基于单片机的温度控制系统的设计毕业论文(编辑修改稿)

基于单片机的温度控制系统的设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

活生产中频繁使用的词语，同时它们在各行各业中也发挥着重要的作用。 如在日趋发达的工业之中，利用测量与控制温度来保证生产的正常运行。 在农业中，用于保证蔬菜大棚的恒温保产等。 随着社会的发展，温度的测量及控制变 得越来越重要。 本文采用单片机 AT89S51 设计了温度实时测量及控制系统。 单片机 AT89S51 能够根据温度传感器 DS18B20 所采集的温度在数码管上实时显示，通过控制从而把温度控制在设定的范围之内。 所有温度数据均通过数码显示器 LED 显示出来。 系统可以根据时钟存储相关的数据。 通过该课程的学习使我们对计算机控制系统有一个全面的了解、掌握常规控制算法的使用方法、掌握简单微型计算机应用系统软硬的设计方法，进一步锻炼我们在微型计算机应用方面的实际工作能力。 一、系统总体方案 本方案使用单片机 AT89S51 作为控制 核心，以智能温度传感器 DS18B20 为温度测量元件，对各点温度进行检测，设置温度上下限，超过其温度值就报警。 显示电路采用LED 显示模块，使用二级管，电阻和蜂鸣器组成的报警电路。 如图 1 所示。 图 1 系统总体 框 图 单片机AT89S51 温度采集 时钟电路 报警电路 按键输入 LED 显示 复位电路 温度控制电路 2 二、单片机 AT89S51 （一）单片机的发展概况 1970 年微型计算机研制成功之后，随之即出现了单片机（即单片微型计算机） — 美国 Intel 公司 1971 年生产的 4 位单片机 4004 和 1972 年生产的雏形 8 位单片机 8008，这也算是单片机的第一次公众亮相。 1976 年 Intel 公司首 先推出能称为单片机的 MCS48 系列单片微型计算机。 它以体积小、 三、硬件电路设计 （一）温度采集部分 采用一线制数字温度传感器 DS18B20 来作为本课题的温度传感器。 传感器输出信号进 的上拉电阻直接接到单片机的 引脚上。 DS18B20 温度传感器是美国达拉斯 (DALLAS)半导体公司推出的应用单总线技术的数字温度传感器。 该器件将半导体温敏器件、 A/D 转换器、存储器等做在一个很小的集成电路芯片上。 本设计中温度传感器之所以选择单线数字器件 DS18B20，是在经过多方面比较和 （二）时钟电路 时钟电 路是单片机的心脏， 具有相当重要的作用， 它控制着单片机的工作节奏。 MCS51 单片机允许的时钟频率是 依靠单片机的型号而改变 的，典型值为 12MHZ。 AT89S51 内部有一个反相振荡放大器， XTAL1 和 XTAL2 分别是该 反向振荡放大器的输入端和 输出 端。 该反向放大器可 被配制成 片内振荡器 ， 石晶振荡和陶瓷振荡均可采用 这种反向放大器。 本设计采用的晶振频率为 12MHZ。 其时钟电路如图 4 所示。 51 系列单片机还可 作为 外部时钟 使用。 在使用外部时钟时，外部时钟从 XTAL1 输入，而 XTAL2必须 悬空。 图 4 时钟电路 （三）复 位电路 复位使单片机处于起始状态，并 且 从该起始状态开始运行。 AT89S51 的 RST 引脚是 复位端，该引脚 可以 连续保持 2 个机器周期（ 24 个时钟振动周期）以上 的高电平，这样才能 使单片机复位。 内部复位电路在每一个机器周期的 S5P2 期间 都采样斯密特触发器作为 输出端，该触发器 的作用 可抑制 RST 引脚的噪声干扰，并 且 在复位期间不产生ALE 信号， 而 内部 RAM 处于不断电状态。 其中的数据信息不会丢失，也 就是说 即复位 3 后，只 会 影响 SFR 中的内容，内部 RAM 中的数据 将 不受 任何 影响。 外部复位有上电复位和按键电平复位。 由于单片机运行过程中 ，其本身的干扰或外界干扰会导致出错，此时我们可按复位键重新开始运行。 为了便于本设计运行调试，复位电路采用按键复位方式。 按键复位电路如图 5 所示。 图 5 复位电路 （四）按键输入 电路 键盘被分为编码式键盘和非编码式键盘两种，键盘上闭合键的识别是由专用的硬件译码器实现的，并且产生键编号和键值两种方式，称为编码式键盘；而靠软件识别的是非编码式键盘方式。 在单片机组成的测控系统中，通常用得最多的是非编码键盘。 在这里我们采用的就是非编码式键盘。 键盘的连接方式采用独立连接式，这样的连接方式能够简化程序的编写。 由 S2来 控制电路的开始和结束， S3和 S4分别控制温度的上限和下限，当由 DS18B20采集到的温度高于上限温度或下限温度，报警电路报警，温度控制电路开始工作。 如图6 所示。 图 6 按键输入 （五） LED 电路 采用 LED 作为系统的数据显示器具有价格低、性能稳定和响应速度快等特点。 LED显示方式有静态显示、动态显示和串口显示。 为了节省系统本身的硬件资源，在这里LED 的显示方式采用动态显示方式。 所谓动态显示就是一位一位地轮流点亮各位显示器（扫描），每隔一段时间点亮一次。 动态显示器的优点是节省硬件资源，成本较低。 由单片机 P00， P01， P2， P03， P04， P05， P06 控制数码管的段码显示，决定数码管显示的字符，由 ， ， ， 控制输出数码管的位码，决定哪个数码管显示。 如图 7 所示。 4 （ 七 ） 温度控制电路 控制电路是作为单片机系统的后 向通道，他的作用是将单片机处理后的数字控制信号用输出口输出，并将该数字输出的信号用于对控制对象的控制。 由于单片机的输出信号电平很低，无法用来直接驱动外围设备进行工作，因此，在单片机的后向通道中往往需要外围设备的驱动、信号电平的转换以及隔离放大等技术来支持。 本次设计采。