基于单片机的温度控制系统设计毕业论文
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四川理工学院毕业设计(论文)文献综述基于单片机的温度控制器设计学生:XXX学号:XXXXXXXXXXXXXXX专业:自动化班级:2008.2指导老师:XXX四川理工学院自动化与电子信息学院二O一二年六月前言在某些工业生产过程中,如恒温炉、仓库储藏、花卉种植、小型温室等领域都对温度有着严格的要求,需要对其加以检测和控制[1]。
在工业生产中如果检测得不准确就会发生许多的生产事故。
如化工生产中对温度的检测不当就会导致生产效率的降低和产品质量的下降。
而现在所使用的温湿度检测系统通常都是精度为1℃或0.1℃的水银、煤油或酒精温度计进行的温度检测和用传统的物理模拟量的方法进行的湿度检测。
这些温湿度检测计的刻度间隔通常都很密,不容易准确分辨,读数困难,而且他们的热容量还比较大,达到热平衡所需的时间较长,因此很难读准,并且使用非常不方便。
因此,设计先进、实用的温度检测和控制系统有着重要的意义。
正文1.国外和国内研究的现状国外对温度控制技术研究较早,始于20世纪70年代。
先是采用模拟式的组合仪表,采集现场信息并进行指示、记录和控制。
80年代末出现了分布式控制系统。
目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。
现在世界各国的温度测控技术发展很快,一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。
美国、日本的温度监测系统近20年来发展很快,他们结合本国条件做出了具有创新特色的成就,但其监控设备价格昂贵。
我国对于温度测控技术的研究较晚,始于20世纪80年代。
我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上,才掌握了温度室内微机控制技术,该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。
我国温度测控设施计算机应用,在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。
在技术上,以单片机控制的单参数单回路系统居多,尚无真正意义上的多参数综合控制系统,与发达国家相比,存在较大差距。
我国近年引进了多达16个国家和地区的工厂环境控制系统,对吸收国外先进经验、推动工厂温度自动检测产生了积极的作用。
目录第一章设计背景及设计意义 (2)第二章系统方案设计 (3)第三章硬件 (5)3.1 温度检测和变送器 (5)3.2 温度控制电路 (6)3.3 A/D转换电路 (7)3.4 报警电路 (8)3.5 看门狗电路 (8)3.6 显示电路 (10)3.7 电源电路 (12)第四章软件设计 (14)4.1软件实现方法 (14)4.2总体程序流程图 (15)4.3程序清单 (19)第五章设计感想 (29)第六章参考文献 (30)第七章附录 (31)7.1硬件清单 (31)7.2硬件布线图 (31)第一章设计背景及研究意义机械制造行业中,用于金属热处理的加热炉,需要消耗大量的电能,而且温度控制是纯滞后的一阶惯性环节。
现有企业多采用常规仪表加接触器的断续控制,随着科技进步和生产的发展,这类设备对温度的控制要求越来越高,除控温精度外,对温度上升速度及下降速度也提出了可控要求,显而易见常规控制难于满足这些工艺要求。
随着微电子技术及电力电子技术的发展,采用功能强、体积小、价格低的智能化温度控制装置控制加热炉已成为现实。
自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用,温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。
随着单片机技术的飞速发展,通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。
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。
对工件的处理温度要求严格控制,计算机温度控制系统使温度控制指标得到了大幅度提高。
采用MCS-51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。
题目:温度控制器的设计机电工程学院李小草摘要本文设计了一个温度自动控制器。
本设计以单片机(8031)为控制核心,外加硬件电路,将温度显示和数字控制集和于一体,实现智能温度控制。
并采取软件程序实现升温的调节,能对加热炉的升温速度和保温时间严格控制。
单片机控制系统由微处理器和工业生产对象两大部分组成。
本文是通过热敏电阻和单片机等,来实现对工程上一些系统的温度进行范围控制的过程。
关键词:测温;PID算法;单片机;温度控制器目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章前言 (1)1.1 概述 (2)1.2 课题分析 (2)1.3 设计思路 (2)第2章系统的基本组成及工作原理 (3)2.1 系统的基本组成 (3)2.2 系统的基本工作原理 (3)第3章测温电路的选择及设计 (5)3.1热电偶测温电路 (5)3.1.1 热电偶 (5)3.1.2 毫伏变送器 (6)3.2热敏电阻测温电路 (6)3.2.1 热敏电阻 (6)3.2.2 关于铂电阻的特性 (7)3.2.3 温度丈量电路 (7)第4章芯片组的电路设计 (8)4.1A D C0809与8031接口硬件电路设计 (8)4.28155与8031接口硬件电路设计 (9)4.2.1 8155芯片的结构 (9)4.2.28155与8031接口电路 (9)4.32732E P R O M的工作原理及硬件接口设计 (11)第5章掉电呵护功能电路 (14)第6章温度控制电路 (15)6.1温度控制电路 (15)6.2控制规律的选择 (16)第7章系统程序设计 (18)7.1系统控制主程序 (18)T中断服务程 7.20序 (20)7.3采样程序及其流程图 (24)7.4数字滤波子程序及其流程图 (25)总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录 (30)第1章前言现代信息技术的三大基础是信息收集控制(即温度控制器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。
