基于STC12C5A60S2的无线温度采集系统设计

东莞理工学院本科毕业设计毕业设计题目：温湿度控制器学生姓名：学号：系别：专业班级：指导教师姓名及职称：刘华珠高级工程师起止时间：2011年11月—— 2012年6月摘要本论文介绍了一种以单片机STC12C5A60S2为主要控制器件，以PT100，SHT15分别为温，湿度传感器。

本设计主要包括硬件电路的设计和系统软件的设计。

硬件电路主要包括控制器，测温湿控制电路和显示电路等。

控制器用带有AD转换的单片机，温度传感器PT100，湿度传感器采用SHT15，显示电路采用1个8位共阴极LED数码管，用锁存器是显示效果更好。

测温湿控制电路由温湿度传感器和预置温湿度值比较报警电路组成，当实际测量温湿度值大于预置温湿度值时，发出报警信号（发光二极管点亮）而且使外电路驱动（继电器动作）。

软件部分主要包括主程序，测温湿度子程序，显示子程序和按键子程序等。

本次设计采用的SHT15湿度传感器包括一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件，并与一个14位的A/D器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝链接，从而具有超快响应，抗干扰能力强，性价比高等优点。

而且PT100在要求的范围内线性度很好。

关键词：温度测量, 湿度测量，温度算法，PT100，SHT15ABSTRACTThis paper presents a new design of digital thermometers and hygrometer. It includes a main control device-microcontroller STC12C5A60S2 and a temperature and humidity sensor. This design includes hardware and system software .The hardware design includes a main controller circuit, Temperature and Humidity measurement and control circuits and show circuit. Main controller uses SCM STC12C5A60S2，temperature sensor uses PT100，and humidity sensor uses SHT15，Show circuit is a total of eight circuits using digital LED of the Altogether. Driver show circuit uses atches (74573). Temperature and Humidity control circuit includes the temperature and humidity sensor and preset temperature and humidity values compared alarm circuit. When the actual measurement of temperature or humidity values is greater than the preset temperature or humidity values, the alarm signal (Light emitting diode is lit) is sent. And output circuit will be sent(Relay action) .The major software includes the main routines, temperature and humidity routines, show routines and digital-to-analog routines.The humidity sensor (SHT15) in this design includes a capacitive polymer sensing element for power consumption makes it the ultimate choice for even relative humidity and a band gap temperature sensor. Both the most demanding applications are seamlessly coupled to a 14bit analog to digital converter with a 14 and the A / D, as well as serial interface circuits in the same chip on the realization of a Gap link to a super-fast response, anti-interference capability and cost-effective advantages.And PT100 within the required range linearity is very good.The design of digital thermometers and hygrometer with STC12C5A60S2 and PT100 and SHT15, not only has a simple external circuit, but also has a high-precision measurement.KEY WORDS: temperature measurement, humidity measurements, PT100，SHT15目录前言 (1)一设计任务要求和温湿度计的发展史 (1)1.1 设计任务及要求 (1)1.2 设计温湿度计的依据和意义 (1)1.3 温度计的发展史 (2)1.4 湿度计的由来 (3)1.5 露点意义 (3)二设计任务分析及方案论证 (4)2.1 设计总体方案及方案论证 (4)2.2 元器件的选择 (5)2.2.1 主控制器芯片 (5)2.2.2 温湿度传感器 (7)2.2.3 驱动显示电路 (8)2.3 温湿度测量的方法及分析 (9)三硬件电路的设计 (10)3.1 主控制电路和测温湿控制电路 (10)3.2 驱动显示电路 (12)四软件设计及分析 (13)4.1 SHT15传输时序和指令集]7[与测温模块 (13)4.1.1通讯复位时序 (13)4.1.2启动传输时序 (14)4.1.3 数据传输和指令集 (14)4.1.4湿度的测量时序 (15)4.1.5 输出转换为物理量 (15)4.1.6 SHT15的DC特性 (17)4.2 程序流程图 (19)4.3 程序的设计 (20)4.3.1 SHT15的初始化程序 (20)4.3.2 毕业设计.c是主函数，做了温度的算法 (26)4.3.3 AD转换子程序 (35)4.3.4 LED显示子程序 (36)4.3.5 软件在硬件上的调试分析 (45)结论 (46)参考文献 (47)致谢 (48)附录 (48)引言温度与湿度与人们的生活息息相关。

