【正文】 單片機(jī)溫度檢測及散熱系統(tǒng)設(shè)計 摘要 ： 溫度無論在工業(yè)領(lǐng)域還是在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域或是日常生活之中，它都是一個重要的物理量，因此各個行業(yè)的工作人員都在進(jìn)行溫度調(diào)控這方面的調(diào)控。 ：任務(wù)書、 開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中 以明確方式標(biāo)明。 作者簽名： 日 期： 成都學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 本科畢業(yè)設(shè)計 題 目 基于單片機(jī)的溫度檢測及散熱系統(tǒng)設(shè)計 學(xué) 院 機(jī)械工程 學(xué)院 專 業(yè) 測控技術(shù)與儀器 成都學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外， 不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué) 校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo) 師簽名： 日期： 年 月 日 成都學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 注 意 事 項 （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設(shè)計（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準(zhǔn)請他人代寫 2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。采用單片機(jī)進(jìn)行溫度調(diào)控是當(dāng)今溫度控制領(lǐng)域的一種被人喜愛的智能溫度調(diào)控方式。隨著單片機(jī)行業(yè)的快速發(fā)著，單片機(jī)的應(yīng)用范圍和深度正在逐漸增強(qiáng)，通常在智能操作和測控方面 ，單片機(jī)通常是整個系統(tǒng)的核心。在現(xiàn)在的應(yīng)用范圍內(nèi)，無論是實時檢測還是自動控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)通常在整個系統(tǒng)中占據(jù)著核心的控制地位，但是如果想設(shè)計好整個系統(tǒng)，僅僅擁有單片機(jī)的使用技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們同時要擁有硬件系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)知識，以及對具體應(yīng)用需求的具體了解，同時軟件部分需要了解 C 語言和開發(fā)環(huán)境的使用等基礎(chǔ)知識。軟件部分我們使用軟件的模塊化設(shè)計，模塊化設(shè)計可以使軟件設(shè)計分析時思路清晰易懂，易于隨著要求的更改而改變程序設(shè)計設(shè)計要求。它是以 51 單片機(jī)為整個系統(tǒng)的控制核心，紅外溫度傳感器采集溫度，鍵盤和 LED 作為 IO 端，調(diào)控風(fēng)扇電機(jī)來進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。s prehensive scheme is based on 51 single chip microputer as the control core of the whole system, and also has the infrared temperature sensor acquisition, keyboard and LED as IO port, regulating the fan motor to adjust the temperature. Key words： MCU。Infrared Temperature Sensor。隨著社會的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，人們越來越注重溫度檢測與顯示的重要性。溫度檢測及顯示也逐漸采用自動化控制技術(shù)來實現(xiàn)監(jiān)控。在現(xiàn)在的探索中，我們可以發(fā)現(xiàn)使用風(fēng)扇進(jìn)行降溫已經(jīng)起到了明顯的效果，利用風(fēng)扇我們可以根據(jù)溫度的變化調(diào)節(jié)風(fēng)扇，使溫度一直保持在我們所需要的值上，避免因為過熱使機(jī)器損壞的情況，這就擺脫了人為控制，達(dá)到智能控制的層次。 溫度控制技術(shù) 的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 從近年來的溫控系統(tǒng)發(fā)展來看，在理論上溫度的檢測已經(jīng)比較成熟，但問題的關(guān)鍵在于實際測量和控制，在實際的實現(xiàn)中我們需要保證快速實時地對溫度進(jìn)行采樣，確保數(shù)據(jù)的正確傳輸，并且能 夠?qū)λ杉臏囟染珳?zhǔn)的調(diào)控，這些都是目前需要解決的問題。 在溫度的測量技術(shù)史上，接觸式測溫是發(fā)展較早的，同時也是比較成熟的技術(shù)，接觸式測溫技術(shù)擁有一系列非常好的優(yōu)點，例如方法簡單可靠，經(jīng)濟(jì)成本低成都學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 廉，并且在測量真實物體的溫度時較準(zhǔn)確。