毕业论文-基于AT89C51单片机的空调控制系统设计精品1总体方案设计随着人们生活水平的提高,人们对空调的舒适性和空气品质的要求越来越高,分体式空调已不能满足人们的要求,户式中央空调得到了迅猛的发展。
就室内居住环境而言,恒温环境并非是卫生和舒适的。
因为除了温度外,还有湿度、空气流速、空气洁净度等诸多因素影响到舒适的程度。
而传统的中央空调靠设置机械温控开关来实现房间的恒温控制。
这种控制方法,一方面操作不方便;另一方面温度波动范围大,不但影响人的舒适感,而且会造成一定的能量损耗。
采用单片机温度控制系统控制的户式中央空调系统,可以根据室内的环境因素,调节风机的转速,为人们创造一个舒适的室内环境,同时又节省电。
随着电子技术的发展,特别是随着大规模集成电路的产生,给人们的生活带来了根本性的变化,如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃,那么单片机技术的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。
目前,单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。
特别是其中的C51系列的单片机[3]的出现,具有更好的稳定性,更快和更准确的运算精度,推动了工业生产,影响着人们的工作和学习。
而本次设计就是要通过以C51系列单片机为控制核心,实现空调机温度控制系统的设计。
1.1方案一选用AT89C51单片机为中央处理器,通过温度传感器DS18B20对空气进行温度采集,将采集到的温度信号传输给单片机,由单片机控制显示器,并比较采集温度与设定温度是否一致,然后驱动空调机的加热或降温系统对空气进行处理,从而模拟实现空调温度控制单元的工作情况。
在整个设计中,涉及到温度检测电路、驱动控制电路、显示电路、键盘电路以及电源的设计等电路。
其中单片机的控制程序是起到各个电路之间的相互协调,控制各个电路正常工作的至关重要的作用。
其方框图如下:图1-1 方案一设计图框该图控制简单,思路清晰,各单元模块的相互衔接较简单,同时成本低廉,用的各种器件都是常用器件,更具有使用性。
基于单片机的温湿度监控系统摘要针对温、湿度对纸张耐折度的影响,设计了适应中小型文献资料库应用的温、湿度监控装置。
此装置不仅能实现温、湿度检测、温湿度实时调节和显示,而且能实现温、湿度参数上下限定值的设定,当温湿度超上下限的时候能够进行报警,并启动相应的装置从而改变室内温度。
该控制系统具有检测精度高、使用简单、成本较低和工作稳定可靠等特点,具有一定的推广价值。
单片机具有体积小、重量轻、耗电少、功能强、控制灵活方便且价格低廉等优点。
单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。
在现实生活中,对于一个比较大的系统,人们往往采用微机进行控制,小一些的系统较多采用51或96等系列的单片机。
本文中,我们设计了以AT89C51单片机为主要核心实现的温度、湿度控制系统,包括系统硬件和软件设计,可以进行上位机通信,并给出了详细的电路原理图。
关键词温度控制;湿度控制;串行接口; 485总线大学学士学位论文The temperature and humidity of the monitor system based on single chip microcomputerAbstractAccording to temperature, humidity on paper folding, the effects of the resistance of the design to small and medium-sized documents database application of temperature, humidity monitoring device. This device can not only realize temperature, humidity, temperature and humidity adjusting detection and display, and can realize temperature, humidity and parameters of the limit of temperature and humidity on the set, and when the time limit to be able to call the police, and start the corresponding device which changes indoor temperature.This control system has the high accuracy, simple to use, low cost and stable and reliable, and other characteristics, has certain value of popularization. SCM has small volume, light weight, less consumption, function of strong, flexible and convenient control and the price cheap, etc. The application of SCM is fundamentally changing the traditional control system design idea and design method. In real life, for a larger system, people often take the microcomputer control, the smaller system by 51 or 96 more, series