毕业设计开题报告题目：基于蓝牙的温度采集系统的设计与实现学生：指导老师：系别：电子信息科学学院专业：软件工程班级：学号：20xx年xx月xx日2.毕业设计（论文）任务要研究或解决的问题和拟采用的方法：（一）、系统硬件结构图（二）、驱动组成和功能构想1、驱动的组成本驱动程序主要由四个部分构成：卡是否插入的探测，卡的识别和初始化，卡的读操作，卡的写操作。

它们各自的功能描述如下：（1）卡是否插入的探测本功能主要是探测SD/MMC卡插入或移除，是以查询的方式获取卡以插入卡座，或者是卡插入卡座时通过nCD引脚发送中断通知卡已经插入。

nCD引脚是用于判断卡是否已插入，由于该引脚被上拉，当卡未插入卡座内时，从INT0 引脚读到的是高电平；当卡完全插入到卡座内时，卡座内部触点接地，则从INT0读到的是低电平。

通常通过检测该引脚的电平值来判断卡的动态拔插动作。

（2）卡的识别和初始化本功能主要是用于识别插入的到底是哪一种扩展卡，并完成卡的初始化流程。

卡的识别，包括卡的类型，读取卡上的信息，为卡分配地址等。

卡的初始化主要是针对卡的各个硬件接口进行初始化，以及卡插入后对卡的初始化，获取卡的各项信息，激活卡。

（3）卡的读操作本功能主要是完成的读操作，发送读命令来读写卡上的数据。

每次读操作通常以块（一般为512 字节）为单位。

若一次读取的数据在一块以内，可使用单块读命令；若超过一块，则应使用多块读命令，此时还应在接收完预期数据后给卡发送停止传输命令通知卡停止传送数据。

读命令的4字节参数为欲读取数据的地址。

MMC 卡和SD卡的最大容量为4G，地址以字节为单位，通常与512 对说明：开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师指导下，由学生填写，经导师签署意见及系审查后生效。

基于STC12C5A60S2多路温度监控系统设计
罗浩;刘尚武;王书易;张莉莉;霍向阳;周晓蕊;李明振
【期刊名称】《信阳师范学院学报：自然科学版》
【年(卷),期】2014(27)1
【摘要】介绍了一种基于STC12C5A60S2的多路温度监控系统设计.以单片机STC12C5A60S2作为核心处理器,选用热电偶作为温度检测传感器,能够实现对炉体温度的精确测量与控制;另外,该系统增设了485接口,可以实现单片机同上位机之间的通信,便于远程控制.
【总页数】5页(P106-110)
【关键词】STC12C5A60S2;温度检测;多路温度监控;远程控制
【作者】罗浩;刘尚武;王书易;张莉莉;霍向阳;周晓蕊;李明振
【作者单位】信阳师范学院物理电子工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP274
【相关文献】
1.基于STC12C5A60S2的室内环境监控系统设计 [J], 刘姜涛
2.基于STM32与LabVIEW的多路温度实时监控系统设计 [J], 刘默;李玉松;元光
3.基于STC12C5A60S2单片机室内监控系统设计 [J], 晁松杰
4.基于STC12C5A60S2的无线温度采集系统设计 [J], 秦相林;张海兵;张盈盈
5.酿造过程的多路温度监控系统设计 [J], 方帅朋;陶太洋
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Aim at the limitations of The traditional wired multi-piont temperature measurements.This thesis designsa wireless multi-piont temperature acquisition system which adoptssingle chip processor. This system uses theSTC12C5A60S2single chip processor asthe core control chip. The thesis completed the scheme demonstration, the smallest single-chip system design, the wireless transceiver circuit design, the temperature sensor circuit design, the display circuit design, the software design and the experimental verification.
Through physical experiments this system has achieved the task requirements, it proved this temperature acquisition system is true and reliable.
Key words：temperature measurement；DS18B20；digital temperature sensor；single chip processor；wireless transceiver

