基于51单片机的温度控制系统设计
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基于at89c51单片机的水温控制系统的设计文献综述基于AT89C51单片机的水温控制系统的设计文献综述一、引言水温控制系统在工业、家电、农业等领域有着广泛的应用。
随着科技的发展,单片机作为微控制器在控制系统中的应用越来越广泛。
AT89C51单片机作为一种常用的单片机,具有性能稳定、价格低廉等优点,被广泛应用于水温控制系统的设计中。
本文将对基于AT89C51单片机的水温控制系统的设计进行文献综述。
二、AT89C51单片机简介AT89C51是一种常用的8位单片机,由美国ATMEL公司生产。
它具有4K字节的Flash 存储器、128字节的RAM、32位I/O端口、两个16位定时器/计数器、一个5向量两级中断结构、一个全双工串行通信口等功能。
AT89C51单片机适用于各种控制领域,如温度、湿度、压力等。
三、水温控制系统设计水温控制系统主要由温度传感器、单片机控制器、执行器等组成。
传感器负责采集水温信息,并将信息传递给单片机控制器。
单片机控制器根据设定的温度值与实际水温的差值,通过执行器调节加热元件的工作状态,从而实现水温的自动控制。
在基于AT89C51单片机的水温控制系统中,常用的温度传感器有热敏电阻、热电偶等。
执行器则可以选择继电器、可控硅等设备,用于控制加热元件的工作状态。
为了实现精确的温度控制,可以采用模糊控制、PID控制等控制算法。
四、AT89C51单片机在水温控制系统中的应用AT89C51单片机在水温控制系统中主要负责温度信号的采集、处理和控制输出。
通过编程实现温度信号的采集和转换,并根据设定值与实际水温的差值,通过执行器调节加热元件的工作状态,从而实现水温的自动控制。
此外,AT89C51单片机还可以实现报警、显示等功能,提高系统的智能化程度。
五、总结与展望基于AT89C51单片机的水温控制系统具有结构简单、成本低廉、易于实现等优点,被广泛应用于各个领域的温度控制中。
随着科技的发展,人们对水温控制系统的精度和智能化程度的要求越来越高。
1引言 (1)1.1 单片机的应用背景 (1)2 总体设计方案 (2)2.1 功能简介 (2)2.2 设计思路 (2)2.3 芯片器材 (3)3 硬件设计 (3)3.1 AT89C51 (3)3.1.1 AT98C51引脚图 (3)3.1.2 AT89C51结构特点 (5)3.2 温度获取 (5) (7)3.3 时钟电路 (8)3.4 温度显示电路 (8)3.5报警电路 (10) (10)4 程序设计 (10)4.1 程序流程图 (11)4.2 初始化子程序 (11)4.3 读子程序 (12)4.4 写子程序 (13)4.5 数据处理子程序 (13)4.6 显示子程序 (15)4.7报警子程序 (17)5 实验仿真 (18) (18)6 总结 (19)参考文献 (20)附录 (21)1引言1.1 单片机的应用背景目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通信与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录象机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机,更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗机械了。
世面上主要的单片机类型有Motorola 单片机、Microchip 单片机、东芝单片机、8051单片机、Atmel 单片机等。
此次课设中用到的是ATMEL公司,下面着重介绍一下ATMEL公司的单片机。
ATMEL 公司是世界上著名的高性能低功耗非易失性存储器和数字集成电路的一流半导体制造公司。
ATMEL 公司最令人注目的是它的EEPROM 电可擦除技术闪速存储器技术和质量高可靠性的生产技术。
在CMOS 器件生产领域中,ATMEL 的先进设计水平优秀的生产工艺及封装技术一直处于世界的领先地位。
这些技术用于单片机生产,使单片机也具有优秀的品质在结构性能和功能等方面都有明显的优势,ATMEL 公司的单片机是目前世界上一种独具特色。
-30-科技论坛51单片机温度控制系统设计杨万超(黑龙江省完达山乳业股份有限公司哈尔滨分公司,黑龙江哈尔滨150001)单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点,可以说,智能控制与自动控制的核心就是单片机。
目前,一个学习与应用单片机的高潮在全社会大规模地兴起。
学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重,用80C51单片机自制了一个温度控制系统,重点介绍了该系统的硬件结构及编程方法。
1单片机温度控制系统的组成及工作原理在工业生产和日常生活中,对温度控制系统的要求,主要是保证温度在一定温度范围内变化,稳定性好,不振荡,对系统的快速性要求不高。
以下简单分析了单片机温度控制系统设计过程及实现方法。
现场温度经温度传感器采样后变换为模拟电压信号,经低通滤波滤掉干扰信号后送放大器,信号放大后送模/数转换器转换为数字信号送单片机,单片机根据输入的温度控制范围通过继电器控制加热设备完成温度的控制。
本系统的测温范围为0℃~99℃,启动单片机温度控制系统后首先按下第一个按键开始最低温度的设置,这时数码管显示温度数值,每隔一秒温度数值增加一度,当满足用户温度设置最低值时再按一下第一个按键完成最低温度的设置,依次类推通过第二个按键完成最高温度的设置。
然后温度检测系统根据用户设定的温度范围完成一定范围的温度控制。
2温度检测的设计系统测温采用AD590温度传感器,AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。
它的主要特性如下:2.1流过器件的电流(mA )等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数;即式中:Ir-流过器件(AD590)的电流,单位为mA ;T-热力学温度,单位为K 。
2.2AD590的测温范围为-55℃~+150℃;2.3AD590的电源电压范围为4V ~30V ;2.4输出电阻为710M W ;2.5精度高。
AD590温度传感器输出信号经放大电路放大10倍,再送入模/数转换器ADC0804,转换后送单片机。
单片机基于51单片机温度控制设计简介一、引言本文将介绍基于51单片机的温度控制设计,其中包括硬件设计和软件设计两个部分。
温度控制是工业自动化中非常重要的一部分,其应用范围非常广泛,如冷库、温室、恒温水槽等。
本文所介绍的温度控制设计可广泛应用于各种场合。
二、硬件设计1.传感器部分本设计采用DS18B20数字温度传感器,其具有精度高、抗干扰能力强等优点。
传感器的输出信号为数字信号,与51单片机通信采用单总线方式。
2.控制部分本设计采用继电器控制加热器的开关,继电器的控制信号由51单片机输出。
