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医用恒温箱控制系统设计（合肥）,医用,恒温箱,控制系统,设计,合肥
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PaperPass独家制作的论文修改宝典，助力同学们顺利毕业请亲认准我们PaperPass品牌，警惕其他各种论文检测陷阱一句话：修改的核心就是把能改的关键词都替换掉，再变换句式。我想大家最想知道的就是哪些需要改；哪些可以改，要改成怎么样才行；哪些改不了，改不了又该怎么办。本文将逐一为大家解答。PaperPass检测报告有同义词提示修改功能,让亲修改更容易更省时。下面演示下如何借用PaperPass系统提供的同义词并按照修改方法进行快速的修改。免除了每年向地主交纳地租粮六百亿斤的负担以及各种超经济剥削。在我们的系统右下方有该句的同义词免除：罢黜,免去,免去每年：每一年负担：包袱,承担,承当,肩负以及：和各种：各类,种种剥削：抽剥,聚敛,克扣,盘剥,抽剥,聚敛,克扣,盘剥第一步 我们可以改为:免去了每一年向地主交纳地租粮六百亿斤的承担和种种经济盘剥。修改分析：第一步只是简单的套用我们系统提供的同义词，很多人修改的时候也只是这样简单的换几个关键词，甚至只是简单的换下词的位置，或者简单的加减几个词，这样的修改是不够的。那我们再重新看下这个句子“免除了每年向地主交纳地租粮六百亿斤的负担以及各种超经济剥削。”这句中就地主、亿、经济这几个关键词估计换不了，其他的词都要换，然后再变换句式，比如主被动，倒装等等。虽然我们系统有20多万同义词库，但也不能把所有词都给出同义词；另外当一个词用于不同文中时意思肯定是不一样的，所以难免给的词有些不适用，这时亲还可以用到百度，亲可以百度看看这个词的同义词，或者这个词的意思，再自己总结归纳下。这样认真修改之后改成“每一年都免去了种种的经济盘剥，不再需要承担向地主交粮食600亿斤。”当然还是可以再改，比如600亿斤可以是300亿公斤，300亿千克，0.3亿吨；地主改土地主等。方法演示过了，亲应该知道大致的方法了，下面多给出一些修改前后的对比，亲就可以知道要改成怎么样才行。说下常见的修改误区以及怎么样的修改方法才是正确的。误区一：知W是连续13个字以上重复的才算抄袭。知W是连续13个字或以上重复的才算抄袭;这两句就多了个“或”，若检测不出知W可以倒闭了。所以检测系统不用连续也可以检测到抄袭，且重复多少字算抄袭也不是定数，不然上百字的长句必误判抄袭，短句必漏判。误区二：将重复的都删掉。删多了总字数也少了，重复率是抄袭字数除总字数。误区三：改变句式，改变字的顺序。无需连续也算重复。误区四：原来的字几乎没改只是加了好多字。相当于稀释重复率，20字变40字后重复也还有50%，且新加的字可能又和其他重复。正确方法：重复的字能换的都换，用同义词换，用意思换或通过换句式来换。（主被动，肯定否定，倒装等）例如一个重复的句子有十个字，换一个字有很大可能和其他句子又相似，如果换9个字那几乎不可能了。 相信亲现在对论文的修改方法以及要修改到什么程度已经有了了解。另外如果看完修改秘籍后在修改中还是有不懂改的，亲可以随时联系我们的客服，我们有专业的团购为亲解答各种修改方面的问题。有同学朋友要检测也帮忙推荐哦，只要选择我们，我们定能让亲满意。祝亲和亲的小伙伴们都顺利毕业。下面这里就讲一下，PaperPass与知W的区别几乎所有学校的检测系统都是知W，但知W检测一次350元，一篇论文修改好平均要4次，那就要一千多元。虽如今土豪多，也许不差钱，但好多学校还禁止提前检测，提前检测知W学校会有记录，会直接取消毕业。那就需要个能完美取代知W的检测系统。我们的系统的原则就是：更准，更严，更快，更安全，更便宜。本文从各个检测系统的原理出发，全面分析哪些情况可以不测知W就可以知道必过知W。 任何检测系统主要是两大指标影响重复率：检测算法和对比库。即把论文中的每个句子都拿到对比库中对比，并按检测算法给出每个句子的重复率，然后最终算出论文总的重复率。很明显存在这么一个充分条件：当两个不同系统的对比库中都有您参考过的资料，那么哪个系统检测算法较严格，检测出来的相似度就比较高。 PaperPass检测系统的检测算法是最严格的，比知W也严格一点。接下来分析下我们系统和知W对比库的区别。对比库上都有互联网资源，学术期刊，学术论文，自建库，而知W还有各届大部分学生论文。大家一般参考的有网络资源，书刊，知W资料。互联网资源两个系统数据都一样；书刊有交集但互不包含；知W资料虽是独家，但这资料写的时候可能参考网络，写后也可能发布到网络，所以绝大部分可以被检测到，但不是全部。两大系统都有自建库，顾名思义就是自己建立属于自己独有的对比库。任何检测系统包括知W都不可能网罗天下所有数据。 检测常识：任何系统（包括知W）两次检测都有少量变化，如知W早上测25%，下午一样内容再测也可能31%，所以建议修改到比学校要求的低十几才最稳妥。 PaperPass检测报告简明打印版PaperPass检测报告简明打印版比对结果（相似度）：总 体：13%网络库：13%编 号：VIP6F75897AF182496EB1C1A839F17F7F3F标 题：医用恒温箱控制系统设计作 者：朱朱长 度：9164字符标 题：医用恒温箱控制系统设计时 间：2015-01-10 11:31:32比对库：学术期刊（1999-2013）、学术论文（硕博库1990-2013）、互联网资源相似资源列表(学术期刊、学位论文)相似资源列表(学术期刊、学位论文)1、 相似度：(3.49%)来源：学术期刊篇名： 恒温水箱设计与研究2、 相似度：(2.33%)来源：学位论文篇名： 单片机控制自动恒温箱的设计3、 相似度：(1.27%)来源：学位论文篇名： 水温报警器说明书_毕业设计论文说明书.doc4、 相似度：(0.96%)来源：学术期刊篇名： 毕业设计开题报告5、 相似度：(0.89%)来源：学术期刊篇名： 37单片机恒温箱的设计课题论文6、 相似度：(0.62%)来源：学术期刊篇名： 基于单片机的遥控控制温度显示（包括C语言程序）7、 相似度：(0.33%)来源：学术期刊篇名： 76用LED数码管显示的秒表设计8、 相似度：(0.27%)来源：学术期刊篇名： 基于AT89C51单片机的温度传感器9、 相似度：(0.23%)来源：学术期刊篇名： 计时器_百度文库10、 相似度：(0.23%) ID: 1493875135803 1 / 12 来源：学术期刊篇名： 单片机1204180230张智越11、 相似度：(0.2%)来源：学位论文篇名： 73基于单片机的自动火灾报警系统毕业论文12、 相似度：(0.16%)来源：学术期刊篇名： 单片机原理及应用设计相似资源列表(互联网)相似资源列表(互联网)1、 相似度：(0.83%)标题：kk188627的资源 - 下载频道 - CSDN.NET/user/kk1886272、 相似度：(0.54%)标题：单片机恒温箱43-第6页http:/3/bp_6kh0210i1b9x6b7430vw_6.html3、 相似度：(0.54%)标题：求温湿度测量技术的发展趋势及应用？_传感器_百科问答/b/30821/2013/1029/584345.html4、 相似度：(0.46%)标题：基于51单片机智能竞赛抢答器设计与实现107-第4页http:/3/bp-49a8b346a8956bec0975e353-4.html5、 相似度：(0.36%)标题：91基于AT89C51的八路抢答器设计-第2页http:/3/bp-9b1aea175f0e7cd18425360e-2.html6、 相似度：(0.21%)标题：KR-PC温湿度遥控系统 _供应信息_商机_中国化工仪器网/Offer_sale/Detail/54963.html全文简明报告：全文简明报告：摘 要随着科技的日益发展进步,单片机技术已经被广泛应用在科研、工作等重要领域内,目前也已经普及到我们的日常生活中, 75% : 它已经发展成为了一种比较成熟的技术。 :基于单片机设计的智能恒温箱不仅具备功能多样化,其用途也十分广泛。