技术应用
田晶晶＊田善玉＊黄院苏———汽车起重机底盘板簧式后悬挂装配技术研究
第4期
; 板安全 (5)选择液压泵 经 2 计算得知，泵工作循环所需的工作压力 P= 10.74MPa 泵的最大工作压力 经查阅厂家样品选择：排量 q=10mL/r =0.01L/r， 转速 n=1450r/min 功率 故选用电机功率为 5.5Kw，额定压力为 16MPa 五、结论 该工装投入使用之前， 后悬挂线上装配需要 2 人 2 个小时， 线下二次拧紧需要 3 人 2.5 小时方可 完成装配，使用工装以后，只需要线上 1 人 1.2 小时 即可完成，极大的提高了工作效率。 经过批量生产， 此工装操作简便、工人劳动强度低，易于实现板簧压 紧，压紧过程安全可靠，可以解决板簧式后悬挂装配 难的问题。 目前已经在安徽柳工推广和使用，并且 可以在生产板簧后悬挂的卡车生产厂家推广使用。
基于单片机的无线温度采集系统设计与实现
靳晓波 1,2
（1.中北大学， 山西 太原 030051； 2.山西机电职业技术学院， 山西 长治 046011）
［摘 要］本文介绍了一种单片机控制的远程无线采集系统。本系统采用 zigbee 模块、高精度的温度传感
器及单片机对系统进行设计，并对相关程序进行设计，经实际验证具有较好的效果。用户可以远程对温度进
本文设计了一种无线温度采集系统，用 STC12C5A60S2 单片机作为控制器， 选用数字温度 传感器，对被测对象的温度进行采集，具有稳定性 好、精度高等特点。此外系统还设计了单片机与上位 机的通信方式，实现了无线信息传输。
一、系统硬件设计 系统原理：整个系统工作由上位机控制，当系统 接收到上位机通过 zigbee 模块发出采集指令后，对 当前的温度数据进行采集，并把对应的温度信息由 zigbee 网络传回上位机； 当检测到温度超出预设值 时会进行警报输出。 本系统由温度测量模块、控制器模块、数据通信

（1）现场信号发生模块
该模块工作在远距离终端，作为模拟待采样的信号源，产生正弦波。对于该 模块有以下两种方案：
方案一：采用ICL8038集成芯片。构成三角波发生器及正弦整形电路。该IC 电路属于积分型施密特压控多谐振荡器，工作范围0.001HZ～300KHZ，完全可 以达到设计要求。
方案二：LC正弦波振荡器。有电容三点式和电感三点式振荡器以及克拉波和 西勒振荡器
1.2.2 系统各模块的最终方案
根据以上方案，结合器件和实现条件等因素，确定如下方案： （1）.利用ICL8038集成芯片来作为正弦波信号的产生器。
（2）F/V变换模块采用LM331频压变换器。 （3）.采用双单片机STC12C5A60S2来实完成信号的采集与处理。 （4）.单片机之间的通信选取RS-485的通信标准。 （5）.显示模块的选用LCD1602液晶显示。 小结：这一部分主要介绍了整个系统的构思，以及各个模块的方案比较与选择。
（5）显示模块 该模块在主控端，用于显示接收到的数据。 方案一：采用数码管显示； 方案二：采用 LCD 液晶显示； 方案一要额外增加锁存器等驱动电路，而且不稳定，调试较为麻烦；而方案
二中LCD则具有功耗小、平面直角显示以及影象稳定不闪烁，可视面积大，画面 效果好，抗干扰能力强等特点。所以选用方案二。
STC12C5A60S2系列单片机ADC(A/D转换器）的结构如下图所示。
A/D 转 换 结 束 后 ， 最 终 的 转 换 结 果 保 存 到 ADC 转 换 结 果 寄 存 器 ADC_RES 和 ADC_RESL，同时，置位ADC控制寄存器ADC_CONTR中的A/D转换结束标志位ADC_FLAG, 以供程序查询或发出中断申请。模拟通道的选择控制由ADC控制寄存器ADC_CONTR 中的CHS2 ~ CHS0确定。

