51单片机电子信息工程毕业设计 数字加热设备温度控制器
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目录1 前言 (1)2 温度控制器的技术参数 (3)3 系统设计方案的论证 (4)3.1 方案比选 (4)3.2 方案说明 (5)4 控制系统设计 (6)4.1 系统的工作原理 (6)4.2 硬件电路设计 (7)4.3 系统软件设计 (14)5 调试,安装,运行 (27)5.1 系统硬件调试 (27)5.2 系统软件调试 (27)6 小结 (29)MCS51单片机机应用于温度控制器摘要:本文论述了采用单片机控制的智能温度控制器,使用AT89C4051单片机、ADS7844E AD转换芯片、HT1621B液晶显示驱动芯片及液晶显示器,实现温度的测量、输出控制及显示功能。
关键字:单片机、AD转换,液晶显示及其驱动1 前言模拟电路温度控制器存在电路复杂、功能简单和调试不方便的问题,随着电子技术的快速发展,超大规模集成电路的技术越来越成熟,制造成本越来越低,单片机在军事、工业、通讯、家用电器、智能仪表等领域的应用越来越广泛,使产品的功能、精度和质量大幅度提高;同时,电路的设计更简单、故障率低、可靠性高、成本低;特别是近几年来Flash技术的发展,使单片机系统的开发周期大大缩短,开发成本大幅降低,使用单片机控制的智能仪表是仪表领域发展的必然趋势。
本文论述了采用ATMEL公司的AT89C4051单片机和美国Burr-Brown公司的ADS7844E模-数转换芯片以及HOLTEK公司的HT1621B液晶显示驱动芯片设计的LCD显示智能温度控制器。
本系统实现了模拟温度数据采集、模拟量到数字量转换、软件对温度信号进行非线性校正,单片机数据运算及逻辑处理、LCD显示、键盘处理及继电器输出控制功能。
本文主要介绍了智能温度控制器的功能和设计的过程。
重点说明电路设计、软件设计。
2 温度控制器的技术参数本系统采用ATMEL公司的AT89C4051单片机和美国Burr-Brown公司的ADS7844E模-数转换芯片以及HOLTEK公司的HT1621B液晶显示驱动芯片设计,实现了模拟温度数据采集、模拟量到数字量转换、单片机数据运算及逻辑处理、LCD显示、键盘处理及继电器输出控制功能,主要技术参数见表1表1 主要技术参数表3 系统设计方案的论证本章主要叙述温度控制器的设计方案。
摘要随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用,以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度的控制水平。
本设计论述了一种以STC89C52单片机为主控制单元。
该控制系统可以实时存储相关的温度数据。
系统设计了相关的硬件电路和相关应用程序。
硬件电路主要包括STC89C51单片机最小系统,测温电路、实时时钟电路、 LED 显示以及通讯模块电路等。
系统程序主要包括主程序,读出温度子程序,计算温度子程序、按键处理程序、LCD 显示程序以及数据存储程序等。
关键词: STC89C52单片机; DS18B20;显示电路AbstractAlong with the computer measurement and control technology of the rapid development and wide application, based on singlechip temperature gathering and control system development and application greatly improve the production of temperature in life level of control. This design STC89C52 describes a kind of mainly by MCU control unit, for temperature sensor DS18B20 temperature control system. The control system can real-time storage temperature data and record related to the current time. System design related hardware circuit and related applications.STC89C52 microcontroller hardware circuit include temperature