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畢業(yè)設計論文基于單片機水溫控制器的設計-展示頁

2025-07-07 10:13本頁面
  

【正文】 統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。 圖3-3 LED數(shù)碼管顯示電路圖 溫度采集電路(1) DS18B20介紹Dallas最新單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20簡介新的“一線器件”體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟。(2)運行指示燈說明本水溫溫度控制系統(tǒng)中共使用到3個LED指示燈和3個數(shù)碼管。表31 數(shù)碼管編碼表段碼位碼顯示器狀態(tài)08H01H□□□□□□□0abH02H□□□□□□1□12H04H□□□□□2□□22H08H□□□□3□□□a1H10H□□□4□□□□24H20H□□5□□□□□04H40H□6□□□□□□aaH80H7□□□□□□□本論文中使用了3個數(shù)碼管,其中前兩位使用動態(tài)掃描顯示實測溫度,在設置加熱溫度的時候,兩個數(shù)碼管是閃爍,以提示目前處在溫度設置狀態(tài)。圖為按鍵和AT89S52的接線圖,檢測儀共設有4個按鍵,每個按鍵由軟件來決定其功能,4個按鍵功能分別為:(1) SW1:設定按鍵(設定按鍵)(2) SW2:加法按鍵(當前位加5)(3) SW3:減法按鍵(當前位減5)(4) SW4:退出設置鍵(系統(tǒng)初始化) 圖3-2 單片機最小系統(tǒng) 數(shù)碼管及指示燈顯示電路(1)數(shù)碼管顯示說明各個數(shù)碼管的段碼都是單片機的數(shù)據(jù)口輸出,即各個數(shù)碼管輸入的段碼都是一樣的,為了使其分別顯示不同的數(shù)字,可采用動態(tài)顯示的方式,即先只讓最低位顯示0(含點),經(jīng)過一段延時,再只讓次低位顯示1,如此類推。非編碼鍵盤僅僅提供鍵開關狀態(tài),由程序來識別閉合鍵,消除抖動,產(chǎn)生相應的代碼,轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵的功能程序。編碼鍵盤采用硬件線路來實現(xiàn)鍵盤的編碼,每按下一個鍵,鍵盤能夠自動生成按鍵代碼,并有去抖功能。在按鍵兩端并聯(lián)一個電解電容,濾除交流干擾,增加系統(tǒng)抗干擾能力。值得注意的一點是單片機的31腳必須接高電平,否則系統(tǒng)將不能運行。因為89S52單片機內(nèi)部自帶8K的ROM和256字節(jié)的RAM,因此不必構(gòu)建單片機系統(tǒng)的擴展電路。 3 硬件系統(tǒng)設計本次設計主要思路是通過對單片機編程將由溫度傳感器DS18B20采集的溫度外加驅(qū)動電路顯示出來,包括對繼電器的控制,進行升溫,當溫度達到上下限蜂鳴器進行報警。(4) 按照開發(fā)式軟件設計結(jié)構(gòu),將各模塊有機的結(jié)合起來,即成一個較完善的系統(tǒng)。(2) 明確各模塊之間的數(shù)據(jù)流傳遞關系,力求數(shù)據(jù)傳遞少,以增強各模塊的獨立性,便于軟件編制和調(diào)試。 2 系統(tǒng)總體設計設計并制作一個基于單片機的水溫溫度控制系統(tǒng)的電路,其結(jié)構(gòu)框圖如圖21:電源單片機AT89S52數(shù)碼管顯示繼電器溫度傳感器DS18B20報警鍵盤指示燈圖 2-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖(1) 單片機最小系統(tǒng)電路部分(2) 鍵盤掃描電路部分(3) 數(shù)碼管溫度顯示和運行指示燈電路部分(4) 溫度采集電路部分(5) 繼電器控制部分(6) 報警部分 軟件總體設計良好的設計方案可以減少軟件設計的工作量,提高軟件的通用性,擴展性和可讀性。本系統(tǒng)的核心控制芯片選用的是51系列單片機AT89S52,單片機在各個技術領域中的迅猛發(fā)展,與單片機所構(gòu)成的計算機應用系統(tǒng)的特點有關:自動控制儀器儀表總的發(fā)展趨勢是高性能、數(shù)字化、集成化、智能化和網(wǎng)絡化。傳統(tǒng)的溫度采集電路相當復雜,需要經(jīng)過溫度采集、信號放大、濾波、AD轉(zhuǎn)換等一系列工作才能得到溫度的數(shù)字量,并且這種方式不僅電路復雜,元器件個數(shù)多,而且線性度和準確度都不理想,抗干擾能力弱。溫度控制系統(tǒng)可以說是無所不在,熱水器系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、冰箱、電飯煲、電風扇等家電產(chǎn)品以至手持式高速高效的計算機和電子設備,均需要提供溫度控制功能。