【正文】 半導(dǎo)體吸收式光纖溫度傳感器是研究得比較深專科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 3 頁 共 36 頁 入的一種。缺點(diǎn)是：測量起來困難 ,難于實(shí)現(xiàn)較高的精度，工藝比較復(fù)雜 ,且造價(jià)高，推廣應(yīng)用有一定困難。模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是：功能單一、測溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等，適合遠(yuǎn)距離測溫，不 需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)，外圍電路簡單。熱點(diǎn)偶傳感器是工業(yè)測量中應(yīng)用最廣泛的一種溫度傳感器，它 與被測對象直接接觸，不受中間介質(zhì)的影響，具有較高的精度；測量范圍廣，可從50℃～ 1600℃進(jìn)行連續(xù)測量，特殊的熱電偶如金 ,鐵 ,鎳 ,鉻最低可測到 269℃ ，鎢 ,錸最高可達(dá) 2800℃ 。非接觸測溫的測溫元件與被測對象互不接觸。目前，國際上新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式、集成化、智能化及網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。它是實(shí)現(xiàn)測試與自動(dòng)控制系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)。 溫度傳感器技術(shù) 傳感器技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的主要內(nèi)容之一，信息技術(shù)包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器技術(shù)。我國工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達(dá)國家溫度測控技術(shù)的基礎(chǔ)上，才掌握了溫度室內(nèi)微機(jī)控制技術(shù)，該技術(shù)僅限于對溫度的單項(xiàng)環(huán)境因子的控制。 80 年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)。其實(shí)在很多場所溫度都需要得到很好的控制。針對這種實(shí)際情況，設(shè)計(jì)一個(gè)溫度控制系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用前景與意義。 關(guān)鍵詞 AT89C51 單片機(jī) 溫度傳感器 DS18B20 恒溫控制 可變脈寬（ PWM） 目錄 1緒論 ................................................................... 1 溫度控制系統(tǒng)研究的目的和意義 ..................................... 1 溫度控制系統(tǒng)研究概況 ............................................. 1 溫度傳感器技術(shù) ................................................... 1 2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) ...................................................... 4 方案論證 ......................................................... 4 系統(tǒng)功能介紹 ..................................................... 5 3系統(tǒng)硬件電 路設(shè)計(jì) ....................................................... 7 傳感器接口電路設(shè)計(jì) ............................................... 7 溫度數(shù)據(jù)采集電路 ............................................ 7 LED 顯示接口電設(shè)計(jì) ............................................... 9 AT89C51 單片機(jī) ............................................. 10 LED 數(shù)碼管 ................................................. 12 溫度控制電路的設(shè)計(jì) .............................................. 13 4 脈寬調(diào)制 ............................................................ 16 脈寬調(diào)制的介紹 .................................................. 14 基本原理 ........................................................ 14 脈寬調(diào)制信號的設(shè)計(jì)思想 .......................................... 15 脈寬調(diào)制信號的作用 .............................................. 15 脈沖寬度調(diào)制優(yōu)點(diǎn) ................................................ 16 5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .......................................................... 16 6 系統(tǒng)軟件調(diào)試 ......................................................... 19 目測 ............................................................ 19 硬件調(diào)試 ........................................................ 19 軟件的調(diào)試 ...................................................... 19 注意事項(xiàng) ........................................................ 20 結(jié)束語 ................................................................. 22 參考文獻(xiàn) ............................................................... 23 致 謝 .................................................................. 24 附錄一 程序 ............................................................ 