detection circuit smallest system, and real-time clock circuit, LCD display circuit, communication module circuit, etc. System programming mainly include main program, read temperature subroutine, the calculation of temperature subroutines, key processingprocedures, LCD display procedures and data storage procedures, etc.Keywords:STC89C52 microcontroller;DS18B20; display circuit第 1 章51 单片机结构和原理单片微型计算机简称单片机,也称为微控制器(Micro Controller Unit),英文缩写为MCU单.片机的结构及功能均是按照工业控制要求而设计的,它把微型计算机的宫格功能部件(中央处理器CPU、随机存取存储器 RAM、只读存储器 ROM、输入输出 I/O 接口、定时器 / 计数器以及串行通信接口等)集成在一块芯片上,构成一个完整的微型计算机,故又称为单片微型计算机。
基于51单片机温度控制系统设计(毕业答辩)1. 引言温度控制系统在现代生活和工业中具有广泛的应用。
随着科技的发展,越来越多的温度控制系统采用嵌入式技术来实现。
本文介绍了基于51单片机的温度控制系统设计。
2. 系统设计概述本温度控制系统设计采用了51单片机作为控制核心,通过温度传感器采集温度数据,然后根据设定的温度阈值进行控制操作,实现温度的稳定控制。
系统由硬件和软件两部分组成,硬件部分包括51单片机、温度传感器、温控器等组件,软件部分包括温度数据采集、控制算法以及用户界面的实现。
3. 硬件设计3.1 51单片机51单片机是一种基于CISC架构的微控制器,具有丰富的接口和功能,广泛用于各种嵌入式系统。
本系统选择了51单片机作为控制核心,主要负责温度数据的采集和控制算法的执行。
3.2 温度传感器温度传感器是用来测量环境温度的设备,常见的有热敏电阻、热电偶等。
本温度控制系统选择了热敏电阻作为温度传感器,通过测量电阻值来获取环境温度。
3.3 温控器温控器是用来控制温度的设备,常见的有继电器、三极管等。
本系统选择了继电器作为温控器,通过控制继电器的开关状态,实现对加热元件的控制。
4. 软件设计4.1 温度数据采集软件部分通过51单片机的模拟输入引脚,通过AD转换器将模拟温度值转换为数字信号。
然后将数字信号经过计算得到温度值。
4.2 控制算法实现控制算法是温度控制系统的核心部分,它根据温度数据和设定的温度阈值,通过比较和反馈控制来实现温度的稳定控制。
本系统采用PID控制算法,通过调节加热元件的工作时间和工作状态来控制温度。
4.3 用户界面用户界面是用户与温度控制系统交互的界面,本系统通过LCD显示屏实现了简单的用户界面。
用户可以通过按键来设置温度阈值和查看当前温度。
系统会将用户设置的温度阈值和实际温度同时显示在LCD屏幕上。
5. 实验结果经过实验验证,本系统能够准确地测量环境温度,并按照设定的温度阈值进行控制。
《基于51单片机的温度控制系统设计与实现》篇一一、引言在现代工业控制领域,温度控制系统的设计与实现至关重要。
为了满足不同场景下对温度精确控制的需求,本文提出了一种基于51单片机的温度控制系统设计与实现方案。
该系统通过51单片机作为核心控制器,结合温度传感器与执行机构,实现了对环境温度的实时监测与精确控制。
二、系统设计1. 硬件设计本系统以51单片机为核心控制器,其具备成本低、开发简单、性能稳定等优点。
硬件部分主要包括51单片机、温度传感器、执行机构(如加热器、制冷器等)、电源模块等。
其中,温度传感器负责实时监测环境温度,将温度信号转换为电信号;执行机构根据控制器的指令进行工作,以实现对环境温度的调节;电源模块为整个系统提供稳定的供电。
2. 软件设计软件部分主要包括单片机程序与上位机监控软件。
单片机程序负责实时采集温度传感器的数据,根据设定的温度阈值,输出控制信号给执行机构,以实现对环境温度的精确控制。
上位机监控软件则负责与单片机进行通信,实时显示环境温度及控制状态,方便用户进行监控与操作。
三、系统实现1. 硬件连接将温度传感器、执行机构等硬件设备与51单片机进行连接。
具体连接方式根据硬件设备的接口类型而定,一般采用串口、并口或GPIO口进行连接。
连接完成后,需进行硬件设备的调试与测试,确保各部分正常工作。
