【正文】 畢 業(yè) 論 文作 者： XXX 學(xué) 號： XXXXXX 學(xué) 院： 系(專業(yè))： 題 目： 基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計 指導(dǎo)者： 評閱者： XXXX年XX月XX日32畢業(yè)論文中文摘要 題 目：基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計摘要： 本設(shè)計以AT89S51單片機為核心的溫度控制系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計方法。溫度信號由溫度芯片DS18B20采集，并以數(shù)字信號的方式傳送給單片機。文中介紹了該控制系統(tǒng)的硬件部分，包括：溫度檢測電路、溫度控制電路、PC機與單片機串口通訊電路和一些接口電路 。單片機通過對信號進行相應(yīng)處理，從而實現(xiàn)溫度控制的目的。文中還著重介紹了軟件設(shè)計部分，在這里采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要模塊有：數(shù)碼管顯示程序、鍵盤掃描及按鍵處理程序、溫度信號處理程序、繼電器控制程序、超溫報警程序。 關(guān)鍵詞：AT89S51單片機 DS18B20溫度芯片 溫度控制 串口通訊畢業(yè)論文外文摘要Title Based on Monolithic Integrated Circuit39。s Temperature Control System39。s Design AbstractThis design take at89S51 monolithic integrated circuit as core temperature control system39。s principle of work and design method. The temperature signal by the temperature chip DS18B20 gathering, and transmits by digital signal39。s way for the monolithic integrated circuit. In the article introduced this control system39。s hardware part, including: Temperature examination electric circuit, temperaturecontrol circuit, PC machine and monolithic integrated circuit serial port munication channel and some interface circuit. The monolithic integrated circuit through carries on corresponding processing to the signal, thus realizes the temperature control goal. In the article also emphatically introduced the software design part, uses the modular structure in here, the main module includes: Nixietube display sequence, keyboard scanning and pressed key disposal procedure, temperature signal processing procedure, blackwhite control procedure, excess temperature warning procedure.Keywords：AT89S51 Monolithic Integrated Circuit ；DS18B20 Temperature Chip；Temperature Control；Serial Port Communication目 次1 引言…………………………………………………………………………………12 設(shè)計要求……………………………………………………………………………13 工作原理……………………………………………………………………………14 方案設(shè)計與論證……………………………………………………………………2 主控制部分 ………………………………………………………………………3 測量部分………………………………………………………………………… 35 各單元的設(shè)計……………………………………………………………………… 8 鍵盤單元……………………………………………………………………………8 溫度控制及超溫和超溫警報單元……………………………………………… 10 溫度控制器件電路……………………………………………………………………11 溫度測試單元…………………………………………………………………… 11…………………………………………………………………11 接口通訊單元 ……………………………………………………………………136 電源輸入單元……………………………………………………………………147 程序設(shè)計…………………………………………………………………………15 概 述………………………………………………………………………………15 程序結(jié)構(gòu)分析…………………………………………………………………… 16 主程序…………………………………………………………………………… 178. 