microcontroller.In this paper, we have designed to AT89C51 single-chip microcomputer as the main core of the realization of the temperature, humidity control system, including hardware and software design, can undertake PC communications, and gives the detailed circuit principle diagram.Keyword Temperature control; Humidity control; Serial interface; 485 bus- II -大学学士学位论文目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 研究现状 (2)1.3 论文研究内容 (7)第2章总体方案设计 (9)2.1 方案设计 (9)2.2 系统设计原则 (9)2.3 本章小结 (11)第3章硬件设计 (12)3.1 AT89C51单片机简介 (12)3.1.1 主要特性 (13)3.1.2 外部管脚 (13)3.2 测温度电路 (15)3.2.1 内部结构 (17)3.2.2 DS18B20工作原理 (18)3.3 测湿度电路 (21)3.4 键盘 (24)3.5 显示LCD (24)3.6 上位机通信 (25)3.7 本章小结 (26)第4章系统软件设计 (28)4.1 主程序设计 (28)4.2 温湿度检测模块 (30)4.3 显示报警模块 (31)4.4 本章小结 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (38)·- 3 -大学学士学位论文第1章绪论1.1课题背景2010年10月1日18时59分57秒345毫秒,嫦娥2号点火,19时整成功发射。
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。
目录1绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2温湿度研究现状 (1)1.2.1温度传感器 (1)1.2.2湿度传感器 (2)1.3课程设计目的 (3)2方案比较选择 (3)2.1温度传感器的选择 (3)2.2湿度传感器的选择 (4)2.3单片机的选择 (4)3系统的设计 (5)3.1数据采集 (5)3.1.1DS18B20温度采集 (5)3.1.2SHT10温湿度采集 (7)3.2数据分析 (8)3.2.1AT89C52内部结构 (8)3.3数据处理 (11)4软件编程仿真 (11)4.1主程序 (11)4.2测温度子程序流程图 (12)4.3测湿度子程序流程图 (13)4.4液晶显示子程序流程图 (14)4.5仿真结果 (14)5 课程设计心得 (15)参考文献 (16)附录A DS18B20程序 (17)附录B SHT10程序 (20)1绪论1.1课题背景湿度,表示大气干燥程度的物理量。
在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少,则空气越干燥;水汽越多,则空气越潮湿。
空气的干湿程度叫做“湿度”。
在此意义下,常用绝对湿度、相对湿度、比较湿度、混合比、饱和差以及露点等物理量来表示。
湿度表示气体中的水蒸汽含量,有绝对湿度和相对湿度两种表示方法。
绝对湿度是一定体积的空气中含有的水蒸气的质量,一般其单位是克/立方米,绝对湿度的最大限度是饱和状态下的最高湿度;相对湿度是绝对湿度与最高湿度之间的比,它的值显示水蒸气的饱和度有多高。
温度、湿度和人类的生产、生活有着密切的关系,同时也是工业生产中最常见最基本的工艺参数,例如机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要对温度、湿度的检测与控制。
并且随着人们生活水平的提高,人们对自己的生存环境越来越关注,而空气中温湿度的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的影响,所以对温度、湿度的检测及控制就非常有必要了。
温湿度测量仪器不断发展,种类多种多样。
传统的模拟式湿度传感器需要设计信号调理电路、并需要经过复杂的校准、标定过程,测量精度难以得到保证,且在线性度、重复性、互换性、一致性等方面往往不能满足要求,为此传感器生产厂家需要拥有高昂标准及标定设备;现在的市场上大量存在的是新型智能型湿度传感器具备了数字校准温湿度功能,而且测量精度有了很大的提高。
一、绪论温度控制是工业生产过程中进场遇到的过程控制,许多生产过程是以温度作为被控参数。
温度控制系统是典型的控制系统。
本文是以51单片机为基础设计的温度控制系统,通过各种电路辅助完成硬件电路设计,并且把程序模块化,方便固化到硬件电路中,有较高的可实现性。
二、单片机简介2.1 单片机的由来单片机,专业名称—Micro Controller Unit(微控制器件),它是由大名鼎鼎的INTEL 公司发明的,最早的系列是MCS-48,后来有了MCS-51,现在还有MCS-96 系列,我们经常说的51 系列单片机就是MCS-51,它是一种8 位的单片机,而MCS-96 系列则是一种16 位的单片机,96系列根适合高速运行的场合。
后来INTEL 公司把它的核心技术转让给了世界上很多的小公司,所以世界上就有许多公司生产51 系列兼容单片机,比如飞利浦的87 LPC 系列,伟邦的W78L系列,达拉斯的DS87 系列,现代的GSM97 系列等等,目前在我国比较流行的就是美国ATMEL 公司的89C51,它是一种带Flash ROM 的单片机。
Flash ROM 是一种快速存储式只读存储器,这种程序存储器的特点就是既可以电擦写,而且掉电后程序还能保存,编程寿命可以达到几千至几万次,所以我们的实验系统是可以反复烧写的。
单片机开发的整个过程,这个过程包括第一步—编辑源代码,第二步—编译源代码,第三步—程序仿真,第四步—芯片烧写(亦称编程)。