同时,为了保证控制精度,本设计采用PID控制算法,其中P、I、D系数均可根据实际情况进行调整。
3.显示部分本设计采用LCD1602液晶显示屏,可显示当前温度和设定温度。
4.电源部分本设计采用12V直流电源供电,其中需要注意的是,由于继电器的电流较大,因此需要采用稳压电源。
三、软件设计1.初始化在程序开始运行时,需要对各个模块进行初始化,包括DS18B20传感器、LCD1602液晶显示屏和PID控制器等。
2.采集温度程序需要不断地采集温度,通过DS18B20传感器获取当前温度值,并将其显示在LCD1602液晶显示屏上。
3.控制加热器根据当前温度和设定温度的差值,通过PID控制算法计算出控制信号,控制继电器的开关,从而控制加热器的加热功率。
4.调整PID参数为了保证控制精度,需要不断地调整PID控制算法中的P、I、D系数,以达到最优控制效果。
四、总结基于51单片机的温度控制设计,可以实现对温度的精确控制,具有应用广泛、控制精度高等优点。
本文所介绍的硬件设计和软件设计,可供读者参考和借鉴,同时也需要根据实际情况进行调整和改进。
毕业论文(设计)题目基于51 单片机的智能温控电扇设计1引言 (1)2方案设计 (2)2.1系统整体设计 (2)2.2方案论证. (2)2.2.1温度传感器的选择 (2)2.2.2红外探测的选择 (3)2.2.3控制核心的选择 (3)2.2.4显示器件的选择 (3)2.2.5调速方式的选择 (4)2.2.6驱动方式选择 (4)3硬件设计 (5)3.1系统各器件简介 (5)3.1.1单线程数字温度传感器DS18B20 (5)3.1.2 ........................................................... AT89S51 单片机简介53.1.3桥式驱动电路L298N简介 (6)3.1.4 ....................................................... LCD1602 简介73.1.5对射式光电开关简介 (8)3.2各部分电路设计 (8)3.2.1开关复位与晶振电路 (8)3.2.2独立控制键盘电路 (9)3.2.3 ....................................................... LCD 显示电路93.2.4红外探测电路 (10)3.2.5温度采集电路 (10)3.2.6风扇驱动电路 (11)4软件设计 (11)4.1主程序流程图 (12)4.2液晶显示子程序 (13)4.3DS18B20 温度传感器子程序 (15)4.3.1温度读取程序 (15)4.3.2温度处理程序 (18)4.4键盘扫描子程序 (19)4.5温度比较处理子程序 (20)4.6电机控制程序(包含红外探测) (22)4.7软件设计中的问题与分析 (24)4.7.1 LCD 显示程序的问题 (24)4.7.2 .............................................................. DS18B20 的显示程序问题245硬件调试 (25)5.1 按键电路的调试 (25)5.2温度传感器电路的调试 (25)5.3电机电路的调试 (25)5.4红外感应电路的调试 (25)5.5硬件调试遇到的问题 (25)6结论26参考文献:........................27基于51 单片机的智能温控电扇设计摘要:风扇是人们日常生活中必不可缺的工具,尤其是在夏天,作为一种使用频率很高的电器,备受人们喜爱。
基于51单片机的粮仓温湿度检测系统[摘要]粮仓温度湿度监测控制系统是基于STC12C52A60S2的数据采集、对比、控制的系统。
以STC12C52A60S2单片机为控制器,对温度传感器DS18B20传送的数字量信号和对湿度传感器HR202传送的模拟量信号进行采集和处理,当前值和设定温度上限值进行对比,进而执行控制作用,通过对继电器的控制进而控制设备的启停,对粮仓温度湿度进行调节,使其维持在适当范围,维护粮仓正常运行。
[关键词] 单片机、温湿度、检测、控制Abstract:The granary’s temperature and humidity control and detect system is based on the micro control unit of STC12C5A60S2,the system is used for date acquisition,comparison,and control.In this system,STC12C5A60S2 is the controller,the controller is designed to deal with temperature and humidity signal from the temperature sensor and humidity sensor.Then compare these data with limits the value of temperature and humidity.If the date is out of limits,then the controller send a control signal to warn people,besides,the controller will make the fan running to make the temperature and humidity lower.In this way,the granary can be working at usual status.Key words: MCU、temperature and humidity、control目录第一章绪论 (1)1.2相关领域国内外应用的现状及发展趋势 (1)1.3 粮仓温湿度检测控制系统原理 (2)1.4 本章小结 (2)第二章:系统分析、设计要求及模块选择 (3)2.1 设计要求 (3)2.2 单片机型号的选择 (3)2.21 采用STC89C52单片机 (3)2.22 采用STC12C5A60S2单片机 (3)2.3 显示系统模块的选择 (3)2.31采用LED数码管显示 (3)2.32采用1602液晶显示 (3)2.4 测温模块的选择 (4)2.41 采用模拟量温度传感器 (4)2.42 采用数字量温度传感器 (4)2.5 测湿模块的选择 (4)2.6 控制模块的选择 (4)2.7 通讯模块的选择 (4)2.8本章小结 (4)第三章系统总体方案及硬件电路模块设计 (5)3.1 系统总体设计思路: (5)3.2 系统硬件设计 (5)3.2.1 单片机最小系统 (5)3.2.2 温度信号采样电路模块 (9)3.2.3 湿度采样电路模块 (12)3.3 串口模块 (14)3.4显示模块 (15)3.5 控制模块 (16)3.6 继电器模块 (17)3.7 本章小结 (18)第四章系统的软件设计 (19)4.1 流程图设计 (19)4.1.1系统总体流程图 (19)4.1.2温度检测流程图 (19)4.1.3湿度检测流程 (20)4.2系统的程序设计 (20)4.2.1 DS18B20测温程序 (20)4.2.2 A/D转换程序 (25)4.2.3 1602显示程序 (26)4.3 本章小结 (29)第五章硬件调试部分 (30)结束语 (31)参考文献 (32)第一章绪论1.1 本课题的研究意义及必要性民以食为天,粮食是社会安定的保证,自1990年我国建立粮食储备制度以来,储备粮在国家宏观调控中占据了重要地位,无论何时,必须时刻保持储备粮的调控作用不动摇,是维持社会安定、粮食市场稳定、农民增收的重要保证。