它不仅能对控制温度的上限下限做出精确控制, 75% : 而且当温度不在设定范围内时,还能通过继电器驱动相应的负载工作, :并且同时蜂鸣器和报警信号灯会发出报警信号,极具智能化。随着工农业技术的提高以及微型单片机技术的发展,人们对生活环境的要求也显著提高。人们迫切需要一种技术能实现对温度的控制与检测。本设计通过采用继电器驱动负载作为温度的主要控制元件,通过它可以直接驱动大功率的负载,并将其应用于家庭化、工厂化里的小电量的用电设备,所以能实现对大功率负载的应用进行控制,其应用前景十分广泛。 ID: 1493875135803 2 / 12 智能恒温箱的温度控制系统结构十分简单,但其可操作性较强,被广泛的应用于各行各业之中。当其处于工作状态时,可调的温度控制范围在之前设定完毕的温度上下限之间,若当前环境温度超出了之前设定好的临界温度,单片机就会发出报警信号,同时通过继电器驱动负载来实现对当前实时温度的控制。基于单片机控制的恒温箱温控系统通常被使用在实验室中。工业和医疗设备方面也能经常看见它的身影。 81% : 我们为了能使本设计得到更加准确的实验数据,对恒温实验环境的要求十分严格。 :所以智能恒温箱对实验室环境方面的要求就显得更加苛刻。在农业温室大棚培育中,农作物的生长与环境温度息息相关,而在工业生产过程中,因为针对产品的冷热处理控制着产品最后的质量,所以对于恒温箱的要求也相对来说也就更加严格。在医药技术方面,药品与疫苗等试剂的保存与运输尤为重要, 55% : 医用恒温箱的设计主要保证了疫苗、血液的冷藏保温以及生理盐水的加温等。 :在以上各个方面中智能恒温控制系统都扮演着不可或缺的重要角色。关键词:STC89C51单片机;温度控制;恒温箱;DS18B20 1 绪论1.1 课题研究的背景随着时代与科技的不断发展,人们生活水平不断提高,基于单片机的控制系统给人们带来了极大的方便,同时成为了人们重要的追求目标, 70% : 它所带来的便利性也是不可否定的,其中最典型的例子就是数字温度计的出现,但人们对它的控制要求越来越高, :所以我们就要从基本的单片机技术着手发展,为人们提供更便利的保障, 55% : 基于单片机的智能温度控制正朝着数字化、智能化的控制方向发展。 :智能调温下的温度控制在现代的医疗技术中扮演着极其关键的重要点,而且它也被广泛应用在工业生产以及食品加工等领域,所以智能温度的测量与调控具有不可忽视的影响与重要性。目前市场上大部分传感器的主要形式是通过电压输出的,而且通过不同种类的传感器,其转换出来的非线性曲线也各不相同,所以产品普遍缺乏通用性与互换性,受影响限制因素较大。在当前的市场应用中,温度传感器所占的比例还是相当可观的,但由于在传统的环境中温度传感器的测量参数容易受到温度湿度的影响,而且难以校正,所以温度是所有被测参数中最难精确测量的。但由于通过常规方法测量被测温度参数的滞后时间很长,得到的温度误差结果精度太低。随着近几年以来的发展, 61% : 国内的传感器技术正朝着集成化、智能化的方向前进, :并且在网络化和微控制器的方向,为新一代的温度测量系统的发展创造了有利的条件。智能温度控制器广泛被用于农业研究和生物技术,在其研究测试中提供精确的温度控制。智能温度控制器还提供了其必要的环境模拟条件,因此它能在各种行业中得到广泛应用。 ID: 1493875135803 3 / 12 在研究针对智能恒温的控制系统过程中,数字温度传感器有着很重要的作用,它能将温度信号变为数字信号传送到微控制器,然后微控制器将处理后的温度值发送到LED数字显示和通过与给定值的相比较,经双方面传送后,来确定究竟处于高温状态还是低温状态,以便采取适当的加热或冷却措施来使温度达到设定值。单片机由于其易于控制,灵活,操作简单等优点,其应用前景十分广泛。1.2 发展现状和趋势随着计算机控制技术的研究发展,智能恒温控制系统不仅在在工业生产领域中得到了广泛应用,而且还收获了巨大的经济效益和社会影响。在不同的领域,不同的控制的环境中,往往还因受限于目标,成本等因素的影响,通常需要进行单独设计一个系统,以其独有的结构和功能,才能被用于特定的情况,最后才能达到最佳的控制效果。目前,国外的温度控制系统和专业设备正朝着更高智能、更符合人们需求的方向快速发展。温度控制系统现已被广泛的应用在全球范围的各类行业中,但国内生产的温度控制器整体水平仍然不高,在技术方面的发展受限因素较多,与国外先进国家相比仍然有很大的差距。国内的温度控制技术正处在一个稳定发展的水平,但在某些相关的技术领域还不是很成熟,在要求更高的控制应用领域内,形成的商品化和被广泛应用的控制仪表相对而言还较少。因此,温度控制仪表等行业与国外对应产业还有一定的差距。随着嵌入式系统开发技术在各领域的广泛应用,相应的嵌入式技术也得到了迅速发展,在各领域和行业内被广泛使用的产品一般都具有集成高科技、控制系统内部的单芯片的体积小、性价比较高、可靠性好、以及适用范围大和独有的指令系统等众多优点。1.3 课题内容与意义智能医用恒温箱温度控制系统具有明显的读数方式,有较大的测温范围,能实现精确的控制,负载种类较多,并有LED显示等优势。这是传统的温度计所不能比拟的。智能医用恒温箱的输出温度是采用数字显示的工作方式,而且它被广泛用在那些测温比较准确的地方或者是科研实验室,智能温度控制系统的设计控制器是基于单片机 STC89C51制作的,DS18B20温度传感器被用作智能恒温箱中的测温传感器, 50% : 而用LED 数码管来作为显示设备来显示数据,用PNP三极管驱动继电器驱动负载运行。 : 89% : 本恒温箱的温控系统研究是基于单片机及温度传感器DS18B20来设计的,温度测量范围0到99.9摄氏度,精度为0.1摄氏度,可见测量温度的范围广,精度高的特点。 :100% : 可设置上下限温度,默认上限温度为38、默认下限温度为5(通过程序可以更改上下限初始值)。 :当智能温控系统单片机控制相应的继电器工作时,指示灯能指示对应的加热状态和制冷状态。 96% : 智能恒温箱的性能在很大程度上取决于对温度的控制性能,本课题采用单片机为主控制器,通过数字传感器测得箱内温度,再将温度信号送入主控制器, :来完成恒温箱的温度控制系统的硬件。 98% : 箱内温度可保持在设定的温度范围内,当设置的温度低于实时温度时,单片机送出加热信号;当设置的温度低于实时温度时,单片机送出制冷信号。 : ID: 1493875135803 4 / 12 2 智能恒温箱的系统概述2.1 系统的主要功能智能恒温箱温度控制系统是由单片机设计的智能温度控制器,它采用模块化组成,分别是温度的检测、温度的调控、温度设定按钮、实时温度的显示、预定温度的显示与实时温度的显示转换按钮组成。系统还能根据需要建立多个独立或相关的其他功能。 100% : 系统的主要功能模块方框图如图2-1所示。 :图2-1本系统是采用模块化设计的智能恒温箱,在生活中有广泛的应用。恒温箱的温控系统研究是基于51单片机及温度传感器DS18B20来设计的,温度测量范围0到99.9摄氏度,精度为0.1摄氏度,可见测量温度的范围广,精度高的特点。可设置上下限温度,默认上限温度为38、默认下限温度为5(通过程序可以更改上下限初始值)。当智能温控系统单片机控制相应的继电器工作时,指示灯能指示对应的加热状态和制冷状态。2.2 系统的设计要求 94% : 基本范围0-99 ; : 94% : 精度误差小于 0.1 ; :数码管直读显示;可以温度控制; 98% : 扩展功能:可以任意设定温度的上下限控制及报警功能,可以驱动加热和制冷负载。:2.3 恒温箱的工作流程恒温箱的工作流程如图2-2所示是是 否否大于上限 小于下限图2-2智能恒温箱的工作原理为:当智能恒温箱在工作状态时,温度传感器会将检测到的检测温度 ID: 1493875135803 5 / 12 与系统之前的设定温度对比,然后根据运算结果继电器驱动负载来实现加热或降温的措施,使温度达到系统设定的温度区间内。并且温度传感器能通过数码管将实时温度和设定温度显示出来。2.4 恒温箱的工作过程1.设定初始温度。系统通电后数码管会显示当前的实时温度,按下设置按钮,进入温度的设定状态,首先设定的是温度上限,按下加减按钮设置理想的温度上限, 54% : 选择完毕再次按下设置按钮会进入温度下限的设定, :同样按加减按钮设置理想的温度下限,注意温度下限不会超过已设定好的温度上限。