【正文】 基于 51 單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng) 專 業(yè)： 測控技術(shù)與儀器 指導(dǎo)老師： 薛偉 班 級(jí)： 076101， 076102 基于 51 單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng) 1 摘 要 : 溫度控制系統(tǒng)在工業(yè)，農(nóng)業(yè)上應(yīng)用廣泛，在當(dāng)代社會(huì)，對(duì)于溫度控制方面要求越來越高，越來越精細(xì)。因此我們?cè)诒敬螌W(xué)校實(shí)習(xí)中選擇完成一個(gè)基本的溫度測量并控制溫度在一定范圍內(nèi)的課題，因此來鍛煉自己的能力。 本次設(shè)計(jì)采用單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行測量和控制， 并控制 其溫度穩(wěn)定在某一個(gè)設(shè)定值上。 通過數(shù)碼管顯示溫度，并具有報(bào)警系統(tǒng)，可以 通過鍵盤輸入來控制基準(zhǔn)溫度與上下限溫度?；具_(dá)到自動(dòng)控制的目的。 基于 STC89C52 單片機(jī) 的 溫控 系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了溫度采集、 A/D 轉(zhuǎn)換、溫度控制及 報(bào)警 等功能。 首先， 介紹了我們選擇的課題要求 ，同時(shí)重點(diǎn)介紹了 我們選擇的芯片資料，如 STC89C52， ADC0809。 其次，闡述了系統(tǒng)的工作原理，完成了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)，把系統(tǒng)劃分為 5大模塊并完成了各大模塊的設(shè)計(jì)工作，同時(shí)附以系統(tǒng)硬件電路原理圖。 最后，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的軟件。系統(tǒng)軟件是用 C 語言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)的， C 語言具有指令簡單，數(shù)據(jù)量小等特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞： 溫度控 制； STC89C52； C 語言 基于 51 單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng) 2 Abstract: The temperature control system in industry, agriculture on a wide range of applications, in the contemporary society, the temperature control requirements more and more high, more and more fine. Therefore, we in the school practice choose to plete a basic temperature measurement and project control temperature in a certain range, thus to exercise their abilities. This design uses the monolithic integrated circuit for measuring and controlling temperature, and to control its temperature stability in a certain set of values. Through digital tube display temperature, and has alarm system, through the keyboard input to control the reference temperature and minimum temperature. Basically achieve the purpose of automatic control. The temperature control system of STC89C52 single chip microputer is mainly realized the temperature acquisition, A/D conversion, temperature control and alarm functions based on. Secondly, it describes the principle of the system, designed the system structure diagram, the system is divided into 5 major parts and finished the designing of each module, and attached to the system hardware circuit diagram. Finally, the design of the system software. The system software is written in C language for software design, C language has the characteristics of simple instruction, small amount of data. Key Words: temperature control； STC89C52 ； C language 基于 51 單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng) 3 目 錄 1 課題要求 ............................................... 5 2 總體設(shè)計(jì)方案 ....................................... 6 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ................................................................. 6 單片機(jī)選擇 ..................................................................... 6 顯示電路選擇 ................................................................. 7 鍵盤電路選擇 ................................................................. 8 AD 電路選擇 ................................................................... 8 溫度采集電路選擇 ......................................................... 9 控制電路選擇 ............................................................... 11 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .................................... 12 系統(tǒng)硬件功能分析 ....................................................... 12 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................................... 