【正文】 單片機課程設(shè)計 溫度控制器方案設(shè)計畢業(yè)論文目 錄第一章 緒論 ..................................................................................................................7 課題的背景及意義 ................................................................................................................7 相關(guān)技術(shù)的發(fā)展概況 ............................................................................................................7 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)構(gòu)成 .........................................................................................................7 近年來國內(nèi)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展 .................................................................................8 近年來國外溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展 ................................................................................8 本文研究內(nèi)容 ........................................................................................................................9第二章 控制器方案 ..................................................................................................10 控制器方案設(shè)計 ..................................................................................................................10 控制器功能及原理 ..............................................................................................................10 控制器的基本功 ...........................................................................................................10 控制器原理圖 ...............................................................................................................11 主要芯片概述 .......................................................................................................................11 單片機 AT89C51 .........................................................................................................11 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20..........................................................................................12 二四譯碼器 ..................................................................................................................14 鎖存、譯碼驅(qū)動芯片芯片 MC14995 .........................................................................15第三章 硬件電路設(shè)計 ..............................................................................................17 主模塊 ...................................................................................................................................17 鍵盤設(shè)定溫度模塊溫度上下限設(shè)置模塊 ...........................................................................17 溫度采集模塊 .......................................................................................................................18 報警電路 ...............................................................................................................................19 溫度控制模塊 .......................................................................................................................19 源模塊 ...................................................................................................................................20 總結(jié) .......................................................................................................................................20第四章 課題設(shè)計總結(jié) ..............................................................................................22參考文獻 ......................................................................................................................23附錄 1...........................................................................................................................24附錄 2...........................................................................................................................47致謝 ..............................................................................................................................492第一章 緒論 課題的背景及意義溫度控制系統(tǒng)在國內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然己經(jīng)十分廣泛，但從國內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國、德國等先進國家相比，仍然有著較大的差距。