基于Stc12c5a60s2单片机的气象要素采集系统的设计AbstractWith the increase in demand for accurate weather predictions, the need for a reliable and efficient weather monitoring system has become imperative. This paper presents the design and implementation of a weather monitoring system using the Stc12c5a60s2 microcontroller. The system integrates sensors for measuring temperature, humidity, pressure, and rainfall, and stores the collected data in an SD card. The collected data can be accessed remotely through a serial interface.Keywords: Stc12c5a60s2, weather monitoring system, sensors, SD card, serial interface.IntroductionWeather monitoring systems play a crucial role in providing accurate weather predictions and forecasts. The accuracy of these predictions largely depends on thereliability and efficiency of the data collected. In recent times, there has been a significant increase in the demandfor accurate weather predictions, and this has led to the development of more advanced weather monitoring systems.This paper presents the design and implementation of a weather monitoring system using the Stc12c5a60s2 microcontroller. The system integrates sensors for measuring temperature, humidity, pressure, and rainfall, and stores the collected data in an SD card. The collected data can beaccessed remotely through a serial interface.Design and ImplementationSensor integration: The system integrates sensors for measuring temperature, humidity, pressure, and rainfall. The temperature and humidity sensors are DHT11 sensors, while the pressure sensor is an MPX4115A sensor. The rainfall sensor is a tipping bucket type sensor. The sensors are connected to the microcontroller through their respective pins.Data storage: The collected data are stored in an SD card. The microcontroller is connected to the SD card through an SPI interface. The system uses the FAT16 file system to store the data.Serial communication: The collected data can be accessed remotely through a serial interface. The microcontroller is connected to a computer or any other device through a USB to TTL converter. The system uses the UART protocol for serial communication.Power supply: The system is powered by a 5V DC power supply. The power supply is connected to the microcontroller through a voltage regulator for stable operation.Results and DiscussionThe system was tested in a laboratory setting, and the results showed that the system could accurately measure and record weather data. The data recorded by the system were accessed remotely through a serial interface, and the results were found to be accurate and reliable.ConclusionIn conclusion, this paper presents the design and implementation of a weather monitoring system using theStc12c5a60s2 microcontroller. The system integrates sensors for measuring temperature, humidity, pressure, and rainfall,and stores the collected data in an SD card. The collecteddata can be accessed remotely through a serial interface. The results of the system showed that it is accurate and reliable, and it can be used for weather monitoring applications.。

Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ３ － ０ ９ ７ ２ ． ２ ０ １ ４ ． ０ １ ． ０ ２ ８
基于 Ｓ Ｔ Ｃ １ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ ２ 多 路 温 度 监 控 系统 设 计
罗 浩 ， 刘尚武 ， 王 书 易， 张莉莉 ， 霍 向阳， 周 晓蕊 ， 李 明振
（ 信 阳师范学 院 物理 电子工程学 院 ， 河南 信 阳 ４ ６ ４ ０ ０ ０ ）
摘 要： 介绍 了一种基 于 Ｓ Ｔ Ｃ １ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ ２的 多路 温度监控 系统设计． 以单 片机 Ｓ Ｔ Ｃ １ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ ２作 为核 心处
理 器， 选用热 电偶作为温度检测传感 器， 能够 实现 对炉体 温度 的精 确 测量 与控 制 ； 另 外， 该 系统 增设 了４ ８ ５接
Ｈｕ ｏ Ｘｉ ａ ｎ ｇ ｙａ ｎ ｇ，Ｚｈｏ ｕ Ｘｉ ａ ｏ ｒ ｕ ｉ ，Ｌｉ Ｍｉ ｎｇ ｚ ｈ ｅ ｎ
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ＆Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｘ ｉ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ Ｎ ｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｘ ｉ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ ４ ６ ４ ０ ０ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ￣ Ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｓ Ｔ Ｃ１ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ ２ ｗ ａ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ．Ｉ ｎ

基于STC12C5A60S2单片机的温度监测系统设计摘要在机械、化工、纺织等行业，随着生产规模的不断扩大，以及对生产过程集中监控的迫切要求，现场总线技术应运而生，并成为了当今测控领域研究的热点之一。

在实际的生产实验环境下，由于系统内部和外界的热量交换是很难控制的，而且其他干扰因素也是无法去精确计算的，因此温度量的变化往往受到不可精确预计的外界环境扰动的影响。

但是正常工业生产过程中，对生产中的温度要求又是相对精确和苛刻的，工业生产中经常要保持反应炉中保持一定的温度，来促进反应的持续快速进行，同时，以前的温度控制大多是人工通过仪表的显示来调节温度的模式，然而人工控制温度的精确度不高，而且反应不灵敏，存在较大误差，因此需要更好的测温控温方法。