开封大学毕业设计题目烘干箱智能温度控制器设计姓名李振华学号 **********专业班级 09电气一班分院机电工程学院指导教师董卫军2011年 12 月 23 日摘要温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一,随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用,利用新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发,本文设计了一种基于A T89C51的温度检测及报警系统。
该系统将数字温度传感器DB18B20通过模拟放大电路接在模数转化器A D C0809的输入端,然后将A D C0809的输出端接在控制器的一个端口上,对传感器温度进行采集,将采集到的温度值与设定值进行比较,当低于设定的上限温度时,通过打开加热电路来使温度自然冷却。
文中给出了系统实现的硬件原理图及软件流程图。
经实验测试表明,该系统测量精度高、抗干扰能力强、报警及时准确,具有一定的参考价值。
该系统设计和布线简单,结构紧凑,体积小,重量轻,抗干扰能力强,性价比高,扩展方便,在大型仓库,工厂,智能化建筑等领域的多点温度检测中有广阔的应用前景。
关键词:D B18B20;A D C0809;A T89C51;C D4511。
\目录摘要 (ii)Abstract ............................................... 错误!未定义书签。
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1 温度控制器绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2温度检测系统的国内外状况 (2)2 整体系统方案 (3)2.1 系统整体方案和结构 (3)2.2系统硬件接线图 (4)3 系统硬件电路设计 (5)3.1主机控制电路 (5)3.2温度采集电路 (8)3.3模数转换电路 (12)3.4数码显示电路 (16)3.5 键盘输入电路与加热控制电路 (18)4 程序设计 (21)4.1 主程序设计 (21)4.2温度检测模块 (23)4.3数值转化模块 (25)4.4 BCD显示模块 (27)4.5比较加热模块 (29)4.6键盘中断程序 (30)总结 (35)参考资料 (36)致谢 (37)1 温度控制器绪论1.1课题背景测量控制的作用是从生产现场中获取各种参数,运用科学计算的方法,综合各种先进技术,使每个生产环节都能够得到有效的控制,不但保证了生产的规范化、提高产品质量、降低成本,还确保了生产安全。
单片机C语言课题设计报告设计题目:温度检测电气系2011级通信技术一班级通信技术一班通才达识,信手拈来通才达识,信手拈来1摘要本课题以51单片机为核心实现智能化温度测量。
利用18B20温度传感器获取温度信号,将需要测量的温度信号自动转化为数字信号,利用单总线和单片机交换数据,最终单片机将信号转换成LCD 可以识别的信息显示输出。
基于STC90C516RD+STC90C516RD+的单片机的智能温度检测系统,的单片机的智能温度检测系统,设计采用18B20温度传感器,其分辨率可编程设计。
本课题设计应用于温度变化缓慢的空间,综合考虑,以降低灵敏度来提高显示精度。
设计使用12位分辨率,因其最高4位代表温度极性,故实际使用为11位半,位半,而温度测量范围为而温度测量范围为而温度测量范围为-55-55-55℃~℃~℃~+125+125+125℃,℃,则其分辨力为0.06250.0625℃。
℃。
设计使用LCD1602显示器,可显示16*2个英文字符,显示器显示实时温度和过温警告信息,和过温警告信息,传感器异常信息设。
传感器异常信息设。
传感器异常信息设。
计使用蜂鸣器做警报发生器,计使用蜂鸣器做警报发生器,计使用蜂鸣器做警报发生器,当温度超过当温度超过设定值时播放《卡农》,当传感器异常时播放嘟嘟音。
单片机C 语言课题设计报告语言课题设计报告电动世界,气定乾坤2目录一、设计功能一、设计功能................................. ................................. 3 二、系统设计二、系统设计................................. .................................3 三、器件选择三、器件选择................................. .................................3 3.1温度信号采集模块 (3)3.1.1 DS18B20 3.1.1 DS18B20 数字式温度传感器数字式温度传感器..................... 4 3.1.2 DS18B20特性 .................................. 4 3.1.3 DS18B20结构 .................................. 5 3.1.4 DS18B20测温原理 .............................. 6 3.1.5 DS18B20的读写功能 ............................ 6 3.2 3.2 液晶显示器液晶显示器1602LCD................................. 9 3.2.1引脚功能说明 ................................. 10 3.2.2 1602LCD 的指令说明及时序 ..................... 10 3.2.3 1602LCD 的一般初始化过程 (10)四、软件设计四、软件设计................................ ................................11 4.1 1602LCD 程序设计流程图 ........................... 11 4.2 DS18B20程序设计流程图 ............................ 12 4.3 4.3 主程序设计流程图主程序设计流程图................................. 13 五、设计总结五、设计总结................................. ................................. 