【正文】 1 1 廣州大學(xué)松田學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題目 恒溫箱濕熱反饋控制系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 專業(yè)班級(jí) 電氣工程及其自動(dòng)化（ 1） 導(dǎo)師姓名 二○一五 年 五 月 2 2 恒溫箱濕熱反饋控制系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì) 摘要： 由于科技的高速發(fā)展，一個(gè)可調(diào)精確的溫濕度控制系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)以及科研實(shí)驗(yàn)中是非常需要的。本設(shè)計(jì)以單片機(jī) AT89C51為 主要控制處理單元， 通過(guò)溫濕度傳感器 DS18B20采集溫濕度信號(hào)， 電阻型濕度傳感器， 然后單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)的處理最后把溫濕度信號(hào)傳輸?shù)斤@示屏上顯示， 設(shè)計(jì)了一套濕熱反饋控制系統(tǒng)。通過(guò) 仿真軟件仿真后，得到了系統(tǒng)功能符合設(shè)計(jì)預(yù)期的目標(biāo)的結(jié)論，驗(yàn)證了本系統(tǒng) 既能夠?qū)崟r(shí)地顯示當(dāng)前溫濕度，也能夠準(zhǔn)確地實(shí)時(shí)控制溫濕度，能夠滿足用戶實(shí)際的需求，最終保持此溫濕度恒定。另外為發(fā)揮單片機(jī)自身集成眾多系統(tǒng)級(jí)功能單元的優(yōu)勢(shì)，從而對(duì)系統(tǒng)軟件和硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了合理規(guī)劃，在保證功能多樣化前提下有效降低硬件成本，系統(tǒng)操控簡(jiǎn)便 。 關(guān) 鍵詞： AT89C51單片機(jī) , 溫度傳感器 DS18B20，反饋控制 3 3 Incubator humidity of feedback control system Abstract： Due to the rapid development of science and technology, an adjustable accurate temperature and humidity control system in the modern industrial production and scientific research experiments is design by single chip microputer AT89C51 as the main control processing unit, signal through the temperature and humidity sensor DS18B20 collecting temperature and humidity, resistancetype humidity sensor, then the MCU signal processing the last signal transmission to the display screen shows the temperature and humidity, a hot and humid feedback control system is simulation software simulation, we get the conclusion of the function of system ply with the design the expected target, verified the system can realtime display the current temperature and humidity already, also can be used to accurately control temperature and humidity realtime, can satisfy the user39。s actual demand, finally to keep the constant temperature and addition to play to the microcontroller itself integrated advantages of numerous system level function unit, and the system software and hardware design has carried on the rational planning, under the premise that guarantee function diversification effectively reduce the hardware cost, and convenient manipulation of the system. Keywords： AT89C51, the temperature sensor DS18B20, feedback control 4 4 目 錄 第 1 章 緒論 .................................................................................................................. 5 課題研究的背景和意義 ................................................................................. 5 研究的主要內(nèi)容 ............................................................................................. 5 第 2 章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) .................................................................................................. 7 系統(tǒng)的主要組成部分 ..................................................................................... 7 系統(tǒng)需求分析 ................................................................................................. 8 智能恒溫箱的工作原理 ................................................................................. 8 第 3 章 智能恒溫箱的硬件設(shè)計(jì) ................................................................................ 11 硬件電路設(shè)計(jì)概述 ....................................................................................... 