基于at89s51單片機(jī)的溫度控制器的設(shè)計(jì)-資料下載頁
2024-09-02 19:03本頁面
【導(dǎo)讀】統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造和新產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想機(jī)種，具有廣闊的發(fā)展前景。提高，酒店廠房及家庭生活中都會(huì)見到溫度控制的影子，溫度控制將更好的服務(wù)于社會(huì)。本設(shè)計(jì)以AT89S51單片機(jī)為核心的溫度控制系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計(jì)方法。由溫度芯片DS18B20采集，并以數(shù)字信號(hào)的方式傳送給單片機(jī)。文中介紹了該控制系統(tǒng)。單片機(jī)通過對(duì)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)處理，從而實(shí)現(xiàn)溫度控制的目的。序、繼電器控制程序、超溫報(bào)警。度控制都是非常普遍而重要的。眾所周知，環(huán)境溫度一直是生物能否較適宜生存的一個(gè)
【正文】 過程，基本的理論保證是采樣定理。數(shù)字信號(hào)處理，包括變換域分析 (如頻域變換 )、數(shù)字濾波、識(shí)別、合成等，此部分一般采用單片機(jī)進(jìn)行。還有一部分?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換 (D/A 轉(zhuǎn)換 )，把經(jīng)過處理的數(shù)字信號(hào)還原為模擬信號(hào)。 采樣位數(shù)和采樣率對(duì)于溫度輸入信號(hào)接口來說是最為重要的兩個(gè)指標(biāo)，也是選擇A/D 轉(zhuǎn)換的兩個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。無論采樣頻率如何，理論上來說采樣的位數(shù)決定了溫度數(shù)據(jù)分辨率。 采樣位數(shù)越多則捕捉到的信號(hào)越精確。 對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，為了消除干擾信號(hào)，通常需要對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波，數(shù)字濾波器的作用是利用離散時(shí)間系統(tǒng)的特性對(duì)輸入信號(hào)波形 (或頻譜 )進(jìn)行加工處理，或者說利用數(shù)字方法按預(yù)定的要求對(duì)信號(hào)進(jìn)行變換。 數(shù)碼管顯示程序： 當(dāng)清除端（ CLR）為低電平時(shí)，輸出端（ QA－ QH）均為低電平。 串行數(shù)據(jù)輸入端（ A， B）可控制數(shù)據(jù)。當(dāng) A、 B 任意一個(gè)為低電平，則禁止新數(shù)據(jù)輸入，在時(shí)鐘端 （ CLK）脈沖上升沿作用下 Q0 為低電平。當(dāng) A、 B 有一個(gè)為高電平，則另一個(gè)就允許輸入數(shù)據(jù) ，并在 CLOCK 上升沿作用下決定 Q0 的狀態(tài) ，如圖： 本部分電路主要使用七段數(shù)碼管和移位寄存器芯片74LS164。單片機(jī)通過 I2C 總線將要顯示的數(shù)據(jù)信號(hào)傳送到移位寄存器芯片 74LS164 寄存，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。由于單片機(jī)的時(shí)鐘頻率達(dá)到 12M，移位寄存器的移位速度相當(dāng)快，所以我們根本看不到數(shù)據(jù)是一位一位傳輸?shù)?。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。 繼電器控制 超溫報(bào)警（高溫、低溫） 當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后超過規(guī)定溫度上限時(shí)，單片機(jī)通過輸出 控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)三極管，使繼電器開啟降溫設(shè)備 (壓縮制冷 )：當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后低于設(shè)定溫度下限時(shí)，單片機(jī)通過輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)三極管，使繼電器開啟升溫設(shè)備 (加熱器 )。當(dāng)由于環(huán)境溫度變化太劇烈或由于加熱或降溫設(shè)備出現(xiàn)故障，或者溫度傳感頭出現(xiàn)故障導(dǎo)致在一段時(shí)間內(nèi)不能將環(huán)境溫度調(diào)整到規(guī)定的溫度限內(nèi)的時(shí)候，單片機(jī)通過三極管驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出警笛聲。 電源程序： 控制系統(tǒng)主控制部分電源需要用 5V 直流電源供電，把頻率為 50Hz、有效值為 220V的單相交流電壓轉(zhuǎn)換為幅值穩(wěn)定的 5V 直流電壓。