成熟的溫控產(chǎn)品主要以“點位”控制及常規(guī)的 PID控制器為主，它們只能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)控制，而用于較高控制場合的智能化、自適應(yīng)控制儀表，國內(nèi)技術(shù)還不十分成熟，形成商品化并廣泛應(yīng)用的控制儀表 WTO，我國政府及企業(yè)對此都非常重視，對相關(guān)企業(yè)資源進行了重組，相繼建立了一些國家，企業(yè)的研發(fā)中心，開展創(chuàng)新性研究，使我國儀表工業(yè)得到了迅速的發(fā)展。目前，溫度控制器產(chǎn)品從模擬、集成溫度控制器發(fā)展到智能數(shù)碼溫度控制器。智能溫控器（數(shù)字溫控器）是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動測試技術(shù)的結(jié)合，特點是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種控制器，并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實現(xiàn)控制功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平，現(xiàn)階段正朝著高精度高質(zhì)量的方向發(fā)展,相信以我國的實力，溫控技術(shù)在不久的將來一定會為于世界前列！ 相關(guān)技術(shù)的發(fā)展概況 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)主要包括單片機控制模塊，溫度采集模塊，溫度顯示模塊，溫度上下限調(diào)整模塊，溫度調(diào)整模塊等五大部分。系統(tǒng)總體框架如圖 1 所示。溫度顯示模塊溫度采集模塊 溫度上下調(diào)限整模塊溫度調(diào)整模塊單片機控制模塊XXXXXX 畢業(yè)論文3 近年來國內(nèi)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展溫度控制器廣泛應(yīng)用于家用電器，主要為冰箱、冷柜、空調(diào)、飲水機、微波爐等制冷制熱產(chǎn)品配置。在工業(yè)園購地或新建廠房，增添設(shè)備，可年產(chǎn)溫度控制器 500 萬只。目前國內(nèi)市場價每只溫度控制器 11 元，出口價每只 2 美元。年產(chǎn) 500 萬只溫度控制器，年產(chǎn)值可達 6000 萬元，年利潤可達 1500 萬元，投資回收期 年左右目前國內(nèi)溫度控制器生產(chǎn)企業(yè)較少，僅廣東、江蘇、遼寧、江西各有一家規(guī)模稍大一點的生產(chǎn)廠家，他們的生產(chǎn)能力遠遠不能滿足電子溫度控制器市場的需求。溫度控制器不僅在國內(nèi)市場銷售順暢，而且在國際市場也十分看好，特別是日本、意大利、美國等國家對溫度控制器產(chǎn)品的需求量很大，出口前景十分樂觀。由于沿海發(fā)達地區(qū)產(chǎn)業(yè)的梯度轉(zhuǎn)移，科龍集團已在南昌新建分廠，上海華意集團也與江西簽訂了投資意向，江西境內(nèi)的昌河集團微型汽車規(guī)模日益壯大，汽車、空調(diào)用溫度控制器需求量也必將增大。 近年來國外溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展因為溫度控制器環(huán)節(jié)已經(jīng)被納入為分布式控制系統(tǒng)（DCS） ，個人電腦（PC）和可編程邏輯控制器（PLC） 。工業(yè)電子溫度控制器全球市場的增長率在2022 年為 %， 2022 年為 %，2022 年為 % 。預(yù)計 2022 年全球市場的增長率僅為 % ，而預(yù)測 2022 年的綜合年度增長率（CAGR）僅為 % 。歐洲和北美工業(yè)電子溫度控制器市場受到這一趨勢的影響最大。這兩個較大地區(qū)的市場預(yù)計將在 2022 年出現(xiàn)負增長。然而，亞太市場，較小的拉丁美洲和其他地區(qū)的市場預(yù)計仍將保持增長。中國作為一個主要的制造中心和工業(yè)電子溫度控制器市場的崛起是這一增長的驅(qū)動因素。OEM 廠商以及眾多的終端工業(yè)廠商已經(jīng)開始轉(zhuǎn)移到中國大陸，以獲得低成本的勞動力和原料優(yōu)勢。日本經(jīng)濟的復(fù)蘇同樣推動該地區(qū)走出了停滯發(fā)展時期。OEM 廠家和主要終端工業(yè)公司將制造業(yè)務(wù)向中國的轉(zhuǎn)移，以及溫度控制器價格的下降，是歐洲和北美工業(yè)電子溫度控制器市場預(yù)測下降的主要原因。此外，許多位于歐洲和北美的工業(yè)電子溫度控制器供應(yīng)商已經(jīng)表明一旦準(zhǔn)備充分，他們將很快在中國展開他們的制造工業(yè)電子溫度控制器業(yè)務(wù)。通過在4中國生產(chǎn)電子溫度控制器，供應(yīng)商不但可以獲得更便宜的勞動力和原料的競爭優(yōu)勢，而且他們這樣更接近主要的發(fā)展市場。 本文研究內(nèi)容本文重點對該系統(tǒng)的硬件、軟件進行分析設(shè)計。在硬件上對各部分電路一一進行了理論分析與方案論證進行了設(shè)計，介紹了 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器在單片機下的硬件連接及軟件編程，并給出了軟件流程圖，最終設(shè)計完成了該系統(tǒng)的硬件電路。在軟件設(shè)計上根據(jù)硬件電路和該溫度采集系統(tǒng)所需要實現(xiàn)的功能，經(jīng)過反復(fù)的模擬運行、調(diào)試、修改，最終完成了該系統(tǒng)的軟件設(shè)計。通過硬件與軟件的密切配合，最終設(shè)計完成達到了題目所要求的功能。本設(shè)計采用的是 AT89S51 單片機，對多點溫度進行采集。通過集成溫度傳感器 DS18B20 將溫度值轉(zhuǎn)換為電量輸出。通過鍵盤實現(xiàn)增加或減少溫度上下限模式的切換；可以利用小鍵盤設(shè)定溫度的最大值和最小值，當(dāng)溫度高于設(shè)定的上限值時，單片機停止加熱器加熱，同時點亮紅色發(fā)光二極管，當(dāng)溫度低于設(shè)定的下限時，單片機啟動加熱器加熱，同時點亮綠色發(fā)光二極管。在軟件上進行主程序和子程序的編程，使該溫度控制系統(tǒng)實現(xiàn)智能化發(fā)展，精度更高。XXXXXX 畢業(yè)論文5第二章 控制器方案 控制器方案設(shè)計本系統(tǒng)采用了單片機 AT89C51，利用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 對環(huán)境進行測溫，同時采用二四譯碼器對四段 LED 進行選通顯示，同時還采用了鎖存器MC14495 對以顯示的 LED 所存，進行下一段 LED 的顯示，此外還有鍵盤設(shè)備來實現(xiàn)溫度上下限值的調(diào)試，紅綠