与设定值比较选择模式,当温度低于某一温度时,实行冬天模式,当温度高于某一温度时,实行夏天模式。

第1章系统方案的确立1.1 系统方案的确立考虑到本设计要使用温度传感器,在单片机电路设计中,最常见的一种方法是,使用多个DS18B20采集多点温度值,然后将各点温度值反馈给单片机,单片机读取温度值并进行相应运算,决定空调采用哪种模式,再对加热器或压缩机发出相应指令,即可满足设计要求。

1.2 本设计采用的方案本方案以AT89S51单片机为控制核心,以智能温度传感器DS18B20为温度测量元件,对多点进行温度测量。

对采集到的温度值取平均值,再与设定的人体最适温度进行比较,来决定空调采用哪种模式。

温度由两位数码管显示。

配有按键,可以改变空调的模式及温度。

1.3 系统原理框图初始方案原理框如图1-1所示。

图1-1 最初方案原理框图考虑到温度多变,不同的人群对温度需求不同的问题,故给系统加上了按键,以便于人们对空调的模式和温度的高低进行实时的个性化调节,满足个人的需求。

再加上温度显示,人们对于温度的调节可以更加精确。

最终方案原理框图如图1-2所示。

图1-2 最终方案原理框图第2章系统方案的设计2.1 系统的功能本系统是基于单片机的空调智能温度控制系统,拥有冬天模式和夏天模式,在每种模式下又分为加热模式和制冷模式。

系统以AT89S51单片机为核心,DS18B20为温度测量元件,附有数码管显示当前温度值,有按键可改变当前模式以及温度。

系统通过DS18B20采集到多点温度值,取其平均值。

空调内设定两个温度值(18°C和28°C)。

当平均值低于18°C时,空调采用冬天模式,默认下运行加热模式,当加热至22°C时停止加热,延时五分钟后若平均值低于22°C,则继续加热到22°C时再停止,否则不加热并继续延时5分钟,如此循环下去。

当平均值高于28°C时,空调采用夏天模式,默认下运行制冷模式,当温度降至26°C时停止制冷,延时五分钟后若平均值高于26°C,则继续制冷到26°C 时再停止,否则不制冷并继续延时5分钟,如此循环下去。

该系统配有按键,可改变空调的模式,以及温度高低。

当空调自动运行冬天模式或夏天模式时,若开关S1闭合则此时进入手动模式。

手动模式下,温度高低由人为设定,温度传感器采集到的数据平均值与设定值比较,当平均值高于设定值时,运行制冷模式,温度降至设定值后停止制冷,并延时5分钟,然后再判断温度是否高于设定值,否则停止制冷并继续延时5分钟,是则继续制冷,如此循环下去。

当平均值低于设定值时,运行加热模式,温度升至设定值后停止加热,并延时5分钟,然后在判断温度是否低于设定值,否则停止加热并继续延时5分钟,是则继续加热,如此循环下去。

系统原理图见附录Ⅰ2.2 单片机最小系统电路因为该系统是以单片机为控制核心,故必有组成单片机最小系统的电路,即电源电路、复位电路、晶振电路。

2.2.1 电源电路电源模块使用L7805CV芯片,电源模块如图2-1所示。

图2-1 单片机电源模块2.2.2 复位电路AT89S51的复位输入端为RST,高电平有效。

当振荡器复位器件时,要保持RST 脚两个机器周期的高电平时间。

如图2-2,当摁下摁键S4时,RST输入高电平,单片机复位。

为了可靠,再加上一只0.luF的电容以消除干扰、杂波。

复位电路如图2-2所示。

图2-2 单片机复位电路2.2.3 晶振电路单片机的XTAL1和XTAL2分别为用作片内振荡器的反向放大器的输入和输出。

这个振荡器可以使用石英晶体,也可以使用陶瓷谐振器。

C1和C2的数值要一样,不管使用的是晶体还是谐振器。

最佳的数值与使用的晶体或谐振器有关,还与杂散电容和环境的电磁噪声有关。

数据手册中给出了针对晶体选择电容的一些指南。

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