25 附錄二 硬件電路圖 ..................................................... 36 ?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 1 頁 共 36 頁 1 緒論 溫度控制系統(tǒng)研究的目的和意義 在人類的生活環(huán)境中，溫度扮演著極其重要的角色。 溫度檢測模塊是將 DS18B20 溫度傳感器對溫度進(jìn)行測量所傳出的數(shù)字信號利用單片機(jī)進(jìn)行讀取和處理；溫度顯示模塊 用四位 LED 數(shù)碼管顯示，溫度顯示的精度為 度；溫度設(shè)定模塊用三個(gè)按鍵進(jìn)行房間標(biāo)準(zhǔn)溫度值的輸入；溫度控制是根據(jù)房間的實(shí)際溫度與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度之間的差值來調(diào)節(jié)可變脈寬 （ PWM）的寬度，從而控制可控硅的導(dǎo)通或截止的時(shí)間實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的恒溫控制。設(shè)計(jì)方案可行，有一定的創(chuàng)新性，如果再多參考一些外文資料，將會(huì)更加完善。建議成績評定為 ，可以提交答辯。本設(shè)計(jì)的相關(guān)軟件編程由匯編語言實(shí)現(xiàn)，與硬件電路相輔相成，很好實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的功能。溫度是工業(yè)生產(chǎn)中常見的工藝參數(shù)之一，任何物理變化和化學(xué)反應(yīng)過程都與溫度密相關(guān)，因此溫度控制是生產(chǎn)自動(dòng)化的重要任務(wù)。 本設(shè)計(jì)為房間溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，控制的對象是房間溫度。針對這一問題， 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)可以根據(jù)設(shè)定溫度進(jìn)行自行調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，它應(yīng)用廣泛，功能強(qiáng)大，小巧美觀，便于攜帶，是一款既實(shí)用又廉價(jià)的控制系統(tǒng)。目前正開發(fā)和研制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)。我國溫度測控設(shè)施計(jì)算機(jī)應(yīng)用，在總體上正從消化吸收、簡單應(yīng)用階段向?qū)嵱没?、綜合性應(yīng)用階段過渡和發(fā)展。計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)發(fā)展極快，相當(dāng)成熟，而傳感器應(yīng)用技術(shù)因?yàn)樾枰箤？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 2 頁 共 36 頁 用模擬技術(shù)，而模擬技術(shù)還有很多問題難以解決，因此傳感器應(yīng)用技術(shù)也有待進(jìn)一步發(fā)展。如果沒有傳感器對原始參數(shù)進(jìn)行精確可靠 地測量，那么無論是信號轉(zhuǎn)換或信息處理，或者最佳數(shù)據(jù)的顯示和控制都將無法實(shí)現(xiàn)。溫度傳感器按傳感器與被測介質(zhì)的接觸方式可分為接觸式溫度傳感器和非接觸式溫度傳感器兩大類，其中，接觸式溫度傳感器的測溫元件與被測對象要有 良好的熱接觸，通過熱傳導(dǎo)及對流原理達(dá)到熱平衡，這個(gè)示值即為被測對象的溫度。常用的是輻射熱交換原理。 （ 2）模擬集成溫度傳感器。 （ 3）光纖傳感器。 （ 4）半導(dǎo)體吸收式光纖溫度傳感器。 （ 5）智能溫度傳感器。智能溫度傳感器內(nèi)部包含溫度傳感器、A/D 傳感器、信號處理器、存儲(chǔ)器（或寄存器）和接口電路。其中，比較有代表性的數(shù)字溫度傳感器有DS18B MAX657 DS172 MAX6635 等。如下圖所示 : 圖 方案一電路圖 圖 為第一個(gè)設(shè)計(jì)方案，該方案的工作原理簡述如下： （ 1） 鋸齒波是由單結(jié)晶體管 BT和 R1， R2， R3， W1 和 C1 組成的張馳震蕩產(chǎn)生，然后經(jīng)射極跟隨器 V R4 輸出。 （ 4） 過零脈沖的輸出，由同步變壓器 TB，整流橋 D1 及 R10， R11 組成一削波同步電源，這個(gè)電源與直流開關(guān)的輸出電壓共同去控制 V4 與 V5。 閉環(huán)控制自動(dòng)調(diào)溫的基本指導(dǎo)思想是在系統(tǒng)中增設(shè)溫度傳感器和溫度調(diào)節(jié)器，溫度傳感器的基本功能是檢測電爐的實(shí)際溫度，并變換成電壓訊號和爐溫控制電壓 Uk 進(jìn)行比較，根據(jù)兩者差值的大?。é?e=UkUft）和變化方向（即△ e 為正還是為負(fù)），通過調(diào)節(jié)器進(jìn)行相反方向的調(diào)節(jié)，使調(diào)節(jié)器的輸出控制直流開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間的長短，從而使設(shè)定周期內(nèi)晶 閘管的導(dǎo)通周波數(shù)增大或者減小，相應(yīng)的電爐溫度升高一點(diǎn)或者減小一點(diǎn)。本方案設(shè)計(jì)成本低，具有具有較高的可靠性，對于系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能與穩(wěn)定要求不是很高的場合非常的合適。 單片機(jī) 溫度采集 按鍵電路 電源 顯示電路 溫控電路 ?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 6 頁 共 36 頁 本文設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)具有如下功能： （ 1）通過溫度芯片 DS18B20采 集溫度，并以數(shù)字信號的方式傳送給單片機(jī)。 專科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 7 頁 共 36 頁 3 系統(tǒng)硬件電 路設(shè)計(jì) 1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eA4D a t e : 13 M a y 20xx S he e t o f F i l e : G : \楊陽 \新建文件夾 \ B A C K U P ~ D B D r a w n B y:C130p FC230p FY1R1220R2220R3220R4220R5220R6220R7220R8220R9R 10R 11R 12S2S3S1V C CR 13V C CR 14Q5R 15R 161kR 17S4R 201KC110u FR 2110KV C CR 18Q6R 19220RV C CDR E S 12 2 0 VGND1DQ2V C C3D S 18B 20Q1P N PQ2P N PQ3P N PQ4P N PA1A2A3A4A1 A2 A3 A4O P T OV C CB1234567abcdefg8dpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpSEG19SEG210SEG311SEG412DSD1D2D3D4D5D6D7D8D1D2D3D4D5D6D7D8E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 21