12 溫度檢測電路設(shè)計(jì) ....................................................... 14 AD 轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì) ......................................................... 15 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ....................................................... 17 報(bào)警模塊設(shè)計(jì) ............................................................... 18 鍵盤輸入模塊設(shè)計(jì) ....................................................... 19 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .................................... 20 基于 51 單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng) 4 主程序分析 ................................................................... 20 顯示模塊分析 ............................................................... 20 AD 轉(zhuǎn)換模塊分析 ......................................................... 20 鍵盤輸入模塊設(shè)計(jì) ...................................................... 21 報(bào)警控制模塊設(shè)計(jì) ....................................................... 22 5 實(shí)習(xí)結(jié)果 ............................................ 23 6 總結(jié)與鳴謝 ........................................ 24 參考文獻(xiàn) ................................................ 24 附錄 1...................................................... 25 附錄 2...................................................... 25 基于 51 單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng) 5 1 課題要求 本 課題 是 設(shè)計(jì)一個(gè) 基于單片機(jī)的溫度 控制系統(tǒng) ，用來測量溫度 并將溫度控制在一定范圍內(nèi)。 系統(tǒng) 框圖如下圖所示，包括 6 部分：單片機(jī) 系統(tǒng) 、溫度 采集電路 、顯示 電路 、 溫度控制電路 、鍵盤電路 和報(bào)警電路 。 系統(tǒng)采用 AT89C51 作為主機(jī)，溫度采集電路包括溫度傳感器 、 信號(hào)調(diào)理電路和 ADC。單片機(jī)將測量的溫度 在數(shù)碼管上顯示，并與設(shè)定的門限值進(jìn)行比較，如超 出門限則驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路，并啟動(dòng)溫度控制電路調(diào)節(jié)溫度到預(yù)定值。 這里溫度傳感器可采用電阻式溫度傳感器（ Pt100）或電流溫度傳感器（ AD590）；數(shù)碼顯示電路可采用四位一體共 LED 數(shù)碼管；報(bào)警電路采用蜂鳴器使和發(fā)光二極管；溫度調(diào)節(jié)電路采用兩個(gè)固態(tài)繼電器（ SSR） ,分別接熱電阻和電風(fēng)扇進(jìn)行升溫和降溫。要求如下： 1）溫度測量范圍 0℃ 99℃； 2）溫度測量誤差小于 177。 1℃； 3）溫度控制誤差小于 177。 2℃ ； 4）可設(shè)置上下限報(bào)警溫度和預(yù)定溫度。 5）上下限報(bào)警值、預(yù)定值和實(shí)際測量值可通過 LED 顯示。 基于 51 單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng) 6 2 總體設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)整體硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖 21 所示， 采用 STC89C52 作為主機(jī)；由 電阻式溫度傳感器測量 溫度值 并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào) 經(jīng)過放大 ， 再 經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，由 I/O 接口讀入 CPU， CPU 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。處理后的數(shù)據(jù)，一方面送 LED數(shù)碼管顯示；另一方面與檢測開關(guān)設(shè)定的溫度控制值進(jìn)行比較，并判斷是否超限 ，人通過輸出 I/O 口信號(hào)控制加熱和冷卻模塊，達(dá)到控制溫度的 目的。 單片機(jī)選擇 單片機(jī)的種類繁多， Intel 公司的 MCS51 8 位單片機(jī)系列、 MCS96 16 位單片機(jī)系列； Atmel 的 AT8 AVR 系列 ； Philips 的 P89V5 LPC700/900 8 位單片機(jī)系列 、 LPC2021 16/32 系列； Motorola 公司的 MC68HC908 8 位單片 機(jī)系列、DSP 型 16 位單片機(jī)。 方案一：選擇 8031 單片機(jī) 8031 單片機(jī)是 Intel 公司生產(chǎn)的 MCS51 系列單片機(jī)中的一種，除無片內(nèi)ROM 外，其余特性與 MCS51 單片機(jī)基本一樣。采用 40 個(gè)引腳的 8031 芯片。該芯片有 4 個(gè) 8 位并行 I/O 接口： P0、 P P P3， 128 個(gè)字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，但沒片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，需擴(kuò)展，價(jià)格便宜。 方案二： STC89C52 單片機(jī) STC89C52 是 STC 公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 STC89C52 使用經(jīng)典的 MCS51 內(nèi)核，但做了很基于 51 單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng) 7 多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng) 51 單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 512 字節(jié)RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗，內(nèi)置 4KB EEPROM， MAX810 復(fù)位電路， 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， 4 個(gè)外部中斷，