電子設(shè)計大賽論文-基于溫度傳感器ds18b20的水溫控制系統(tǒng)(編輯修改稿)
2024-12-11 23:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 實現(xiàn)本系統(tǒng)的功能綽綽有余。 綜合比較以上兩個方案，本系統(tǒng)選擇方案二。 加熱器的比較與選擇 方案一、將搪瓷器皿直接放在加熱爐上進行加熱，方便簡單，很容易實現(xiàn)，但是缺點是對于加熱一升水能源浪費比較大，不能完全有效地利用加熱爐，同時加熱爐功率較大，不能很好地精確地控制水溫。 方案二、用電熱杯對一升水進行加熱，電熱杯功率較?。?300W），能夠?qū)崿F(xiàn)很好地精確控制，同時電熱杯使用方便，體積小，質(zhì) 量輕，價格便宜。 綜合比較上面兩個方案，本系統(tǒng)選擇方案二。 顯示器的比較與選擇 方案一、采用 TFT_LCD 作為顯示溫度值的器件。每個液晶像素點都是由集成在像素點后面的薄膜晶體管來驅(qū)動，從而可以做到高速度、高亮度、高對比度顯示屏幕信息，是目前最好的 LCD 彩色顯示設(shè)備之一。 方案二、采用 LCD1602 作為顯示溫度值的器件。 LCD1602 是工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示 16x2 個字符， 1602 采用標準的 16 腳接口，其中包括 8 根數(shù)據(jù)線，三根控制線，電源、地、就液晶驅(qū)動電壓引腳。使用方便，價格適中。 由于本系統(tǒng) 只需要顯示溫度值，對分辨率和顏色方面要求不高，所以綜合價格和系統(tǒng)需求考慮，本系統(tǒng)選擇方案二。 2 系統(tǒng)設(shè)計 總體設(shè)計 該系統(tǒng)控制核心采用 MSP430F149 單片機，采用 4x4 矩陣鍵盤作為設(shè)定溫度的輸入，采用 LCD1602 顯示數(shù)據(jù)，采用 DS18B20 單線溫度傳感器，單片機通過控制兩個繼電器，達到分別控制風(fēng)扇和電熱杯的目的。 圖 1 總體設(shè)計框架圖 單元電路設(shè)計 溫度傳感器 電路設(shè)計 圖 2 DS18B20 采用一總線技術(shù)，在使用時需在外部接一個上拉電阻（取經(jīng)驗值 ），在總線閑置時為高電平。信息通過單總線接口將數(shù)字溫度值送入單片機進行處理和顯示。 DS18B20 的特性： (1) 電壓范圍為 ~，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。 (2) 溫度使用范圍為 55176。 C ~+125176。 C，在 10176。 C ~+85176。 C 時精度為 177。 176。 C。 (3) 可編程的分辨率為 9~12 位，對應(yīng)的課分辯溫度為 176。 C、 176。 C、 176。 C和 176。 C，可實現(xiàn)高精度測量。 (4) 具有負電壓特性。 鍵盤電路設(shè)計 圖 3 鍵盤的行列線接入單片機的 P1 口，當有鍵按下時就會產(chǎn)生中斷信號（ P1 口的每一個位都可以產(chǎn)生中斷信號），然后進入中斷程度，對鍵盤進行掃描，確定按鍵的值。 表一 鍵盤功能鍵表 行 列 一 二 三 四 I 1 2 3 4 II 5 6 7 8 III 9 0 ． 確定 IV 清除 —— —— —— 電熱杯加熱電路設(shè)計 圖 4 當單片機 腳輸出高電平時，三極管 8050 導(dǎo)通，從而固態(tài)繼電器打到 NO 端，電熱杯與 220V 交流電形成通路，對水進行加熱。二級管 IN4148 固態(tài)繼電器起著保護作用。 風(fēng)扇冷卻電路設(shè)計 圖 5 當實時溫度比設(shè)定的溫度高出 176。 C 時， 輸出高電平，導(dǎo)通 8050，從而使固態(tài)繼電器打到 NO 端是風(fēng)扇工作，對水降溫。風(fēng)扇由 5V 直流電源驅(qū)動。 液晶顯示電路設(shè)計 圖 6 、 、 接 LCD1602 的三個控制引腳， P4 口作為 LCD1602 的數(shù)據(jù)接口。通過對控制引腳 的控制，從而實現(xiàn)溫度顯示的功能。 3 軟件設(shè)計 總體設(shè)計 總程序一共包含五個 c 文件，程序結(jié)構(gòu)框圖如圖 7 所示： 主函數(shù) 主函數(shù)流程圖如圖 8 所示 開始 系統(tǒng)初始化 鍵盤初始化 LCD 初始化 I/O 端口初始化 溫度獲取函數(shù) 圖 8 主函數(shù)流程圖 系統(tǒng)初始化 調(diào)用各種初始化函數(shù) 端口 1（鍵盤）中斷 循環(huán)執(zhí)行溫度獲取函數(shù) 溫度獲取函數(shù) 寫入各種控制命令 讀取 溫度轉(zhuǎn)換結(jié)果 將數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換為 BCD
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