【正文】 I合肥師范學院2015屆本科畢業(yè)論文（設計）本科生畢業(yè)論文（設計）題目:基于單片機的智能溫控電機系統(tǒng)統(tǒng)計學 院 電子信息工程學院 學科門類 工 學 專 業(yè) 電子信息工程 學 號 1308211032 姓 名 郭 標 指導教師 時晶晶/張元明 2015年05月06日 合肥師范學院2015屆本科畢業(yè)論文（設計）摘 要隨著微機測量和控制技術的迅速發(fā)展與廣泛應用，以單片機為核心的溫度采集與控制系統(tǒng)的研發(fā)與應用在很大程度上提高了生產(chǎn)生活中對溫度的控制水平。本論文介紹了基于單片機的溫度控制直流電機轉速的基本方法，直流電機調(diào)速的相關知識以及PWM調(diào)速的基本原理和實現(xiàn)方法。重點介紹了基于MCS52單片機的用軟件產(chǎn)生PWM信號以及溫度和電機轉速的顯示方法。對于直流電機速度控制系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了一種有效的途徑。本設計論述了一種以兩個STC89C52單片機通信為主控制單元，以DS18B20為溫度傳感器，以軟件和L298N芯片實現(xiàn)PWM直流電機調(diào)速的溫度控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)可以實時存儲相關的溫度數(shù)據(jù)，并顯示在LCD液晶屏上。系統(tǒng)設計了相關的硬件電路和相關應用程序。硬件電路主要包括STC89C52單片機最小系統(tǒng)，測溫電路、直流電機驅(qū)動電路、LCD液晶顯示電路以及雙機通訊模塊電路等。系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，計算溫度子程序、按鍵處理程序、LCD、LED顯示程序以及直流電機PWM程序等。關鍵詞：STC89C52；DS18B20；PWM；L298；顯示電路 AbstractWith the rapid development and wide application of puter measurement and control technology, development and application of temperature acquisition and control system based on MCU to improve the control level of the temperature in the production and life to a large extent. This paper also introduces the basic method of DC motor speed control based on single chip microputer, the DC motor speed related knowledge as well as the basic principles and implementation methods of PWM speed control. Mainly introduced the display method of MCS52 MCU software produced by the PWM signal and the temperature and motor speed based on. Provides an effective way for the realization of DC motor speed control system.The design of two STC89C52 single chip as the main control unit, using DS18B20 as the temperature sensor, the temperature control system of DC motor speed control by software and L298N chip PWM. The control system can realtime storage temperature data, and displayed on the LCD screen. The system design of the related hardware circuit and related applications. The hardware circuit mainly includes the STC89C52 MCU minimum system, temperature measurement circuit, DC motor drive circuit, LCD display circuit, double munication circuit. The system program mainly includes the main program, read the temperature subroutine, the calculation of temperature subroutine, key processing program, LCD, LED display program and the DC motor PWM program.Key Words：STC89C52。 DS18B20。 PWM。 L298。 display circuit目 錄摘 要 IAbstract II目 錄 III1. 引 言 1 研究的背景和意義 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 本論文設計內(nèi)容 22. 