设定完毕后再次按下设置按钮即可退出温度设定状态。注意温度设定范围为099。 2.温度的采集。系统通过温度传感器进行温度的检测来获得当前的实时温度,并将所检测的实时温度信息转换成常用的摄氏度来保存。 3.温度的调整。系统将上一步温度传感器检测的实时温度与设定的理想温度进行对比运算,如果检测的当前实时温度低于设定的理想温度,继电器会驱动加热负载, 62% : 若当前实时温度高于设定的理想温度, :继电器就会驱动散热负载。 4.实时温度的显示。智能温度监测系统能通过数码管显示当前的实时温度。2.5本章小结本章主要阐明了智能恒温箱温度控制系统的工作原理、工作流程。在介绍智能恒温箱的工作原理时,文章重点描述了系统电路的组成结构和如何实现温度采集和温度控制。在系统流程介绍阶段,通过与设计的内容对比,说明了怎么合理的设置系统参数。3 系统的硬件设计3.1 硬件电路设计概述智能恒温箱温度控制系统设计分为硬件、软件设计两方面,软硬件设计两者相互依存。温度控制系统中硬件设计的工作量在设计初始时较复杂,在设计后期还会根据系统需要做出修改与调整。但只要经过充分的技术准备,基本不会出现硬件设计再修改的情况。而软件设计是贯穿整个温度控制系统,在系统设计的成熟期大部分为进行相关的软件设计。硬件电路的设计方案应注意几个重点: 67% : 第一:采用STC89C51单片机作为恒温箱控制系统的主控制系统。 :STC89C51芯片的功能实现较强,可以用来简化整个设计电路。同时其芯片内部程序空间足以满足智能温度控制系统的设计。而且它的集成度很高,有良好的可靠性,同时还有较强的控制能力,对功耗的控制也十分优秀,以及拥有优秀的扩展性,能在较低电压下工作, 85% : 同时STC89C51相对ATS89C51价格便宜, :而且下载简单,所以选用STC89C51。 52% : 第二:采用DS18B20温度传感器作为恒温箱控制系统的主要传感器。 : 55% : ID: 1493875135803 6 / 12 在以单片机为核心的电路设计过程中, :温度传感器 DS18B20轻易就能完成对当前实时温度的检测,并将其以常用的摄氏度的形式转换保存,而且传感器电路的连接电路比较简单,62% : 软件设计也很简单,可以满足设计要求。 : 64% : 第三:采用数码管作为显示模块。 :虽然数码管的显示限制较大,但在本设计系统中能完全显示温度值,价格也较便宜,综合考虑情况下,数码管更适合本设计, 64% : 所以采用用数码管作为显示模块。 :第四:系统应多预留一些RAM空间。 73% : 因为STC89C51芯片内部的RAM空间不多。 :如果系统增加了对外部RAM空间的配置,则根据需要多预留一点空间。若要进行大批量数据的处理, 60% : 则应预留足够大的RAM空间, :以备不时之需。随着软件设计水平的整体提升,控制系统的功能也得到了显著的增强,往往只要进行软件数据处理算法的改进,就不必对控制系统的硬件做出改动替换。只要在硬件设计初期多预期会出现的情况,等到真正进行硬件设计时才有备无患。第五:系统要多预留输入输出端口。在控制系统设计完毕后,进行最终试用时有可能会出现之前没有预料到的情况。这时采用软件设计改进的方式往往无效。如果系统需要进行新的信号采集测试或者控制新的物理量,就要按照需求增加I/O口,如果在设计初始就考虑到这种情况,多预留了输入输出端口,就能在需要的时候及时派上用场。第六:为系统控制留后续设计余地。当进行控制系统设计时,往往要多考虑预期会发生的情况,为后续改进扩展留后路。这样当系统需要进行某方面调整时不用重新再设计。只需进行扩展设计即可。3.2 时钟频率电路设计在智能恒温箱控制系统中,时钟驱动微控制器单片机进行工作,单片机内部的时钟振荡电路决定了单片机芯片的工作频率,单片机在拥有一个外部振荡器源的情况下其内部各个单元就可以接收时钟信号。 65% : 时钟电路如图3-2 所示。 :图3-2 外部振荡电路微控制器单片机在工作状态下, 75% : 时钟周期的大小是时钟信号频率的倒数。 :时钟振荡电路常采用石英晶体振荡器。晶体振荡器在时钟振荡电路延时一段时间后起振,石英晶体的频率决定了它的振荡频率。振荡同时会在引脚产生正弦波时钟信号。3.3 复位电路设计智能恒温箱控制系统中复位电路由硬件复位电路和软件复位组成,硬件复位是指复位之后寄存器的数值全部都恢复到设定之前的初始值了。值得注意的一点是若之前采用了倒计时记忆功能时,则不能对智能温控系统中单片机实行硬件复位。智能恒温箱系统中硬件上电复位电路和手动电路由电容C1、电阻R1、R2和按钮组成。当接通电源电路导通时,单片机会发生上电复位,即高电平复位。此时电容在充电过程中,上电 ID: 1493875135803 7 / 12 复位电路会暂时导通,并在电阻R1的两端会产生一个电压降,这时微控制器单片机的复位脚上得到一个高电平,一段时间后电容会因为充满电造成断路,微控制器单片机的复位脚上的高电平则会慢慢减小至零,此时为低电平状态,这时微控制器单片机完成上电复位过程,程序开始执行。当进行手动复位时,只需手动按下复位按钮即可让单片机复位。 68% : 其电路图如图3-3所示。 :图3-3 硬件复位电路3.4 显示电路设计1.显示电路概述智能恒温箱控制系统中显示模块和硬件有紧密的关联。此设计中采用的是七段LED显示,常用的方法分为静态显示和动态显示两种。静态显示优点是编程简单,占用CPU时间较少,显示的亮度,温度等容易调节,显示稳定。缺点是占用单片机I/O口端口线较多。而动态显示的优点是占用单片机I/O口端口线较少,缺点是显示亮度不够稳定,受外部影响因素较多,编程较复杂,占用CPU时间较多。由于智能恒温控制系统中其他功能需要占用较多的端口线,所以通常会采用动态显示方法。2.显示电路整体设计显示电路如图3-4 所示:图3-4 显示电路显示电路中RP1代表排阻,其中一端连接到显示电路之中代表上拉电阻。而另一端的电阻全部连接在一起并连接到电源,显示电路中单片机的P2.0、P2.1口连接两个七段数码管的公共端,并且端口的输出信号被用作进行动态扫描。在动态扫描过程中,由于数码管的循环显示的周期速度较快,所以人眼看到的仍然是一个多位同时显示。3.5 开关键盘设计按钮开关的本质属于机械、有弹性的开关。当开启开关按钮时,即按下按钮, 60% : 按钮内置的复位弹簧被压缩,使静片触点与动片触点相接触,接通了键盘引脚, :当松开按钮时,按钮内置的复位弹簧弹开动片触点,使静片触点与动片触点相分离,断开键盘引脚。由于按钮内的弹簧具有弹性,使按键从按下到稳定接触要经历一段时间,并在这段时间内会发生抖动。按键抖动波形如图3-5所示。图3-5按键抖动电压波形常见的电子控制装置中都可以实现对数据的输入或操作设置特殊功能。因为它有按键输入 ID: 1493875135803 8 / 12 电路的设计,在整个控制系统电路中,如果按键数不多可以采用独立式按键的方法。单稳态锁存器常常是独立式按键用来消除抖动的方式,所以判定按下了哪个键可以通过检测输入线的电平状态就可以实现。当在按键较多的时候常采用软件的方法消除抖动,按键开关输入目前面临的问题是如何针对按键抖动采取合适措施处理,和确定是否按下了按键。判定是否有按下按键主要取决于跟按键相连接的引脚状态是处于高电平状态还是低电平状态。一般来说分为硬件和软件两种消除按键抖动的方法。3.6 温度采集电路 86% : 图3-6中U2为温度采集电路的核心部件温度传感器DS18B20。 :温度采集电路如图3-6所示:图3-6 温度采集电路1.DS18B20温度传感器的主要特点:第一:传感器有其自身独有的接口方法,与单片机通过简单连接就能实现双向连接。第二:温度传感器接入系统不需额外的连接设备。第三:有简单的供电方式。温度传感器只需一个数据线就能实现供电。第四:温度传感器的检测温度范围较广,能进行精确检测。第五:温度传感器的读数方式能通过箱单片机录入相关程序来控制。第六:允许手动设置报警信息的上下限。第七:安全性较大。即使接入电路方式错误,但不会发生损毁现象。第八:多个温度传感器可使用多点检测方式使温度检测更精准。2.DS18B20温度传感器的引脚介绍:如图3-7所示图3-7 DS18B20的引脚图DS18B20引脚分为:IO口为输入输出端口,数据输出方式为漏极开路输出,IO口外接上拉电阻后在常态下呈现高电平状态。