【正文】 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）智能溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄摘要 IAbstract II第一章 總體設(shè)計(jì)方案 1 智能溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案論證 1 方案要求 1 方案總體設(shè)計(jì)框圖 1 方案選擇 3 主控單元的選擇 3 溫度檢測(cè)單元的選擇 3 溫度顯示器件的選擇 5第二章 各單元模塊的硬件設(shè)計(jì) 6 系統(tǒng)主要器件的介紹 6 AT89C52單片機(jī)的介紹 6 1602LCD液晶顯示的介紹 9 DS18B20數(shù)字溫度傳感器介紹 14 各部分電路設(shè)計(jì) 17 晶振電路和復(fù)位電路 17 按鍵輸入電路 18 溫度采集電路 19 液晶顯示電路 19 報(bào)警電路 20 溫度控制電路 21第三章 軟件部分 22 系統(tǒng)主程序流程圖 22總結(jié) 23參考文獻(xiàn) 24附錄一：電路原理圖 26附錄二：仿真圖 27III第一章 總體設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)方案為智能溫控系統(tǒng)，首先需要對(duì)待測(cè)溫度進(jìn)行檢測(cè)處理，根據(jù)方案設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)需要以單片機(jī)為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)拓展。所以需要選擇合適的溫度檢測(cè)器件將所測(cè)得溫度進(jìn)行合適的轉(zhuǎn)換成為單片機(jī)能夠識(shí)別的信號(hào)，進(jìn)而單片機(jī)對(duì)所接受的信號(hào)進(jìn)行處理，輸出合適的信號(hào)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路和加熱電路或者散熱電路工作。從而達(dá)到設(shè)計(jì)方案所要求的對(duì)溫度的智能檢測(cè)調(diào)節(jié)功能。 方案要求用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)溫度控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制一個(gè)溫室的溫度，功能要求如下：（1）要求溫室溫度分為兩檔：第一檔為室溫（25℃左右），第二檔為40℃，要求溫度控制誤差≤ 177。2℃。（2）升溫由2臺(tái)1000W的電爐實(shí)現(xiàn)。（3）要求實(shí)時(shí)顯示溫室溫度，顯示位數(shù)為3位，即.℃。（4）當(dāng)不能保證所要求溫度范圍時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。（5）對(duì)升溫和降溫過(guò)程的時(shí)間不作要求。要求采用單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)。 方案總體設(shè)計(jì)框圖 溫度傳感器將檢測(cè)溫度信息轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電壓信號(hào)之后，將電壓信號(hào)放大并且傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)可以接受的處理能力范圍內(nèi)，然后經(jīng)過(guò)低通濾波，去除掉雜亂信號(hào)并送入單片機(jī)。單片機(jī)將檢測(cè)到的待測(cè)溫度的信息與設(shè)定的值進(jìn)行比較之后，如果檢測(cè)的值相比較設(shè)定的要高，單片機(jī)輸出的低電平驅(qū)動(dòng)了報(bào)警的系統(tǒng)自動(dòng)的報(bào)警提示溫度過(guò)高，同時(shí)散熱電路開(kāi)始工作，實(shí)現(xiàn)散熱功能；當(dāng)溫度較設(shè)定的值低時(shí)，單片機(jī)輸出高電平，同時(shí)加熱電路開(kāi)始工作，實(shí)現(xiàn)加熱的功能。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的控制調(diào)節(jié)。該單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)是以STC89C52單片機(jī)為主控核心，用溫度傳感器DS18B20進(jìn)行溫度采樣收集。整個(gè)系統(tǒng)的硬件部分包括溫度檢測(cè)系統(tǒng)、單片機(jī)控制系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)等。溫度檢測(cè)報(bào)警器是能夠檢測(cè)環(huán)境中溫度，具有報(bào)警功能的儀器，儀器的基本組成部分應(yīng)為：溫度采集電路、單片機(jī)控制電路、數(shù)字顯示電路及控制報(bào)警電路、加熱電路還有散 熱電路?；痉桨福罕痉桨甘腔趩纹瑱C(jī)進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的采集及處理，由于數(shù)字溫度傳感器DS18B20內(nèi)部集成有模數(shù)轉(zhuǎn)換部件，芯片可將采集到的溫度模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化并通過(guò)單總線(xiàn)傳輸給單片機(jī)。