總體方案的分析與論證 2 設計任務及要求 2 設計方案的比較與選擇 33. 系統(tǒng)硬件的設計 4 MCU的簡介 4 MCU的選擇 5 STC89C52的簡介 5 STC89C52的主要參數(shù) 5 STC89C52的引腳 6 溫度采集模塊 8 溫度傳感器的介紹 8 DS18B20的工作原理 9 溫度顯示器模塊 11 電機轉速顯示模塊 12 電機驅(qū)動模塊L298N芯片 12 直流電機 14 PWM調(diào)速原理 14 系統(tǒng)硬件原理圖 154. 軟件設計及系統(tǒng)調(diào)試 16 軟件設計主程序流程圖 16 系統(tǒng)仿真軟件介紹 17 系統(tǒng)調(diào)試 19 Proteus仿真調(diào)試 19 系統(tǒng)整體調(diào)試及操作 205. 總 結 22參考文獻 24致 謝 25附 錄 26351. 引 言 研究的背景和意義隨著社會的發(fā)展和科技的進步，溫度控制系統(tǒng)以及測溫儀器已經(jīng)廣泛應用于社會生活的各個領域，尤其是在工業(yè)自動化控制中占有非常重要的地位。溫度是一個在日常生活和生產(chǎn)過程甚至科學實驗中普遍而且重要的物理參數(shù)。近年來，人們通過溫度計來采集溫度，經(jīng)過人工操作進行加熱、通風和降溫。從而來控制溫度，但是對于這些控制對象慣性大，滯后性嚴重，而且還存在有許多不定的因素，從而根本難以建立精確的數(shù)學模型。這樣不僅控制精度低、實時性差，而且操作人員的勞動強度大，并且有許多工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)是人們不能直接介入的。因此智能化已然成為現(xiàn)代溫度控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。針對這一種實際情況，設計個溫度控制系統(tǒng)，具有非常廣泛的應用前景和實際意義[1]。隨著電子信息技術和微型計算機技術的飛速發(fā)展。單片機技術也得到了飛速的發(fā)展。尤其是在高集成度、高速度、低功耗還有高性能方面取得了巨大的進展。使得單片機在電子產(chǎn)品當中的應用越來越廣泛。使用單片機對溫度進行控制的技術也油然而生。它不僅可以克服溫度控制系統(tǒng)中存在的嚴重的滯后現(xiàn)象，同時還可以在提高采樣頻率的基礎上很大程度的提高控制的效果和控制的精度。并且隨著技術日益發(fā)展和完善，相信越來越能顯現(xiàn)出它的優(yōu)越性[2]。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀溫度控制已經(jīng)成為一門廣泛應用于很多領域。像化工、電力、冶金、石油、機械制造、航空航天、糧食存儲、酒類生產(chǎn)等。溫度控制系統(tǒng)雖然在國內(nèi)各行各業(yè)的應用已十分廣泛，但是從溫度控制器的生產(chǎn)角度來看，總體的發(fā)展水平仍不高。跟美德日等先進國家相比，仍有差距。溫度控制和常規(guī)的控制器占領了成熟產(chǎn)品的主體份額。但它只可以適用于一般的溫度控制系統(tǒng)，難于控制、復雜、滯后、時變的溫度控制系統(tǒng)。此外，適合應用控制場合的智能化等儀器儀表，目前在國內(nèi)還沒有取得較好的研究成果。并且，一些先進國家雖已經(jīng)有一批成熟的產(chǎn)品[3]?？墒牵捎趪鈱τ谙冗M技術的保密和國內(nèi)開發(fā)起步的滯后，導致至今國內(nèi)還沒有開發(fā)出一套擁有可靠性能的自主軟件。因此大多需要依靠人為的現(xiàn)場調(diào)試來確定控制的參數(shù)。當下，國外溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展依舊迅速，且在智能化和自適應還有參數(shù)自整定等方面均取得了顯著的成果。其中以美德日瑞典等國尤為突出，都已生產(chǎn)出了一批商品化且具有高性能的溫度控制器及儀器儀表，并在各行各業(yè)都有廣泛應用。當下，國外溫度控制系統(tǒng)及儀表正朝向高精度、智能化、小型化等方面快速發(fā)展[4]。 本論文設計內(nèi)容在本次的設計研究當中，本次設計需要設計一個數(shù)字溫度計控制的電機。它是由STC89C52單片機為核心，通過DS18B20數(shù)字式溫度傳感器進行溫度的采集，再由LCD1602液晶顯示器直觀的展現(xiàn)出來，根據(jù)溫度的高低來控制電機的轉速。它在正常工作的時候直接顯示當前溫度，當溫度的變化超出或低于所設定的警戒值時，系統(tǒng)就會通過兩個通信端口傳輸?shù)搅硪粋€單片機上，從而提醒注意溫度變化來控制電機的運轉。并且將電機的轉速顯示在四位共陽的數(shù)碼管上。通過人為的設置溫度警戒值的上下限，來適用于不同場合的需要。由于單片機的工作電壓是+5V，而實際生活中并沒有直接提供+5V的干電池，所以本次設計就通過外接了一個外設的USB接口。2. 總體方案的分析與論證 設計任務及要求本次設計的硬件部分是以STC89C52單片機為核心，通過DS18B20溫度傳感器進行溫度的測量，根據(jù)溫度的高低來控制電機的轉速。并將測量結果顯示出來[5]。顯示電機轉速顯示溫度L298DS18B20STC89C52單片機STC89C52單片機電機顯示電機轉速顯示溫度L298DS18B20STC89C52單片機STC89C52單片機電機 圖21 系統(tǒng)設計框圖首先由DS18B20溫度傳感器進行采集當前溫度，然后傳輸?shù)絊TC89C52單片機中，再由LCD1602液晶顯