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单片机控制的恒温箱的设计

单片机控制的恒温箱的设计
单片机控制的恒温箱的设计

南京信息职业技术学院

毕业设计论文

作者葛昌洋学号 11212P03 系部电子信息学院

专业电子信息工程技术

题目单片机控制的恒温箱的设计

指导教师徐瑞亚

评阅教师

完成时间: 2015年 4 月 17日

毕业设计(论文)中文摘要

(题目):单片机控制的恒温箱的设计

摘要:温度测量的利用在许多的地方都有比较大的发展空间。随着现代电子信息技术的发展,许多质量好而且便宜的温度传感器被设计开发,在温度的检测控制得到了较大的利用。恒温箱的设计是常采用温度传感器采集温度,然后用单片机处理后,再控制需要加温还是减温。本文是基于单片机AT89C52的恒温箱的设计,硬件设计包括:温度传感器,按键控制,时钟,LCD显示,加温设计,控制和报警LED闪烁;软件设计包括:程序的设计等。编写的程序会在实物上做出调试,可以实现按键控制上限温度,时间显示,显示采集的温度,超限报警及LED指示闪烁。本设计考虑设计体积需求下,精度要求比较高,所以设计中用数字式温度传感元件DS18B20来采集需要的温度信息,以单片机问控制核心,12864LCD作为显示输出,实现了超限报警和恒温的控制。

关键词:AT89C52; DS18B20; 超限报警:液晶显示

毕业设计(论文)外文摘要

Title: Design of constant temperature box controlled

by single chip microcomputer

Abstract:The temperature measurement has a relatively large space for development in many places.With the development of modern electronic information technology, a lot of good quality andcheap temperature sensor is designed to develop, has been greatly used in the detection and control of temperature. Design of constant temperature box is often used in temperature acquisition and temperature sensor, and then use the single-chip processing, then control theheating or temperature reduction. This paper is the design of constant temperature box based on MCU AT89C52, the hardware design including: temperature sensor, keyboard control,clock, LCD display, heating design, control and alarm flashing LED; software design includes:program design. The program will make debugging in kind, can achieve the control button the upper limit temperature, time display, display the temperature of collection, alarm and LED indicator flashes. This design consider the design volume of demand, the accuracy requirements are relatively high, so in the design of digital temperature sensor DS18B20 to collect temperature information need to ask, SCM control core, 12864LCD as the displayoutput, can control the temperature and alarm.

keywords: AT89C52; DS18B20; alarm: liquid crystal display

目录

1. 引言 (6)

1.1. 开发背景 (6)

1.2. 设计现状 (7)

1.2.1. 国内恒温控制的发展现状 (7)

1.2.2. 国外恒温控制的发展现状 (8)

1.3. 设计意义 (8)

1.4. 设计要求............................. 错误!未定义书签。

2. 系统架构 (9)

2.1. 设计要求 (9)

2.2. 系统框架 (9)

2.3. 系统运行概述 (10)

3. 主要元器件介绍 (11)

3.1. 单片机 (11)

3.2. 12864LCD显示屏 (12)

3.3. 温度传感器 (13)

4. 系统电路图设计.............................. 错误!未定义书签。

5. 系统电路图设计 (13)

5.1. 单元电路设计 (14)

5.1.1. 复位电路 (14)

5.1.2. 时钟电路 (14)

5.1.3. 12864显示部分 (15)

5.1.4. 蜂鸣器电路 (15)

5.1.5. 传感器电路 (16)

5.1.6. 时钟芯片电路 (16)

5.1.7. 变压器电路 (17)

5.1.8. 继电器模块 (17)

5.1.9. 指示灯电路 (18)

5.1.10. 按键电路 (18)

6. 系统程序框图 (18)

7. 系统的硬件调试及软件调试 (20)

7.1. 硬件调试部分: (20)

7.2. 软件调试部分: (20)

8. 附录:...................................... 错误!未定义书签。

8.1. 系统主程序............................ 错误!未定义书签。

8.2. 12864程序:.......................... 错误!未定义书签。

8.3. 时钟程序.............................. 错误!未定义书签。

8.4. 温度传感器程序........................ 错误!未定义书签。

9. 实物图展示.................................. 错误!未定义书签。参考文献. (22)

1.引言

随着多年的发展,产品质量的要求越来越高,迫使各个行业规范化的要求越来越高,许多医院,建设,化工等行业都需要利用到恒温箱的使用。为了满足恒温箱满足各个地方的使用要求,还必须达到国家规定的标准,首先必须做好质量检测,以保证其安全可靠的实用性。基于上述考虑,本设计中的恒温箱的设计很好的满足了各个地方的要求。

考虑到温度控制在控制系统当中也是比较复杂的一种,因为控制和改变温度的不及时性给设计带来了比较大的困难,而且温度即使在停止加温或者降温的情况下也会惯性的增减,反应速度比较慢。所以在温度控制这一块需要用到高级的控制处理办法。恒温箱的温度信息的采集和保存控制方面,我们采用温度传感器来设计温度信号,温度传感器将采集来的温度信号处理后发送到单片机,单片机接收并处理,然后将处理好的信号发送到12864液晶显示器上显示。单片机控制这个系统,是系统运行的核心,外设按键电路,传感器电路12864液晶显示电路,蜂鸣器报警电路等,可以通过按键控制,方便操作。

本设计可以显示温度采集器采集来的实时温度信息和设置的上下限温度报警信息。当温度超过所设置的上限和下限温度时,LED指示灯闪亮,蜂鸣器报警,起提示报警作用,保证恒温箱使用的范围,保证了恒温箱在工作过程中安全可靠。

1.1. 开发背景

随着现代点阵信息技术的告诉发展,电子应用的技术得到的广泛的发展和利用,而数据的接收与处理伴随着超大规模的集成电路的出现也得到高速发展。在运用过程中,因为其体积比较小,实现的功能比较多,价格低廉等,在家庭,企业,军事等各个研究领域都得到广泛的应用。他让产品更加的小巧和多功能化。在提高了设备的技术要求和功能多样化的情况下,又可以做到减少设计成本,更加的人性化。随着单片机在各个领域的快速发展,人们了解到单片机的发展空间,因为其多功能也得到了广泛的发展。同时,单片机也在不断的更新和更加的完善。

本设计中的恒温箱采用电加热的方式,在生活生产以及医疗方面很多的应用领域,所以温度传感器采集温度经单片机处理等方面在应用中非常重要。市场上

比较多的温度传感器都是采集信号后转换成电压需要后输出,不同的问百度传感器输出曲线也不一样,不能够满足电子产品的通用性,也不可以实现产品的互换。

温度传感器在很多的地方都得到了广泛的使用,但是在我们生活中,因为温度受周围环境的影响,往往测量的温度不够精准,所以温度是比较难以精准测量的物理量。我们创建温度测量方法,测量温度浮度大,变化快,存在数据滞后性。但是伴随这我国温度传感器集成化,智能化和网络化的快速发展,为我们开发一款新的温度测量提供了良好的条件。在本次设计的基于单片机的恒温箱的设计中,温度传感器采集到温度信号后,转换后输入到单片机,经单片机处理后,发送到12864液晶显示屏上,同时做出比较,是否不再设置的温度范围内,如果不再设置的范围,蜂鸣器报警,LED指示等闪烁,提醒人们做好采取相应措施。恒温箱的重要作用是用来控制温度的稳定,他在研究农业的生产,生物技术的开发,为其提供相应的数据,模拟生产生活的环境,所以在医药,食品等需要稳定环境和温度的情况下,可以快速的提供模拟的环境情况,方便做出原材料的性能分析等信息。因为他具有体积小,功能多样化,价格低廉等优点,而且单片机运用到本设计中可以更好的控制温度,恒温箱是单片机控制温度,模拟环境的典型应用,使用单片机作为恒温箱的控制部分,可以实现传感器对温度信号的采集与处理的需求。