UDD是可选择的外部电源端口,当不需要使用的时候将其接地。GND代表接地,NC表示空脚。3.DS18B20的内部结构DS18B20的内部结构主要由温度传感器、配置寄存器、64位光刻R0M、非易失性的温度 ID: 1493875135803 9 / 12 报警触发器TH和TL组成。DS18B20的内部结构图如图3-8所示。图3-8 DS18B20的内部结构图3.7 本章小结本章主要阐明了基于STC89C51单片机的智能恒温箱控制系统的硬件模块设计步骤,以及具体的设计方案。详细分析了恒温控制系统的电路运行原理。在系统设计时,通过向单片机录入程序的方式,结合温度控制系统的时钟频率电路、复位电路、显示电路以及温度采集电路来实现对温度的控制,设计出符合要求的智能恒温箱。4系统软件设计4.1 软件任务分析智能恒温控制系统的软件设计是跟硬件设计同步进行的。然后根据相互的特性分配各自要完成的功能设计。当系统的硬件设计基本完成后,相关软件设计也能基本确定了。系统的软件设计的首要任务是对整个设计做一个整体规划,常规的规划方式是将软件进行区分类别。一种分为执行软件,它能对系统的需求做出操作执行,如对信号的检测,数据的计算,温度的显示以及输入输出控制等。另一种就是监控软件了,它能按照系统需求实现对各模块的监控,并将过程反馈给系统控制。这两种软件在智能温度控制系统中都是不可或缺的一部分。系统中软件进行任务分析时,通常可将执行模块从软件里区分出来,并将对应模块进行输入输出定义,而且需要提前将执行模块运行工作时相关的数据类型和结构同时规划设计好。在规划好控制系统的执行模块时,可进行监控软件的设定。首要任务是在满足系统需要跟键盘位置的条件下设计出最优结构以实现对程序的监控。一般来说监控程序相对执行模块较复杂,且较难控制。4.2 程序流程图在智能温度控制系统中软件程序包括主程序、温度的设定程序、温度的读取和转换程序、比较温度程序、显示温度程序、显示切换程序。 76% : 主程序的流程图见图4-1所示: :图4-1 主程序流程图温度设定子程序流程图如图4-2所示:图4-2 温度设定子程序流程图 ID: 1493875135803 10 / 12 温度采集计算子程序如图4-3所示:图4-3 温度采集计算子程序流程图温度比较处理子程序流程图如图4-4所示:图4-4 温度比较处理子程序流程图 100% : 温度显示子程序如图4-5所示: :图4-5 温度显示子程序根据这些流程图编写出的最终源程序见附录C4.3 本章小结本章主要阐明了智能恒温箱温度控制系统的软件设计流程,通过将软件程序录入单片机内部的方式来实现对恒温箱中温度的控制。结论与展望经过这段时间的不懈努力,毕业设计总算结束了。虽然不是什么大不了的事情,却也让自己学会了很多东西,尤其是做事的态度。无论做任何事情都要有一定的耐心和毅力,态度端正了,事情也就成功一半了,不能因为遇到一点困难就想着放弃,而是要坚持找到问题所在并想办法解决问题,另外在学习过程中要虚心请教,学会与人交流合作,认真听取老师和同学们的意见。智能恒温箱的系统是基于STC89C51单片机为硬件核心设计的。 51% : 温度采集模块采用了能直接输出数字量的DS18B20温度传感器, :使智能恒温系统的软件设计、硬件设计都有明显的简化。而系统的驱动负载模块则采用了通过继电器驱动负载,使系统的硬件电路设计简单了不少。 54% : 由于本系统温度采集模块是基于DS18B20温度传感器的, :所以在硬件设计里对DS18B20的组成、使用做了详细的说明介绍。温度控制系统中软件编程则采用了汇编语言的方式,可以使整个软件系统更易编程,调试,和改进。系统的软件设计同样采用模块化进行设计。当然,不仅仅只是在做事的态度上有所感悟,相关知识也重新学习和巩固了一下,通过毕业设计对之前在书本上那些似懂非懂的专业知识加深了理解,真正体验了理论与实际相结合的重要性,只有自己亲自动手操作,才能体会其中的奇妙与不易。从最开始的似懂非懂到对电路设计的大致了解,再到自己亲自动手完成简单的电路设计、制板及调试等一系列过程,很好地锻炼了自己的动手操作能力,也让自己深刻的体会到了纸上读来终觉浅,绝知此事要躬行的道理。智能温度控制的发展速度越来越快,在以后的实践学习中还要对系统做出修改和调整,智能温控系统的硬件重新设计可借助于片上系统SOC或者也可以使用DSP和ARM的方法实现。而智能温控系统的软件改进可试用日益发展的智能控制法,或者使用系统软件开发,放弃传统的编程模式,使智能温度控制系统得到进一步改进和优化。 ID: 1493875135803 11 / 12 致谢经过这么久的毕业论文设计终于完成了,压在肩头的重担也算放下来了。这篇论文是在尹静老师和王俊杰老师的指导下完成的。在此,衷心的感谢两位老师的耐心指导,没有你们的帮助,我想我的毕业设计必定要多走很多弯路。两位老师不仅治学态度严谨,而且善于发现同学们的不足,并能够及时指出来加以指导。尤其是王俊杰老师,从最开始的论文选题,到接下来的方案制定,每个环节都亲自陪同同学们完成,同学们从开始的盲目,到后来有了明确的论文设计计划,都得益于您的耐心指导。再到后来,为了防止同学们忽视了设计进度,您干脆是对我们逐个定期检查,不让任何一个同学掉队。在整个论文设计过程中,您还经常现场演示,指导同学们操作,帮助我们开拓思维,解决问题,一个老师能做到这一点,如何能不让同学们觉得你平易近人。另外,也要感谢尹静老师在论文设计过程中对我的帮助,因为论文格式有很多细节问题需要注意,一不留心我们就会犯错误,是您不厌其烦的为我们反复检查,才让我们的论文顺利完成。同时,也感谢这段时间以来,各位和我一起做毕业论文的小伙伴们,感谢你们的鼓励和帮助。当然,也衷心的感谢我的母校,大学四年看似漫长,但也转眼即逝,这其中的点点滴滴都让人不舍。您为我们提供了温暖的宿舍,良好的学习环境,和永远都如家一般的校园。最后,在这即将毕业之际,衷心的祝愿我所有的授业恩师和共同学习进步的同学,以及亲爱的母校!检测报告由parperpass文献相似度检测系统生成检测报告由parperpass文献相似度检测系统生成Copyright2007-2014 parperpassCopyright2007-2014 parperpass ID: 1493875135803 12 / 12本科毕业论文（设计）本科毕业论文（设计）(2014(2014 届届) )医用恒温箱控制系统设计院 系 电子信息工程学院 专 业 电气工程及其自动化 姓 名 朱大卫 实际指导教师 尹静助教 名誉指导老师 尹静助教 2014 年 5 月学号：1108441056合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）摘摘要要随着科技的日益发展进步，单片机技术已经被广泛应用在科研、工作等重要领域内，目前也已经普及到我们的日常生活中，并充当着不可或缺的一份子。基于单片机设计的智能恒温箱不仅具备功能多样化，其用途也十分广泛。它不仅能对控制温度的上限下限做出精确控制，还能在实时温度不在之前设定好的温度限度内时，单片机发出相关指令来控制继电器驱动相应的负载，并且同时蜂鸣器和报警信号灯会发出报警信号，极具智能化。随着工农业技术的提高以及微型单片机技术的发展，人们对生活环境的环保意识也有了很大的提升。人们迫切需要一种技术能实现对温度的控制与检测。本设计方案中温度的主要控制元件是通过采用继电器驱动相关负载来达成的，通过它可以直接驱动大功率的负载，并将其应用于家庭化、工厂化里的小电量的用电设备，所以能实现对大功率负载的应用进行控制，其应用前景十分广泛。智能恒温箱的温度控制系统有极强的可操作性，同时它的结构十分简单，在各行各业之中都有它的身影出没。当其处于工作状态时，可调的温度控制范围在之前设定完毕的温度上下限定值之间，如果当前的环境温度值超出了之前设定好的临界温度值，单片机就会发出对应的报警信号，这时继电器接受相关信号后就能驱动负载，来改变当前的实时温度值。基于单片机控制的恒温箱温控系统也经常在实验室中出现。工业和医疗设备方面也能经常看见它的身影。于是智能恒温箱温度控制系统对实验室环境方面的要求也就显得及其苛刻。