11 總體硬件原理圖 ........................................................................................... 11 時(shí)鐘頻率電路設(shè)計(jì) ....................................................................................... 12 復(fù)位電路設(shè)計(jì) ............................................................................................... 13 顯示電路的設(shè)計(jì) ........................................................................................... 14 顯示電路概述 .................................................................................. 14 七段 LED 數(shù)碼管的原理 .................................................................. 14 顯示電路整體設(shè)計(jì) .......................................................................... 15 開(kāi)關(guān)鍵盤設(shè)計(jì) ............................................................................................... 16 指撥開(kāi)關(guān) .......................................................................................... 16 按鍵開(kāi)關(guān) .......................................................................................... 17 指示燈電路 ................................................................................................... 18 溫濕度采集電路 ........................................................................................... 19 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) .......................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 軟件任務(wù)分析 ................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 程序流程圖 ..................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 仿真圖 ........................................................................................................... 30 致謝 .............................................................................................................................. 33 附錄 A 主要源程序 ...................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 5 5 1 緒論 課題研究的背景和意義 隨著科技的日益進(jìn)步，智能設(shè)備越來(lái)越被人民所認(rèn)同及使用。單片機(jī)技術(shù)則是智能設(shè)備里面重要的組成部分。由于單片機(jī)技術(shù)體積小，性能強(qiáng)，能夠大大地減少產(chǎn)品的體積，增加產(chǎn)品的功能，所以在很多領(lǐng)域，比如電子儀表、家電，工業(yè)控制，微型計(jì)算機(jī)等都普遍存在單片機(jī)的影子。人民感受到單片機(jī)帶來(lái)的便利，也因此賦予單片機(jī)更廣泛的應(yīng)用，而且不斷為單片機(jī)添加更多新的功能與新型技術(shù) . 近年來(lái)，電子產(chǎn)業(yè)對(duì)于單片機(jī)的需求非常 大。因此，對(duì)于單片機(jī)的開(kāi)發(fā)也變得流行起來(lái)。得益于單片機(jī)體積小，功能多，經(jīng)濟(jì)耐用等優(yōu)秀特性，所以本設(shè)計(jì)也采用了單片機(jī)作為主要的中央控制單元，以滿足對(duì)溫濕度數(shù)據(jù)的處理，以及整個(gè)系統(tǒng)的控制。由于智能恒溫箱的至高性能是由溫濕度控制性能這個(gè)特性決定的。所以本設(shè)計(jì)更加專注于單片機(jī)的合理使用以及更深層次的探索。 在醫(yī)療技術(shù)，特殊要求的工業(yè)生產(chǎn)和高品質(zhì)要求的食品加工等領(lǐng)域，智能恒溫箱的溫濕度的測(cè)量以及控制一直都是重中之重。然而，市面上的恒溫箱由于所用傳感器功能各不相同，所以精確度也參差不齊。另外，由于溫濕度傳感器容易受到環(huán) 境溫度的影響。所以，良好的制作工藝以及科學(xué)的設(shè)計(jì)才能保證好溫濕度控制的精確度以及保持度?？上驳氖?，現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)日新月異，使得開(kāi)發(fā)新一代溫濕度測(cè)量系統(tǒng)變得更加得便捷以及可靠。在本設(shè)計(jì)中，我們采用的是數(shù)字傳感器將所需的溫濕度通過(guò)數(shù)字信號(hào)的方式傳給單片機(jī)，然單片機(jī)經(jīng)過(guò)運(yùn)算得出的數(shù)據(jù)送到顯示系統(tǒng)顯示，同是也不斷通過(guò)和預(yù)設(shè)的值進(jìn)行比較，然后調(diào)節(jié)供熱系統(tǒng)和供水系統(tǒng)，使得整個(gè)系統(tǒng)的溫濕度維持恒定，實(shí)現(xiàn)恒溫恒濕的功能。 研究的主要內(nèi)容 出于設(shè)計(jì)的便捷以及錯(cuò)誤的查找，本設(shè)計(jì)采用了模塊化的設(shè)計(jì)，包括溫 濕度 6 6 采集模塊，顯示溫濕度模塊和控制系統(tǒng)部分。至于如何加熱制冷，加濕和去濕，就不詳細(xì)闡述了。系統(tǒng)上電后，初始溫度為 25 度，濕度為 50%，用戶根據(jù)自己的需求來(lái)對(duì)智能恒溫箱進(jìn)行調(diào)節(jié)，溫度可調(diào)范圍 0~99度，濕度為 0~99%，當(dāng)調(diào)節(jié)狀態(tài)結(jié)束后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)采集的溫濕度數(shù)值對(duì)設(shè)定值進(jìn)行比較，