2 六、参考文献六、参考文献................................. ................................. 2 七、硬件原理图及仿真七、硬件原理图及仿真......................... .........................3 7.1系统硬件原理图 ..................................... 3 7.2开机滚动显示界面 ................................... 4 7.3临界温度设置界面 ................................... 4 7.4传感器异常警告界面 (4)电气系2011级通信技术一班级通信技术一班通才达识,信手拈来通才达识,信手拈来3温度温度DS18B20 LCD 显示显示过温函数功能模块能模块传感器异常函数功能模块数功能模块D0D1D2D3D4D5D6D7XT XTAL2AL218XT XTAL1AL119ALE 30EA31PSEN29RST 9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD 10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR 16P3.5/T115U180C51X1CRYST CRYSTAL ALC122pFC222pFGNDR110kC31uFVCCGND234567891RP1RESPACK-8VCC0.0DQ 2VCC 3GND 1U2DS18B20R24.7K LCD1LM016LLS2SOUNDERMUC八、程序清单八、程序清单................................. .................................5 一、设计功能·由单片机、温度传感器以及液晶显示器等构成高精度温度监测系统。
基于单片机的智能温控风扇系统设计一、本文概述随着科技的快速发展,智能家居系统在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
其中,智能温控风扇系统作为智能家居的重要组成部分,通过自动调节风速和温度,为用户提供舒适的室内环境。
本文旨在探讨基于单片机的智能温控风扇系统的设计与实现。
本文首先介绍了智能温控风扇系统的背景和意义,阐述了其在现代家居生活中的重要性和应用价值。
接着,文章详细分析了系统的总体设计方案,包括硬件平台的选择、软件编程的思路以及温度控制算法的实现。
在此基础上,文章还深入探讨了单片机在智能温控风扇系统中的应用,包括单片机的选型、外设接口的设计以及控制程序的编写。
文章还注重实际应用的可行性,对智能温控风扇系统的硬件电路和软件程序进行了详细的说明,包括电路原理图的设计、元器件的选择以及程序的调试过程。
文章对系统的性能和稳定性进行了测试和分析,验证了系统的有效性和可靠性。
通过本文的阐述,读者可以全面了解基于单片机的智能温控风扇系统的设计和实现过程,为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
本文也为智能家居系统的发展提供了新的思路和方法。
二、系统总体设计智能温控风扇系统的设计旨在实现根据环境温度自动调节风扇转速的功能,从而提高使用的舒适性和能源效率。
整个系统以单片机为核心,辅以温度传感器、电机驱动模块、电源模块以及人机交互界面等组成部分。
在总体设计中,首先需要考虑的是硬件的选择与配置。
单片机作为系统的核心控制器,需要选择运算速度快、功耗低、稳定性高的型号。
温度传感器则选用能够精确测量环境温度、响应速度快、与单片机兼容的型号。
电机驱动模块负责驱动风扇电机,需要选择能够提供足够驱动电流、控制精度高的模块。
电源模块需要为整个系统提供稳定可靠的电源。
人机交互界面则用于显示当前温度和风扇转速,同时提供用户设置温度阈值的接口。
在软件设计上,系统需要实现温度数据的采集、处理与传输,风扇转速的控制,以及人机交互界面的管理等功能。
51单片机温度测量与控制系统摘要随着现代信息技术和工农业的快速发展,单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域,已经成为一种比较成熟的技术, 本文主要介绍了一个基于51单片机的测温系统,详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程,重点对传感器在单片机下的硬件连接,软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析,对各部分的电路也进行了介绍,该系统可以方便的实现实时温度采集和显示,并可根据需要设定上下限报警温度,它使用起来相当方便,具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点,适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量,也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中,作为其他主系统的辅助扩展。
DS18B20与51单片机结合实现最简温度检测系统,该系统结构简单,抗干扰能力强,适合于恶劣环境下进行现场温度测量,有广泛的应用前景。
关键字:51单片机、温度、DS18B20、数码管、 C51AbstractWith the rapid development of modern information technology and industry and agriculture, microcontroller technology has spread to our life, work, scientific research, each domain, has become a relatively mature technology, this paper introduces a temperature measurement system based on 51 single chip, detailed description of the use of digital temperature sensor DS18B20 temperature measurement system development, key the connection to the sensor under the SCM hardware, software programming and system flow of each module are analyzed in detail, on the part of the circuit are introduced, the system can easily achieve the real-time temperature acquisition and display, and