Modbus协议作为现场总线的一种，以其开发成本低，简单易用等诸多优点己被工业领域广泛接受。

温度作为工业中重要的测量参数之一，本课题选择了温度作为测量的对象，并设计了基于Modbus协议的温度测控节点。

本设计采用TC1047A传感器采集现场温度，由STC12C5A60S2单片机进行AD 转换和Modbus协议通讯。

通讯的物理层采用RS485接口，并增加了光电隔离、抗雷击和短路保护等功能。

最后实现了单个节点和PC机的Modbus协议通讯，并通过控制蜂鸣器和继电器来模拟工业现场控制。

本文分别从硬件和软件上阐述了该温度测控节点的实现方法。

关键词温度测控Modbus协议RS485 STC12C5A60S2The Design of Temperature Measuring and ControllingNodeBased to Modbus ProtocolABSTRACTWith the continuous expansion of production scale, and the urgent requirements in centralized monitoring of the production process in mechanical, chemical, textile and other industries. Fieldbus technology came into being, and become one of hot research field of measurement and control today. As one of field bus, Modbus protocol have been widely accepted because of low development cost, easy to use and many other advantages in industry.The temperature is one of the important parameters measured in industry,so it has been chosen a measurement of the object,temperature measurement and control nodes has been designed based on Modbus protocol.This design uses TC1047A sensor to collect on-site temperature,AD conversion and Modbus protocol communications can be done by STC12C5A60S2 microcontroller.The physical layer of communication adopts RS485 interface, and have optical isolation, anti-lightning and short circuit protection in addition. Finally, achieved the Modbus protocol communication between a single node and the PC, and simulate industrial control by controlling the buzzer, and relay. This paper describes the implementation of temperature control node from hardware and software.KEY WORDS Temperature Monitoring Modbus protocol RS485 STC12C5A60目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅱ)1 绪论 (1)2 设计方案 (3)2.1方案概述 (3)2.2方案论证 (3)2.2.1 通讯可靠性 (4)2.2.2 温度检测电路选择 (4)2.2.3 系统电源稳定性 (5)3 硬件电路设计 (6)3.1最小系统电路 (6)3.2温度检测电路 (6)3.3电源电路 (7)3.4报警控制电路 (9)3.5通讯电路 (10)3.6显示电路 (13)3.7硬件抗干扰的设计 (14)4 MODBUS协议概述与应用 (16)4.1MODBUS协议概述 (16)4.1.1 总体描述 (16)4.1.2 MODBUS数据单元 (17)4.1.3 MODBUS通信原理 (17)4.2M两种传输方式 (19)4.2.1 ASCll模式 (20)4.2.2 RTU模式 (20)4.3MODBUS消息帧 (21)4.3.1 ASCll帧 (21)4.3.2 RTU帧 (21)4.3.3 字符的连续传输 (22)4.5错误检测方法 (23)4.5.1 LRC检测 (24)4.5.2 CRC检测 (24)5 软件设计 (25)5.1AD采集程序设计 (26)5.2串口中断处理程序设计 (27)5.3MODBUS协议程序设计 (29)5.4CRC计算及校验程序设计 (29)6 总结 (33)致谢............................................................ 错误!未定义书签。

基于STC12C5A60S2的马弗炉温度控制器设计马弗炉是高性能机电一体化的新一代智能产品，适用于煤炭、电力、化工、冶金等行业和部门进行工业分析。

马弗炉温度控制器设计以单片机STC12C5A60S2作为控制中心，采用PID控制算法和自适应控制技术，自动调整预加热温度，并可以存储记忆，确保试验顺利完成，自动化程度高。

致芯科技芯片解密研究所是国内权威的反向技术研究机构，也是由解密行业鼻祖的芯片解密研发小组分化发展起来的权威技术研究部门，是国内最早的以研究所形式存在的专业芯片解密技术研发机构。

在多年专项技术研究中，芯片解密研究所已经逐步培育了一支技术精湛、整体实力处于业界最高水平的解密工程师。

专业为大家提供芯片解密、单片机解密、IC解密等服务。

1.马弗炉主要技术指标测温范围：0～1000℃测温精度：±3℃控温精度：±10℃（在250～1000℃范围内）升温时间：(室温～920℃)≤30min电源：AC220V±22V@50Hz±1Hz功率：3.5kW具有快速灰化和缓慢灰化、挥发分、罗加指数、黏结指数等四个专用加热程序；另外，温度控制器有一个自选程序，通过按键可选择所需设定的温度和保温时间。