關鍵詞: 單片機;數(shù)碼管顯示;單總線;DS18B20 目 錄1 緒論 1 2 系統(tǒng)總體設計 2 2 2 軟件總體設計 2 3 硬件系統(tǒng)設計 4 4 4 鍵盤電路 5 數(shù)碼管及指示燈顯示電路 5 溫度采集電路 7 電源電路 11 12 12 4 系統(tǒng)軟件設計 14 14 16 16 18 報警處理流程 18 5 系統(tǒng)調(diào)試 20 硬件電路調(diào)試 20 軟件調(diào)試 20 系統(tǒng)操作說明 21 21 總 結(jié) 23 致 謝 24 參考文獻 25 附錄一:系統(tǒng)源程序 26 附錄二:系統(tǒng)硬件總圖 35 基于單片機的水溫控制器的設計1 緒論本系統(tǒng)的設計可以用于水溫控制系統(tǒng)和電飯煲等各種電器電路中。 基于單片機的水溫控制器的設計摘 要本系統(tǒng)的設計可以用于熱水器溫度控制系統(tǒng)和飲水機等各種電器電路中。它以單片機AT89S52為核心,通過3個數(shù)碼管顯示溫度和4個按鍵實現(xiàn)人機對話,使用單總線溫度轉(zhuǎn)換芯片DS18B20實時采集溫度并通過數(shù)碼管顯示,并提供各種運行指示燈用來指示系統(tǒng)現(xiàn)在所處狀態(tài),如:溫度設置、加熱、停止加熱等,整個系統(tǒng)通過四個按鍵來設置加熱溫度和控制運行模式。它以單片機AT89S52為核心,通過數(shù)碼管顯示溫度和語音提示實現(xiàn)人機對話,使用溫度轉(zhuǎn)換芯片DS18B20實時采集溫度并通過數(shù)碼管顯示,并提供各種運行指示燈用來指示系統(tǒng)現(xiàn)在所處狀態(tài),如:溫度設置、加熱、停止加熱等,整個系統(tǒng)通過四個按鍵來設置加熱溫度和控制運行模式。以計算機為例,當中的中央處理器的運行速度愈快,所耗散的熱量便愈多,為免計算機系統(tǒng)過熱而受損,有關系統(tǒng)必須加強溫度過高保護功能?,F(xiàn)在常用的溫度傳感器芯片不但功率消耗低、準確率高,而且比傳統(tǒng)的溫度傳感器有更好的線性表現(xiàn),最重要的一點是使用起來方便。智能溫度控制系統(tǒng)的設計是為了滿足市場對成本低、性能穩(wěn)定、可遠程監(jiān)測、控制現(xiàn)場溫度的需求而做的課題,具有較為廣闊的市場前景。 單片機構(gòu)成的應用系統(tǒng)有較大的可靠性。 系統(tǒng)構(gòu)建簡潔、易行,能方便的實現(xiàn)系統(tǒng)功能。 由于構(gòu)成的系統(tǒng)是一個計算機系統(tǒng),相當多的功能由軟件實現(xiàn),故具有柔性特點。 有優(yōu)異的性能價格比。本系統(tǒng)的設計方案和步驟如下:(1) 根據(jù)需求按照系統(tǒng)的功能要求,逐級劃分模塊。(3) 確定軟件開發(fā)環(huán)境,選擇設計語言,完成模塊功能設計,并分別調(diào)試通過。首先接通電源系統(tǒng)開始工作,系統(tǒng)開始工作后,通過按鍵設定溫度值的上限值和下限值,確定按鍵將設定的溫度值存儲到指定的地址空間,溫度傳感器開始實時檢測,調(diào)用顯示子程序顯示檢測結(jié)果,調(diào)用比較當前顯示溫度值與開始設定的溫度值比較,如果當前顯示值低于設定值就通過繼電器起動加熱裝置,直到達到設定值停止加熱,之后進行保溫,如果溫度高于上限進行報警。初始按下表示開始進入溫度設定狀態(tài),表示確認所設定的溫度,然后轉(zhuǎn)入升溫或降溫。整個電路都是通過軟件控制實現(xiàn)設計要求。如圖3-1,單片機最小系統(tǒng)有復位電路和振蕩器電路。因為該腳不接時為低電平,單片機將直接讀取外部程序存儲器,而系統(tǒng)沒有外部程序存儲器,所以必須接VCC。圖3-1 單片機最小系統(tǒng)圖 鍵盤電路鍵盤是單片機應用系統(tǒng)中的主要輸入設備,單片機使用的鍵盤分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤。因此使用方便,但硬件較復雜。非編碼鍵盤中鍵的數(shù)量較少,硬件簡單,在單片機中應用非常廣泛。由視覺暫留,只要我們的延時時間足夠短,就能夠使得數(shù)碼的顯示看起來非常的穩(wěn)定清楚,過程如表31。第三位數(shù)碼管靜態(tài)顯示符號“℃”。右上角的紅色LED是電源指示燈;數(shù)碼管右邊的紅色LED是加熱指示燈,當剛開機或溫度降到設定溫度5℃以下時,該燈會亮,表示目前處于加熱狀態(tài);當溫度上升到設定溫度時,該LED滅,同時數(shù)碼管右邊的綠色LED亮。Dallas半導體公司的數(shù)字化溫度傳感器D
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