can according to need to set the alarm temperature, it is very convenient to use, has high accuracy, Liang Chengkuan, high sensitivity, small volume, low power consumption, suitable for our daily lives and industrial, agricultural production in the temperature measurement, which can also be used as a temperature processing module embedded in other systems, as other auxiliary system. DS18B20 and 51 microcontroller with temperature detection system to achieve the most simple, the system has the advantages of simple structure, strong anti-interference ability, suitable for on-site temperature measurements in harsh environment, has the widespread application prospect.Key words:The 51 single chip microcomputer、Temperature、DS18B20、Digital tube、C51目录第1章概论 (1)1.1设计背景 (1)1.2总体设计 (2)1.3 设计要求 (3)第2章设计理论基础 (4)2.1 51单片机 (4)2.2 温度传感器 DS18B20 (7)2.3 锁存器 74HC573 (10)2.4 LED 数码管 (11)第3章硬件电路设计 (13)3.1 单片机最小的系统 (13)3.2 温度采集电路 (14)3.3 温度控制电路 (16)3.4 键盘电路 (17)3.5 显示电路 (18)第4章软件程序设计 (19)4.1 程序初始化 (19)4.2 延时子函数 (19)4.3 按键设定子函数 (20)4.4 温度显示子函数 (21)4.5 温度采集子函数 (21)4.6 温度控制子函数 (23)4.7 主函数 (24)第5章总结全文 (25)5.1结束语 (25)5.2致谢词 (25)参考文献 (26)附录 (27)第1章概论1.1设计背景温度是表征物体冷热程度的物理量,温度是工农业生产、科学试验以及日常生活中需要普遍进行测量和控制的一个重要物理量,由此对温度进行检测的意义就越来越大。
基于51单片机的温度报警器设计引言:温度报警器是一种用来检测环境温度并在温度超过设定阈值时发出警报的装置。
本文将基于51单片机设计一个简单的温度报警器,以帮助读者了解如何利用单片机进行温度监测和报警。
一、硬件设计硬件设计包括传感器选择、电路连接以及报警装置的设计。
1.传感器选择温度传感器的选择非常重要,它决定了监测温度的准确性和稳定性。
常见的温度传感器有热敏电阻(如NTC热敏电阻)、热电偶以及数字温度传感器(如DS18B20)。
在本设计中,我们选择使用DS18B20数字温度传感器,因为它具有高精度和数字输出的优点。
2.电路连接将DS18B20与51单片机连接,可以采用一根三线总线(VCC、GND、DATA)的方式。
具体连接方式如下:-将DS18B20的VCC引脚连接到单片机的VCC引脚(一般为5V);-将DS18B20的GND引脚连接到单片机的GND引脚;-将DS18B20的DATA引脚连接到单片机的任意IO引脚。
3.报警装置设计报警装置可以选择发出声音警报或者显示警报信息。
在本设计中,我们选择使用蜂鸣器发出声音警报。
将蜂鸣器的一个引脚连接到单片机的任意IO引脚,另一个引脚连接到单片机的GND引脚。
二、软件设计软件设计包括温度读取、温度比较和报警控制的实现。
1.温度读取通过51单片机的IO引脚和DS18B20进行通信,读取DS18B20传感器返回的温度数据。
读取温度数据的具体步骤可以参考DS18B20的通信协议和单片机的编程手册。
2.温度比较和报警控制将读取到的温度数据和设定的阈值进行比较,如果温度超过阈值,则触发报警控制。
可以通过控制蜂鸣器的IO引脚输出高电平或低电平来控制蜂鸣器是否发出声音警报。
三、工作原理整个温度报警器的工作原理如下:1.首先,单片机将发出启动信号,要求DS18B20开始温度转换。
2.单片机等待一段时间,等待DS18B20完成温度转换。
3.单片机向DS18B20发送读取信号,并接收DS18B20返回的温度数据。
基于51单片机的水温自动控制系统沈统摘要:在现代化的工业生产中,温度是常用的测量机被控参数。
本水温控制系统采用AT89C51为核心控制器件,实现对水温在30℃到96℃的自动控制。
由精密摄氏温度传感器LM35D构成前置信号采集和调理电路,过零检测双向可控硅输出光电耦合器MOC3041构成后向控制电路,由74LS164和LED数码管构成两位静态显示用于显示实时温度值。
关键词:89C51单片机;LM35D温度传感器;ADC0809;MOC3041光电藕耦合器;水温自动控制0 引言在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。
而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。
本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。
本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。
1 设计任务、要求和技术指标1.1任务设计并制作一水温自动控制系统,可以在一定范围(30℃到96℃)内自动调节温度,使水温保持在一定的范围(30℃到96℃)内。
1.2要求(1)利用模拟温度传感器检测温度,要求检测电路尽可能简单。
(2)当液位低于某一值时,停止加热。
(3)用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。
(4)无竞争-冒险,无抖动。
1.3技术指标(1)温度显示误差不超过1℃。
(2)温度显示范围为0℃—99℃。
(3)程序部分用PID算法实现温度自动控制。
(4)检测信号为电压信号。
2 方案分析与论证2.1主控系统分析与论证根据设计要求和所学的专业知识,采用AT89C51为本系统的核心控制器件。
AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS 8位微处理器。
其引脚图如图1所示。
2.2显示系统分析与论证显示模块主要用于显示时间,由于显示范围为0~99℃,因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。