測設(shè)分析………………………………………………………………………… 17結(jié)論 ……………………………………………………………………………………18參考文獻……………………………………………………………………………… 19致謝……………………………………………………………………………………20附錄A使用說明……………………………………………………………………… 21附錄B程序清單……………………………………………………………………… 211 引言溫度控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于社會生活的各個領(lǐng)域 ,如家電、汽車、材料、電力電子等 ,常用的控制電路根據(jù)應(yīng)用場合和所要求的性能指標(biāo)有所不同 , 在工業(yè)企業(yè)中,如何提高溫度控制對象的運行性能一直以來都是控制人員和現(xiàn)場技術(shù)人員努力解決的問題。這類控制對象慣性大,滯后現(xiàn)象嚴(yán)重,存在很多不確定的因素,難以建立精確的數(shù)學(xué)模型,從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)性能不佳,甚至出現(xiàn)控制不穩(wěn)定、失控現(xiàn)象。傳統(tǒng)的繼電器調(diào)溫電路簡單實用 ,但由于繼電器動作頻繁 ,可能會因觸點不良而影響正常工作。控制領(lǐng)域還大量采用傳統(tǒng)的PID控制方式,但PID控制對象的模型難以建立,并且當(dāng)擾動因素不明確時,參數(shù)調(diào)整不便仍是普遍存在的問題。而采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，因其內(nèi)部集成了A/D轉(zhuǎn)換器，使得電路結(jié)構(gòu)更加簡單，而且減少了溫度測量轉(zhuǎn)換時的精度損失，使得測量溫度更加精確。數(shù)字溫度傳感器DS18B20只用一個引腳即可與單片機進行通信，大大減少了接線的麻煩，使得單片機更加具有擴展性。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通過單跳數(shù)據(jù)線就可以和主電路連接，故可以把數(shù)字溫度傳感器DS18B20做成探頭，探入到狹小的地方，增加了實用性。更能串接多個數(shù)字溫度傳感器DS18B20進行范圍的溫度檢測。2 設(shè)計要求 設(shè)計基于單片計算機的溫度控制器，用于控制溫度。具體要求如下: 1. 溫度連續(xù)可調(diào)，范圍為0℃40℃ 2. 超調(diào)量σ%≤20% 3. 溫度誤差≤177?！?4. 人機對話方便 3 工作原理溫度傳感器 DS18B20 從設(shè)備環(huán)境的不同位置采集溫度，單片機 AT89S51 獲取采集的溫度值，經(jīng)處理后得到當(dāng)前環(huán)境中一個比較穩(wěn)定的溫度值，再根據(jù)當(dāng)前設(shè)定的溫度上下限值，通過加熱和降溫對當(dāng)前溫度進行調(diào)整。當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后超過設(shè)定溫度的上限時，單片機通過三極管驅(qū)動繼電器開啟降溫設(shè)備 (壓縮制冷器) ，當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后低于設(shè)定溫度的下時 , 單片機通過三極管驅(qū)動繼電器開啟升溫設(shè)備 (加熱器) 。 當(dāng)由于環(huán)境溫度變化太劇烈或由于加熱或降溫設(shè)備出現(xiàn)故障，或者溫度傳感頭出現(xiàn)故障導(dǎo)致在一段時間內(nèi)不能將環(huán)境溫度調(diào)整到規(guī)定的溫度限內(nèi)的時候，單片機通過三極管驅(qū)動揚聲器發(fā)出警笛聲。 系統(tǒng)中將通過串口通訊連接PC機存儲溫度變化時的歷史數(shù)據(jù)，以便觀察整個溫度的控制過程及監(jiān)控溫度的變化全過程。PC機加熱器繼電器2DS18B20 溫度芯片數(shù)據(jù)傳輸鍵盤電路MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片 片AT89S518BIT CPU數(shù)據(jù)顯示超溫報警壓縮制冷器繼電器1 N31工作原理圖4 方案設(shè)計 溫度測量部分方案 DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、高性能抗干擾能力、強易配處理器等優(yōu)點，特別適合用于構(gòu)成多點溫度測控系統(tǒng)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號（按9位二進制數(shù)字）給單片機處理，且在同一總線上可以掛接多個傳感器芯片，它具有三引腳TO92小體積封裝形式，溫度測量范圍－55～＋125℃，可編程為9～12位A/D轉(zhuǎn)換精度，℃，被測溫度用符號擴展的16位數(shù)字量方式串行輸出，其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，業(yè)可采用寄生電源方式產(chǎn)生，多個DS18B20可以并聯(lián)到三根或者兩根線上，CPU只需一根端口線就能與多個DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。從而可以看出DS18B20可以非常方便的被用于遠(yuǎn)距離多點溫度檢測系統(tǒng)。綜上，在本系統(tǒng)中我采用溫度芯片DS18B20測量溫度。該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測溫元件，且此元件線形較好。在0—100攝氏度時，最大線形偏差小于1攝氏度。該芯片直接向單片機傳輸