另外有一種非接 觸式的測量溫度的方法，該方法的原理是通過物體向外輻射的能量來測量實際物體的溫度的，這種方法的最大優(yōu)點是可以不破壞測量的溫場，可以測量腐蝕性物體，可以測量高溫物體，可以測量熱容量小的物體，可以測量快速移動的一系列物體。因此，在實際的溫度測量時，我們不能草率的決定采用哪種溫測系統(tǒng)，我們應(yīng)該根據(jù)實際的溫測需求來進(jìn)行溫度測量的方法的選擇，在滿足測溫需求的同時盡可能降低成本。動態(tài)溫度跟蹤是指溫度控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定好的目標(biāo)溫度曲線隨著時間的變化而變化的調(diào)節(jié)目標(biāo)溫度，這種溫度調(diào)控技術(shù)在實際的工程中是經(jīng)常遇到的，例如在生物工程中的發(fā)酵問題，化學(xué)工廠中的化學(xué)反應(yīng)中，以及在冶金工業(yè)中的溫度控制都屬于這一類；橫值溫度控制系統(tǒng)是指被控制的溫度唯一固定值，不隨著時間的變化而變化目標(biāo)溫度，同時要求溫度的幅值波動要在一定的范圍之內(nèi)，不允許超過范圍極限。 本文的章節(jié)安排 本論文以五章來闡述自己所做的工作，其中各章節(jié)的大致安排如下： 第一章為緒論，主要介紹了課題的研究背景與意義、 溫度測控 的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀以及技術(shù)指標(biāo)和功能。 成都學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 第三章為系統(tǒng)硬件簡介，主要說明了溫度測控系統(tǒng)中涉及到的硬件原理。主要內(nèi)容有溫度采集，并進(jìn)行溫度顯示，以及溫度設(shè)置和溫度調(diào)節(jié)等。 成都學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 虛擬信號發(fā)生器 功能簡介 根據(jù)實際需要，本系統(tǒng)主要完成以下功能 : 利用紅外溫度傳感器采集溫度數(shù)據(jù) 通過 LED 進(jìn)行溫度顯示 通過鍵盤進(jìn)行溫度設(shè)定 通過 PWM 驅(qū)動調(diào)節(jié)風(fēng)扇，進(jìn)行溫 度控制 虛擬信號發(fā)生器 的總體方案設(shè)計 本設(shè)計的整體思路是：本系統(tǒng)以 51 單片機(jī)為控制核心，將紅外溫度傳感器檢測環(huán)境溫度并直接輸出數(shù)字溫度信號給單片機(jī)進(jìn)行處理，同時利用 LED 數(shù)碼管進(jìn)行溫度的顯示。并通過一個按鍵實現(xiàn)智能控制和固定轉(zhuǎn)速切換。 圖 21 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 本章小結(jié) 本章只是從總體的思路上進(jìn)行 了一個大體的介紹，分析了其中每個部分的功能 溫度顯示 LED 按鍵溫度設(shè)定 電動風(fēng)扇調(diào)節(jié)溫度 PWM 電機(jī)驅(qū)動 STC89C51RC 紅外傳感器溫度采集 成都學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 作用，為今后的具體涉及做好了基本的框架，其中并沒有涉及到過多的技術(shù)內(nèi)容，下面將從硬件和軟件兩部分進(jìn)行詳細(xì)的介紹。 方案二：采用模擬式的集成溫度傳感器 LM35 作為溫度檢測的核心元件，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 ADC0809 將微弱電壓變化信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸入單片機(jī)處理。 對于方案一，采用熱敏電阻作為溫度檢測元件，有價格便宜，元件易購的優(yōu)點，但熱敏電阻對溫度的細(xì)微變化不太敏感，在信號采集、放大以及轉(zhuǎn)換的過程中還會產(chǎn)生失 真和誤差，并且由于熱敏電阻的 RT 關(guān)系的非線性，其自身電阻對溫度的變化存在較大誤差，雖然可以通過一定電路來修正，但這不僅將使電路變得更加復(fù)雜，而且在人體所處環(huán)境溫度變化過程中難以檢測到小的溫度變化。 對于方案二，雖然模擬式集成溫度傳感器 LM35 的高度集成化，大大降低了外接放大轉(zhuǎn)化等電路的誤差因數(shù)，溫度誤差變得很小，但由于其檢測溫度結(jié)果以電壓形式輸出，需要使用數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 ADC0809 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，此過程較為繁瑣。故該方案不 適合本系統(tǒng)。因此該方案不適合本次系統(tǒng)設(shè)計。 MEMS 熱電堆可以準(zhǔn)確的測量出環(huán)境溫度，采用溫度補(bǔ)償技術(shù)在 TNm 紅外溫度計模塊 上。應(yīng)用該創(chuàng)造 性的紅外片上系統(tǒng)（ SoC）技術(shù)， TNm 紅外溫度模塊具有很高的集成度和性價比。s 的產(chǎn)品可以承受 10℃ 的熱沖擊。例如：傳統(tǒng)的紅外測溫儀溫度變化帶來的誤差達(dá)到 ℃ ，需要 30 分鐘的穩(wěn)定 時間；而 ZyTemp39。 紅外溫度傳感器 TN901 的溫度測量范圍大，精確度高，響應(yīng)時間快，抗干擾能力強(qiáng)，并且 TN901 屬于數(shù)字量信號傳感器，可以通過 SPI 串口采集出數(shù)據(jù)信號，