1.2. 设计现状

随着现代电子技术的发展,温度恒温技术在生活生产等领域得到的广泛的应用,他给我们带来了客观的收入和良好的社会反响,不同的领域,因为环境的影响,目标的不同和成本控制的不同,需要考虑到实际情况做出在相应的设计和实现相应功能,这样就可以实现在不同领域的多功能运用。自动控制的恒温控制系统在生活和社会生产中发展尤其重要。

1.2.1.国内恒温控制的发展现状

因为我国起步晚,目前的恒温控制技术发展比较落后,只可以实现在比较简单的温度系统的控制,而温度的惯性以及温度变化快等难的问题,目前在我国还没有得到比较好的解决办法,在要求比较高的温度控制系统中,我国的技术要求

有的还无法满足要求,这样导致了我国温度控制系统的成熟化设备比较少,所以我国的恒温箱有很大的发展空间,和我国等存在一定的技术不足和落后性。

我国电子信息技术的快速发展和嵌入式系统的开发,在各个领域得到了广泛的发展,人们对电子产品的要求变得更高,像小型化和更加的智能化发展,作为高科技技术代表性的单片机因为他的体积小,价格低廉,功能多样化等有点,在诸多的领域得到运用。

1.2.2.国外恒温控制的发展现状

因为上个世纪70年代工业发展的需要,特别是现代现代电子信息工程的高速发展,伴随着自动控制系统的出现,以及设计发展的需求下,国外的电加热恒温控制系统发展的非常快,而且发展的越来越人性化,操作简单,可以根据需求更改设置的温度等功能取得了突破性进展。像日本,美国,德国,等这些国家的技术最为先进,并且基于这些高科技理论以及技术的前提下,生产出了满足不同情况需求的多功能设备。金亨国这些年的发展,外国温度控制系统的发展越来越体现出高科技,设备越来越小巧,越来越多功能化,发展的十分迅速。实现了在我国多功能领域的发展,而我国因为技术的难以突破,我国恒温系统发展比较慢,和我国相比,有比较大的差距。

1.3. 设计意义

、本设计中的电加热的恒温箱,因为考虑到他的实用性,所以恒温箱的主要设计集中在对对温度的有效管理,使它可以在我们控制的大致范围内,不会出现太大的偏差。本设计我使用的是单片机AT89C52单片机作为控制核心,通过温度采集系统采集温度信号,

恒温箱的性能在很大程度上取决于对温度的控制性能,本课题采用单片机为主控制器,然后通过转换后实现发信号传送到单片机处理,在由单片机发送到各个处理后的显示部件中这样就完成了整个电路硬件的设计。本次设计的恒温箱可以人温度保持在设定的温度范围内,如果温度低于设置的温度时,蜂鸣器报警,单片机控制加热装置加热,温度慢慢升高,如果恒温箱里面的温度高于设置的温度时,单片机控制加热装置停止加热,温度慢慢降低,本设计是基于现代普通的

温度测量以及处理装置,具有非常多的特点,在本设计当中,实现了多功能的智能化检测和控制,操作更加的人性化,简单实用。在硬件的基础上实现了软件的开发和多功能的控制,他的人性化水平依靠软件的开发程度。因为考虑到交互信息,故在设备上进行远距离的信息传输,方便管理和控制。

2.系统架构

2.1. 设计要求

恒温箱在我们生活中有许多方面的运用,本事设计需要更据以前学习的知识,运用单片机作为控制核心,结合数字电路以及检测原理,设计出一台基于单片机AT89C52的恒温箱,按键可以控制恒温箱的报警上下限。总体设计需要完成恒温箱里面温度的实时检测和先12864液晶显示器上显示,单片机控制信号的输出,温度超过设限报警并LED指示灯闪烁,12864上过海可以显示时间信息,时间休息用时钟电路实现。本设计的参数要求如下:

1:利用按键(自行定义)进行温度的上限和下限的设定,同时将当前温度的测量值显示在12864液晶显示器上。

2:恒温箱的恒温温度设定在100摄氏度——50摄氏度以内。低于或者高于设置的这个温度,蜂鸣器报警而且LED指示等闪烁。

2)恒温箱控制的允许误差在±1度中间。

3)温度信号接收器输入范围在30摄氏度——120摄氏度之间,电流在4——20mA之间。

2.2. 系统框架

本系统以AT89C52,DS18B20温度传感器,DS1302实时时钟,12864液晶显示模块,蜂鸣器,固态继电器模块等元件构成一个自动恒温加热装置。AT89C52做本设计的主控芯片,主要处理来自外部信号检测,采集以及控制。DS18B20温度传感器主要检测加热的实时温度,经单片机处理后显示在12864LCD液晶显示屏上。DS1302为实时钟芯片,做为系统显示时间用。电源电路经变压器变压

后,再经7805稳压后为系统提供稳定的5V 工作电压。蜂鸣器报警,用于系统温度超高报警用。超温指示灯当温度超出时闪烁。按键控制设置上下限温度的设置。启动/停止按键为开始启动加热和停止加热按键,每按一次可在开和关之间转换。K1为电源总开关。如图1:

2.3. 系统运行概述

系统上电复位后对系统初始化,接着在12864液晶显示时间,上下限温度参数,当前温度,然后打开定时器,在定时器中断服务程序采集DS18B20的温度值并转换成实际温度值显示在12864液晶屏上。进入while(1)函数里面不断的检测设置,加减按键和启动按键。当启动按键按下时系统进入加热状态,屏幕显示正在加热,当温度大于系统设置的上限温度时停止加热,蜂鸣器报警,LED 灯闪烁,屏幕显示停止加热。当温度低于上限温度时停止报警,LED 灯熄灭。当温度低于系统设置的下限温度时,系统立刻开始加热,屏幕显示正在加热,一直循环检测达到恒温的目的。在加热期间如果按下启动按键系统马上停止加热,重新检测按键。

片 机

最小系统

温度采集电路

按键控制

电炉加热

12864显示线路

指示电路

蜂鸣器电路

时钟电路

图1:系统框架

3.主要元器件介绍

3.1. 单片机

单片机,全称单片微型计算机(英语:Single-Chip Microcomputer),又称微控制器。单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器(CPU)、存储器、振荡器、I/O接口、定时器/计时器等集成到一块芯片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。

其优点是:

(1)体积小、质量轻;

(2)单片机可靠性高;

(3)处理功能强,速度快;

(4)低电压,低功耗,便于生产便携式产品;

(5)控制功能强、环境适应能力强等;