其主要原理是把單相交流電經(jīng) 過電源變壓器 、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓。 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。降壓后還是交流電壓，所以需要整流電路把交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。由于經(jīng)整流電路整流后的電壓含有較大的交流分量，會(huì)影響到負(fù)載電路的正常工作。需通過低通濾波電路濾波，使輸出電壓平滑。穩(wěn)壓電路的功能是使輸出直流電壓基本不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)和負(fù)載電阻變化的影響，從而獲得穩(wěn)定性足夠高的直流電壓。 程序結(jié)構(gòu)： 74LS164 封裝圖 主程序調(diào)用了 許多子程序，分別有 數(shù)碼管顯示 程序、鍵盤掃描及按鍵處理程序、溫度信號(hào)處理程序、繼電器控制程序、 超溫報(bào)警 程序。 同時(shí) 將溫度數(shù)據(jù)傳送給 PC 機(jī)。 鍵盤掃描電路及按鍵處理程序：實(shí)現(xiàn)鍵盤的輸入按鍵的識(shí)別及進(jìn)入相應(yīng)的程序。 溫度信號(hào)處理程序：對(duì)溫度芯片送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)行判斷和顯示。 數(shù)碼管顯示程序：向數(shù)碼的顯示送數(shù)，控制系統(tǒng)的顯示部分。 繼電器控制程序：控制繼電器動(dòng)作 。 程序運(yùn)行主體： 程序開始的時(shí)候先設(shè)置初始化，然后就控制數(shù)碼管顯示當(dāng)前溫度。 同時(shí)傳送給ＰＣ機(jī)相應(yīng)的溫度，通過數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)的溫度，判斷是否有按鍵按下， 是就進(jìn)行按 鍵處理，處理好后便與當(dāng)前的溫度進(jìn)行比較，設(shè)置的溫度高則進(jìn)行 加熱 ， 設(shè)置的溫度低則進(jìn)行降溫處理，處理完成后循環(huán)進(jìn)行程序。 參考文獻(xiàn) [1]、 曹巧媛主編 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用 (第二版 ). 北京 :電子工業(yè)出版社 ,2020 [2]、 李廣弟等 .單片機(jī)基礎(chǔ) .北京航空航天出版社 . [3]、 馬忠梅等 .單片機(jī)的 C 語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì) .北京航空航天大學(xué)出版社 .2020 修訂版 [4]、 趙娜，趙剛，于珍珠等 .基于 51 單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng) [J].微計(jì)算機(jī)信息 .2020,12 [5]、 霍孟友等，單片機(jī)原理與應(yīng)用 ，機(jī)械工業(yè)出版社， [6]、 李全利，遲榮強(qiáng)編著 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 高等教育出版社， [7]、 顧興源，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，北京：冶金工業(yè)出版社 , 1981： 25— 40 [8]、 潘平，機(jī)載液晶顯示器溫度控制技術(shù)研究，電子機(jī)械工程： [9]、 李朝青 .單片機(jī)原理及接口技術(shù)（簡明修訂版） .杭州：北京航空航天大學(xué)出版社， 1998 [10]、黃河 .基于 DS18B20 的單總線數(shù)字溫度計(jì) [J].湘潭師范學(xué)院學(xué)報(bào)， 2020 謝辭 首先 ，我要感謝賜予我生命的父母， 他們的辛苦勞作 讓我有機(jī)會(huì)在無錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院深造 ，養(yǎng)育之恩無以為報(bào)， 長時(shí)間在校學(xué)習(xí)不能常回家看望父母，父母的想念依舊能通過電話信息及時(shí)的傳遞到我的心里，致謝我的父母，他們的愛平凡卻深刻；其次是在無錫城市職 業(yè)技術(shù)學(xué)院的輔導(dǎo)老師及論文指導(dǎo)老師。生活學(xué)習(xí)中，輔導(dǎo)老師給予我及時(shí)的輔導(dǎo)和幫助，在畢業(yè)前夕我們的論文指導(dǎo)教師則給予我論文撰寫的幫助，能很好的讓我寫好這份最后的答卷； 最后還要感謝我同窗幾年的同學(xué)和幾個(gè)舍友，這幾年的生活和學(xué)習(xí)讓我認(rèn)識(shí)了這么幾個(gè) 能肝膽相照的兄弟， 他們可以共享快樂、分擔(dān)憂傷， 兄弟之情此生不忘 ， 也希望他們?cè)谝院?的生活中美滿幸福 。 在這里請(qǐng)?jiān)试S我送上我最誠摯的感謝。 同時(shí)也要感謝學(xué)院為我提供一個(gè)良好的環(huán)境來完成我的的畢業(yè)設(shè)計(jì) 附錄
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