2. 软件编程编写51单片机的程序,实现温度的实时采集、数据处理、控制输出等功能。
程序采用C语言编写,易于阅读与维护。
同时,需编写上位机监控软件,实现与单片机的通信、数据展示、控制指令发送等功能。
3. 系统调试在完成硬件连接与软件编程后,需对整个系统进行调试。
首先,对单片机程序进行调试,确保其能够正确采集温度数据、输出控制信号。
其次,对上位机监控软件进行调试,确保其能够与单片机正常通信、实时显示环境温度及控制状态。
最后,对整个系统进行联调,测试其在实际应用中的性能表现。
四、实验结果与分析通过实验测试,本系统能够实现对环境温度的实时监测与精确控制。
长春科技学院毕业设计 (论文)基于51单片机智能温度控制器系统设计摘要温度是工业生产和日常生活中最常见的参数之一,对温度的精确测量和控制具有重要意义。
为此,本文以AT89S51单片机为处理核心进行了智能温度监控系统的下位机设计,详细阐述了系统的硬件及软件设计方法。
该设计使用DS18B20数字式温度传感器进行多点测温,通过RS232串口实现单片机与PC机之间的数据交换,实现各温度点的实时测温及根据上位机的温度设定值完成对其中一点温度的控制。
此系统具有测温电路简单、连接方便、转换速度快、为上位机监控部分可实时传送温度信号、控制精度高等优点,因此,具有较广泛的应用前景。
关键词: AT89S51;智能温度测量控制;DS18B20;RS232AbstractTemperature is one of the most familiar parameters in the industrial production anddaily life. Therefore, this paper designs the under-bit machine of multi-point temperature monitoring system with the 89S51 SCM as the processing core. It elaborates hardware and software design method in detail. The system uses the DS18B20 digital temperature sensor to measure multi-point temperature. Through the RS232 serial port it can exchange data between the SCM and PC.Each point of temperature can be measured on time and one point of it can be controlled according to the temperature settings transmittd by up-bit machine. Based on the advantages that this system has the simple temperature measurement circuit, the convenient connection, the quick change speed, the real-time transmission of temperature signals for up-bit machine, the high precision control , therefore, it will have very good application value.Keywords: AT89S51; multi-point temperature measure and control; DS18B20; RS232引言1.现代社会中,温度控制的应用越来越多。
《基于51单片机的温度控制系统设计与实现》篇一一、引言随着科技的发展,温度控制系统的应用日益广泛,涉及到家电、工业、医疗等多个领域。
51单片机以其低成本、高可靠性和易用性,成为温度控制系统中常用的核心部件。
本文将介绍基于51单片机的温度控制系统的设计与实现。
二、系统概述本系统以51单片机为核心,通过温度传感器实时检测环境温度,根据设定的温度阈值,控制加热或制冷设备的工作状态,以达到恒温的目的。
系统主要由温度传感器、51单片机、加热/制冷设备及电源等部分组成。
三、硬件设计1. 温度传感器:选用精度高、稳定性好的数字温度传感器,实时采集环境温度并转化为数字信号,便于单片机处理。
2. 51单片机:选用功能强大的51系列单片机,具备丰富的IO口资源,可实现与温度传感器、加热/制冷设备的通信和控制。