2.2 MSC-51系列引脚图1. VCC(40):电源+5V。
2. VSS(20):接地,也就是GND。
3. XTL1(19)和XTL2(18):振荡电路。
单片机是一种时序电路,必须有脉冲信号才能工作,在它的内部有一个时钟产生电路,有两种振荡方式,一种是内部振荡方式,只要接上两个电容和一个晶振即可;另一种是外部振荡方式,采用外部振荡方式时,需在XTL2 上加外部时钟信号。
4. PSEN(29):片外ROM 选通信号,低电平有效。
摘要当前快速成形(RP)技术领域,基于喷射技术的“新一代RP技术”已经取代基于激光技术的“传统的RP技术”成为了主流;快速制造的概念已经提出并得到了广泛地使用。
熔融沉积成型(FDM)就是当前使用最广泛的一种基于喷射技术的RP技术。
本文主要对FDM温度控制系统进行了深入的分析和研究。
温度测控在食品卫生、医疗化工等工业领域具有广泛的应用。
随着传感器技术、微电子技术、单片机技术的不断发展,为智能温度测控系统测控功能的完善、测控精度的提高和抗干扰能力的增强等提供了条件。
本系统采用的STM32F103C8T6单片机是一高性能的32位机,具有丰富的硬件资源和非常强的抗干扰能力,特别适合构成智能测控仪表和工业测控系统。
本系统对STM32F103C8T6单片机硬件资源进行了开发,采用K型热敏电阻实现对温度信号的检测,充分利用单片机的硬件资源,以非常小的硬件投入,实现了对温度信号的精确检测与控制。
文中首先阐述了温度控制的必要性,温度是工业对象中的主要被控参数之一,在冶金、化工、机械、食品等各类工业中,广泛使用各种加热炉、烘箱、恒温箱等,它们均需对温度进行控制,成型室及喷头温度对成型件精度都有很大影响。
然后详细讲解了所设计的可控硅调功温度控制系统,系统采用STM32F103C8T6单片机作微控制器构建数字温度控制器,调节双向可控硅的导通角,控制电压波形,实现负载两端有效电压可变,以控制加热棒的加热功率,使温度保持在设定值。
系统主要包括:数据的采集,处理,输出,系统和上位机的通讯,人机交互部分。
该系统成本低,精度高,实现方便。
该系统加热器温度控制采用模糊PID控制。
模糊PID控制的采用能够在控制过程中根据预先设定好的控制规律不停地自动调整控制量以使被控系统朝着设定的平衡状态过渡。
关键词:熔融沉积成型(FDM);STM32;温度控制;TCA785AbstractIn the present field of Rapid Prototyping,the "New RP Technology" based on jetting technology is replacing the "Conventional RP Technology" based on laser technology as the mainstream of the Rapid Prototyping Technology.Fused Deposition Modeling(FDM) is the most popular Rapid Prototyping technology based on jetting technology.This paper mainly does research deeply on the temperature control system of FDM system.Temperature controlling is widely to food,sanitation,medical treatment,chemistry and industry.Along with the development of sensor technology,micro-electronics technology andsinglechip technolog,brainpower temperature controlling system is perfected,precision of measurement and controlling is enhanced and the ability of anti-jamming is swelled.Singlechip STM32F103C8T6 in this paper is a high-powered 32-bit chip.It has plenty of hardware resource and strong ability foranti-jamming.It is specially suitable for making brainpower measurement instrumentand industry controlling system.The hardware resource of singlechip STM32F103C8T6 is fully exploited in this paper.The tool of temperature test is thermocouple of K style.This system realizes precise measurement and controlling of temperature signal with a little hardware resource.First,the need of temperature control is expounded.Temperature is a main controlparameter in industrial object.Various calefaction stoves,ovens and constant temperature boxes which all need control temperature are widely used in many industry such as metallurgy,chemistry,mechanism and foodstuff.Moulding room and spout temperatureawfully affect the precision of moulding pieces.Then the temperature control