在显示驱动电路中拟订了两种设计方案:方案一:采用静态显示的方案采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路,其优点在于占用主控系统的I/O口少,编程简单且静态显示的内容无闪烁,但电路消耗的电流较大。
目录摘要 (2)第一章绪论 (4)1.1 系统背景 (4)1.2 温度控制系统设计的意义 (5)1.3 温度控制系统完成的功能 (5)第二章系统方案设计 (6)2.1 方案一 (6)2.2 方案二 (6)2.3 方案论证 (7)第三章硬件电路设计 (8)3.1系统总体设计 (8)3.2 各部分硬件电路设计 (9)3.2.1时钟电路设计 (9)3.2.2系统复位电路 (10)3.2.3报警与控制电路设计 (11)3.2.4 LED显示电路设计 (12)3.2.4温度检测电路设计 (14)3.2.5按键电路设计 (16)第四章软件设计 (17)4.1 主程序方案 (17)4.2 各个模块子程序设计 (20)4.2.1温度采集程序 (20)4.2.2数码管显示模块 (23)4.2.3温度处理程序 (24)第五章系统调试 (25)5.1测试环境及工具 (25)5.2测试方法 (25)5.3测试结果分析 (26)结论 (26)致谢 (26)参考文献 (27)附录一:系统原理图 (29)附录二:程序代码 (30)摘要随着现代信息技术的飞速发展,在生产中温度的准确测量是一个比较困难的事情从最初的酒精、水银温度计到现在的数字化、集成化的温度检测系统。
可见传感器的发展是飞快的。
它快速的发展必将带来新一轮的工业化的革命和社会发展的飞跃。
本文从硬软件两个方面介绍了基于AT89S52单片机温度自动检测系统的设计。
系统硬件由控制电路、温度采集电路、键盘和LED显示电路组成。
软件设计从设计思路、软件系统框图出发,先介绍整体的思路后,再逐一分析各模块程序算法的实现,最终编写出满足任务需求的程序。
最终通过DS18B20采集温度并显示出来,由此对周围环境的温度进行有效检测与报警。
基本上满足了温度检测与报警的要求,具有超调量小,采样值与设定值基本一致,操作简单等优点。
本设计创新点在于采用数字式温度传感器DS18B20 作为感温元件, 占用单片机引脚少, 因而可以利用空余引脚通过软件模拟和温度显示。
课程名称:微机原理课程设计题目:温度检测课程设计随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的温度检测仪。
本设计使用简便,功能丰富。
可以实现温度采集,温度报警,重设上下限温度值等功能。
在现代化的工业生产中,需要对周围环境的温度进行检测和控制。
本设计对温控报警问题展开思考,设计一个能根据需求设置低温到高温进行报警并通过数码管显示的系统。
该系统使用STC89C51单片机,同时运用单线数字温度传感器DS18B20,四位共阴数码管显示,按键控制等模块可实现温度的检测与设置。
课题经过实验验证达到设计要求,具有一定的使用价值和推广价值。
本作品使用四位共阴数码管显示,可以清晰地显示当前的报警温度,一定程度避免使用者使用时出错,安全可靠,可使用于各种食品储存室,植物养殖所等地方,实用性很高。
关键字:温度报警器 STC89C51单片机数码管 DS18B20一、课程设计目的和要求 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计要求 (1)二、总体设计方案 (1)三、硬件设计 (2)3.1 DS18B20传感器 (2)3.2 STC89C51功能介绍 (6)3.3 时钟电路 (8)3.4 复位电路 (8)3.5 LED显示系统电路 (9)3.6 按键控制电路 (11)3.7 蜂鸣器电路 (11)3.8 总体电路设计 (12)四、软件设计 (14)4.1 keil软件 (14)4.2 系统主程序设计 (14)4.3 系统子程序设计 (15)五、仿真与实现 (18)5.1 PROTEUS仿真软件 (18)5.2 STC-ISP程序烧录软件 (19)5.3 使用说明 (20)六、总结 (21)一、课程设计目的和要求1.1 设计目的熟悉典型51单片机,加深对51单片机课程的全面认识和掌握,对51单片机及其接口的应用作进一步的了解,掌握基于51单片机的系统设计的一般流程、方法和技巧,为我们解决工程实际问题打下坚实的基础。
目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1选题的背景 (1)1.2课题研究的目的和意义 (1)1.3本文的结构 (1)2 系统总体方案设计 (1)2.1总体方案设计 (2)2.2部分模块方案选择 (3)2.2.1单片机的选择 (3)2.2.2温度检测方式的选择 (3)2.2.3显示部分的选择 (4)2.2.4电源模块的选择 (4)3 硬件电路的设计 (4)3.1 硬件电路设计软件 (4)3.2系统整体原理图 (5)3.3单片机最小系统电路 (6)3.4单片机的选型 (7)3.5温度测量模块 (8)3.5.1 DS18B20概述 (8)3.5.2 DS18B20测温工作原理 (11)3.5.3 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 (12)3.6 显示模块 (13)3.7 按键以及无线遥控模块 (15)3.7.1按键的相关知识 (15)3.7.2 5伏带解码四路无线接收板模块 (16)3.8 报警及指示灯模块 (18)3.9 电源模块 (19)4 系统软件设计及仿真部分 (20)4.1软件设计的工具 (20)4.1.1程序编写软件 (20)4.1.2仿真软件 (21)4.2各模块对应的软件设计 (22)4.2.1显示模块的程序 (22)4.2.2温度测量的程序 (26)4.2.3报警系统程序 (32)4.2.4按键程序 (33)4.2.5总体程序 (35)5 实物制作 (37)5.1电源部分 (37)5.2单片机最小系统部分 (37)5.3 总体实物 (37)6 总结 (38)7 致谢 (39)参考文献 (40)附录一 (41)附录二 (49)基于单片机的温度测量系统摘要随着测温系统的极速的发展,国外的测量系统已经很成熟,产品也比较多。
近几年来,国内也有许多高精度温度测量系统的产品,但是对于用户来说价格较高。
随着市场的竞争越来越激烈,现在企业发展的趋势是如何在降低成本的前提下,有效的提高生产能力。
基于51单片机的粮仓远程温度监控系统设计文章标题:基于51单片机的粮仓远程温度监控系统设计摘要:粮仓是储存谷物和油籽等粮食作物的重要场所,而粮食保存质量的高低与所储存环境的温度、湿度等因素有很大关系。
因此,建立一套粮仓远程温度监控系统对于提高粮食的保存质量具有重要意义。
本文基于51单片机设计了一套粮仓远程温度监控系统,实现了对于不同位置粮仓内的温度数据采集、传输和显示等功能。
通过对实验结果的分析,揭示了设计方案的可行性和优劣,为类似粮仓环境监控系统的研究提供了一定的指导意义。