本设计是基于单片机的设计,所选用的是AT98C51单片机,下面对AT98SC51单片机进行介绍。

主要特性

·与MCS-51 兼容

·4K字节可编程FLASH存储器

·寿命:1000写/擦循环

·数据保留时间:10年

·全静态工作:0Hz-24MHz

·三级程序存储器锁定

·128×8位内部RAM

·32可编程I/O线

·两个16位定时器/计数器

·5个中断源

·可编程串行通道

·低功耗的闲置和掉电模式

·片内振荡器和时钟电路

引脚图如下图2:

图2:AT89C51引脚图

3.2. 12864LCD显示屏

12864LCD是128*64的点阵液晶模块的简称,因为在本设计中,显示的文字比较多,而汉字的格式是8*8的,普通的LCD无法显示这么多电费内容,故在本设计中选用13864LCD液晶显示器,这个液晶显示屏成本比较低,方便和各个电路连接,在本设计中,采用三线串口通信方式。实物图与电路图如下:

实物图电路图

3.3. 温度传感器

本设计中温度传感器采用的是DS18B20温度传感器,因为起体积比较小,而且抗干扰能力强,测量的温度比较准确,所以是目前最常见的温度传感器之一。由于它具有独特的接线方式,DS18B20在与单片机连接时只要有一根数据线就可以实现单片机和DS18B20温度传感器的数据交换。而且它的测量温度的范围比较广,在-55℃~+125℃,工作电压也在本设计使用的电压中,只要单单一个单片机就可以完成温度的测量,比较方便。实物图以及电路图如下:

实物图电路图

4.系统电路图设计

AT89C52单片机最小系统

单片机最小系统结构图,如图下图3所示。

定义:单片机最小系统,,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统. 最小系统一般应该包括:单片机、电源、晶振电路、复位电路。

笨设计由40管脚接+5V电压为单片机提供电源,把晶振电路,复位电路,单片机统一接起来,够成最小系统。

图3:单片机最小系统

4.1. 单元电路设计

4.1.1.复位电路

本设计中因为用的是AT89C51单片机,所以采用上电复位电路,故只要在RST复位输入引脚上接一电容至Vcc端,下接一个电阻到地即可。如图4:

4.1.2.

时钟电路

本设计中的时钟电路给这个设计提供频率,控制它的快慢。本次设计采用的晶振为16MHz。如图5:

图4:复位电路

4.1.3. 12864显示部分

12864LCD 是128*64的点阵液晶模块的简称,本设计中,采用三线串口通信方式与单片机连接。如下图6:

图6:12864显示

4.1.4. 蜂鸣器电路

本次设计选用的是单片机的P1口的P1.3口与蜂鸣器相连,来控制蜂鸣器信号的输出,检测温度不再范围内时,单片机的P1.3口输出低电平时,蜂鸣器报警,用于系统温度超高报警用;当输出高电平时,蜂鸣器停止工作。如图7:

图5:时钟电路

图7:蜂鸣器电路

4.1.

5.传感器电路

本设计中温度传感器采用的是DS18B20温度传感器,因为起体积比较小,而且抗干扰能力强,测量的温度比较准确,所以是目前最常见的温度传感器之一。由于它具有独特的接线方式,DS18B20在与单片机连接时只要有一根数据线就可以实现单片机和DS18B20温度传感器的数据交换。而且它的测量温度的范围比较广,在-55℃~+125℃,工作电压也在本设计使用的电压中,只要单单一个单片机就可以完成温度的测量,比较方便。

DS18B20和AT89C52的P3.0管脚连接,主要检测加热的实时温度,系统每隔0。5秒采集一次温度。图8:

图8:传感器电路

4.1.6.时钟芯片电路

DS1302实时时钟芯片是SPI通信方式的时钟芯片,VCC1是外部电池输入端,为系统保存时间用,当系统掉电后通过外接电池给芯片供电,以保证系统重新上电后时间不变。芯片的X1和X2是外接晶体,频率为32。768KHZ。为内

部运行提供时钟源。芯片的CE脚为片选端,低电平时禁止往DS1302写入数据,高电平时才可以写入数据。芯片的IO脚是双向数据传传输线。CLK引脚为时钟线,数据传输时,在CLK的时钟作用下把IO端的数据一位一位的传输。DS1302可以通过指令把小时、分钟、秒钟,写入或者读出。如图9:

图9:时钟芯片电路

4.1.7.变压器电路

变压器T1是把220V的交流电变为电压9V交流电,经过D1,D2整流,电容C1,C2滤波后再经7805稳压后为系统提供稳定的5V工作电压。如图10:

图10:变压器电路

4.1.8.继电器模块

固态继电器模块KR1主要是控制加热装置工作电流通路,其控制信号的IN-接到单片机的P3.7引脚,当P3.7输出低电平时,KR1的输出端AC-IN和AC-OUT 呈导通状态。

图11:变压器电路

4.1.9.指示灯电路

超温指示灯接到P3.3引脚,低电平有效果,当温度超出时闪烁。如图12:

图12:指示灯电路

4.1.10.按键电路

a.设置按键S1为系统参数设置选择用,每按下一次可在温度上限,温度下限,

时间之间选择。选中后光标闪烁,按加减按键S2,S3可以对所选择的参数修改。

b.启动/停止按键为开始启动加热和停止加热按键,每按一次可在开和关之间转

换。K1为电源总开关。

如图13:

如图13:按键电路

5.系统程序框

否 无

程序流程如下:

系统上电复位后首先对定时器初始化,12864初始化,DS18B20温度传感器初始化,接着在12864液晶显示时间,上下限温度参数,当前温度,然后打开定时器,在定时器中断服务程序采集DS18B20的温度值并转换成实际温度值显示在12864液晶屏上。进入while(1)函数里面不断的检测设置,加减按键和启动按键。当启动按键按下时系统进入加热状态,屏幕显示正在加热,当温度大于系统设置的上限温度时停止加热,蜂鸣器报警,LED 灯闪烁,屏幕显示停止加热。当温度低于上限温度时停止报警,LED 灯熄灭。当温度低于系统设置的下限温

有无超热?

蜂鸣器报警

LED 闪烁

开始

系统初始化 显示初始化内容 采集温度

液晶显示

停止加热

启动按键? 调整温度上限

按键减?

调整温度上限 按键加? 加热

LED 停止

度时,系统立刻开始加热,屏幕显示正在加热,一直循环检测达到恒温的目的。在加热期间如果按下启动按键系统马上停止加热,并跳出while(1)循环,重新回到mian函数的while(1)循环里面重新检测按键。

6.系统的硬件调试及软件调试

6.1. 硬件调试部分:

单片机应用系统的硬件调试和软件调试是分不可的,许多硬件故障是在调试软件时才发现的。但通常是先排除系统中明显的硬件故障后才和软件结合起来调试的。通常我们采取软件与硬件联调,然后根据实物显示出的数据在走具体的更改,当然实物调试和软件调试是可以分开的,下面为硬件调试和软件调试做简单介绍:

硬件调试分脱机调试和联机调试,脱机调试就说在系统不上电的情况下,通过其他检测设备,像万用表这些检测下电路连接的正确性,靠观察看这个电路连接是否连接正确,电路焊接有没有稀罕漏焊等情况。联机调试可以检测出靠肉眼无法看出的故障,系统通电后,检测运行是否正常。若不正常,及时发现问题并解决。可以更据示波器,观察示波器上的波形等,有故障寻找原因。