systemusing controllable silicon is explain in detail.This system adopts singlechip STM32F103C8T6 which acts as microcontroller.It can regulate the angle of double-direction controllable silicon and control voltage wave shape.So the virtual voltage of load can be changed and the calefaction power of calefaction stick can be controlled.Therefore the temperature canretain the enactmentvalue.This system mainly consists of collection of data,disposal,output,communication of system and computer and communication of human and machine.This system has some advantages such as low cost,high precision andconvenience realization.This system adopts blury PID control.The adoption of blury PID control canceaselessly autoregulates basing initialized control rule,thus the controlled system willmove to the initialized balance state.Key words:Fused Deposition Modeling, STM32, temperature control, TCA785毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
毕业设计论文毕业设计(论文)中文摘要控制系统的设计,对硬件原理图做简洁的描述。
系统程序主要包括主程序、读出温度子程序、温度转换命令子程序、计算温度子程序、显示数据刷新子程序。
软硬件分别调试完成以后,将程序下载入单片机中,电路板接上电源,电源指示灯亮,按下开关按钮,数码管显示当前温度。
由于采用了智能温度传感器DS18B20所以本文所介绍的数字温度计与传统的温度计相比它的转换速率极快,进行读、写操作非常简便。
它具有数字化输出,可测量远距离的点温度。
系统具有微型化、微功耗、测量精度高、功能强大等特点,加之DS18B2C内部的差错检验,所以它的抗干扰能力强,性能可靠,结构简单。
关键词:单片机数字控制温度计DS18B20毕业设计(论文)外文摘要keywords: Single-chip microcomputer, digital control, thermometer, DS18B2C目录1引言 (1)1.1背景 (1)1.2设计的目的和意义 (1)2设计要求与方案论证 (2)2.1设计要求 (2)2.2方案论证 (2)2.3总体设计方案 (3)3硬件设计 (4)3.1 主要元件介绍 (4)3.1.1 主控制器 (4)3.1.2 温度传感器DS18B20 (7)3.2 显示电路 (13)3.3 DS18B20 与单片机的接口电路 (16)3.4 复位电路 (18)4 软件设计 (19)5 调试 (20)5.1 软件调试 (20)5.2 系统调试 (20)5.3 数据检测 (20)总结 (22)致谢 (23)参考文献 (23)1 引言1.1 背景单片机,更确切的应称作微控制器,是20 世纪70年代中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块,其特点是功能强大、体积小、可靠性高、价格低廉。
它一面世便在工业控制、数据采集、智能化仪表、机电一体化、家用电器等领域得到广泛应用,极大地提高了这些领域的技术水平和自动化程度。
(完整版)基于单片机的毕业论文设计标题:基于单片机的室内温湿度监测与控制系统摘要:本论文设计了一种基于单片机的室内温湿度监测与控制系统。
该系统通过温湿度传感器实时感知室内的温湿度信息,并由单片机进行数据处理和控制。
用户可以通过LCD显示屏和按键进行界面交互和参数设置。
系统可以实时显示室内的温湿度信息,并根据设定的温湿度范围进行自动调节。
实验结果表明,该系统具有良好的稳定性和准确性,能够满足室内温湿度的要求。
关键词:单片机,温湿度传感器,LCD显示屏,温湿度监测与控制1.引言室内温湿度是人们日常生活中非常重要的参数,直接影响室内舒适度和健康。
然而,室内温湿度的监测和控制通常需要人工干预,效率较低,无法实时调节。
本论文旨在设计一种基于单片机的室内温湿度监测与控制系统,以便实现室内温湿度的自动化管理。
2.系统设计本系统主要由温湿度传感器、单片机、LCD显示屏和按键组成。
温湿度传感器负责实时感知室内的温湿度信息,并将数据传输给单片机。
单片机进行数据处理和判断,可以根据设定的温湿度范围进行自动调节。
用户可以通过LCD显示屏和按键进行界面交互和参数设置。
3.硬件设计温湿度传感器采用XX型号传感器,通过串口将温湿度数据传输给单片机。
单片机选择XX型号,具备较强的数据处理能力和通信功能。
LCD显示屏选用XX型号,可实现温湿度信息的实时显示和参数设置。
按键采用XX型号,用于用户与系统的交互。
4.软件设计系统的软件设计主要包括温湿度数据处理、控制算法实现和界面设计。
温湿度数据处理部分主要负责接收温湿度传感器的数据,进行数据校正和滤波处理,以确保数据的准确性和稳定性。
控制算法实现部分根据设定的温湿度范围,计算出相应的控制信号,控制系统的终端设备进行温湿度的调节。
界面设计部分主要负责实现与用户的交互,包括温湿度信息的显示和参数设置等功能。
5.实验结果与分析对系统进行了多次实验,结果表明系统具有良好的稳定性和准确性,能够满足室内温湿度的要求。
