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首页温度自动控制系统设计报告
该系统主电路采用AT89S52单片机实现温度控制,对液体温度进行检测,显示当前温度,测量范围0度~99度,温度分辨率位0.1度;可设定温度控制范围并可以显示(最低温度~最高温度),超出设定范围声光报警;系统包含加热、降温装置(加热选用电热铁,降温选用风扇),若低于下限温度或高于上限温度,用继电器通过弱电控制强电开通电热铁或风扇降温可自动加热或降温;还可同时检测多路温度,温度分辨率位0.1度;当达到定时时间后自动开启加热或制冷设备。(包括主要电路图及C原代码)
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题目名称:温度自动控制系统
目录
摘要及关键词……………………………………………………2
1. 方案论证与比较 ………………………………………………2
1.1 芯片的比较与选择……………………………………2
1.2 D/A 转换器……………………………………………2
1.3 显示模块……………………………………………2
2. 系统设计……………………………………………………2
2.1 总体设计………………………………………………3
2.2 单元电路设计…………………………………………3
2.2.1 单片机最小系统电路设计…………………………3
2.2.2 液晶显示及蜂鸣器模块电路设计……………………4
2.2.3 指示灯及继电器电路设计………………………4
3. 软件设计………………………………………………………5
4. 系统测试………………………………………………………6
4.1 测试方法与仪器………………………………………6
4.2 测试数据及测试结果分析……………………………7
5. 结论……………………………………………………………7
……………………………………………………参考文献: 8
附录:……………………………………………………………8
附 1:元器件明细表……………………………………………8
- 1 -
附 2:仪器设备清单……………………………………………8
附 3:程序清单…………………………………………………8
摘要:该系统主电路采用 AT89S52 单片机实现温度控制,对液体温度进行检
测,显示当前温度,测量范围 0 度~99 度,温度分辨率位 0.1 度;可设定温度控制
范围并可以显示(最低温度~最高温度),超出设定范围声光报警;系统包含加
热、降温装置(加热选用电热铁,降温选用风扇),若低于下限温度或高于上
限温度,用继电器通过弱电控制强电开通电热铁或风扇降温可自动加热或降温;
还可同时检测多路温度,温度分辨率位 0.1 度;当达到定时时间后自动开启加
热或制冷设备。
关键词:AT89S52 继电器 蜂鸣器 温度
⒈ 方案论证与比较
1.1 芯片的比较与选择
方案一 采用 8031 作为控制核心,以使用最为普遍的器件 ADC0809 作模数
转换,控制上使用对电热铁加电使其升温和开动风扇使其降温。此方案简易可
行,器件的价格便宜,但 8031 内部没有程序存储器,需要扩展,增加了电路的
复杂性,且 ADC0809 是 8 位的模数转换,不能满足本题目的数度要求。
方案二 采用 AT89S52 作为电路的控制核心,使用 16 位的高精度模数转
换器进行数据转换。而且 AT89S52 单片机是一种低功耗、高性能 CMOS 8 位
微控制器,具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。另外,AT89S52 可降至 0Hz
静态逻辑操作,支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU 停止工作,
允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM 内
容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位
为止;可实现液晶显示和键盘设定等多种功能。此方案电路简单并且可以满足
题目的各项要求的精度。所以选择 AT89S52
1.2 D/A 转换器
方案一:采用 ADC0809 为转换器,ADC0809 具有 8 个通道的模拟输入线
(IN0~IN7),可在程序控制下对任意通道进行 A/D 转换,获得 8 位二进
制数字量(D7~D0)。
方案二:采用 DS1820,DS1820 含有 A/D 转换功能,同时可以检测温度,þ
系统结构稳定、简洁,安装方便。故采用方案二。
1.3 显示模块
方案一:采用数码管显示位数太小,布线麻烦,针脚多;
方案二:采用液晶可以同时显示两路温度,显示位数多, 2 行每行 16 个字
符。自带字符库、带背光,经典的液晶显示器件通过液晶屏显示你想要的信息,
比发光管、数码管显示更为漂亮,专业化。þ所以选择液晶
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A
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4321
D
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A
Title
Number RevisionSize
A4
Date: 17-May-2008 Sheet of
File: F:\ \5 \con_temper15 .ddb电子制做资料 月图 日 Drawn By:
EA/VPP
31
XTAL. 1
19
XTAL. 2
18
RESET
9
RD
17
WR
16
INT0
12
INT1
13
T0
14
T1
15
P10
1
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P00