关键词:51单片机;粮仓;温度监控;远程1.引言粮仓温度监控是指在粮仓内部设置温度传感器,实时监测粮仓内部的温度情况,并将其传送到监控设备进行处理分析,以保障储存谷物、油籽等粮食作物的品质安全。
目前,国内外对于粮仓监控技术的研究已有很多,但在解决远程监控和实时数据传输等方面仍存在一定的不足。
本文针对该问题,通过利用51单片机等材料组成粮仓远程温度监控系统,实现了远程监控和数据传输的功能。
在实验中,利用该系统对于不同位置粮仓的温度进行了实时监测,并对于实验数据进行了分析。
实验结果表明,该系统具有可行性和实用性,能够满足粮仓温度监控的需求,为粮仓环境监控技术的研究提供了新的思路和方向。
2.系统架构设计2.1 系统硬件结构本系统硬件结构主要包括MCU、传感器、显示器、无线通讯模块等四个部分。
MCU: 本系统采用的MCU是基于51单片机的AT89S52,具有强大的计算处理能力和丰富的外设资源,并且其运行稳定性和可靠性较高。
传感器:本系统采用的传感器为DS18B20数字温度传感器,采用单总线接口模式实现数字温度转换,具有精度高、应用广泛和性价比高等优点。
显示器:本系统的显示器采用OLED 0.96寸点阵显示屏,可以实现温度数据的实时显示和运行状态的提示。
无线通讯模块:本系统无线通讯模块采用了NRF24L01+2.4G无线传输模块,能够实现高速率的无线数据传输,具有传输距离长、抗干扰能力强等优点。
基于单片机的温度控制系统的设计摘要:目前基于单片机的温度控制系统设计方面的研究不是很多,单片机在温度控制系统设计中起到核心作用。
希望通过本文对基于单片机的温度控制的设计研究,给温度控制设计提供思路和依据。
关键词:温度;软硬件;程序框图;设计中图分类号:tp277 文献标识码:a 文章编号:1674-7712 (2013)08-0000-01一、温度控制系统的架构(一)系统架构(二)mcs-51单片机的概述及使用范围2.mcs-51系列单片机结构化程序设计。
结构化程序设计主要遵循功能模块化和过程结构化的设计原则,它的主要观点是采用自顶向下、逐步求精的程序设计方法,即应先考虑总体,后考虑细节;先考虑全局目标,后考虑局部目标。
程序设计的质量将直接影响到计算机系统的运行效率和可靠性。
结构化程序设计的步骤是将处理特定任务的代码和数据分成多个模块,与程序其余部分隔离,形成中断服务子程序。
这种方法可以使得各个模块具有专门的功能,处理特定的任务,降低了程序设计的复杂性,为程序的修改、检错和调试都带来方便。
二、温控系统的数据采集模块通常设计采集温度数据模块的时候,根据数据需求及精确度的高低,有以下两种方式:(1)数据精确度不高的时候,设计基于msc-51单片机及adc0809的温度采集控制系统。
该系统利用单片机中空余的i/o接口,以中断的方式实现温度的实时采集与控制,充分利用cpu的资源空间,简化了测量电路以及程序调试的复杂过程。
(2)数据精确度较高低的时候,以热电偶、热电阻为检测元件的单片机温度控制系统电路,但是组成的温度测量电路复杂,软件调试繁琐。
三、温控系统的控制模块温控系统的控制模块在本次设计模块中占据重要比例。
在8031对温度的控制中,双向可控硅管起到主要作用。
我们在220v/50hz 市电回路中,将双向可控硅管和加热丝串接连接。
预先设定一个温度管控时间t,然后再规定的时间内,通过改变8031的接通时间,从而改变加热丝的功率,而最终实现对温度控制的功能。
DS18B20获取温度程序流程图DS18B20的读字节,写字节,获取温度的程序流程图如图所示。
DS18B20初始化程序流程图DS18B20读字节程序流程图DS18B20写字节程序流程图DS18B20获取温度程序流程图图3-4 DS18B20程序流程图显示程序设计显示电路是由四位一体的数码管来实现的。
由于单片机的I/O 口有限,所以数码管采用动态扫描的方式来进行显示。
程序流程图如图所示。
图显示程序流程图按键程序设计按键是用来设定上下限报警温度的。
具体的程序流程图如图所示。
N图按键程序流程图附1 源程序代码/********************************************************************* 程序名; 基于DS18B20的测温系统* 功能:实时测量温度,超过上下限报警,报警温度可手动调整。
K1是用来* 进入上下限调节模式的,当按一下K1进入上限调节模式,再按一下进入下限* 调节模式。
在正常模式下,按一下K2进入查看上限温度模式,显示1s左右自动* 退出;按一下K3进入查看下限温度模式,显示1s左右自动退出;按一下K4消除* 按键音,再按一下启动按键音。
在调节上下限温度模式下,K2是实现加1功能,* K1是实现减1功能,K3是用来设定上下限温度正负的。
* 编程者:ZPZ* 编程时间:2009/10/2*********************************************************************/#include<AT89X52.h> //将AT89X52.h头文件包含到主程序#include<intrins.h> //将intrins.h头文件包含到主程序(调用其中的_nop_()空操作函数延时)#define uint unsigned int //变量类型宏定义,用uint表示无符号整形(16位)#define uchar unsigned char //变量类型宏定义,用uchar表示无符号字符型(8位)uchar max=0x00,min=0x00; //max是上限报警温度,min是下限报警温度bit s=0; //s是调整上下限温度时温度闪烁的标志位,s=0不显示200ms,s=1显示1s左右bit s1=0; //s1标志位用于上下限查看时的显示void display1(uint z); //声明display1()函数#include"ds18b20.h" //将ds18b20.h头文件包含到主程序#include"keyscan.h" //将keyscan.h头文件包含到主程序#include"display.h" //将display.h头文件包含到主程序/***********************主函数************************/void main(){beer=1; //关闭蜂鸣器led=1; //关闭LED灯timer1_init(0); //初始化定时器1(未启动定时器1)get_temperature(1); //首次启动DS18B20获取温度(DS18B20上点后自动将EEPROM中的上下限温度复制到TH和TL寄存器)while(1) //主循环{keyscan(); //按键扫描函数get_temperature(0); //获取温度函数keyscan(); //按键扫描函数display(temp,temp_d*0.625);//显示函数alarm(); //报警函数keyscan(); //按键扫描函数}}/********************************************************************* 程序名; __ds18b20_h__* 功能:DS18B20的c51编程头文件* 编程者:ZPZ* 编程时间:2009/10/2* 说明:用到的全局变量是:无符号字符型变量temp(测得的温度整数部分),temp_d* (测得的温度小数部分),标志位f(测量温度的标志位‘0’表示“正温度”‘1’表* 示“负温度”),标志位f_max(上限温度的标志位‘0’表示“正温度”、‘1’表* 示“负温度”),标志位f_min(下限温度的标志位‘0’表示“正温度”、‘1’表* 示“负温度”),标志位w(报警标志位‘1’启动报警‘0’关闭报警)。