3. 加热/制冷设备:根据实际需求选择合适的加热或制冷设备,通过单片机的控制实现温度的调节。
4. 电源:为系统提供稳定的电源供应,保证系统的正常运行。
四、软件设计1. 初始化:对51单片机进行初始化设置,包括IO口配置、中断设置等。
2. 数据采集:通过温度传感器实时采集环境温度,并转化为数字信号。
3. 温度控制算法:根据设定的温度阈值和实际温度值,通过PID控制算法计算输出控制量,控制加热/制冷设备的工作状态。
4. 显示与通信:通过LCD或LED等显示设备实时显示当前温度和设定温度,同时可通过串口通信实现与上位机的数据交互。
五、系统实现1. 电路连接:将温度传感器、51单片机、加热/制冷设备及电源等部分进行电路连接,确保各部分正常工作。
2. 编程与调试:使用C语言或汇编语言编写程序,实现温度控制算法、数据采集、显示与通信等功能。
通过仿真软件进行程序调试,确保系统功能正常。
3. 系统测试:在实际环境中对系统进行测试,观察系统在各种情况下的表现,如温度波动、设备故障等。
根据测试结果对系统进行优化和调整。
六、结论本文介绍了基于51单片机的温度控制系统的设计与实现。
数字PID温度控制电热器 C51程序机电工程系毕业设计毕业论文机电工程系毕业论文设计题目: 数字PID温度控制电热器__________________________________________________________题目:环境温度控制系统——硬件电路部分摘要:本系统是基于和单片机的AT89C51单片机控制系统,能够实现一定质量的水在一定温度范围内的温度维持,并可通过液晶设置、显示温度,实现人机互动。
同时本系统配备有经过精心设计的基于VB及VF的计算机辅助分析软件,分别用于数据的实时读取记录,和水温数据的数据库管理。
关键词(主题词):AT89C51、PWM控制、PID算法、DS18B20传感器、数据实时采集、补码,双向可控硅。
一、设计目的(1)温度设定范围为40~90℃,最小区分度为1℃,标定温度≤1℃。
(2)采用PID的控制方法,当设定温度突变(由40℃提高到60℃)时,减小系统的调节时间和超调量。
(3)温度控制的静态误差≤0.2℃。
(4)实时采集温度值,计算当时实际温度与所给目标温度的差值,进行PID 计算后得出加热通电时间。
通过定时器控制双向可控硅的通电时间来保证保持预期的温度。
二、对毕业设计课题实现方案:2.1硬件实现总体框图系统框图2.1.1 主控制器单片机AT89S51具有低电压供电(+5V)和体积小和工作性能稳定等特点,四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要,很适合便携手持式产品的设计使用系统可用蓄电池供电。
2.1.2 显示电路显示电路采用4位共阳LED数码管。
2.1.3温度传感器DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器,与传统的热敏电阻等测温元件相比,它能直接读出被测温度,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。
DS18B20的性能特点如下:✧独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信;✧多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点组网功能;✧无须外部器件;✧可通过数据线供电,电压范围为3.0~5.5V;✧零待机功耗;✧温度以9或12位数字;✧报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件;✧负电压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作。
《基于51单片机的温度控制系统设计与实现》篇一一、引言随着科技的发展,温度控制系统的应用越来越广泛,其精确性和稳定性对于许多领域具有重要意义。
本设计旨在以51单片机为基础,构建一个可靠且高效地温度控制系统。
这种系统能广泛用于家电、工业和医疗等场合,具有重要的应用价值。
二、系统概述基于51单片机的温度控制系统主要包括传感器模块、执行器模块、单片机控制模块以及电源模块。
传感器模块负责实时检测环境温度,执行器模块根据单片机的指令调整环境温度,单片机控制模块是整个系统的核心,负责接收传感器数据、处理并发出控制指令,电源模块为整个系统提供稳定的电源。
三、硬件设计1. 传感器模块设计:采用高精度的温度传感器,如DS18B20,实时检测环境温度并转换为电信号。