6.2. 软件调试部分:

软件调试主要是对程序的检测和各个分电路的检测,软件程序主要通过Keil uVision4软件来检测,保证错误率为零,对于子电路,分开来一个一个的检测,符合程序的环境。

6.3. 实物图展示

按键设置上限和下限的报警温度,本图设置为设置上限79.下限50,当前温度为26度。

恒温箱的控制设计毕业设计论文

摘要 温度与生物的生活环境密切相关,不同的生物或物体对温度的要求都不同。随着智能控制技术不断的发展,在现代工业生产以及科学实验的许多场合,为了获取生物或物体所需求的温度,需要及时准确的获取温度信息,同时完成对温度的预期控制,这时候温度检测与控制系统就显得尤其的重要。因此,温度检测系统的设计与研究一直备受广大科研者重视。 本次课题设计了一个低成本,高精度的恒温箱。该设计主要从硬件和软件两个方面出发: 1)在硬件上,选择AT89C52单片机为核心,采用了TL431组成2.5V的恒流源,并以Pt100温度传感器作为温度检测仪器,通过ICL7135模数转换器采集数据,用LED数码管作为显示器,构成了一个恒温箱; 2)在软件上,设计了温度检测算法,并在C语言编程环境下,编写了相应的程序来实现所设计的算法。最后通过Proteus ISIS与Keil的联合仿真,保证了算法的可行性。 通过仿真实验可以发现所设计的系统可以较好的检测、控制并且保持温度。但是由于温度调节的迟滞性以及设计上的不足,该系统具有一定的局限性。 关键词:温度检测;AT89C52单片机;恒温箱;C语言编程

ABSTRACT Temperature is closely related to life and environment. Different creature or object have different requirements to temperature. With the development of the intelligent-control- technology, and in order to arrive to the creature's or object's temperature-demand, we should take the information of temperature timely and accuratly, and control the temperature to the expected degree, in the modern industrial production and scientific experiment many occasions . I n this situation, the testing and controlling system for temperature is especially important. Therefore, the designs for temperature detection system attract researchers' attentions. In this dissertation, we designed a box with constant temperature which has low cost as well as high accuracy. We designed the system mainly from two aspects: hardware and software 1)Hardware's design: At first, we chosed AT89C52 SCM as the core of the system. And then we selected TL431 to compose the 2.5 V constant and Pt100 temperature sensor for testing temperature. At last, we collecte data througn the ICL7135 ADC and display data them on the LED. All of this consists of a the constant-temperature-box; 2)Software's design: In this papar, we designed a algorithm detecte temperature and implemented it based on the C programming language's environment. Finally we did a series of simulation experiment through the Proteus ISIS and Keil to ensure that the algorithm is feasible. Simulation results show that the system designed had a very good effect on temperature's detection, controlling and keeping . Because of the adjustmentand of the temperature and the insufficiency of the design, this system has some limitations. Keywords:Temperature detection;AT89C52 SCM; Box of constant temperature ; C language programming

基于单片机的恒温箱控制器的设计

唐山学院 测控系统原理课程设计 题目恒温箱控制器的设计 系 (部) 机电工程系 班级 姓名 学号 指导教师 2014 年 03 月 02 日至 03 月 13 日共两周 2014年 03 月 13 日

测控系统原理课程设计任务书 一、设计题目、内容及要求 1、设计题目:恒温箱控制器的设计 2、设计内容:运用所学单片机、模拟和数字电路、以及测控系统原理与设计等方面的知识,设计出一台以AT89C52为核心的恒温箱控制器,对恒温箱的温度进行控制。完成恒温箱温度的检测、控制信号的输出、显示及键盘接口电路等部分的软、硬件设计,A/D和D/A 转换器件可自行确定,利用按键(自行定义)进行温度的设定,同时将当前温度的测量值显示在LED上。 恒温箱控制器要求如下: 1)目标稳定温度范围为100摄氏度——50摄氏度; 2)以PID控制算法实现控制精度为±1度; 3)温度传感器输入量程:30摄氏度——120摄氏度,电流4——20mA; 4)加热器为交流220V,1000W电炉。 3、设计要求: 1)硬件部分包括微处理器(MCU)、D/A转换、输出通道单元、键盘、显示等; 2)软件部分包括键盘扫描、D / A转换、输出控制、显示等; 3)用PROTEUS软件仿真实现; 4)用Protel画出系统的硬件电路图; 5)撰写设计说明书一份(不少于2000字),阐述系统的工作原理和软、硬件设计方法,重点阐述系统组成框图、硬件原理设计和软件程序流程图。说明书应包括封面、任务书、目录、摘要、正文、参考文献(资料)等内容,以及硬件电路图和软件程序框图等材料。 二、设计原始资料 Proteus 及KEIL51仿真软件,及软件使用说明。 三、要求的设计成果(课程设计说明书、设计实物、图纸等) 设计说明书一份(不少于2000字)。

恒温箱PLC系统控制.

一、题目 恒温箱PLC系统控制 二、指导思想和目的要求 1)通过毕业设计培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识、基本技能进行分析和解决实际问题的能力。 2)使学生受到PLC系统开发的综合训练,达到能够进行PLC 系统设计和实施的目的。 3)使学生掌握利用PLC对温度进行PID控制方法。 三、主要技术指标 1、选用三菱FX2N系列可编程控制器作为主机 2、主要参数 温度范围:200—1050℃ 控制精度:±1℃ 输入电压:AC200—240V 消耗功率:2KW 外形尺寸:40×45×45cm 3、系统构成 通过一个温度传感器检测恒温箱的温度值并把它转换成标准电流(或电压)信号后,送到A/D转换模块,转换成的数字信号输送到PLC主机。PLC主机得到一个控制量,该控制量的大小决定PLC输出控制的继电器的导通时间,从而控制温度值的大小。 4、控制要求 采用PID控制算法,使PLC控制的恒温箱的温度变化能按照给定的曲线运行,如图所示

四、要求 1.设计电气控制原理图。 2、进行PLC的选择及I/O分配。 3、设计PLC硬件系统。 4、对系统所需电气元器件选型,编制电气元件明细表。 5、PLC控制程序设计。 五、主要参考书及参考资料 1、自动控制原理及系统 2、PLC及应用 、

目录 摘要 (1) 第1章可编程控制器基础知识 (2) 1.1 PLC的定义 (2) 1.2 PLC的类型选择 (3) 第2章可编程器的系统运用 (5) 2.1恒温箱工艺过程及控制要求 (5) 2.2模块功能指令 (9) 2.2.1展热电阻/热电偶模块用法 (9) 2.2.2系统输入输出控制 (10) 第3章恒温箱工作的基本原理 (13) 3.1恒温箱工作原理 (13) 3.2控制系统温度采集 (17) 3.3恒温控制装置PLC接线图 (19) 3.4系统的配置及I/O地址 (20) 3.5梯形图(附录) (21) 总结 (22) 致谢 (23) 附录 (24) 参考文献 (31)