第一章绪论本章介绍了温度采集与控制系统设计的背景与意义,通过本章,可以了解温度传感器和单片机的发展状况以及相关技术的发展状况。
1.1 课题背景与意义温度控制无论是在工业生产过程中,还是在日常生活中都起着非常重要的作用,而在当今,我国农村锅炉取暖,农业大棚等多数都没有实时的温度监测和控制系统,还有部分厂矿,企业还一直沿用简单的温度设备和纸质数据记录仪,无法实现温度数据的实时监测与控制。
随着社会经济的高速发展,越来越多的生产部门和生产环节对温度控制精度的可靠性和稳定性等有了更高的要求,传统的温度控制器的控制精度普遍不高,不能满足对温度要求较为苛刻的生产环节。
人们对于温度监测技术的要求日益提高,促进了温度传感器技术的不断发展进步。
温度传感器主要经历了三个发展阶段:模拟集成温度传感器、模拟集成温度控制器、智能温度传感器。
温度传感器的发展趋势:进入21世纪后,温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片机测温系统等高科技的方向迅速发展。
自从1976年Intel公司推出第一批单片机以来,80年代的单片机技术进入了快速发展的时期。
近年来,随着大规模集成电路的发展,单片机继续朝着快速,高性能的方向发展,从4位、8位单片机发展到16位、32位单片机。
单片机主要用于控制,它的应用领域遍及各个行业,大到航天飞机,小至日常生活中的冰箱、彩电,单片机都可以大显其能。
单片机在国内的主要的应用领域有三个:第一是家用电器业,例如全自动洗衣机、智能玩具;第二是通讯业,包括手机、电话和BP机等等;第三是仪器仪表和计算机外设制造,例如键盘、收银机、电表等。
除了上述应用领域外,汽车、电子行业在外国也是单片机应用很广泛的一个领域。
它成本低、集成度高、功耗低、控制功能多、能灵活的组装成各种智能控制装置,由它构成的智能仪表解决了长期以来测量仪表中的误差的修正、线性处理等问题。
11.2 本课题的研究内容与目标设计以STC89C52单片机为系统控制核心,结合DS18B20温度传感器、12864液晶显示、BM100无线模块、报警、升温和降温指示灯几部分电路,构成了一整套温度检测,报警及控制系统。
南昌工程学院本科毕业设计(论文)第一章引言随着单片机应用技术的不断发展,单片机不断更新换代,单片机应用的模式,方法也不断发展。
一方面单片机应用系统的规模越来越大,另一方面单片机的嵌入式应用又使单片机的体积越来越小。
近年来,单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点,在自动化和各个测控领域中得到了广泛的应用,在工业生产中成为必不可少的器件之一。
冰箱发明于20年代,在冰箱出现以前,我们一直在为食品存放时间一久就会变得不再新鲜甚至腐败而烦恼。
20世纪以前,用冰箱保存食物是不可想象的,20世纪没有冰箱的生活是不可想象的。
经过数十年的发展,人们对家用电冰箱的控制功能越来越高,这对电冰箱控制器提出了更高的要求。
多功能,智能化是现今的其、发展方向之一,传统的机器控制,简单的电子控制已经难以满足发展的要求,而采用基于单片机温度控制系统已经成为主流,具有很强的性价比,通过软件设计就能实现功能的扩展,以及智能化的提高,最大限度地节约了成本。
本文是基于单片机的电冰箱温度控制系统的设计。
通过单片机,温度传感器,A/D 转换器等一系列器件的使用达到智能温控的目的。
传统的电冰箱温度一般是由冷藏室控制,冷藏室、冷冻室的不同温度是通过调节蒸发器在两室的面积大小来实现的,温度调节完全依靠压缩机的开停来控制.但是冰箱内的温度受诸多因素的影响,如放入冰箱物品初始温度的高低、存放品的散热特性及热容量、物品在冰箱的充满率、环境温度的高低、开门的频繁程度等.因此对这种受控参数及随机因素很多的温度控制,既难以建立一个标准的数学模型,也无法用传统的PID调节来实现.一台品质优良的电冰箱应该具有较高的温度控制精度,同时又有最优的节能效果,而为了达到这一设计要求采用模糊控制技术无疑是最佳的选择.1.1 电冰箱的原理电冰箱是利用蒸发致冷或气化吸热的作用而达到制冷的目的,液体由液态变为气态时,会吸收很多热量,简称为“液体汽化吸热”。
水温自动控制系统毕业设计论文摘要本文设计了一种水温自动控制系统,用于控制水温自动调节和保持。
该系统基于单片机控制技术,具有灵活、精度高、稳定性好等优点,并且适用于各种大中小型水族箱的水温控制。
首先,本文分析了水温控制系统的原理和工作原理,讨论了其执行机理和功能。
其次,通过阐述硬件设计,包括测温原理、传感器选择、控制器密度和其他电路部分等。
在软件设计方面,本文采用C语言编程,实现了自动监测水温变化、自动开关附加加热器和调整温度等功能,并且采取多重保护措施,保证了该系统的安全性和稳定性。
最后,本文通过实验验证了该系统的可行性和实用性,在保证了水族箱内水体温度稳定的基础上,实现了节能和自动化控制的优势,为水族箱饲养提供了一定的实用性支持。
关键词:水温自动控制;水温计;单片机;附加加热器;C语言编程;节能。
AbstractThis paper designs a water temperature automatic control systemfor automatic regulation and maintenance of water temperature. Based on the single-chip control technology, the system has the advantages of flexibility, high accuracy and good stability, and is suitable for controlling the water temperature of various large,medium and small aquariums.Firstly, the principle and working principle of the water temperature control system are analyzed, and its executing mechanism and function are discussed. Secondly, by elaborating