2.设计思路马弗炉温度控制器设计采用PID算法来控制PWM的占空比，由PWM信号控制IGBT的通断，使用时钟专用芯片DS1302进行定时控制，从而实现在不同时段对炉温的控制。

3.系统结构马弗炉温度控制器由单片机STC12C5A60S2，热电偶放大器与数字转换器MAX6675，时钟芯片DS1302，Ｉ级精度Ｋ形热电偶，键盘及显示系统组成，系统结构如图1所示。

PID简介1.基本概念①基本偏差e(t)：表示当前测量值与设定目标之间的偏差。

设定目标是被减数，结果可以是正或负，正数表示还没有达到，负数表示已经超过了设定值，这是面向比例项用的一个变动数据。

②累计偏差∑e(t)=e(t)+e(t-1)+…+e(t-n)：这是我们每一次测量得到偏差值的总和，是代数和，要考虑正负号运算的。

基于 STC12C5A60S2 单片机的炉温实时控制系统 自动化学院 王 XX
摘 要：在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关
量都是常用的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行 业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、 反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用单片机来对温度进行控制，不仅具 有控制方便、 组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术 指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是 一个工业生产中经常会遇到的问题。 本次的课程设计通过对基于单片机的加热炉 温度控制系统的研究和设计， 进而更系统的理解单片机在现代化工业生产中发挥 的作用。 本文主要介绍基于 STC12C5A60S2 单片机的炉温控制设计流程，介绍了炉温 控制方案以及各个主要模块的工作原理和设计思路。 本文并涉及温度传感器系统、 继电器系统、显示系统、输入系统的设计。 关键字：单片机；水温控制；DS18B20；STC12C5A60S2；PID 算法
整体设计方案 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 PID 算法简述 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 数据处理流程 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 硬件电路设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6
第 三 章 3.1
SL-I 型 51 单片机综合试验箱 „„„„„„„„„„„„„„„„„6 单片机最小系统 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 数码管显示模块 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 按键模块 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 报警模块 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 „„„„„„„„„„„„„„„„„„10

一、设计目的1、了解热电偶的基本概念，掌握热电偶的工作原理；2、掌握热电偶的基本定律、基本类型、温度补偿方法、使用热电偶的测温方法；3、掌握热电偶温度测量系统设计方法，学会独立思考、解决问题的能力。

二、设计任务1、收集资料，阅读文献，了解热电偶测温原理。

2、设计热电偶温度补偿电路，信号放大电路，A/D采样电路及信号的处理显示电路。

3、编写程序实现热电偶温度系统设计，画Protell99电路图。

三、设计内容1、热电偶工作原理：热电偶是一种感温元件，热电偶由两种不同成份的均质金属导体组成，形成两个热电极端。

温度较高的一端为工作端或热端，温度较低的一端为自由端或冷端，自由端通常处于某个恒定的温度下。

当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在塞贝克电动势—热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。

测得热电动势后, 即可知道被测介质的温度。

热电偶温度测量由如图所示三部分组成：1）、热电偶2）、毫伏测量电路或毫伏测量仪表3）、连接热电偶和毫伏测量电路的补偿导线与铜线图1 热电偶连接示意图2、工业用普通热电偶结构铂铑10-铂热电偶分度表图2 工业用普通热电偶结构图➢热电极（材料的热电特性稳定）；➢绝缘套管（防止电极间短路）；➢保护套管（隔离电极与介质，免受机械损伤或化学腐蚀等）；➢接线盒。

3、常用的热电偶1）、热电偶名称的含义：前面为正极，后面为负极，下脚标为某种金属的含量。

2）、分度号：代表温度范围和输出电压等级。

热电偶的分度号有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等几种。

其中S、R、B属于贵金属热电偶，N、K、E、J、T属于廉金属热电偶。

3)、分度表：温度与热电动势之间的关系。

图3 S 型(铂铑10-铂)热电偶分度表 分度表每10℃分档 ,中间值按内插法计算: 式中： tM — 被测温度值； tH — 较高的温度值； tL — 较低的温度值；EM 、EH 、EL — 分别为温度tM 、tH 、tL 对应的热电势4、铂铑10—铂热电偶(S 型)正极：铂铑合金丝,用90％铂和10％铑(重量比)冶炼而成。