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P26
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PSEN
29
ALE/PROG
30
TXD
11
RXD
10
VCC
40
GND
20
U1
AT89S52
S0 RESET KEY
CE1
10uF
VCC5V RST
C1
30pF
C2
30pF
Y1
12M
X1
X2
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VCC5V
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GND
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TCK
TDO
TMS
TDI
VCC5V
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SW3
SW4
SW5
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P36 P32
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P36
R2
10K
1
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7
ISP
RST
P15
P16
P17
GND
GND
VCC5V
1
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Rs1
10K*8
PSEN
ALE
⒉ 系统设计
2.1 总体设计
主机行选用单片机 AT89S51 来实现,利用单片机软件编程灵活、自由度大的
特点,力求用软件完善各种控制算法和逻辑控制。本系统选用的 AT89S52 芯片
时钟可达 12MHz,运算速度快,控制功能完善。256 字节 RAM32 位 I/O 口线,
而且内部含有 8KM 的 EPROM 不需要外扩展存储器,可使用系统整体结构更来
简单、实用。
就本系统来说,可实时采集水温数据,然后经过 A/D 转换为数字信号,送入
单片机中的特定单元,然
后一部分去显示,另一部
分与设定值进行比较,通
过 PID 算法得到控制量并
经由单片机输出去控制电
热铁加热或风扇降温。
我们选用温度传感器
DS18B20 对数据采集,它
具有线路简单,体积小的
特点。因此用它来组成一
个测温系统,具有线路简
单,测量温度范围在-55℃到+125℃之间,而且精度较高。
þ控制部分是由输出通过继电器来控制电热铁或风扇开关。
键盘采软件查询和外部中继相结合的方法来设计,低平有效。
2.2 单元电路设计
2.2.1 单片机最小系统电路设计
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File: F:\ \5 \con_temper15 .ddb电子制做资料 月图 日 Drawn By:
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J1
LCD_1602
GND
VCC5V
VCC5V
R1
1.5K
GND
P00
P01
P02
P03
P04
P05
P06
P07
LCD_DB0
LCD_DB1
LCD_DB2
LCD_DB3
LCD_DB4
LCD_DB5
LCD_DB6
LCD_DB7
R2
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Rs2
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POWER
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J2
P00
P01
P02
P03
P04
P05
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VCC5V
GND
LCD_RS
LCD_RW
LCD_E
LCD_E
LCD_RW
LCD_RS
B1
BUZZER
Q1
PNP
R2
470
G N D
VCC5V
BUZZER
1
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3
4
J3
BUZZER
以 AT89S52 为主控芯片,控制多路开关,它内部含有一个高增益的反相
放大器,通过 XTAL1、XTAL2 外接作为反馈元件的晶体后便成为自激振荡器,
振荡器输出的振荡脉冲经 2 分频成为内部时钟信号,用作单片机内部各功能部
件按序协调工作的控制信号;达到时钟的控制。RST 出现持续两个机器周期的
高电平就可实现复位操作,使单片机回复到初始状态。当设定温度与当前温度
相付合时向外部申请中断,达到自动控制。P0~P3 向外部扩展
开关用来控制
开
关
键名 功能
S0
复位键 使系统复位
S1
功能转换键 ① 时钟设置 ② 1 路温度上或下限设置 ③ 2 温度路上
或下限设置
S2
加 1 键 和功 能 转 换
键
① 设定温或时间十位加渐次加 1 ② 进入设定状态
S3
加 1 键 设定温或时间个位加渐次加 1
S4
确定键 ① 长按确定设置状态 þ②短按取消设置状态
S5
扩展键 可以用来扩展倒计时
2.2.2 液晶显示及蜂鸣器模块电路设计
信号(VCC5V)从 LCD-1602 的 2 脚输入,将数据信息显示在液晶器上。
蜂鸣器根据显示数据情况:若超过上限或底于下限则发出报警声。
2.2.3 加热和降温模块电路设计
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