恒温箱自动控制系统设计报告

恒温箱自动控制系统设计 【摘要】 本组设计的恒温箱自动控制系统主要由中央处理器、温度传感器、半导体制冷器、键盘、显示、声光报警等部分组成。处理器采用AVR Mega128单片机,温度传感器采用DS18B20,利用半导体制冷片一面制冷一面发热的工作特性进行升降温,用LCD12864作为显示输出。温度传感器检测到温度数据传送给单片机,单片机再将温度数据与给定值进行比较,从而发出对半导体制冷器的控制信号,使温度维系在给定值附近(偏差小于±2℃),同时单片机将数据送与显示器。【关键字】 单片机温度传感器半导体制冷器控制 一、设计方案比较 1.1总体设计方案 这里利用DS18B20芯片作为恒温箱的温度检测元件。DS18B20芯片可以直接把测量的温度值变换成单片机可以读取的标准电压信号。单片机从外部的两位十进制拨码键盘进行给定值设定,读入的数据与给定值进行比较,根据偏差的大小,采用闭环控制的方法使控制量更加精准。控制结果通过液晶显示器LCD12864予以显示。 系统整体框图如图一所示: 图一、系统整体框图 1)温度检测元件的选择: 方案一:这里所设计的是测温电路,因此可以采用热敏电阻之类的器件利用其

感温效应,检测并采集出随温度变化而产生的电压或电流,进行A/D转换后送给单片机进行数据处理,从而发出控制信号。此方案需要另外设计A/D转换电路,使得温测电路比较麻烦。 方案二:上网查得温度传感器DS18B20能直接读出被测温度,并可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读取方式,它内部有一个结构为8字节的高速暂存RAM存储器。DS18B20芯片可以直接把测量的温度值变换成单片机可以读取的标准电压信号。与方案一比较更加简单实用,因此我们选择方案二。 2)显示方案选择: 方案一:温度的显示可以用数码管,但数码管只能显示简单的数字,它有电路复杂,占用资源较多,显示信息少等缺点。 方案二:LCD12864汉字图形点阵液晶显示模块,可显示汉字及图形,内置 8192个中文汉字,128个字符及64×256点阵显示RAM。可显示内容:128列×64行,多种软件功能:光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等。我们设计的系统需要显示更多的信息,所以考虑显示功能更好的液晶显示,要求能显示更多的数据,增强显示信息的可读性,看起来更方便。所以选择方案二。 LCD12864接线方法如图二所示: 图二、LCD12864接线图 3)声光报警系统 采用蜂鸣器及三色LED组成声光报警系统。制冷时LED为红色,温度达到控制要求且上下浮动在1℃以内时为绿色,升温时为黄色。温度到达给定值的同时,蜂鸣器发出报警提示音。 二、理论分析与计算 实现温度的实时显示是由计算温度子程序将 RAM 中读取值进行 BCD 码的转换运算,并进行温度值正负的判定,从DS18B20读取出的二进制值必须先转换成十进制值,才能用于字符显示。因为 DS18B20 的转换精度为 9-12 位可选的,为了提高

单片机恒温箱温度控制系统的设计说明

课程设计题目:单片机恒温箱温度控制系统的设计 本课程设计要求:本温度控制系统为以单片机为核心,实现了对温度实时监测和控制,实现了控制的智能化。设计恒温箱温度控制系统,配有温度传感器,采用DS18B20数字温度传感器,无需数模拟∕数字转换,可直接与单片机进行数字传输,采用了PID控制技术,可以使温度保持在要求的一个恒定围,配有键盘,用于输入设定温度;配有数码管LED用来显示温度。 技术参数和设计任务: 1、利用单片机AT89C2051实现对温度的控制,实现保持恒温箱在最高温度为110℃。 2、可预置恒温箱温度,烘干过程恒温控制,温度控制误差小于±2℃。 3、预置时显示设定温度,恒温时显示实时温度,采用PID控制算法显示精确到0.1℃。 4、温度超出预置温度±5℃时发出声音报警。 5、对升、降温过程没有线性要求。 6、温度检测部分采用DS18B20数字温度传感器,无需数模拟∕数字转换,可直接与单片机进行数字传输 7、人机对话部分由键盘、显示和报警三部分组成,实现对温度的显示、报警。

一、本课程设计系统概述 1、系统原理 选用AT89C2051单片机为中央处理器,通过温度传感器DS18B20对恒温箱进行温度采集,将采集到的信号传送给单片机,在由单片机对数据进行处理控制显示器,并比较采集温度与设定温度是否一致,然后驱动恒温箱的加热或制冷。2、系统总结构图 总体设计应该是全面考虑系统的总体目标,进行硬件初步选型,然后确定一个系统的草案,同时考虑软硬件实现的可行性。总体方案经过反复推敲,确定了以美国Atmel公司推出的51系列单片机为温度智能控制系统的核心,并选择低功耗和低成本的存储器、数码显示器等元件,总体方案如下图: 图1系统总体框图 二、硬件各单元设计 1、单片机最小系统电路 单片机选用Atmel公司的单片机芯片AT89C2051 ,完全可以满足本系统中要求的采集、控制和数据处理的需要。单片机的选择在整个系统设计中至关重要,该单片机与MCS-51系列单片机高度兼容、低功耗、可以在接近零频率下工作等诸多优点,而广泛应用于各类计算机系统、工业控制、消费类产品中。 AT89C2051是AT89系列单片机中的一种精简产品。它是将AT89C51的P0口、P2口、EA/Vpp、ALE/PROG、PSEN口线省去后,形成的一种仅20引脚的单片机,相当于早期Intel8031的最小应用系统。这对于一些不太复杂的控制场合,仅有一片AT89C2051就足够了,是真正意义上的“单片机”。AT89C2051为很多规模不太大的嵌入式控制系统提供了一种极佳的选择方案,使传统的51系列单片机

基于单片机的小型恒温箱

论文题目基于单片机的小型恒温箱驱动电路的设计与实现 姓名金慧娇 学院大连东软信息技术职业学院 专业嵌入式系统工程 指导教师孙丽飞讲师 备注 2012年6月3日

基于单片机的小型恒温箱驱动电路的设计与实 现 作者姓名:金慧娇 指导教师:孙丽飞讲师 单位名称:嵌入式系统工程系 专业名称:嵌入式系统工程 大连东软信息技术职业学院 2012年6月

Microcontroller-based small incubator the drive circuit design and implementation by Jin Huijiao Supervisor: Sun Lifei Dalian Neusoft Institute of Information Technology June 2012

毕业设计(论文)任务书 毕业设计(论文)题目: 基于单片机的小型恒温箱——驱动电路设计 设计(论文)的基本内容: 随着科学技术的不断发展各企业对温度检测技术提出了更高的要求, 希望利用新的检测方法, 制造出适应性更强、精度更高、性能更稳定、并具有智能功能的新一代温度检测仪表。单片机在检测和控制系统中得到了广泛的应用 温度是一个系统经常需要测量、控制和保持的量 而温度是一个模拟量,不能直接与单片机交换信息,采用适当的技术将模拟的温度量转化为数字量在原理上虽然不困难但成本较高,还会遇到其它方面的问题。因此对单片机温度控制系统的研究有重要目的和 意义。因此本系统采用AT89C51 设计了温度实时测量及控制系统 具有安全可靠、操作简单方便、智能控制等优点。另外, 此测控系统以及相关产品的研发, 既有利于推动工控技术的发展, 又能带来可观的经济效益和社会效益。 毕业设计(论文)专题部分: 题目: 设计或论文专题的基本内容: 学生接受毕业设计(论文)题目日期 第 1 周 指导教师签字:孙丽飞 2011年月日