on hardware design, including temperature measurement principle, sensor selection, controller density and other circuit parts, and in software design, the paper adopts C language programming to achieve automatic monitoring of water temperature changes, automatic switching of additional heaters and adjusting temperatures, and takes multiple protection measures to ensure the safety and stability of the system.Finally, the feasibility and practicality of the system are verified through experiments, which has the advantages of energy saving and automatic control, and provides practical support for the breeding of aquariums by ensuring the stability of water temperature.Keywords:water temperature automatic control;thermometer;single-chip;additional heater;C language programming;energy saving.。
分类号:TP212单位代码:科技大学本科专业职业生涯设计基于单片机的温度控制系统设计2012 年 4 月10日摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月益更新。
本文从硬件和软件两方面来讲述对烘干箱温度的自动控制过程,在控制过程中主要应用AT89C51、ADC0809、LED显示器、LM324比较器,而主要是通过DS18B20数字温度传感器采集环境温度,以单片机为核心控制部件,并通过四位数码管显示实时温度的一种数字温度计。
软件方面采用汇编语言来进行程序设计,使指令的执行速度快,节省存储空间。
为了便于扩展和更改,软件的设计采用模块化结构,使程序设计的逻辑关系更加简洁明了,使硬件在软件的控制下协调运作。
关键词:单片机系统;传感器;数据采集;模数转换器;温度AbstractIn recent years along with computer penetration in the social sphere, SCM applications are constantly deepening, led the traditional control test at the same time ever updated..In this paper, from two aspects of hardware and software about automatic temperature control process, the control process is mainly used AT89C51, ADC0809, LED display, LM324 comparator, but mainly through the DS18B20 digital temperature sensor to collect the environmental temperature, the single-chip microcomputer as the core control component, and through four digital tube display real-time temperature of a digital thermometer. Software using assembly language to program design, so that the instruction execution speed, save the memory space. In order to facilitate the expansion and the change, the software design uses the modular structure, make the logic relation of designing program more concise, making hardware tocoordinatetheoperation under the software control.Keywords: SCM system; sensor; data acquisition; a / D converter temperature;目录1 绪论 (3)1.1课题的背景及其意义 (3)1.2课题研究的容及要求 (4)1.2.1 课题的主要研究的容 (4)2 AT89C51系列单片机介绍及硬件设计 (6)2.1 AT89C51系列单片机介绍 (6)2.1.1 AT89C51系列基本组成及特性 (6)2.1.2 AT89C51系列引脚功能 (7)2.1.3 AT89C51系列单片机的功能单元 (9)2.2 硬件设计 (12)2.2.1 温度采样部分 (12)2.2.2 控制温度 (14)2.2.3 模数转换部分 (15)2.2.4 模数转换技术 (15)2.2.5 积分型模数转换器 (15)2.2.6 显示部分 (16)3 软件设计 (18)3.1主程序流程图 (18)3.2 读温度子程序 (19)3.3 计算温度子程序 (19)3.4按键流程图 (20)3.5 显示流程图 (22)结论 (24)参考文献 (25)辞 (26)1 绪论1.1课题的背景及其意义现代工业设计,工程建设及日常生活中温度控制都起着重要的作用,早期的温度控制主要用于工厂时间生产中,能起到实时采集温度数据,提高生产效率,产品质量之用。