基于51单片机的温度控制系统设计
摘要:本文主要对单片机温度控制系统的硬件电路设计、总体机
构、工作原理、键盘显示等硬件电路、单片机及扩展几口电路A/D
转换和D/A转换电路作了详细的说明和论述。
关键词:单片机 温度控制 系统设计
本文对单片机的温度控制系统进行论述的时候,主要是从具体的
四个组成部分进行:第一是输入部分;第二是输出部分;第三是按键
部分;第四是显示部分。温度控制系统通过ADC0809 进行A/D转换
的形式对温度传感器的实际温度进行检测,同时将检测送到单片机中,
如果检测到的值同设定值在比较的时候出现了偏差,会对偏差值进行
修正,得到的控制值对电机转速进行控制,实现温度的控制。
1 单片机温度控制系统的设计方案
单片机的温度控制系统有以下几个部分组成:温度变速器,热电偶
传感器,单片机控制器,可控硅输出部分以及被控对象。炉温信号T借
助于温度的检测和变送,形成相应的信号,同时将生成的信号同具体值
进行充分的比较,对相应的温差进行计算,同时依据智能控制算法,对
数据处理得到相应的控制量u。而可控硅输出部分,则是根据输出的功
率,让可控硅管的接通时间上有所改变,并使加热炉的输出温度达到标
准。
2 硬件电路的设计
2.1 传感器选择
本次设计是对炉温进行测量,具体的温度范围是0~800度,这个
测试温度的范围是比较大的。因此,不需要对热敏电阻温度和集成温
度传感器做考虑,对电热电偶则是适宜的,就可以考虑使用(镍铬—铜
镍,测量范围:0~900;误差:+/-0.75%的WRE型热电偶。并且有着较高
的精度,能够同精度要求相符合,同时价格也是比较便宜的。
2.2 关于放大电路的相应设计
设计的时候对具体的电压进行了设定,设计的具体值范围0~30
mV之间,在对信号进行处理时,ADC0809系统的要求为0~5 V之间的
标准型号,因此,在设计过程中要放大热电偶的输出电压,就要用做好
的放大器,可以选择OP07,而这种放大器可以很好的对温漂进行控制。
在设计中要让ADC0809的输入通道的电压控制在0-5伏之间,能够对
ADC0809的电压要求进行充分的满足。将图中的电压调整到0~5伏
之间。通过这种方式来达到相应的标准信号要求。
2.3 A/D 转换电路设计
通常情况下使用的是八位、十二位、十六位等模数转换器。其
中,ADC0809是最常用的是八位模数转换器;AD574是最常用的十二
位模数转换器。本设计主要是对0~800度,对转换精度控制在4度情
况下的电路。具体的转换公式是Y=(Amax-Amin)/2。在这个公式
中,Amax代表的是测量范围中的最大值,而Amin代表的是测量范围中
的最小值。因此,可以将相应的数值加入公式中进行计算。比如n是8
的时候,而Y是3的时候,就可以满足相应模数转换器的要求。最常用
的模数转换器是ADC0809,这个转换器的特点是价格比较便宜,性能
较好,同时有八个通道,并且可以对同一个参数进行测定,也可以对不
同的参数进行测定。本次设计中是通过多通道采集的方式来获取温度
信号,这样可以对系统的各个要求进行充分的满足。因此,本次设计中
的模数转换所用的器件选择用ADC0809。
2.4 人机交互的设计
人机界面主要是通过人与机器进行充分的结合,从而对功能的选
择、控制参数以及执行进行设定,同时对温度的显示等功能进行较好
的控制。在单片机的应用系统中,人机交互是属于外部设备构成系统。
这个设计是通过应用系统同相应的操作人员进行相互的活动,通过这
种形式让系统同外界进行相应的联系。如果需要一个较为安全的应用
系统,应该拥有较为灵活和方便的交互功能。这个系统不但能够将系
统运行的状态较好地展示出来,同时又可以进行恰当的人工干预。
2.5 显示接口的设计
在单片微机系统中,常用的显示器有:数码管显示器,简称LED;液
晶显示器,简称LCD。
LED显示器有静态显示和动态显示两种方式。在本次设计中,由
前面所叙述,键盘等要占用很多接口,而动态显示能够节省很多接口,
这恰好能满足本次设计的需要,所以选择用动态显示的方式。
2.6 温度控制电路设计
对电炉进行控制的时候是依据输出达到的,电炉在建立的时候可
以借助于一种相应的数学模型。可控硅可以认为是线形环节实现对炉
温的控制。假如单片机进行电平输出的时候,具体值是0的时候,就能
够将光耦元件准确导通,通过这种方式让三极管形成相应的偏置,从而
进行较好的导通。当电压经过集电极电阻之后,或者经过发射极的反
向偏置时候,在双向可控硅控制端的电压在7 V左右。这样就导通了
可控硅,形成了相应的交流通路,让电阻炉进行正常的工作。相反,假如
单片机的输出电压是0,光耦元件是不能够导通的,让不能形成相应的
偏置,让可控硅控制端的电压降低,最低到零,借助于可控硅进行截止,
让交流通路截断,从而让电炉工作停止。另外,在设计中还有越限报警,
假如温度低于下限的时候,二极管就发亮,假如温度比上限高的时候,
蜂鸣器就会鸣叫。
3 总结与展望
3.1 总结
在工业生产中,温度控制有着非常好的促进作用。本文主要是针
对炉温的控制系统,对单片机这一核心构成系统提出了相应的控制方
案。设计的温度控制系统是基于AT89C51进行的。从而构成了整个
系统的硬件和软件的设计,借助于仿真软件对相应的系统进行仿真调
试,以及对电路板进行仿真调试。这个系统主要是对显示温度、设置
温度以及其他功能进行了设定。设计的方面主要内容如下:
在研究过程中首先系统针对的是国内外炉温控制的研究方法和
现状,针对单片机作为核心的温度控制系统形成的具体研究方案。
对控制系统的具体要求进行设定,将单片机中温度控制系统的硬
件电路进行了系统的控制,同时对相应的工作原理进行了详细的说
明。
进行编写的时候使用的是汇编语言,效率高,实时性好,系统控制
程序采用了模块化设计结构。在不同子程序上调试,达到了相应的效
果。本系统在设计的时候考虑到很多方面的情况,在硬件电路中有较
多的资源可以进行利用。
3.2 展望
通过这次设计,对本课题的研究情况进行了相应的展望,具体如
下:
用VB对通信进行串行,同时与上位机进行连接,设定相应的温度
曲线,让人准确看出温度的变化情况。
远程控制,通过远程遥控对现场情况进行充分的了解,同时将一些
简单的问题进行解决。
将按键数目减少,只需一个按键达到加1和减1的功能,这样可以
空出更多的接口、减少硬件资源的使用。
参考文献
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术,2005(24).
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