在农业温室大棚培育中，大棚中的环境温度对农作物的培育有至关重要的作用，而在工业生产过程中，因为针对产品的冷热处理控制着产品最后的质量，所以在工业应用过程中对恒温箱的质量检测也显得极其严格。而在医学研究技术方面，药品、特殊药水的保存与运输是极其重要的，医用恒温箱系统为疫苗、血液的冷藏保温以及生理盐水的加温提供了重要的保护条件。在以上各个方面中智能恒温控制系统都扮演着不可或缺的重要角色。关键词：关键词：STC89C51STC89C51 单片机；温度控制；恒温箱；单片机；温度控制；恒温箱；DS18B20DS18B20；合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）IAbstractWith the increasing development of technology, computer technology has been widely applied in the important fields of science and work, And it has been applied as an essential part of our daily life at present. Based on the chips design of the smart thermostat, its not only has the functions of diversification, but also Its uses are very broad.It can not only make the precise control of the upper and lower limits of temperature value, But also when the real-time temperature dose not in the temperature limits which had been setted, MCU will control the Relay drive the loads. the buzzer and The alarm signal lamp will send the alarm signal at the same time.With the development of industry and agriculture and the improvement of the technology of single chip microcomputer, Peoples environmental awareness has been greatly improved. There is an urgent need for a technology to achieve the detection and control of temperature, The temperature is controlled by a relay which drives load in the design scheme. It can directly drive the power load, It can be applied to the family, the plants small power electrical equipment. So It can realize the control of the application of large power load.It has a very broad of application prospect.The temperature control system has strong operability, so it is widely used in all walks of life. When it is working, The adjustable range of temperature is In the setting of the temperature limit. If the current environmental temperature exceeds the critical temperature, The MCU will send out alarm signal, so the relay will drive the load to change the current real-time temperature. It often appear in the laboratory which Based on the chips design of the smart thermostat. So it is more strict requirements for the laboratory environment.In the agricultural greenhouse cultivation, The greenhouse environment temperature has an important effect on the growth of crops. In industrial production, Because of the hot and cold treatment of products control products quality, So the quality requirements of the constant temperature box is very high in the industry. In medical technology, the Storage and transport of drugs, special potion is most important. Medical thermostat system provides important protection for vaccines, blood and saline frozen insulation. Intelligent temperature control system plays an important role in all aspects of the above .Keywords：MCU80C51；Incubator；Temperature control；合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）II目目录录摘摘要要.IABSTRACT.II目目录录.III1 1绪论绪论 .11.1 课题研究的背景.11.2 发展现状和趋势.11.3 课题内容与意义.22 2智能恒温箱控制系统总体设计智能恒温箱控制系统总体设计 .22.1 系统的主要功能.22.2 系统的设计要求.32.3 恒温箱的工作流程.42.4 恒温箱的工作过程.52.5 本章小结.53 3系统的硬件设计系统的硬件设计 .53.1 硬件电路设计概述.53.2 时钟频率电路设计.63.3 复位电路的设计.73.4 显示电路的设计.83.5 开关键盘的设计.83.6 温度采集电路设计.93.7 本章小结.104 4系统的软件设计系统的软件设计 .104.1 软件任务分析.104.2 程序流程图.114.3 本章小结.135 5联调与测试联调与测试 .145.1 调试过程.145.2 硬件调试.145.3 软件调试.145.4 功能实现.14结论与展望结论与展望.15致谢致谢.16参考文献参考文献.17附录附录 A A：系统原理图：系统原理图 .18附录附录 B B：系统：系统 PCBPCB 图图 .19附录附录 C C：系统仿真图：系统仿真图 .20附录附录 D D：系统源程序：系统源程序 .21合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）01 1绪论绪论1.1.1 1课题研究的背景课题研究的背景随着时代的发展，科技的进步，单片机技术的应用也越来越普及。