2. 执行器模块设计:根据实际需要,选择适当的加热或制冷设备作为执行器,接收单片机的控制指令,调整环境温度。
3. 单片机控制模块设计:以51单片机为核心,通过编程实现温度的实时检测、数据处理和控制指令的发出。
同时,为了方便程序的更新和维护,采用串口通信与上位机进行数据交互。
4. 电源模块设计:为整个系统提供稳定的电源,可采用直流电源或交流电源,通过电源电路进行转换和稳定处理。
四、软件设计软件设计主要包括单片机的程序设计。
程序设计采用C语言编写,易于阅读和维护。
主要功能包括:初始化系统、读取传感器数据、处理数据、发出控制指令以及与上位机进行数据交互。
程序采用中断方式读取传感器数据,保证数据的实时性。
同时,通过PID控制算法对温度进行精确控制,提高系统的稳定性。
五、系统实现1. 系统初始化:单片机上电后,首先进行系统初始化,包括配置时钟、初始化串口等。
2. 数据读取:单片机通过读取传感器模块的数据,获取当前环境温度。
3. 数据处理:单片机对读取的温湿度数据进行处理,包括滤波、转换等操作,得到准确的温度值。
4. 控制指令发出:单片机根据处理后的温度值与设定值的比较结果,发出相应的控制指令给执行器模块。
电子信息工程专业毕业论文数字加热设备温度控制器设 计 人 :* * *指导老师 :* * *项目负责人:* * *******************************8****年**月目 录一、实物图P2二、内容提要P31.1、本设计意义1.2、实现功能三、设计方案P33.1、单片机概述3.2、DS18B29概述3.3、光电耦合器MOC3041概述3.4、本设计总体概要四、硬件电路设计P64.1、18B20模块4.2、MOC3041和双向可控硅构成的输出通道4.3、数码管动态扫描显示模块4.4、元件清单4.5、总硬件电路图P8五、软件系统设计P95.1、主程序流程图及说明5.2、键盘处理与温度设定5.3、定时动态显示中断程序流程图及说明5.4、DS18B20读写程序流程图及说明5.5、完整程序P17六、结语P238.1、心得体会及致谢8.2、参考文献一.实物图右图为工作状态时的电路实物图。
此时状态,25.5摄氏度,加热。
PPPPPPPP RST/VPD RXD/P3.0 TXD/P3.1 INT0/P3.2 INT1/P3.3 T0/P3.4 T1/P3.5 WR/P3.6 RD/P3.7 XTAL2 XTAL1V SSCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/Vpp ALE/PROG PSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0★二.内容提要:1.本设计意义:日新月异的现代社会,怎么生活得更便利,怎么工作的更高效是整个社会进步的动力。
而智能化早已一步步走入人们的生活中工作中。
从小的方面来说,设想一下,当烧热水时,如果有了温度控制监测器的话,我们将不用担心水沸溢出,而有了温度控制器的锅炉将可以随时烧出人们所需要的水温,当我们享受空调的冷暖调温时想一下空调温度的控制核心又是什么,其实,生活中早已离不开温度控制器,就连工业生产过程中也缺它不可。
电子信息工程专业毕业论文数字加热设备温度控制器设计人:* * *指导老师:* * *项目负责人:* * *******************************8****年**月目录一、实物图 P2二、内容提要 P31.1、本设计意义1.2、实现功能三、设计方案 P33.1、单片机概述3.2、DS18B29概述3.3、光电耦合器MOC3041概述3.4、本设计总体概要四、硬件电路设计 P64.1、18B20模块4.2、MOC3041和双向可控硅构成的输出通道4.3、数码管动态扫描显示模块4.4、元件清单4.5、总硬件电路图P8五、软件系统设计 P95.1、主程序流程图及说明5.2、键盘处理与温度设定5.3、定时动态显示中断程序流程图及说明5.4、DS18B20读写程序流程图及说明5.5、完整程序P17六、结语 P238.1、心得体会及致谢8.2、参考文献一.实物图右图为工作状态时的电路实物图。
此时状态,25.5摄氏度,加热。
PPPPPPPP RXD/P3.0 TXD/P3.1 INT0/P3.2 INT1/P3.3 T0/P3.4 T1/P3.5 WR/P3.6 RD/P3.7 XTAL2 XTAL1V SSC0.00.10.20.30.40.50.60.7EA/Vpp ALE/PROG2.72.62.5P2.42.32.22.12.0★二.内容提要:1.本设计意义:日新月异的现代社会,怎么生活得更便利,怎么工作的更高效是整个社会进步的动力。
