基于单片机的温度控制系统单片机期末课程设计.doc

目 录 第1节 引 言……………………………………………………………………………1 1.1 温度控制概述……………………………………………………………………1 1.2 本设计任务和主要内容…………………………………………………………2 第2节 系统主要硬件电路设计…………………………………………………………4 2.1 温控系统硬件接线原理图………………………………………………… …4 2.2 单线数字温度传感器DS18B20…………………………………………………4 2.2.1 DS18B20的内部结构……………………………………………………5 2.2.2 DS18B20的测温原理……………………………………………………7 2.3 DS18B20与单片机的典型接口设计……………………………………………8 第3节 系统软件设计……………………………………………………………………9 3.1 系统主程序设计…………………………………………………………………9 3.2 DS18B20初始化程序设计………………………………………………… …12 3.3 键盘扫描子程序设计…………………………………………………… ……13 3.4 DS18B20读写子程序设计…………………………………………… ………15 第4节 结束语………………………………………………………………… ………19 参考文献…………………………………………………………………………21 基于单片机的温度控制系统 引 言 虽着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题不能够得到很好的解决。温度是工业对象中的一个重要的被控参数。本系统采用MCS-51单片机设计一个温控系统，具有对环境温度进行实时测量，当外界温度高于设定最高温度时，启动风扇降温;当外界温度低于指定最低温度时,将发出报警声。 温控系统用二位LED数码管显示测量的实时温度，可以设定最高限报警温度值和最低报警温度值。温度测量采用最新的单线数字温度传感器DS18B20，DS18B20是美国DALLAS半导体公司推出的一种改进智能温度传感器。降温控制系统采用低压电风扇，温控系统的温度显示和温度的设定直接采用综合实训板上的显示和键盘。该系统体积小、重量轻、价格低、可靠性高、耗电少和灵活性强，将会有更广阔的开发前景。 1.1 温度控制系统概述 随着电子技术以及应用需求的发展，单片机技术得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，自动化、智能化均离不开单片机的应用。将单片机控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域 ,如家电、汽车、材料、电力电子等,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同 , 在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。传统的继电器调温电路简单实用 ,但由于继电器动作频繁 ,可能会因触点不良而影响正常工作。控制领域还大量采用传统的PID控制方式,但PID控制对象的模型难以建立,并且当扰动因素不明确时,参数调整不便仍是普遍存在的问题。而采用数字温度传感器DS18B20，因其内部集成了A/D转换器，使得电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片机更加具有扩展性。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头，探入到狭小的地方，增加了实用性。更能串接多个数字温度传感器DS18B20进行范围的温度检测。第2节 系统主要硬件电路设计 2.1 温控系统硬件接线原理图 图2-1 温控系统硬件接线原理图 2．2 单线数字温度传感器DS18B20 单线数字温度传感器DS18B20的测量原理、特性及程序设计。 DS18B20简介： ⑴独特的单线接口方式：当DS18B20与徽处理器连接时，仅需要一条数据线即可