在给日常生活带来了极大的便捷的同时，也扮演着不可或缺的角色，成为了越来越多人重要的追求目标，但是人们对它的控制要求也越来越高，所以我们要从基本的单片机技术着手发展，为人们提供更便利的生活保障的同时，单片机技术也在努力迎合着社会市场的需要。智能调温下的温度控制在现代的医疗技术中扮演着极其关键的重要点，而且它也被广泛应用在工业生产以及食品加工等领域，所以智能温度的测量与调控具有不可忽视的影响与重要性。目前市场上大部分传感器的主要形式是通过电压输出的，而且通过不同种类的传感器，其转换出来的非线性曲线也各不相同，所以产品普遍缺乏通用性与互换性，受影响限制因素较大。在当前的市场应用中，温度传感器所占的比例还是相当可观的，但由于在传统的环境中温度传感器的测量参数容易受到温度湿度的影响，而且难以校正，所以温度是所有被测参数中最难精确测量的。但由于通过常规方法测量被测温度参数的滞后时间很长，得到的温度误差结果精度太低。随着近几年以来的发展，国内的传感器技术也在集成化、智能化的方向不断前进着，并且在相关技术研究方向上，为温度测量技术的提高创造了极其优越的环境。智能温度控制系统经常被应用在农业和生物研究方向上，在其研究测试中提供精确的温度控制。智能温度控制系统还提供了其必要的环境模拟条件，因此在各种行业中都能看到智能温控系统的身影。在研究针对智能恒温的控制系统过程中，数字温度传感器有着很重要的作用，它能将温度信号变为数字信号传送到微控制器，然后微控制器将处理后的温度值发送到 LED数字显示和通过与给定值的相比较，经双方面传送后，来确定究竟处于高温状态还是低温状态，以便采取适当的加热或冷却措施来使温度达到设定值。单片机由于其易于控制，灵活，操作简单等优点，其应用前景十分广泛。1.1.2 2发展现状和趋势发展现状和趋势目前，计算机控制技术日益更新，在其飞速发展的同时，在工业生产领域中时时刻刻都能看见智能恒温控制系统的广泛应用，而在日常生活中，人们也在频繁的利用计算机控制技术。在不同的领域，不同的控制的环境中，往往还因受限于目标，成本等因素合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）1的影响，通常需要进行单独设计一个系统，以其独有的结构和功能，才能被用于特定的情况，最后才能达到最理想的控制效果。目前，国外的温度控制系统和专业设备正朝着更高智能、更符合人们需求的方向快速发展。温度控制系统现已被广泛的应用在全球范围的各类行业中，但国内目前温度控制器技术依然处于较低的位置，在技术方面的发展受限因素较多，与国外相关技术领域相比仍然有很长的一段路要走。国内的温度控制技术正处在一个稳定发展的水平，但在某些相关的技术领域还不是很成熟，在要求更高的控制应用领域内，控制仪表还没有形成较成熟的商品化体系，应用前景也不是太乐观。因此，温度控制仪表等行业与国外对应产业还有一定的差距。目前，各行各业都对嵌入式系统开发技术抱有积极的心态，并且越来越多行业争相利用嵌入式技术，使得嵌入式技术得到了研发以来从未有过的迅猛发展，现如今，在各领域和行业内被广泛使用的产品一般都具有集成高科技、控制系统内部的单芯片的体积小、性价比较高、可靠性好、以及适用范围大和独有的指令系统等众多优点。1.1.3 3课题内容与意义课题内容与意义智能医用恒温箱温度控制系统具有明显的读数方式，有较大的测温范围，能实现精确的控制，负载种类较多，并有 LED 显示等优势。这是传统的温度计所不具备的优势条件。智能医用恒温箱的输出温度是采用数字显示的工作方式，而且它被广泛用在那些测温比较准确的地方或者是科研实验室，智能温度控制系统的设计控制器是基于单片机 STC89C51 制作的，测温传感器采用的是 DS18B20，而用 LED 数码管来作为显示设备实现对温度控制的显示，通过单片机发出相关指令来控制继电器，从而驱动负载的运行。智能恒温箱的温度控制系统是围绕 STC89C51 单片机为硬件核心来进行设计的。由于采用了 DS18B20 温度传感器，使智能恒温系统的软件设计、硬件设计都有明显的简化。温度传感器的温度检测限度为 0-99.9 摄氏度，精度精确到 0.1 摄氏度。确保了温度检测的精准性，同时其检测范围大，无需担心被测温度超出检测范围的状况。系统可以手动设置温度的上下限度值，系统的初始上限温度为 38 摄氏度、初始下限温度为 5 摄氏度，当智能温控系统的主控机单片机发出相关信号时，继电器接收指令从而控制负载工作，指示灯能指示对应的加热状态和制冷状态。2 2智能恒温箱的系统概述智能恒温箱的系统概述2.2.1 1系统的主要功能系统的主要功能合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）2智能恒温箱温度控制系统是采用单片机为核心来设计的，最大化的发挥了单片机的性能。整个系统由组合式的模块化构成，分别是温度的检测、温度的调控、温度设定按钮、当前温度的显示、设定温度的显示、当前温度的显示转换按钮组成。系统还能根据需要建立多个独立或相关的其他功能。系统的主要功能模块方框图如图 2-1 所示。图 2-1智能恒温箱也常常被用在人们的日常生活，并有着极其重要的作用。智能恒温箱的温控系统构成较为简单，主要是围绕单片机和温度传感器为核心来进行设计的，温度传感器的测量范围比较广泛，可以测定 0到 99.9，精度甚至达到了 0.1，可见其测量精度高的特点。同时系统可以手动设置温度的上下限定值，系统初始上限温度为 38、初始下限温度为 5（可以修改程序来变换系统初始设定的上下限温度值）。当智能温控系统单片机发出相关指令时，继电器接受指令就能控制相应负载运转，有指示灯指示对应的加热状态和制冷状态。2.2.2 2系统的设计要求系统的设计要求温度测量范围为 0-99 ；合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）3精度误差小于 0.1 ；数码管直读显示；实现温度控制； 扩展功能：可以手动调节温度的上下限定值和更改报警功能，同时继电器接受相关指令驱动负载运转。2.2.3 3恒温箱的工作流程恒温箱的工作流程恒温箱的工作流程如图 2-2 所示合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）4图 2-2智能恒温箱的工作原理为：当智能恒温箱在工作状态时，温度传感器会自动分析对比检测温度值跟设定温度值的差别，然后根据运算结果，继电器接受相关指令驱动负载来实现加热或降温的措施，使温度达到系统设定的温度区间内。并且温度传感器能通过数码管将实时温度和设定温度显示出来。2.2.4 4恒温箱的工作过程恒温箱的工作过程1.设定初始温度。系统通电后数码管会显示当前的实时温度，按下设置按钮，进入温度的设定状态，首先设定的是温度上限值，按下加减按钮手动调节理想的温度上限，选择完毕再次按下设置按钮会进入温度下限的设定，同样按加减按钮设置理想的温度下限，注意温度下限不会超过已设定好的温度上限。设定完毕后再次按下设置按钮即可退出温度设定状态。2.温度的采集。系统通过温度传感器进行温度的检测来获得当前的实时温度，并将所检测的实时温度信息转换成常用的摄氏度来保存。 3.温度的调整。系统将上一步温度传感器检测的实时温度与设定的理想温度进行对比运算，如果检测的当前实时温度低于设定的理想温度，继电器会驱动加热负载，若当前实时温度高于设定的理想温度，继电器就会驱动散热负载。 4.实时温度的显示。智能温度监测系统能通过数码管显示当前的实时温度。2.2.5 5本章小结本章小结本章主要阐明了智能恒温箱温度控制系统的工作原理、工作流程。在说明智能恒温箱的工作原理时，文章重点描述了系统电路的组成结构和如何实现温度采集和温度控制。在系统流程介绍阶段，通过与设计的内容对比，说明了怎么合理的设置系统参数。3 3系统的硬件设计系统的硬件设计3.3.1 1硬件电路设计概述硬件电路设计概述智能温度控制系统的软硬件设计之间有一定的差别，但两者又相互依存。温度控制系统中硬件设计工作内容在设计初始时较复杂，设计后期还会根据系统需要做出修改与调整。但只要经过充分的技术准备，基本不会出现硬件设计再修改的情况。而软件设计是贯穿整个温度控制系统，在系统设计的成熟期大部分为进行相关的软件设计。