而智能化早已一步步走入人们的生活中工作中。
从小的方面来说,设想一下,当烧热水时,如果有了温度控制监测器的话,我们将不用担心水沸溢出,而有了温度控制器的锅炉将可以随时烧出人们所需要的水温,当我们享受空调的冷暖调温时想一下空调温度的控制核心又是什么,其实,生活中早已离不开温度控制器,就连工业生产过程中也缺它不可。
采用89S51为核心的本设计,通过外围温度传感器18B20对温度的采集,通过单片机控制MOC3041和双向可控硅构成的输出通道所连接的加热器,形成加热设备温度控制系统。
硬件电路虽稍复杂,但可靠性极高。
软件程序严谨不苟。
2.实现功能:(1)实时显示温度,系统精度为0.5℃。
(2)控制温度,默认的设定温度为上次设定温度。
低于或等于下限温度时加热,高于或等于上限温度时保温,设定时上限比下限大2℃。
(3)用按键可随时修改上下限温度。
(4)可控硅对加热源的开断状态进行控制。
(5)系统可以手动或上电复位。
复位时先自检,接着显示上次的设定温度值(上限值)。
正常工作时显示温度值,状态灯显示当前系统状态。
三.设计方案3.1.单片机概述微型计算机具有体积小,功耗低重量轻,价格低,可靠性高,开发使用简便等一系列优点,自问世以来得到了非常广泛的应用。
作为微型计算机发展的其中一大支,单片机系统全力满足测控对象的测控功能,兼顾数据处理能力。
单片机本身有着优异的特色,它性能价格比好,集成度高,体积小,可靠性好控制能力强,且低功耗,低电压,便于生产便携式产品,还易扩展。
目前,应用广泛的主流机型是80C51系列8位单片机。
其优点不容知否,它的性能价格比很高而且开发装置多,被国内技术人员熟悉广泛熟悉,芯片功能也够用适用,还有众多芯片制造厂商加盟,可选择空间大。
而单片机本身又有着优异的特色,它性能价格比好,集成度高,体积小,可靠性好控制能力强,且低功耗,低电压,便于生产便携式产品,还易扩展。
单片机的应用相当广泛,无论是在智能化家用电器,办公自动化设备商业营销设备,工业自动化控制,智能化仪表还是智能化通信产品,汽车电子产品,航空航天系统和国防军事、尖端武器等等都有着不可小觑的地位。
单片机引脚图如上图所示。
单片机系统分为两大部分,一为硬件部分,即组成单片机系统的物理实体。
二为软件部分,即对硬件使用和管理的程序。
单片机程序设计软件语言可分为机器语言,汇编语言,高级语言,本课程设计使用的是AT89S51,汇编语言。
AT89S51单片机是ATMEL公司生产的高性能8位单片机,其管脚图如图2所示,主要功能特性如下:①兼容MCS-51指令系统;②32个双向I/O口,两个16位可编程定时/计数器;③1个串行中断,两个外部中断源;④可直接驱动LED;⑤低功耗空闲和掉电模式;⑥4 kB可反复擦写(>1 000次)FLASI ROM;⑦全静态操作O~24 MHz;⑧128×8 b内部RAM。
该款芯片的超低功耗和良好的性能价格比使其非常适合嵌入式产品应用3.2 DS18B20概述DS18B20是美国DALLAS公司推出的单总线数字测温芯片。
如下图所示。
它形似三极管,采用3脚TO-92封装!他具有独特的单总线接口方式,仅需使用1个端口就能实现与单片机的双向通讯。
采用数字信号输出提高了信号抗干扰能力和温度测量精度。
他的工作电压使用范围宽(3.0~5.5 V),可以采用外部供电方式,也可以采用寄生电源方式,即当总线DQ为高电平时,窃取信号能量给DS18B20供电。
他还有负压特性,电源极性接反时,DS18B20不会因接错线而烧毁,但不能正常工作。
可以通过编程实现9~12位的温度转换精度设置。
下图为DS18B20工作原理图。
3.3光电耦合器MOC3041概述MOC3041芯片是一种集成的带有光耦合的双向可控硅驱动电路。
它内部集成了发光二极管、双向可控硅和过零触发电路等器件。
它由输入和输出两部分组成。
输入部分是一个砷化镓发光二极管,在5~15mA正向电流的作用下发出足够强度的红外光去触发输出部分;输出部分包括一个硅光敏双向可控硅和过零触发器,在红外线的作用下,双向可控硅双向导通,与过零触发器一起输出同步触发脉冲,去控制执行机构——外部的双向可控硅。
用于逻辑控制电路系统,如固态继电器,工业控制,电机,电磁铁和消费类电子产品等。
下图左为MOC3041实物图,右下为管脚原理图。
光电耦合器MOC3041管脚功能1 。
阳极2 。
阴极3 。
空4 。
输出15 。
空6 。
输出23.4.本设计总体概要:本设计主要是对温度进行监测与控制,主要控制器件是单片机89S51。