室内温度自动控制系统摘要在现代人类的生活环境中, 温度扮演着极其重要的角色。

在人们的生产生活中, 无论生活在哪里, 从事什么工作,都要时时刻刻与温度打着交道。

尤其是在18 世纪工业革命以来,工业发展与农业生产都与能否掌握温度, 有着密不可分的联系。

因此,温度的监测与控制与人类的生产生活有着十分重要的意义。

我们通过STC12C5A60S2单片机和DALLAS 公司DS18B20温度传感器对室内温度进行实时监测与控制实现温度的相对稳定具有极其重要的现实意义。

通过该系统的设计制作实践对电子系统设计运动控制理论应用，研究新技术学习知识增强动手能力具有重要的现实意义。

关键字：温度控制DS18B20 单片机控制系统设计目录论文共45 页1 引言 (4)1.1项目概述 (4)1.2设计目的 (4)1.3设计任务 (4)1.4 研究思路和方法 (5)2 项目总体方案设计 (6)2.1系统原理框图与工作原理 (6)2.1.1 国内外室温控制技术研究 (6)2.1.2 系统原理框图设计 (6)3.系统硬件设计 (7)3.1电源模块 (7)3.2 控制系统模块 (7)3.3温度检测 (8)3.3.1 常用温度检测传感器 (8)3.3.2 DS18B20 温度传感器电路 (10)3.4驱动模块 (11)3.4.1半桥驱动原理 (11)3.5升温模块 (11)3.6 人机交互模块 (12)3.6.1 1602 液晶显示 (12)3.6.2 红外遥控操作原理 (12)3.6.3 红外接收电路 (13)4.系统软件设计 (14)4.1程序流程图 (14)4.2温度采集 (15)4.2.1DS18B20 软件定义 (15)4.2.2 温度的计算 (15)4.3红外遥控 (15)4.4 电机的PWM 控制 (21)4.5 发热电阻丝的控制 (23)5.调试运行 (24)5.1 温度传感器校准 (24)5.2 温度调节时间 (25)5.3 温度波动范围 (25)5.4系统参数 (26)6.系统优化 (27)6.1 优化控制方式 (27)6.2 美化外形结构 (27)6.3.扩展系统应用 (27)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附件一：原理图 (32)附件二：源程序 (33)1引言1.1项目概述我们的项目开发针对的对象是收入水平不高，买不起空调，有希望能不受热受冷舒适的生活。

醒 功耗 小于 Ｏ１ Ａ 适用于 电池 供 电系统。内置外部低 压检 ．ｕ 测 中断 比较器 ， 可用 于 电池低 压 报警 ； 内置 看 门狗 （ Ｄ Ｗ Ｔ） 电路 ，集 成 ６ Ｋ ０ Ｂ程序 存 储 器 、 ２ ０字 节 随 机 存 储器 和 １８ １ Ｂ的 Ｆ ＡＳ Ｋ Ｌ Ｈ存 储 器 ，支 持 ｌＰ编程 ：集成 ８路 １ Ｓ ０位 ＡＤ 可 用于 温 度、 Ｃ， 电压 等检 测 ； 工作 频 率 可达 ３ ＭＨ ， ５ ｚ 抗
２ 无线 温度 采集装 置 的软件 设计 电池 供 电并 通 过 Ｌ １ ７ ３３稳 压 模 块 稳 压 输 出 Ｄ ３ Ｍ １ — ． １ Ｃ． 无 线 温度 采 集 装 置 的软 件 设 计 采 用 Ｃ语 言 编 写 ， 在 ３ Ｖ供 给 系统 ； 当外部 电源停 电时 ， Ｍ１ ７ ３３稳 压 模块 Ｋ Ｉ Ｃ开发 环境 下完 成。 因 为每个 Ｎ Ｆ ４ ０ Ｌ １ — ． １ ＥＬ Ｒ ２ Ｌ １仅可 以接 将 锂 电池 Ｄ ４２ 电压 变为 Ｄ ３３ Ｃ ．Ｖ Ｃ ．Ｖ供 给 系统 ， 电池 电 收来 自六个不 同地址 编址 的 Ｎ Ｆ ４ ０ 锂 Ｒ ２ Ｌ １模块 数据 ， 果 系 如 压 经 电阻分 压 直接 供 微 处理 器 外部 低 压 检 测 中 断 比较器 统控 制空 间稍 大 ， 温度 采 集 点数 目往 往 超 过 ６个 ， 成 系 造
基 于 Ｓ Ｃ单片机 的无线温度采集装置设计 Ｔ
王 蕴岭 段 学 习 吴增伟 魏毅 （ 北沧 职 技术 院 河 州 业 学 ）
摘 要 ： 对 目前 各 大 型 商 场 、 室 、 库 等 场 所 空 间 大 、 构 复 供 电时 工作 电流 ２ 针 温 冷 结 ｍＡ， 适用于 低 功耗便 携 式仪器 仪表 。 杂 、 点 测 温布 线 测 量 困 难 的 问题 ， 用 多 个 内置 温 度 传 感器 的无 线 多 采 温 度 测 量 装 置 采 集 温度 监控 点 的温 度 ，以 无线 数 据 通 讯 方 式 与 主控 制 器 通 讯 传 输 温度 数 据 ， 少 了布 线难 度 ， 于 测 温 点 的 扩 展 、 装 减 易 安