(完整版)基于单片机的恒温箱控制系统毕业设计论文

一.课程设计内容 运用所学单片机、模拟和数字电路、以及测控系统原理与设计等方面的知识,设计出一台以AT89C52为核心的恒温箱控制器,对恒温箱的温度进行控制。完成恒温箱温度的检测、控制信号的输出、显示及键盘接口电路等部分的软、硬件设计,AD和DA转换器件可自行确定,利用按键(自行定义)进行温度的设定,同时将当前温度的测量值显示在LED上。 恒温箱控制器要求如下: 1)目标稳定温度范围为100摄氏度——50摄氏度。 2)控制精度为±1度。 3)温度传感器输入量程:30摄氏度——120摄氏度,电流4—— 20mA。 加热器为交流220V,1000W电炉。 二.课程设计应完成的工作 1)硬件部分包括微处理器(MCU)、DA转换、输出通道单元、键盘、显示等; 2)软件部分包括键盘扫描、D A转换、输出控制、显示等; 3)用PROTEUS软件仿真实现; 4)画出系统的硬件电路结构图和软件程序框图; 5)撰写设计说明书一份(不少于2000字),阐述系统的工作原理和软、硬件设计方法,重点阐述系统组成框图、硬件原理设计和软件程序流程图。说明书应包括封面、任务书、目录、摘要、正文、参考文献(资料)等内容,以及硬件电路结构图和软件程序框图等材料。

注:设计说明书题目字体用小三,黑体,正文字体用五号字,宋体,小标题用四号及小四,宋体,并用A4纸打印。 三.课程设计进程安排 课程设计各阶段名称日期、周次 序 号 1 总体设计,硬件设计2012年12月24日~25日,17周 2012年12月26日~28日,17周 2 绘制软件程序流程图,编写软 件 3 软、硬件仿真调试2012年12月27日,18周 4 软、硬件仿真调试2013年1月2日~3日,18周 5 撰写设计说明书2013年1月4日,18周 四、.设计资料及参考文献 1.王福瑞等.《单片微机测控系统设计大全》.北京航空航天大学出版社,1999 2.《现代测控技术与系统》韩九强清华大学出版社 2007.9 3.《智能仪器》程德福,林君主编机械工业出版社 2005年2月4.《测控仪器设计》浦昭邦,王宝光主编机械工业出版社 2001 5.Keil C51帮助文档 五.成绩评定综合以下因素: (1) 说明书及设计图纸的质量(占60%)。 (2) 独立工作能力及设计过程的表现(占20%)。 (3) 回答问题的情况(占20%)。 说明书和图纸部分评分分值分布如下: 1、需求分析与设计思路(10分)

恒温箱自动控制系统设计报告

恒温箱自动控制系统设计 组员: 院系: 指导教师:

【摘要】 本组设计的恒温箱自动控制系统主要由中央处理器、温度传感器、半导体制冷器、键盘、显示、声光报警等部分组成。处理器采用AVR Mega128单片机,温度传感器采用DS18B20,利用半导体制冷片一面制冷一面发热的工作特性进行升降温,用LCD12864作为显示输出。温度传感器检测到温度数据传送给单片机,单片机再将温度数据与给定值进行比较,从而发出对半导体制冷器的控制信号,使温度维系在给定值附近(偏差小于±2℃),同时单片机将数据送与显示器。 【关键字】 单片机温度传感器半导体制冷器控制 一、设计方案比较 1.1总体设计方案 这里利用DS18B20芯片作为恒温箱的温度检测元件。DS18B20芯片可以直接把测量的温度值变换成单片机可以读取的标准电压信号。单片机从外部的两位十进制拨码键盘进行给定值设定,读入的数据与给定值进行比较,根据偏差的大小,采用闭环控制的方法使控制量更加精准。控制结果通过液晶显示器LCD12864予以显示。 系统整体框图如图一所示: 图一、系统整体框图 1)温度检测元件的选择: 方案一:这里所设计的是测温电路,因此可以采用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,检测并采集出随温度变化而产生的电压或电流,进行A/D转换后送给单片机进行数据处理,从而发出控制信号。此方案需要另外设计A/D转换电路,使得温测电路比较麻烦。 方案二:上网查得温度传感器DS18B20能直接读出被测温度,并可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读取方式,它内部有一个结构为8字节的高速暂存RAM存储器。DS18B20芯片可以直接把测量的温度值变换成单片机可以读取的标准电压信号。与方案一比较更加简单实用,因此我们选择方案二。

恒温箱控制系统

学科代码:080601 学号:101401010078 贵州师范大学(本科) 毕业论文 题目:恒温箱自动控制系统 学院:机械与电气工程学院 专业:电气工程及其自动化 年级:2010级 姓名:周康 指导教师:吴志坚(讲师) 完成时间:2014年5月5日

摘要 恒温箱主要是用来控制温度,它为农业研究、生物技术测试提供所需要的各种环境模拟条件,因此可广泛适用于药物、纺织、食品加工等无菌试验、稳定性检查以及工业产品的原料性能、产品包装、产品寿命等测试。恒温箱供科研机关及医院作细菌培养之用;也可以作育种、发酵以及大型养殖孵化等用途。恒温箱控制系统能够自动温度控制、人工干预温度控制、远程温度控制等多功能的高性能装置。可以形成规模化和产业化,大范围的应用到现代化工业生产。本论文结合工厂中如何实现恒温箱控制,讨论大多数工业生产情况下对恒温箱中的温度进行有效控制的方法。因此采用以单片机为基础的恒温箱控制系统,单片机系统包括89C52处理器、扩展存储器27512及6264,并行接口芯片8255、8253、ADC0809、8279、掉电保护和复位以及看门狗电路等。具体方法是使用铂锗-铂热电偶进行温度数据采集,经过放大和滤波电路进行A/D转换,转换后的值再根据标准分度表转换成温度值,同时显示出来。并且通过CAN总线传输控制参数 关键词: 单片机、恒温箱、热电偶、CAN总线 Abstract The thermostat is mainly used to control temperature. It can provide many kinds of simulated conditions which are needed for agricultural research and biological technology

基于单片机的恒温箱课程设计(参考模板)

成都理工大学工程技术学院 《恒温箱控制系统》课程设计报告 系别:自动化工程系 专业:自动化 姓名:杜亮 学号: 201120307202 2014年6月16日

摘要 温度的测量与控制在工业、农业、国防等行业有着广泛的应用。随着微电子技术的发展,各种高性能的半导体集成温度传感器,在温度测控领域得到了极为广泛的应用。恒温箱的智能控制系统是用半导体温度传感器做测温器,用单片机控制温度平衡,最终达到恒温的目的。 本文对系统所能实现的功能做了简单介绍,并简单介绍了系统使用的51单片机的性能和发展情况;同时对DS18B20做了介绍。 本文重点介绍了系统硬件的分析与设计,对硬件各部分的电路一一进行了介绍。绘制了电路原理图,并进行了电路的焊接,完成了系统的硬件调试。根据硬件的设计和系统所要实现的功能,本设计对软件也进行了设计,并经过反复的模拟运行、调试,完成了系统的软件设计,最后形成了一套完整的智能温度控制系统。 关键词:温度平衡 DS18B20 51单片机

