基于單片機的溫度測量裝置設(shè)計-wenkub
2022-09-07 14:45:37 本頁面
【正文】 頻率 很低。傳統(tǒng)的溫度采集方法不僅費時費力，而且精度差，單片機的出現(xiàn)使得溫度的采集和數(shù)據(jù)處理問題能夠得到很好的解決。 本文介紹一種基于 AT89C51 單片機的一種溫度測量及報警電路 ,該電路采用DS18B20 作為溫度監(jiān)測元件，測量范圍 0℃～ +120℃，使用數(shù)碼管模塊顯示，能設(shè)置溫度報警上下限。溫度測量是溫度控制的基礎(chǔ)，技術(shù)已 經(jīng)比較成熟。采用單片機來對他們控制不僅具有控制方便，簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。 在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常要用到溫度的檢測及控制，溫度是生產(chǎn)過程和科學(xué)實驗中普遍而且重要的物理參數(shù)之一。傳統(tǒng)的測溫元件有熱電偶和二電阻。正文著重給出了軟硬件系統(tǒng)的各部分電路，介紹了集成溫度傳感器 DS18B20 的原理， AT89C51 單片機功能和應(yīng)用。溫度是工業(yè)對象中的一個重要的被控參數(shù)。近幾年來快速發(fā)展了多種先進的溫度控制方式，如： PID控制，模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法控制等。 本設(shè)計使用單片機作為核心進行控制。單片機課程設(shè)計是 繼 C 語言課程設(shè)計與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計后的 一門實踐環(huán)節(jié)課程，其目的和任務(wù)是訓(xùn) 練學(xué)生綜合運用已學(xué)課程的基礎(chǔ)知識，獨立進行單片機應(yīng)用技術(shù)的 開發(fā)工作，掌握單片機程序設(shè)計、調(diào)試和應(yīng)用電路 的 設(shè)計、分析及調(diào)試檢測。 圖 基于單片機的溫度測量方案 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 溫度測量電路 溫度測量電路要實現(xiàn)的目標(biāo)是：將 0～ 120℃ 溫度通過溫度傳感 器測量，運算放大器放大得到 0～ 5V 的電壓信號。 表 放大器輸出實測數(shù)據(jù) 溫度 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 電壓 A/D 轉(zhuǎn)換電路 A/D 轉(zhuǎn)換的目標(biāo)是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，在本次課程設(shè)計中，選用 ADC0831串行 A/D 轉(zhuǎn)換芯片作為溫度測試系統(tǒng)的 A/D 轉(zhuǎn)換器，如圖所示。 主控芯片選取 AT89C51 芯片，因其具有良好的性能及穩(wěn)定性，價格便宜應(yīng)用方便，可直接用 USB 線下載代碼。 圖 報警器電路 圖 報警器電路 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 主程序設(shè)計 主程序既把以上各子程序串連成一個整體，使整個程序循環(huán)運行。 圖 主程序流程圖 A/D 轉(zhuǎn)換 子程序設(shè)計 這次課程設(shè)計采用的是 8 位串行 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 ADC0831，每一個時鐘信號下降沿開始，輸出一位數(shù)據(jù)，直到 8 位數(shù)據(jù)全部輸完為止，輸出的順序是從最高位到最低位。 圖 顯示子程序流程圖 顯示子程序如下： DISPLAY: MOV A,AD_TMP MOV DPTR,TAB1 MOVC A,A+DPTR CJNE A,80,S1 SJMP S3 S1: JNC S2 SJMP S4 S2: CLR SJMP S4 S3: SETB S4: MOV B,100 100 送 B A 除以 B 商存百位存儲單元 B 送 A 10 送 B 商存十位存儲單元 余數(shù)存?zhèn)€位存儲單元 AD 轉(zhuǎn)換結(jié)果送 A RET 9 DIV AB MOV AD_TMP_1,A MOV A,B MOV B,10 DIV AB MOV AD_TMP_2,A MOV AD_TMP_3,B MOV DPTR,TAB MOV A,AD_TMP_1 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A SETB LCALL DLY CLR MOV A,AD_TMP_2 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A SETB LCALL DLY CLR NOP NOP MOV A,AD_TMP_3 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A SETB LCALL DLY CLR RET 10 5 性能分析與系統(tǒng)仿真 在 Proteus 中進行仿真，改變溫度傳感器的設(shè)置值，觀察到 LED 數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)隨之 變化。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。在今后社會的發(fā)展和 學(xué)習(xí) 實踐過程中，一定要不 懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會及他人對你的認(rèn)可 ! 回顧起此課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在 這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西， 不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)
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