基于ds18b20的溫度檢測(cè)系統(tǒng)研究畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(存儲(chǔ)版)
【正文】 電路模塊 復(fù)位電路有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。從人類視覺的角度上看，就仿佛是全部數(shù)碼管同 時(shí)顯示的一樣。并且通過發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的顯示。 實(shí)驗(yàn)中 溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)定四個(gè)溫度值，分別為 50、 60、 70、 80。增量型控制算式具有如下優(yōu)點(diǎn)： 計(jì)算機(jī)只輸出控制增量，即執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的變化部分，因而誤動(dòng)作影響較小 在 i 時(shí)刻的輸出 ui ，只需要用到此刻的偏差以及前一時(shí)刻、前兩時(shí)刻的偏差 ei ei1? 和前一次的輸出值，這大大節(jié)約了內(nèi)存和計(jì)算時(shí)間。 設(shè)連續(xù)系統(tǒng)的控制器為 GC(s)，輸入信號(hào)為單位階躍函數(shù)。文中對(duì)每個(gè)部分功能、實(shí)現(xiàn)過程作了詳細(xì)介紹。通過這次課程設(shè)計(jì)，不僅學(xué)會(huì)如何將所學(xué)專業(yè)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中，還學(xué)會(huì)如何克服未知的困難，解決難題的方法，為將來畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行打下了基礎(chǔ)。在 這次的 設(shè)計(jì)中，我熟練掌握了單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)和接口技術(shù)，同時(shí)對(duì)溫度傳感器的原理及應(yīng)用有了一定的了解，掌握了各種控制電路及其相關(guān)元器件的使用。 具體可以實(shí)現(xiàn)的功能如下 : 溫度設(shè)定范圍為 0～ 99℃（ 在這次的 設(shè)計(jì)中為了使效果更加明顯，設(shè)置的低溫線為 30 度，高溫限為 70 度） ，最小區(qū)分度為 1℃ ，溫度控制的誤差 ≤1℃ ； 能夠用數(shù)碼管顯示當(dāng)前實(shí)際溫度值； 按鍵控制：設(shè)置復(fù)位鍵、溫度設(shè)置鍵； 超溫報(bào)警。 12 圖 13 遞推型 PID 控制器程序框圖 數(shù)字控制器的確定 為了保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少頻譜混疊現(xiàn)象，保持穩(wěn)態(tài)增益不變， 在這次的 設(shè)計(jì)中采用階躍響應(yīng)不變法對(duì)數(shù)字控制器 D(z)進(jìn)行確定。但周期小對(duì)于硬件的要求也將提高很多，故需要對(duì)以上算式進(jìn)行改進(jìn)。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，參數(shù)易于調(diào)整，而且人們?cè)陂L期的應(yīng)用中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，再加上計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的結(jié)合，使得 PID 具有很大的靈活性和適用性。 圖 9 74HC164 引腳圖 顯示部分采用 LED 靜態(tài)顯示方式，共陽極的數(shù)碼管的公共端 COM 連接在一起接地，每位的段選線與 74HC164 的 8 位并口相連，只要在該位的段選線上保持段選碼電平，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符，考慮到節(jié)約單片機(jī)的 I/O 資源，因而采用串行接口方式，外接 8 位移位寄存器 74HC164 構(gòu)成顯示電路，顯示電路如圖 10 所示。單片機(jī)通過數(shù)據(jù)總線將要顯示的數(shù)據(jù)信號(hào)傳送到移位寄存器芯片 74HC164，再由移位寄存器控制數(shù)碼管的顯示，從而實(shí)現(xiàn)移位寄存點(diǎn)亮數(shù)碼管顯示。 DS18B20 每一步操作都要遵循嚴(yán)格的工作時(shí)序和通信協(xié)議。 圖 7 溫度值格式 當(dāng)符號(hào)位 S=0 時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號(hào)位 S=1時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為負(fù)值，要先將補(bǔ)碼變成原碼，再計(jì)算十進(jìn)制。℃的溫度計(jì)幾乎同步，且回復(fù)性很好； k、每個(gè)芯片唯一編碼，支持聯(lián)網(wǎng)尋址，零功耗等待 [7]。它為雙功能口，可以作為一般的準(zhǔn)雙向 I/O 接口，也可以將每 1 位用于第 2 功能，而且 P3 口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第 1 功能的輸入輸出或第 2 功能 [5~6]。 輸入 /輸出（ I/O）引腳 P0 口、 P1 口、 P2 口及 P3 口 P0 口（ 39 腳～ 22 腳）：這 8 條引腳有兩種不同功能，分別適用于兩種不同情況。 PSEN(29 腳 )：片外程序存儲(chǔ)器讀選通輸出 端，低電平有效。在單片機(jī)內(nèi)部，接至片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸出端。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。 由于輸入電壓為電網(wǎng)電壓，一般情況下所需直流電壓的數(shù)值和電網(wǎng)電壓的有效值相差較大，因而電源變壓器的作用顯現(xiàn)出來起到降壓作用。這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的測(cè)量與與控制，操作方便；缺點(diǎn)是調(diào)試過程復(fù)雜，成本較高。由于 DS18B20 芯片的小型化，更加可以通過單跳數(shù)據(jù)線就可以和主電路連接，故可以把數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 做成探頭，探入到狹小的地方，增加了實(shí)用性。 多路檢測(cè)系統(tǒng) Research of Temperature Testing System Based on DS18B20 XXXXXX （ College of Mechanical and Electrical Engineering, Advisor: XXXXXX） Abstract: In this paper we adopt a digital temperature sensor DS18B20 for the need of temperature detection and control in various areas. Detection system constituted by traditiona l analog temperature sensor can not meet the detection and control for temperature in modern industrial with the plexity of its hardware circuit structure, the loss of circuit signal, the interference of various factors and the measurement precision of restrictions. This paper researches the temperature detection system based on DS18B20, then use the AT89C51 microcontroller and the digital temperature sensors DS18B20 pose of multichannel detection system with strong antiinterference ability and relatively simple structure, Which can be used to detect environmental temperature, and extended to serial interface munication with the PC by date to conduct remote monitoring conveniently. The results show that the system is suitable for greenhouses temperature monitoring, granary temperature screening, air conditioning system temperature detection and temperature control, etc. Keywords: DS18B20。 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 目錄 1 前言 ............................................................................................................................2 2 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................
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