随着人们生活质量的提高,现代社会中的温度控制不仅应用在工厂生产方面也应用于酒店,厂房以及家庭生活中,在有些应用中,如高精度的生产厂房,对温度的要求极其严格,温度的变化极有可能对生产的产品造成极大的影响。
因此,这就需要一种能够及时检测温度变化以及温度变化的设备,提供温度数据值,使人们对温度的变化做及时的调整,多点温度控制可根据人们不同的应用环境自行设置该环境的温度值,及时反映生产,生活中温度变化使人们能及时看到温度变化的第一手资料,提示人们温度变化情况,协助人们能及时的调整,起到温度报警作用,使温度控制更好的服务于社会生产,生活。
电子技术的飞速发展,给人类的生活带来了根本的的变革,特别是随着大规模集成电路的产生而出现了微型计算机,更是将人类社会带入了一个新的时代。
利用微机的强大功能。
人们可以完成各种各样的控制。
然而,微机造价高,对于大多数的工业控制来说,也并不需要微机那样强大的功能,于是单片机就运用而生了。
单片机其实就是一个简化的微机,将微机的CPU,存储器,I/O接口。
定时器/计数器等集成在一片芯片上就是单片机了,它主要用来完成各种控制功能。
相对微机来说,单片机价格低,非常适合于应用在简单的控制场合以降低成本。
另外,单片机是按照工业控制要求设计的,其可靠性很高,可在工业现场复杂的环境下运行。
单片机依靠其高的可靠性和极高的性价比,在工业控制,数据采集,智能化仪表,家用电器等方面得到极为广泛的应用。
温度是表征物体冷热程度的物理量,温度测量则是工农业生产过程中一个很重要而普遍的参数。
温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用。
由于温度测量的普遍性,温度传感器的数量在各种传感器中居首位。
而且随着科学技术和生产的不断发展,温度传感器的种类还是在不断增加丰富来满足生产生活中的需要。
在单片机温度测量系统中的关键是测量温度、控制温度和保持温度,温度测量是工业对象中主要的被控参数之一。
因此,单片机温度测量则是对温度进行有效的测量,并且能够在工业生产中得到了广泛的应用,尤其在电力工程、化工生产、机械制造、冶金工业等重要工业领域中,担负着重要的测量任务。
在日常生活中,也可广泛实用于地热、空调器、电加热器等各种家庭室温测量及工业设备温度测量场合。
但温度是一个模拟量,如果采用适当的技术和元件,将模拟的温度量转化为数字量虽不困难,但电路较复杂,成本较高。
1.2课题研究的容及要求1.2.1 课题的主要研究的容本文所要研究的课题是基于单片机控制的水温控制系统的设计,主要是介绍了对水箱温度的显示、控制及报警,实现了温度的实时显示及控制。
水箱水温控制部分,提出了用DS18S20、AT89C51单片机及LED的硬件电路完成对水温的实时检测及显示,利用DS18S20与单片机连接由软件与硬件电路配合来实现对加热电阻丝的实时控制及超出设定的上下限温度的报警系统。
而炉温度控制部分,采用一套PID闭环负反馈控制系统,由DS18S20检测炉温度,用中值滤波的方法取一个值存入程序存取器部一个单元作为最后检测信号,并在LED中显示。
控制器是用89C51单片机,用PID算法对检测信号和设定值的差值进行调节后输出控制信号给执行机构,去调节电阻炉的加热功率,从而控制炉温度。
它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点,特别适合于构成多点的温度测控系统,可直接将温度转化成串行数字信号供微机处理,而且每片DS18S20都有唯一的产品号,可以一并存入其ROM中,以便在构成大型温度测控系统时在单线上挂接任意多个DS18S20芯片。
从DS18S20读出或写入DS18S20信息仅需要一根口线,其读写及其温度变换功率来源于数据总线,该总线本身也可以向所挂接的DS18S20供电,而且不需要额外电源。
同时DS18S20能提供九位温度读数,它无需任何外围硬件即可方便地构成温度检测系统。
而且利用本次的设计主要实现温度测试,温度显示,温度门限设定,超过设定的门限值时自动启动加热装置等功能。
而且还要以单片机为主机,使温度传感器通过一根口线与单片机相连接,再加上温度控制部分和人机对话部分来共同实现温度的监测与控制。
1.2.2 用单片机实现其具体控制功能如下:(1)能够连续测量水的温度值,用十进制数码管来显示水的实际温度。
(2)能够设定水的温度值,设定围是30℃~90℃。
(3)能够实现水温的自动控制,如果设定水温为85℃,则能使水温保持恒定在85℃的温度下运行。
(4)用单片机AT89C51控制,通过按键来控制水温的设定值,数值采用数码管显示。
2 AT89C51系列单片机介绍及硬件设计2.1 AT89C51系列单片机介绍2.1.1 AT89C51系列基本组成及特性AT89C51是一种带4k字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。
而在众多的51系列单片机中,要算ATMEL 公司的AT89C51更实用,也是一种高效微控制器,因为它不但和8051指令、管脚完全兼容,而且其片的4K程序存储器是FLASH工艺的,这种工艺的存储器,用户可以用电的方式达到瞬间擦除、改写。
而这种单片机对开发设备的要求很低,开发时间也大大缩短。
AT89C51基本功能描述如下:AT89C51是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器,而且在其片种还有4k字节的在线可重复编程快擦快写程序存储器,能重复写入/擦除1000次,数据保存时间为十年。
它与MCS-51系列单片机在指令系统和引脚上完全兼容,不仅可完全代替MCS-51系列单片机,而且能使系统具有许多MCS-51系列产品没有的功能。
AT89C51可构成真正的单片机最小应用系统,缩小系统体积, 增加系统的可靠性,降低了系统成本。
只要程序长度小于4k, 四个I/O口全部提供给用户。
可用5V电压编程,而且写入时间仅10毫秒, 仅为8751/87C51 的擦除时间的百分之一,与8751/87C51的12V电压擦写相比, 不易损坏器件, 没有两种电源的要求,改写时不拔下芯片,适合许多嵌入式控制领域。