目录 摘要 ............................................................................................................................................. - 1 - 目录 ............................................................................................................................................. - 2 -前言 ............................................................................................................................................. - 3 -1 系统设计分析.......................................................................................................................... - 4 - 1.1 设计题目要求............................................................................................................... - 4 - 1.2 设计方案选择............................................................................................................... - 4 - 2 硬件电路设计.......................................................................................................................... - 5 - 2.1 硬件电路设计............................................................................................................... - 5 - 2.1.1 传感器................................................................................................................ - 5 - 2.1.2 温度传感器DS18B20 ....................................................................................... - 6 - 2.1.3 LED数码管显示电路........................................................................................ - 6 - 2.2 硬件总电路图............................................................................................................... - 7 - 3 程序设计.................................................................................................................................. - 7 - 3.1 程序设计介绍............................................................................................................... - 7 - 3.2 程序编写....................................................................................................................... - 7 - 4 总结 ....................................................................................................................................... - 14 -

单片机课设报告—温度控制系统,恒温箱。我自己的作品,含有全部程序 全面详细

2011年电气工程及其自动化专业 《计算机原理及应用》课程设计任务书 班级:学号:姓名: 题目3 简易温度控制系统 设计并制作一个简易的单片机温度自动控制系统(见图一)。控制对象为自定。 图一恒温箱控制系统 (一)设计要求如下 (1)温度设定范围为40℃~90℃,最小区分度为1℃ (2)用十进制数码显示实际温度和设定温度。 (3)显示加热器工作时间。 (4)显示加热器的工作状态:加热、恒温保持。 (5)温度控制的静态误差≤2℃。 (6)当温度越过上限时(自己设定),声光报警 (二)扩充功能: (1)控制温度可以在一定范围内设定,并能实现自动调整,以保持设定的温度基本保持不变(测量温度时只要求在现场任意设置一个检测点)。 (2)显示调节时间和超调量

目录 摘要 (1) 第一章硬件设计 (2) 1.1控制电路和显示电路方案与选择 (2) 1.2测温电路方案选择 (2) 1.3调温电路方案选择 (3) 1.4硬件电路设计 (3) 1.4.1 温控系统硬件接线原理图 (3) 1.4.2 单片机设计 (3) 1.4.3 温度传感电路设计 (4) 1.4.4 温控电路的设计 (5) 第二章软件设计 (6) 2. 1 主程序设计 (6) 2.2 DS18B20初始化程序设计 (7) 2.3 DS18B20读写子程序设计 (7) 2.3.1 DS18B20写入子程序框图 (8) 2.3.2 DS18B20读取子程序框图 (9) 2.4 键盘扫描子程序设计 (10) 2.5 温度调节子程序设计 (11) 第三章实物调试 (13) 第四章功能总结 (16) 附录 (20) 附件一:电路原理图 (20) 附件二:程序 (21)

恒温箱温度控制系统设计

恒温箱温度控制系统设计 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

一·设计任务 恒温箱工作在70℃-80℃,精度℃,有越线报警。具有断电保护,报警等功能。 二·原理框图 三.总体方案 本次设计的以“AT89C52单片机”为核心,模数转换器和LED数码管为主的硬件电路。用C语言编写程序为软件。做成一个自动控制的恒温箱。其主要功能是通过数字温度传感器DS18B20实时测量箱内的温度,并及时的显示。并通过报警功能实时监控恒温箱的工作状态,同时采用后备电源实现断电保护功能。 四·系统器件分析 1、温度传感器 本实验采用数字温度传感器DS18B20,与传统的热敏电阻相比, 他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。可以分别在和750ms内完成9位和12位的数字量, 并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线( 单线接口) 读写, 温度变换功率来源于数据总线, 总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电, 而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单,可靠性更高,成本更低。测量温度范围为~55℃~+125℃。C,在一10℃~+85℃。C 范围内,精度为±℃。DS1822的精度较差为±2℃。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。 2.单片机 本次设计选择AT89C52作为单片机,AT89C52是美国的ATMEL公司生产的CMOS8位单片机有着低电压,高性能的特性,片内含有8k bytes的可反复擦写 的只读程序存储器Flash和256 bytes的随机存取数据存储器,器件采用的是ATMEL公司的高密度、非易失性存储的技术生产,还兼容标准MCS-51系统指令,片内置通用Flash存储单元和8位中央处理器 3.报警 报警功能由蜂鸣器实现,当由于意外因素导致电阻炉温度高于设置温度时,单片机驱动蜂鸣器鸣叫报警。报警上限温度值为预置温度+5℃,即当前温度上升到高于预置温

恒温箱的恒温控制系统 (2)

引言 (2) 1、恒温箱的简介 (4) 1.1 恒温箱的概况 (4) 1.2 恒温箱的工作过程 (6) 1.3恒温箱恒温控制原理 (6) 2、恒温箱恒温控制系统硬件分析 (8) 2.1 PLC结构与工作原理分析 (8) 2.1.1 PLC 的基本结构 (8) 2.1.2 PLC 各部分的作用 (8) 2.1.3 PLC工作原理 (9) 2.1.4 PLC控制系统的设计基本原则 (10) 2.2恒温箱恒温控制系统输入/输出电路分析 (11) 2.3温度检测模块分析 (13) 2.4模数转换模块分析 (14) 2.4.1 FX2N-4A/D的外部接线 (14) 2.4.2 FX2N-4A/D缓冲寄存器(BFM) (15) 2.4.3 FROM和TO指令说明 (15) 2.5数模转换模块分析 (16) 2.5.1 FX2N-4D/A的外部接线 (16) 2.5.2 FX2N-4D/A缓冲寄存器(BFM) (17) 3 恒温箱恒温控制系统软件分析 (17) 3.1恒温箱恒温控制流程分析 (17) 3.2模数转换控制程序分析 (19) 3.3 模数转换控制程序分析 (21) 3.4数码管显示程序分析 (21) 3.5 加热功率程序分析 (22) 感谢信 (26) 参考文献 (27)

引言

PLC,乃是一种电子装置,早期称为顺序控制器“Sequence Controller”,1978 NEMA美国国家电气协会正式命名为Programmable Logic Controller,PLC),其定义为一种电子装置,主要将外部的输入装置如:按键、感应器、开关及脉冲等的状态读取后,依据这些输入信号的状态或数值并根据内部储存预先编写的程序,以微处理机执行逻辑、顺序、定时、计数及算式运算,产生相对应的输出信号到输出装置如:继电器(Relay)的开关、电磁阀及电机驱动器,控制机械或程序的操作,达到机械控制自动化或加工程序的目的。并藉由其外围的装置(个人计算机/程序书写器)轻易地编辑/修改程序及监控装置状态,进行现场程序的维护及试机调整。而普遍使用于PLC程序设计的语言,即是梯形图(Ladder Diagram)程序语言。 PLC具有可靠性高,配套齐全,功能完善,适用性强,体积小,重量轻,能耗低等特点,易学易用,深受工程技术人员欢迎。PLC发展到今天,已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的控制场合。除了逻辑处理功能以外,现代PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。 而随着电子科技的发展及产业应用的需要,PLC的功能也日益强大,例如位置控制及网络功能等,输出/入信号也包含了DI、AI、PI及NI ,DO、AO 、PO 及NO,因此PLC在未来的工业控制中,仍将扮演举足轻重的角色。 我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前,我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外,无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期,随着我国现代化进程的深入,PLC在我国将有更广阔的应用天地。