测控系统综合设计一、设计目的1、了解热电偶的基本概念，掌握热电偶的工作原理；2、掌握热电偶的基本定律、基本类型、温度补偿方法、使用热电偶的测温方法；3、掌握热电偶温度测量系统设计方法，学会独立思考、解决问题的能力。

二、设计任务1、收集资料，阅读文献，了解热电偶测温原理。

2、设计热电偶温度补偿电路，信号放大电路，A/D采样电路及信号的处理显示电路。

3、编写程序实现热电偶温度系统设计，画Protell99电路图。

三、设计内容1、热电偶工作原理：热电偶是一种感温元件，热电偶由两种不同成份的均质金属导体组成，形成两个热电极端。

温度较高的一端为工作端或热端，温度较低的一端为自由端或冷端，自由端通常处于某个恒定的温度下。

当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在塞贝克电动势—热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。

测得热电动势后, 即可知道被测介质的温度。

热电偶温度测量由如图所示三部分组成：1）、热电偶2）、毫伏测量电路或毫伏测量仪表3）、连接热电偶和毫伏测量电路的补偿导线与铜线图1 热电偶连接示意图2、工业用普通热电偶结构图2 工业用普通热电偶结构图➢热电极（材料的热电特性稳定）；➢绝缘套管（防止电极间短路）；➢保护套管（隔离电极与介质，免受机械损伤或化学腐蚀等）；➢接线盒。

铂铑10-铂热电偶分度表3、常用的热电偶1）、热电偶名称的含义：前面为正极，后面为负极，下脚标为某种金属的含量。

2）、分度号：代表温度范围和输出电压等级。

热电偶的分度号有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等几种。

其中S、R、B属于贵金属热电偶，N、K、E、J、T属于廉金属热电偶。

3)、分度表：温度与热电动势之间的关系。

图3 S型(铂铑10-铂)热电偶分度表分度表每10℃分档,中间值按内插法计算:式中：tM—被测温度值；tH —较高的温度值；tL — 较低的温度值；EM 、EH 、EL — 分别为温度tM 、tH 、tL 对应的热电势4、铂铑10—铂热电偶(S 型)正极：铂铑合金丝,用90％铂和10％铑(重量比)冶炼而成。

基于STC12C5A60S2单片机的温度控制系统的研究与实现吕高;霍达
【期刊名称】《电力学报》
【年(卷),期】2015(030)003
【摘要】采用STC12C5A60S2单片机和Pt100铂电阻来实现对温度的测量和计算,通过MODBUS协议和PC机通信,将采集的温度数据发送至上位机,实现了对温度数据的动态显示、查询和储存等功能.该系统的优点是成本低、用户界面操作简单,可以在各种复杂的工业现场高效而准确地进行数据采集.
【总页数】5页(P263-267)
【作者】吕高;霍达
【作者单位】山西大学电力工程系,太原030013;山西大学电力工程系,太原030013
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
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