首先温度传感器DS1820对温度进行采样和转换,将测量结果送给单片机,单片机将输入的温度值与内部指定单元的给定温度值进行比较,根据比较结果,通过执行机构可控硅对加热源的开断状态进行控制。
温度显示与设定体现在4个八段共印数码管。
下图为系统原理框图。
‘四.硬件电路设计根据设计思路,硬件电路结构由以下部分:时钟电路、复位电路、按键输入电路、晶振电路、数码管显示电路、MOC3041和双向可控硅构成的输出通道、DS18B20驱动电路。
本设计虽然所费材料诸多,但性能可靠。
接下来重点剖析DS18B20驱动电路、MOC3041和双向可控硅构成的输出通道的硬件设计。
4.1 DS1820模块如左图所示,信号线接P3.0口。
这一部分主要完成对温度信号的采集和转换工作,忧郁采用了该芯片,温度测量电路变得非常简单。
DS1820像三极管一样,有一根底线,一根信号线和一根电源线,而信号线与IO口P3.0的相连,就能实现单片机对DS1820模式控制,温度值读取等操作。
4.2 MOC3041和双向可控硅构成的输出通道采用Motorola公司推出的单片集成可控硅驱动器件MOC3041来作为对输出的驱动和控制。
有MOC3041组成的过零出发双向可控硅电路简单可靠,电路如上图所示。
该部分的工作过程是:当单片机的P3.1口输出为低电平时,3041内部导通,G端出现同步触发脉冲,控制可控硅导通,打开加热器;当P3.1为高电平时,MOC3041内部截止,可控硅断开,关闭加热器。
4.3数码管动态扫描显示模块驱动电路如上图所示,驱动模块主要使用芯片74LS374,其管脚图如右下图所示。
D0~D7 数据输入端,此输入端与单片机P0口相连,374为具有三态输出的八D 边沿触发器, 当三态允许控制端OE 为低电平时,O0~O7 为正常逻辑状态,可用来驱动负载或总线。
CP 时钟输入端,单片机通过与非门与其相连,本设计中与非门用的是二输入四与非门的74LS02.O0~O7 为输出端,两片74LS374分别与数码管的字形与字段相连。
4.4 元件清单共阴极数码管 4个 74SL374两个按键 5个 MOC3041个10K电阻2个 300Ω电阻 8个4.7K电阻4个 20PF电容2个12MHZ晶振1个 10UF电容1个74LS02 1个 AT89S51 1个DS18B20 1个 104电容 1个74LS08 1个发光二极管 4个电源插孔 1个BT136 1个4.5 总硬件设计图五.软件电路设计5.1主程序:启动DS1820测量温度,将测量值与给定值比较,若TX≤TL,则进如加热阶段,置P3.1为低电平。
在该过程中继续对水温进行监测,当TX≥TH时,置P3.1为高电平,断开可控硅,关闭加热器,等待下一次的启动命令。
系统主控程序工作流程如图所示。
主程序代码:MAIN: MOV SP,#06H ; 主程序开始,初始化 MOV 20H,#00H ;标志位清零MOV 21H,#08H ; 设定的初始位为第一位MOV 29H,#0FEH ; 显示的位选信号LCALL ZIJIAN ; 自检LCALL READTHTL ;读上限温度和下限温度LCALL TURNTH ;转换THLCALL TESTRANGE ; 范围确定LCALL DISPLAY ;显示THSETB IT0 ;下降沿触发SETB EX0 ;允许外中断0中断SETB EA ;开中断LOOP: LCALL DELAY ;延时以保证转换结束LCALL GET_TEMP ;读转换温度值LCALL TURN ; 数制转换LCALL DISPLAY ;送显示CLR C ;比较转换值与设定值MOV A,24H ;CJNE A,2EH,LOOP1 ;不等,跳LOOP1SJMP HOTTING ;与下限值相等,跳HOTTINGLOOP1: JC HOTTING ;小于下限值,跳HOTTINGMOV A,24H ;大于下限值,与上限值进行比较CLR CCJNE A,2DH,LOOP2 ;不等,跳LOOP2SJMP STOPHOT ;相等,跳STOPHOTLOOP2:JNC STOPHOT ; 温度大于上限值,跳STOPHOTSJMP KEEP ;温度小于上限值且大于下限值,跳KEEP HOTTING:CLR P3.1 ;温度低,加热CLR P1.5 ;置加热状态灯SETB P1.6 ;关保温状态灯KEEP: SJMP LOOP ;保持原态STOPHOT:SETB P3.1 ;关闭加热器SETB P1.5 ;关闭加热状态灯CLR P1.6 ;亮保温状态灯SJMP LOOP ;主程序结束5.2 键盘处理与温度设定:键盘功能:1号键:温度设定/确定设定;2号键:上档/显示设定温度;3号键:上升/下降;4号键:右移/左移。