【正文】 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 溫度控制器方案設(shè)計(jì)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(guó)內(nèi)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展 .................................................................................8 近年來國(guó)外溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展 ................................................................................8 本文研究?jī)?nèi)容 ........................................................................................................................9第二章 控制器方案 ..................................................................................................10 控制器方案設(shè)計(jì) ..................................................................................................................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(jī) 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(dòng)芯片芯片 MC14995 .........................................................................15第三章 硬件電路設(shè)計(jì) ..............................................................................................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(bào)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(jì)總結(jié) ..............................................................................................22參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................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(guó)內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然己經(jīng)十分廣泛，但從國(guó)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(guó)、德國(guó)等先進(jìn)國(guó)家相比，仍然有著較大的差距。成熟的溫控產(chǎn)品主要以“點(diǎn)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(chǎng)合的智能化、自適應(yīng)控制儀表，國(guó)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(guó)政府及企業(yè)對(duì)此都非常重視，對(duì)相關(guān)企業(yè)資源進(jìn)行了重組，相繼建立了一些國(guó)家，企業(yè)的研發(fā)中心，開展創(chuàng)新性研究，使我國(guó)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(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)的結(jié)合，特點(diǎn)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(shí)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(guó)的實(shí)力，溫控技術(shù)在不久的將來一定會(huì)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(jī)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(jī)控制模塊XXXXXX 畢業(yè)論文3 近年來國(guó)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(jī)、微波爐等制冷制熱產(chǎn)品配置。在工業(yè)園購(gòu)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(guó)內(nèi)市場(chǎng)價(jià)每只溫度控制器 11 元，出口價(jià)每只 2 美元。年產(chǎn) 500 萬只溫度控制器，年產(chǎn)值可達(dá) 6000 萬元，年利潤(rùn)可達(dá) 1500 萬元，投資回收期 年左右目前國(guó)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(diǎn)的生產(chǎn)廠家，他們的生產(chǎn)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電子溫度控制器市場(chǎng)的需求。溫度控制器不僅在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷售順暢，而且在國(guó)際市場(chǎng)也十分看好，特別是日本、意大利、美國(guó)等國(guó)家對(duì)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(dá)地區(qū)產(chǎn)業(yè)的梯度轉(zhuǎn)移，科龍集團(tuán)已在南昌新建分廠，上海華意集團(tuán)也與江西簽訂了投資意向，江西境內(nèi)的昌河集團(tuán)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(guó)外溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展因?yàn)闇囟瓤刂破鳝h(huán)節(jié)已經(jīng)被納入為分布式控制系統(tǒng)（DCS） ，個(gè)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(chǎng)的增長(zhǎng)率在2022 年為 %， 2022 年為 %，2022 年為 % 。預(yù)計(jì) 2022 年全球市場(chǎng)的增長(zhǎng)率僅為 % ，而預(yù)測(cè) 2022 年的綜合年度增長(zhǎng)率（CAGR）僅為 % 。歐洲和北美工業(yè)電子溫度控制器市場(chǎng)受到這一趨勢(shì)的影響最大。這兩個(gè)較大地區(qū)的市場(chǎng)預(yù)計(jì)將在 2022 年出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。然而，亞太市場(chǎng)，較小的拉丁美洲和其他地區(qū)的市場(chǎng)預(yù)計(jì)仍將保持增長(zhǎng)。中國(guó)作為一個(gè)主要的制造中心和工業(yè)電子溫度控制器市場(chǎng)的崛起是這一增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)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(guó)大陸，以獲得低成本的勞動(dòng)力和原料優(yōu)勢(shì)。日本經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇同樣推動(dòng)該地區(qū)走出了停滯發(fā)展時(shí)期。OEM 廠家和主要終端工業(yè)公司將制造業(yè)務(wù)向中國(guó)的轉(zhuǎn)移，以及溫度控制器價(jià)格的下降，是歐洲和北美工業(yè)電子溫度控制器市場(chǎng)預(yù)測(cè)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(guó)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(guó)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(dòng)力和原料的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，而且他們這樣更接近主要的發(fā)展市場(chǎng)。 本文研究?jī)?nèi)容本文重點(diǎn)對(duì)該系統(tǒng)的硬件、軟件進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。在硬件上對(duì)各部分電路一一進(jìn)行了理論分析與方案論證進(jìn)行了設(shè)計(jì)，介紹了 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器在單片機(jī)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(jì)完成了該系統(tǒng)的硬件電路。在軟件設(shè)計(jì)上根據(jù)硬件電路和該溫度采集系統(tǒng)所需要實(shí)現(xiàn)的功能，經(jīng)過反復(fù)的模擬運(yùn)行、調(diào)試、修改，最終完成了該系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。通過硬件與軟件的密切配合，最終設(shè)計(jì)完成達(dá)到了題目所要求的功能。本設(shè)計(jì)采用的是 AT89S51 單片機(jī)，對(duì)多點(diǎn)溫度進(jìn)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(shí)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(shí)，單片機(jī)停止加熱器加熱，同時(shí)點(diǎn)亮紅色發(fā)光二極管，當(dāng)溫度低于設(shè)定的下限時(shí)，單片機(jī)啟動(dòng)加熱器加熱，同時(shí)點(diǎn)亮綠色發(fā)光二極管。在軟件上進(jìn)行主程序和子程序的編程，使該溫度控制系統(tǒng)實(shí)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(jì)本系統(tǒng)采用了單片機(jī) AT89C51，利用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 對(duì)環(huán)境進(jìn)行測(cè)溫，同時(shí)采用二四譯碼器對(duì)四段 LED 進(jìn)行選通顯示，同時(shí)還采用了鎖存器MC14495 對(duì)以顯示的 LED 所存，進(jìn)行下一段 LED 的顯示，此外還有鍵盤設(shè)備來實(shí)現(xiàn)溫度上下限值的調(diào)試，紅綠