所以單片機(jī)將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，并將數(shù)據(jù)顯示在液晶屏幕上。通過(guò)按鍵輸入預(yù)設(shè)溫度，如果不在溫度范圍內(nèi)，便驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，同時(shí)驅(qū)動(dòng)電爐進(jìn)行加熱，以達(dá)到控制溫度的效果。具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程：，如單片機(jī)原理等書(shū)籍 ，并設(shè)計(jì)相關(guān)電路與參數(shù)計(jì)算 ，采用proteus仿真軟件， 單片機(jī)主控制器鍵盤(pán)輸入DS18B20液晶顯示蜂鳴器報(bào)警加熱（散熱）電路 方案選擇 隨著如今科技的發(fā)展，單片機(jī)可謂種類(lèi)繁多。在此方案設(shè)計(jì)中，單片機(jī)是最核心的主控原件。所以單片機(jī)的選取尤為重要。通常選擇單片機(jī)主要從指令結(jié)構(gòu)、運(yùn)行速度、程序存儲(chǔ)方式和功能等幾個(gè)方面為原則進(jìn)行選取。AT89C52單片機(jī)和AT89C51單片機(jī)都是常見(jiàn)的的單片機(jī)芯片。在本設(shè)計(jì)中需要選取合適的單片機(jī)作為控制核心，通過(guò)軟件的編的程的方法進(jìn)行溫度的檢測(cè)和判斷檢測(cè)，并在其I/O口輸出控制信號(hào)。相對(duì)于AT89C51單片機(jī)而言，AT89C52單片機(jī)具有性能高、工作的電壓低等特點(diǎn)。另外AT89C52多一個(gè)定時(shí)器T2，ROM多4K，RAM多128B，中斷多2個(gè)，多一個(gè)看門(mén)狗,在數(shù)據(jù)和指針、掉電等方面還有一些改進(jìn)。最重要的是它兼容標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令系統(tǒng)，在實(shí)際的試驗(yàn)的應(yīng)用中更具實(shí)用性了，并且AT89C52單片機(jī)價(jià)格也經(jīng)濟(jì)和實(shí)惠，符合本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的要求。綜合以上所述最終選擇AT89C52作為本方案的主控芯片。根據(jù)方案設(shè)計(jì)要求，需要對(duì)待測(cè)溫度進(jìn)行相對(duì)準(zhǔn)確的測(cè)定。方案要求溫度控制誤差≤ 177。2℃，所以選擇合適的溫度檢測(cè)方案是很重要的。經(jīng)過(guò)討論論證最終確定兩個(gè)方案待選。方案一選擇熱敏電阻對(duì)待測(cè)溫度進(jìn)行檢測(cè)。熱敏電阻將檢測(cè)引起的微小電壓變化通過(guò)運(yùn)算放大器放大，再通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片ADC0809將微弱電壓變化信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)處理。熱敏電阻器是敏感元件的中一種，通常按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）。熱敏電阻器的典型特點(diǎn)是對(duì)溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）在溫度越高時(shí)電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）在溫度越高時(shí)電阻值越低，它們同屬于半導(dǎo)體器件。 熱敏電阻的電阻－溫度特性圖熱敏電阻的電阻－溫度特性可近似地用上圖表示 。在實(shí)際中，熱敏電阻的B值并非是恒定不變的，其變化幅度大小因材料的材質(zhì)和構(gòu)成的不同而異，最大甚至可達(dá)5K176。C。因此，在較大的溫度范圍內(nèi)應(yīng)用時(shí)，將與實(shí)測(cè)值之間存在一定誤差。熱敏電阻的過(guò)載能力強(qiáng)，成本低廉。但熱敏電阻的阻值與溫度為非線(xiàn)性關(guān)系，所以它只能在較窄的范圍內(nèi)用于精確測(cè)量。熱敏電阻在一些精度要求不高的測(cè)量和控制裝置中得到廣泛應(yīng)用。 同樣熱敏電阻也存在一定的缺點(diǎn)：●阻值與溫度的關(guān)系非線(xiàn)性嚴(yán)重 ●元件易老化，穩(wěn)定性較差●元件的一致性差，互換性差●除特殊高溫?zé)崦綦娮柰猓^大多數(shù)熱敏電阻僅適合0～150℃范圍方案二 對(duì)于待測(cè)溫度選擇DS18B20進(jìn)行檢測(cè)。DS18B20數(shù)字溫度傳感器是DALLAS公司生產(chǎn)的1－Wire，即單總線(xiàn)器件，具有線(xiàn)路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線(xiàn)路簡(jiǎn)單，在一根通信線(xiàn)，可以連接多個(gè)這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。DS18B20有以下幾個(gè)突出特點(diǎn)： ●接口簡(jiǎn)單用一個(gè)接口就可實(shí)現(xiàn)通信●每一個(gè)DS18B20都有與之相對(duì)應(yīng)的唯一的64位ROM序列碼 ●在使用過(guò)程中不需要外加其他外圍器件 ●可用外部電源供電和寄生電源供電數(shù)據(jù)線(xiàn)供電電壓范圍:+—+ V ●DS18B20在范圍為55℃—+125℃之間的精度為+℃，℃ ●DS18B20的報(bào)警上下限值可以根據(jù)實(shí)