恒温箱的控制系统 设计报告(终稿)

基于AT89C51单片机的温度控制系统 设计说明书 题目:温度控制系统的设计 姓名:倪亮 学号:201210301427 组别:第三组 专业班级:机自124班

目录 摘要 (1) 第 1 章绪论 (2) 1.1温度控制系统 (2) 1.1.1 温度控制系统的发展现状 (2) 1.1.2 温度控制系统的原理与实现 (3) 1.2单片机技术 (3) 1.2.1 单片机的定义和作用 (3) 1.2.2 嵌入式系统技术 (4) 1.3课题的目的及意义 (5) 第 2 章系统方案设计 (6) 2.1总体方案设计 (6) 2.2关键部分设计 (7) 第 3 章系统硬件的选择 (8) 3.1单片机的功能特性和引腿信号 (8) 3.2时钟电路 (9) 3.3复位电路 (10) 3.4显示电路 (11) 3.5加热和降温控制电路 (12) 3.6键盘电路 (14) 3.7温度传感器 (15) 3.8系统硬件设计原理图 (15) 第 4 章各模块软件程序设计 (17) 4.1片内RAM初始化子程序 (17) 4.2片外RAM初始化子程序 (17) 4.3片外RAM初始化子程序(双字节个单元) (17) 4.4键盘及显示程序: (18) 4.5温度检测部分单片机程序 (21) 4.6模数转换测量子程序 (25) 第 5 章参考文献 (28)

摘要 温度是生活及生产中最基本的物理量,在家庭、医院等环境下都需要恒温储存物品、药品等,在农牧业也需要在一定的温度控制下饲养或培养生物或细胞等。本文的恒温箱控制系统就是为满足上述需求而设计的。目前智能温度控制系统广泛应用于社会生活、工业生产的各个领域,适用于家电、汽车、材料、电力电子等行业,成为发展国民经济的重要热工设备之一。在现代化的建设中,能源的需求非常大,然而我国的能源利用率极低。所以实现温度控制的智能化,有着极为重要的实际意义。 温度控制系统是利用下位机设置温度上下限和实时温度的采集,传输到上位机以达到对温度的比较、控制。本设计用AT89C51单片机为主要硬件,并设计了相应的复位电路,振荡器和时钟电路等电路。为实现设计目的,此设计还设计了包括温度采集,温度显示,系统控制等外围电路。而且对所设计电路给出了相应的软件设计,包括定时器初始化,串行口初始化和数据传输等程序。以简单说明了温度控制系统的工作原理。 关键词:AT89C51单片机温度采集定时器设置温度控制

单片机控制自动恒温箱的设计开题报告

绥化学院 本科毕业设计开题报告基于单片机控制自动恒温箱的设计 学生姓名:李科智 学号:200851392 专业:电气工程 年级: 2008级 指导教师:杨倩 职称:讲师

1. 国内外研究现状及趋势 恒温控制在工业生产过程中举足轻重,温度的控制直接影响着工业生产的产量和质量。与传统的热敏电阻有所不同,DS18B20可直接将被测温度转化成串行数字信号,以供单片机处理,具有连线简单、微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、精度高等特点。因此用它来组成一个测温系统,具有电路简单,在一根通信线上可以挂很多这样的数字温度计,十分方便。目前已被众多行业进行广泛的运用(锅炉、温控表粮库、冷库、工业现场温度监控、仪器仪表温度监控、农业大棚温度监控等)。 2. 选题的理由或意义,论文研究内容 选题意义 单片机有着微处理器所不具备的功能,他可独立的完成现代工业控制所要求的智能化控制功能,能够取代以前用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统,可用软件控制实现,因此,现在其控制范畴无所不在。本文通过自动恒温控制,完成了对单片机做出系统而又全面的了解,更好的掌握专业基础知识。 论文研究的主要内容 (1)本文利用AT89C51对温度进行控制采用单总线传输方式的DS18B20作为温度传感器,与按键、数码显示、报警器等外部辅助硬件共同组成一个温度控制系统。 (2)仿真时采用了静态显示,并利用软件来模拟温度的变换,从而仿真得到系统工作的整个过程。 (3)对设计的电路进行分析。

3. 研究方法和技术路线 研究方法: 1 键盘管理:监测键盘输入,接收温度预置,启动系统工作。 2 显示:显示设置温度及当前温度。 3 温度检测及温度值变换:完成A/D转换及数字滤波。 4 温度控制:根据检测到的温度控制电炉工作。 5 报警:当预置温度或当前炉温越限时报警。 技术路线: 根据恒温箱控制器的功能要求并结合对51系列单片机的资源分析,即单片机软件编程自由度大,可用编程实现各种控制算法和逻辑控制。所以采用AT89C51作为电路系统的控制核心。按键将设置好的温度值传给单片机,通过温度显示模块显示出来。初始温度设置好后,单片机开启输出控制模块,使电热器开始加热,同时将从数字温度传感器DS18B20测量到的温度值实时的显示出来,当加热到设定温度值时,单片机控制声光报警模块,发出声光报警,同时关闭加热器。当自然冷却到设定温度5摄氏度以下时,单片机再次启动加热器,如此循环反复,以达到恒温控制的目的。

基于单片机的恒温箱温度控制系统的设计

基于单片机的恒温箱温度控制系统的 设计

课程设计题目:单片机恒温箱温度控制系统的设计 本课程设计要求:本温度控制系统为以单片机为核心,实现了对温度实时监测和控制,实现了控制的智能化。设计恒温箱温度控制系统,配有温度传感器,采用DS18B20数字温度传感器,无需数模拟∕数字转换,可直接与单片机进行数字传输,采用了PID控制技术,能够使温度保持在要求的一个恒定范围内,配有键盘,用于输入设定温度;配有数码管LED用来显示温度。 技术参数和设计任务: 1、利用单片机AT89C2051实现对温度的控制,实现保持恒温箱在最高温度为110℃。 2、可预置恒温箱温度,烘干过程恒温控制,温度控制误差小于±2℃。 3、预置时显示设定温度,恒温时显示实时温度,采用PID控制算法显示精确到0.1℃。 4、温度超出预置温度±5℃时发出声音报警。 5、对升、降温过程没有线性要求。 6、温度检测部分采用DS18B20数字温度传感器,无需数模拟∕数字转换,可直接与单片机进行数字传输 7、人机对话部分由键盘、显示和报警三部分组成,实现对温度的显示、报警。

一、本课程设计系统概述 1、系统原理 选用AT89C2051单片机为中央处理器,经过温度传感器DS18B20对恒温箱进行温度采集,将采集到的信号传送给单片机,在由单片机对数据进行处理控制显示器,并比较采集温度与设定温度是否一致,然后驱动恒温箱的加热或制冷。 2、系统总结构图 总体设计应该是全面考虑系统的总体目标,进行硬件初步选型,然后确定一个系统的草案,同时考虑软硬件实现的可行性。总体方案经过重复推敲,确定了以美国Atmel公司推出的51系列单片机为温度智能控制系统的核心,并选择低功耗和低成本的存储器、数码显示器等元件,总体方案如下图:

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