合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）5硬件电路的设计方案应注意几个重点：第一：采用 STC89C51 单片机作为恒温箱控制系统的主控制系统。STC89C51 芯片的功能实现较强，可以用来简化整个设计电路。同时其芯片内部程序空间足以满足智能温度控制系统的设计。而且它的集成度很高，有良好的可靠性，同时还有较强的控制能力，对功耗的控制也十分优秀，以及拥有优秀的扩展性，能在较低电压下工作。第二：采用 DS18B20 温度传感器作为恒温箱控制系统的主要传感器。在以单片机为核心的电路设计过程中，温度传感器模块轻易就能完成对当前实时温度的测量，并将其以常用的摄氏度的形式转换保存，而且传感器电路的连接电路比较简单，对软件设计的难度也较小，可以达到设计要求。第三：采用数码管作为显示模块。虽然数码管的显示限制较大，但在本设计系统中能完全显示温度值，价格也较便宜，综合考虑情况下，数码管更适合智能温控系统的设计。第四：系统应多预留一些 RAM 空间。因为 STC89C51 芯片内部的 RAM 空间不多。如果系统增加了对外部 RAM 空间的配置，则根据需要多预留一点空间。若要进行大批量数据的处理，则应预留足够大的 RAM 空间，以备不时之需。随着软件设计水平的整体提升，控制系统的功能也得到了显著的增强，往往只要进行软件数据处理算法的改进，就不必对控制系统的硬件做出改动替换。只要在硬件设计初期多预期会出现的情况，等到真正进行硬件设计时才有备无患。第五：系统要多预留输入输出端口。在控制系统设计完毕后，进行最终试用时有可能会出现之前没有预料到的情况。这时采用软件设计改进的方式往往无效。如果系统需要进行新的信号采集测试或者控制新的物理量，就要按照需求增加 I/O 口，如果在设计初始就考虑到这种情况，多预留了输入输出端口，就能在某些特殊场合发挥极大的作用。第六：为系统控制留后续设计余地。当进行控制系统设计时，往往要多考虑预期会发生的情况，为后续改进扩展留后路。这样当系统需要进行某方面调整时不用重新再设计。只需进行扩展设计即可。3.3.2 2时钟频率电路设计时钟频率电路设计在智能恒温箱控制系统中，时钟驱动微控制器单片机进行工作，而单片机内部存在有时钟振荡电路，通过它的运转确定了单片机芯片的工作频率，单片机在拥有一个外部振荡器源的情况下其内部各个单元就可以接收时钟信号。时钟电路如图 3-1 所示。合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）6图 3-1 时钟振荡电路以石英晶体振荡器为核心，晶体振荡器在时钟振荡电路延时一段时间后起振，所以石英晶体的频率决定了时钟振荡电路的频率。振荡同时会在引脚产生正弦波时钟信号。3.3.3 3复位电路设计复位电路设计智能恒温箱控制系统中复位电路由硬件复位电路和软件复位组成，硬件复位是指复位之后寄存器的数值全部都恢复到设定之前的初始值了。值得注意的一点是若之前采用了倒计时记忆功能时，则不能对智能温控系统中单片机实行硬件复位。智能恒温箱系统中硬件上电复位电路和手动电路由电容 C1、电阻 R1、R2 和按钮组成。当电容在充电过程中，系统的上电复位电路会暂时导通，并在电阻 R1 的两端会产生一个电压降，这时微控制器单片机的复位脚上得到一个高电平，一段时间后电容会因为充满电造成断路，微控制器单片机的复位脚上的高电平则会慢慢减小至零，此时为低电平状态，这时微控制器单片机完成上电复位过程，程序开始执行。当进行手动复位时，只需手动按下复位按钮即可让单片机复位。其电路图如图 3-2 所示。图 3-2 合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）73.3.4 4显示电路设计显示电路设计1显示电路概述智能恒温箱控制系统中显示模块和硬件有紧密的关联。此设计中采用的是七段 LED显示，常用的方法为静态显示和动态显示。静态显示优点是编写程序难度较小，占用CPU 时间较少，显示的亮度，温度等容易调节，显示稳定。缺点是占用单片机 I/O 口端口线较多。而动态显示的优点是占用单片机 I/O 口端口线较少，缺点是显示亮度不够稳定，受外部影响因素较多，编程较复杂，占用 CPU 时间较多。由于智能恒温控制系统中其他功能需要占用较多的端口线，所以通常会采用动态显示方法。2显示电路整体设计显示电路如图 3-3 所示：图 3-3 显示电路中 RP1 代表排阻，其中一端连接到显示电路之中代表上拉电阻。而另一端的电阻全部连接在一起并连接到电源，显示电路中单片机的 P2.0、P2.1 口连接两个七段数码管的公共端，并且端口的输出信号被用作进行动态扫描。在动态扫描过程中，由于数码管的循环显示的周期速度较快，所以通过眼睛发现的依然一个多位同时显示。3.3.5 5开关键盘设计开关键盘设计按钮开关在本质上是属于机械、有弹性的开关。当开启开关按钮时，即按下按钮，按钮内置的复位弹簧被压缩，使静片触点与动片触点相接触，接通了键盘引脚，当松开按钮时，按钮内置的复位弹簧弹开动片触点，使静片触点与动片触点相分离，断开键盘合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）8引脚。常见的电子控制装置中都可以实现对数据的输入或操作设置特殊功能。因为它有按键输入电路的设计，在整个控制系统电路中，如果按键数不多可以采用独立式按键的方法。当在按键较多的时候常采用软件的方法消除抖动，按键开关输入目前面临的问题是如何针对按键抖动采取合适措施处理。判定是否有按下按键主要取决于跟按键相连接的引脚状态是处于高电平状态还是低电平状态。3.3.6 6温度采集电路温度采集电路图 3-4 中 U2 就是温度传感器。温度采集电路如图 3-4 所示：图 3-4 1DS18B20 温度传感器的主要特点：第一：传感器有其自身独有的接口方法，与单片机通过简单连接就能实现双向连接。第二：温度传感器接入系统不需额外的连接设备。第三：有简单的供电方式。温度传感器只需要数据线就能实现供电。第四：温度传感器的检测温度范围较广，能进行精确检测。第五：温度传感器的读数方式能通过箱单片机录入相关程序来控制。第六：允许手动设置报警信息的上下限。第七：安全性较大。即使接入电路方式错误，但不会发生损毁现象。第八：多个温度传感器可使用多点检测方式使温度检测更精准。2DS18B20 温度传感器的引脚介绍：如图 3-5 所示合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）9图 3-5 DS18B20 引脚分为：IO 口为输入输出端口，数据输出方式为漏极开路输出，IO 口外接上拉电阻后在常态下呈现高电平状态。UDD 是可选择的外部电源端口，当不需要使用的时候将其接地。3.3.7 7本章小结本章小结本章主要阐明了智能恒温箱控制系统是围绕单片机为核心，并依托其构建的硬件模块的设计步骤，以及具体的设计方案。详细分析了温度控制系统的电路运行原理。在系统设计时，通过向单片机录入程序的方式，结合温度控制系统的时钟频率电路、复位电路、显示电路、温度采集电路来实现对温度的控制，设计出符合要求的智能恒温箱。4 4系统软件设计系统软件设计4.4.1 1软件任务分析软件任务分析智能恒温控制系统的软件设计是跟硬件设计同步进行的。然后根据相互的特性分配各自要完成的功能设计。当系统的硬件设计基本完成后，相关软件设计也能基本确定了。系统的软件设计的首要任务是对整个设计做一个整体规划，常规的规划方式是将软件进行区分类别。一种分为执行软件，它能对系统的需求做出操作执行，如对信号的检测，数据的计算，温度的显示以及输入输出控制等。另一种就是监控软件了，它能按照系统需求实现对各模块的监控，并将过程反馈给系统控制。这两种软件在智能温度控制系统中都是不可或缺的一部分。系统中软件进行任务分析时，通常可将执行模块从软件里区分出来，并将对应模块进行输入输出定义，而且需要提前将执行模块运行工作时相关的数据类型和结构同时规合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）10划设计好。在规划好控制系统的执行模块时，可进行监控软件的设定。首要任务是在满足系统需要跟键盘位置的条件下设计出最优结构以实现对程序的监控。一般来说监控程序相对执行模块较复杂，且较难控制。