【正文】 編號(hào) 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 題 目 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 系 部 電氣工程 專 業(yè) 電氣自動(dòng)化 班 級 指導(dǎo)教師 顧問教師 摘要 I 摘 要 溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，人們生活與環(huán)境溫度息息相關(guān)，在工業(yè)生產(chǎn)過程中需要實(shí)時(shí)測量溫度，在工業(yè)生產(chǎn)中也離不開溫度的測量，因此研究溫度的測量方法和控制具有重要的意義。 本論文介紹了一種以單片機(jī)為主要控制器件，以 DS18B20 為溫度傳感器的新型數(shù)字溫度計(jì)。主要包括硬件電路的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)。硬件電路主要包括主控制器，測溫 控制 電路和顯示電路等，主控制器采用單片機(jī) AT89C52，溫度傳感器采用美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 DS18B20， 顯示電路采用 8 位共 陰極 LED 數(shù)碼管 ， ULN2803A 為驅(qū)動(dòng)的 動(dòng)態(tài)掃描直讀顯示。 測溫控制電路由溫度傳感器 和預(yù)置溫度值比較報(bào)警電路組成，當(dāng)實(shí)際測量溫度值大于預(yù)置溫度值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，即發(fā)光二極管亮。 系統(tǒng)程序主要包括主程序， 測 溫子程序 和 顯示子 程序等。 DS18B20 新型單總線數(shù)字溫度傳感器 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的單線數(shù)字溫度傳感器 , 集溫度測量和 A /D 轉(zhuǎn)換于一體 ,直接輸出數(shù)字量 ,具有接口簡單、精度高、抗干擾能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。 由于采用了改進(jìn)型智能溫度傳感器 DS18B20 作為檢測元件，與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比 ,本數(shù)字溫度計(jì)減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點(diǎn)。DS18B20 溫度計(jì)還可以在高溫報(bào)警、遠(yuǎn)距離多點(diǎn)測溫控制等方面進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)，具有很好的發(fā)展前景。此外，還介紹了系統(tǒng)的調(diào)試和性能分析。 關(guān)鍵詞 ： 顯示電路 ,單片機(jī) ， AT89C52，溫度傳感器 ， DS18B20 ,單總線 目錄 II 目 錄 摘 要 ..............................................................................................................................I 第一章 緒論 ................................................................................................................... 1 第二章設(shè)計(jì)任務(wù)及方 案分析 ........................................................................................ 2 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 ...................................................................................................... 2 設(shè)計(jì)總體方案及方案論證 ..................................................................................... 2 溫度測量的方案與分析 ......................................................................................... 2 第三章芯片功能簡介 .................................................................................................... 4 AT89C52 芯片簡介 .............................................................................................. 4 DS18B20 的功能簡介 ........................................................................................... 6 第四章系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) ...................................................................................... 13 主控制電路和測溫控制電路原理圖 ................................................................... 13 驅(qū)動(dòng)電路模塊原理圖 ........................................................................................... 13 顯示模塊原理圖 ................................................................................................... 14 第五章軟件編程調(diào)試及性能分析 .............................................................................. 16 主程序流程圖 ........................................................................................................ 16 主程序 .................................................................................................................... 16 溫度子程序 ............................................................................................................ 18 顯示子程序 ............................................................................................................. 23 調(diào)試性能分析和注意 事項(xiàng) .................................................................................... 24 第六章 總結(jié)與展望 .................................................................................................. 26 致 謝 ........................................................................................................................... 27 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................... 28 附錄 ............................................................................................................................... 30 第一章 緒論 1 第一章 緒論 日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常要用到溫度的檢測及控制，在冶金 、 食品加工 、化工等工業(yè)生產(chǎn)過程中，廣泛使用的各種加熱爐 、 熱處理爐 、 反應(yīng)爐等，都要求對溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制。在日常生活中，電烤箱 、 微波爐 、 電熱水器 、 烘干箱等電器也需要進(jìn)行溫度檢測與控制。傳統(tǒng)的測溫元件有熱電偶和熱電阻。而熱電偶和熱電阻測出的一般是電壓，再轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度，需要比較多的外部硬件支 持，硬件電路復(fù)雜，軟件調(diào)試復(fù)雜，制作成本高。而采用單片機(jī)對溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便，簡單和靈活等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高溫度控制的技術(shù)指標(biāo)。 測量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器，溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式 、 從集成化向智能化 、 網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。 在 測溫電路 中 ，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來， 先 進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換， 然后 用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理， 再 在顯示電路上，將被測溫度顯示出來 。 這種設(shè)計(jì)需要用到 A/D 轉(zhuǎn)換電路， 因此 感溫電路 的設(shè)計(jì) 比較 復(fù)雜 。 進(jìn)而想到采用智能溫度傳感器來設(shè)計(jì) 數(shù)字溫度計(jì)。本數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)采用美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司繼 DS1820 之后推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器DS18B20 作為檢測元件，其溫度值可以直接被讀出來，通過核心器件單片機(jī)AT89C52 控制溫度的讀寫和顯示，用 LED 數(shù)碼管顯示。測溫范圍為 － 55℃ ～＋125℃ ，最大分辨率可達(dá) ℃ 。而且采用 3 線制與單片機(jī)相連，減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點(diǎn)。 按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，確定系統(tǒng)有 5 個(gè)模塊組成：主控制器 、 溫度傳感器 DS18B 報(bào)警電路 、 按鍵預(yù)置溫度值電路 及顯示電路。控制器使用 AT89C52，溫度傳感器使用 DS18B20，用 8 位共陰極 LED 數(shù)碼管以動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)溫度顯示。系統(tǒng)程序主要包括主程序 、 溫度控制子程序 及 顯示子程序等等。 綜上所述， 本設(shè)計(jì)以智能集成溫度傳感器 DS18B20 為例，介紹基于 DS18B20傳感器的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)適用于人們的日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用于溫度的檢測及控制。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 第二章 .設(shè)計(jì)任務(wù)及方案分析 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 設(shè)計(jì)一個(gè)以單片機(jī)為核心的溫度 測量 系統(tǒng) ，可實(shí)現(xiàn)的功能為： （ 1）測量 溫度 值 精度為 177。1 ℃ 。 （ 2） 系統(tǒng)允許的誤差范圍為 1℃以內(nèi) 。 （ 3） 系 統(tǒng)可由用戶 預(yù)設(shè)溫度值 ， 測溫 范圍為 － 55℃ ～＋ 125℃ 。 （ 4） 超出 預(yù)置 值時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警 ，即發(fā)光二極管亮。 （ 5） 系統(tǒng)具有數(shù)碼顯示功能，能實(shí)時(shí)顯示設(shè)定溫度值和測得的實(shí)際溫度值。 設(shè)計(jì)總體方案及方案論證 在日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常要用到溫度的檢測及控制，傳統(tǒng)的測溫元件有熱電偶和熱點(diǎn)阻。而熱電偶和熱電阻測出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度，需要比較多的外部硬件支持，硬件電路復(fù)雜，軟件調(diào)試復(fù)雜，制作成本高。 本數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)采用美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司繼 DS1820 之后推出的一種改進(jìn)智能溫度 傳感器 DS18B20 作為檢測元件，測溫范圍為 － 55℃ ～＋ 125℃ ，最大分辨率可達(dá) ℃ 。 DS18B20 可以直接讀出被測 量的 溫度值，而采用 3 線制與單片機(jī)相連，減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點(diǎn)。 按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，確定系統(tǒng)由 5 個(gè)模塊組成：主 控制 器 AT89C52，溫度傳感器 DS18B20，報(bào)警電路，按鍵