電子設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的功能綽綽有余。 綜合比較以上兩個(gè)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(jìn)行加熱，方便簡單，很容易實(shí)現(xiàn)，但是缺點(diǎn)是對(duì)于加熱一升水能源浪費(fèi)比較大，不能完全有效地利用加熱爐，同時(shí)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(duì)一升水進(jìn)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(shí)電熱杯使用方便，體積小，質(zhì) 量輕，價(jià)格便宜。 綜合比較上面兩個(gè)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(gè)液晶像素點(diǎn)都是由集成在像素點(diǎn)后面的薄膜晶體管來驅(qū)動(dòng)，從而可以做到高速度、高亮度、高對(duì)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(shí)顯示 16x2 個(gè)字符， 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)電壓引腳。使用方便，價(jià)格適中。 由于本系統(tǒng) 只需要顯示溫度值，對(duì)分辨率和顏色方面要求不高，所以綜合價(jià)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(jì) 總體設(shè)計(jì) 該系統(tǒng)控制核心采用 MSP430F149 單片機(jī)，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(jī)通過控制兩個(gè)繼電器，達(dá)到分別控制風(fēng)扇和電熱杯的目的。 圖 1 總體設(shè)計(jì)框架圖 單元電路設(shè)計(jì) 溫度傳感器 電路設(shè)計(jì) 圖 2 DS18B20 采用一總線技術(shù)，在使用時(shí)需在外部接一個(gè)上拉電阻（取經(jīng)驗(yàn)值 ），在總線閑置時(shí)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(jī)進(jìn)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(shí)精度為 177。 176。 C。 (3) 可編程的分辨率為 9~12 位，對(duì)應(yīng)的課分辯溫度為 176。 C、 176。 C、 176。 C和 176。 C，可實(shí)現(xiàn)高精度測量。 (4) 具有負(fù)電壓特性。 鍵盤電路設(shè)計(jì) 圖 3 鍵盤的行列線接入單片機(jī)的 P1 口，當(dāng)有鍵按下時(shí)就會(huì)產(chǎn)生中斷信號(hào)（ P1 口的每一個(gè)位都可以產(chǎn)生中斷信號(hào)），然后進(jìn)入中斷程度，對(duì)鍵盤進(jìn)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(jì) 圖 4 當(dāng)單片機(jī) 腳輸出高電平時(shí)，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(duì)水進(jìn)行加熱。二級(jí)管 IN4148 固態(tài)繼電器起著保護(hù)作用。 風(fēng)扇冷卻電路設(shè)計(jì) 圖 5 當(dāng)實(shí)時(shí)溫度比設(shè)定的溫度高出 176。 C 時(shí)， 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(duì)水降溫。風(fēng)扇由 5V 直流電源驅(qū)動(dòng)。 液晶顯示電路設(shè)計(jì) 圖 6 、 、 接 LCD1602 的三個(gè)控制引腳， P4 口作為 LCD1602 的數(shù)據(jù)接口。通過對(duì)控制引腳 的控制，從而實(shí)現(xiàn)溫度顯示的功能。 3 軟件設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì) 總程序一共包含五個(gè) 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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