4.4.2 2程序流程图程序流程图4-1：温度采集子程序流程图合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）119字节完？移入温度暂存器将温度数据转化摄氏温度并存储返回DS18B20初始化发跳过ROM命令写DS18B20发出温度转换开始命令持续1s，等待AD转换读温度前DS18B20初始化发跳过ROM命令发读取温度命令读取温度操作YN图 4-14-2：温度比较处理子程序流程图合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）12图4-24-3：温度显示子程序图 4-34-4：主程序流程图合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）13开始初始化设定温度温度采集计算显示温度温度显示切换结束温度比较处理图 4-44.4.3 3本章小结本章小结本章主要阐明了智能恒温箱温度控制系统的软件设计流程，通过将软件程序录入单片机内部的方式来实现对恒温箱中温度的控制。5 5联调与测试联调与测试5.5.1 1调试过程调试过程智能温控系统的调试一般分为硬件调试和软件调试，在一定的分析设计基础上，可合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）14以一边进行硬件制作，一边进行相应的调试，这样对问题的及时分析和解决有很大帮助，不容易出现太多问题积累的现象，不至于后期出现一个问题导致整个设计全部检查，进而也就不会在调试这一环节浪费大量时间。而在软件编写过程中，最好是分模块编写，在硬件调试成功的基础上，就可以做系统整体的调试，而本设计成功的关键就是运用了联机调试。5.5.2 2硬件调试硬件调试1系统通电后观察系统是否能正常运行，如果不能，则根据原理图对电路进行分模块检测，看是否存在不正常焊接问题，如果焊接不存在问题，则再进一步检测下一环节，直到找出问题并解决问题。如果所有检测均正常，但系统仍不能正常运行，则需要对继电器驱动负载部分进行检测，因为继电器接口电路部分可能接触不良或者未接入系统电路，所以，可以重新连接继电器驱动电路及负载连接电路即可。2硬件问题及解决方案：LED 灯不亮：检查 LED 灯的阴阳极是否接反，或是否损坏；蜂鸣器不响：检查蜂鸣器是否接反，或是否损坏；负载无法运行：检查继电器驱动负载部分的电路连线。尝试重新插拔。5.5.3 3软件调试软件调试为了具体检测某些硬件电路是否存在问题，可以通过编写一个小程序来进行检测，如果检测出问题，则看是相应的硬件问题还是软件问题，如此逐级分模块检测，可以快速便捷的对整个系统软件进行检测和完善。5.5.4 4功能实现功能实现确保设定温度在温控系统可调的范围内，同时实时温度在设定温度的范围附近上下波动。同时温度设定问题给功能带来的影响。此时数码管显示当前实时温度，当出现温度低于或高于设定值时蜂鸣器的鸣笛报警，相应的指示灯亮，继电器驱动相应的负载运行。合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）15结论与展望结论与展望经过这段时间不间断的深入研究学习，毕业设计总算结束了。虽然不是什么大不了的事情，却也让自己学会了很多东西，尤其是做事的态度。无论做任何事情都要有一定的耐心和毅力，态度端正了，事情也就成功一半了，遇到困难更要知难而进，要坚持找到问题所在并想办法去解决它，另外在学习过程中要虚心请教，学会与人交流合作，认真听取老师和同学们的意见。智能恒温箱的系统主要是围绕单片机为硬件核心设计的。温度采集模块采用了DS18B20 温度传感器，由于其先进，简便的检测原理，使智能恒温系统的软件设计、硬件设计都有明显的简化。而系统的驱动负载模块则采用了通过继电器驱动负载，使系统的硬件电路设计也提供了很大的便捷。智能温度控制系统在硬件设计里主要对 DS18B20的组成、使用做了详细的说明介绍。温度控制系统中软件编程则采用了汇编语言的方式，可以使整个软件系统更易编程，调试，和改进。系统的软件设计同样采用模块化进行设计。当然，不仅仅只是在做事的态度上有所感悟，相关知识也重新学习和巩固了一下，通过毕业设计对之前在书本上那些似懂非懂的专业知识加深了理解，更加体会到了如何将理论与实际相结合，从而发挥知识更大的作用。只有自己亲自动手操作，才能体会其中的奇妙与不易。从最开始的似懂非懂到对电路设计的大致了解，再到自己亲自研究学习，体验系统设计中简单的电路设计、画图及调试等一系列过程，很好地锻炼了自己的动手操作能力，也让自己深刻的体会到了纸上读来终觉浅，绝知此事要躬行的道理。智能温度控制技术的发展速度也在迅猛提升，在以后的实践学习中还要对系统做出修改和调整，智能温控系统的硬件重新设计可借助于片上系统 SOC 或者也可以使用 DSP和 ARM 的方法实现。而智能温控系统的软件改进可试用日益发展的智能控制法，或者使用系统软件开发，放弃传统的编程模式，使智能温度控制系统得到进一步改进和优化。合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）16致谢致谢经过这么久的毕业论文设计终于完成了，压在肩头的重担也算放下来了。这篇论文是在尹静老师和王俊杰老师的指导下完成的。在此，衷心的感谢两位老师的耐心指导，没有你们的帮助，我想我的毕业设计必定要多走很多弯路。两位老师不仅治学态度严谨，而且善于发现同学们的不足，并能够及时指出来加以指导。尤其是王俊杰老师，从最开始的论文选题，到接下来的方案制定，每个环节都亲自陪同同学们完成，同学们从开始的盲目，到后来有了明确的论文设计计划，都得益于您的耐心指导。再到后来，为了防止同学们忽视了设计进度，您干脆是对我们逐个定期检查，不让任何一个同学掉队。在整个论文设计过程中，您还经常现场演示，指导同学们操作，帮助我们开拓思维，解决问题，一个老师能做到这一点，如何能不让同学们觉得你平易近人。另外，也要感谢尹静老师在论文设计过程中对我的帮助，因为论文格式有很多细节问题需要注意，一不留心我们就会犯错误，是您不厌其烦的为我们反复检查，才让我们的论文顺利完成。同时，也感谢这段时间以来，各位和我一起做毕业论文的小伙伴们，感谢你们的鼓励和帮助。当然，也衷心的感谢我的母校，大学四年看似漫长，但也转眼即逝，这其中的点点滴滴我都将铭记在心。您为我们提供了温暖的宿舍，良好的学习环境，和永远都如家一般的校园。最后，在这即将毕业之际，衷心的祝愿我所有的授业恩师和共同学习进步的同学，以及亲爱的母校！ 作者：朱大卫 2015 年 3 月 22 日合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）17参考文献参考文献1何单片机高级教程应用与设计M.北京：北京航空航天大学出版社，2007.12胡汉才.单片机原理及接口技术M.北京：清华大学出版社，19993欧阳文.ATMEL89 系列单片机的原理与开发实践M.北京：中国电力出版社，2007.6 4樊尚春.传感器技术及应用M.北京航空航天大学出版社，2004.85高鹏等.Protel99 入门与提高M.人民邮电出版社,2000.6刘亮.先进传感器及应用M.化学工业出版社，2005 7潘永雄.新编单片机原理与应用M.西安:西安电子科技大学出版社,20038徐凤霞，赵成安.AT89C51 单片机温度控制系统J.齐齐哈尔大学学报，2004,39楼然苗.51 系列单片机设计实例M.北京航空航天大学出版社 2003.0310褚斌，徐力.多参数新型智能变送器的设计J.仪表技术与传感器，2004(10):54-56.11李德振.湿度监测系统设计方案J.电子制作,2010. 12 AD590 temperature sensor and resolution of temperature sampling by A/D cardJ,200513Design And Implementation of Temperature & Humidity Control System Based on AT89C51 J, 2007 14The Temperature Intelligence Control System Based on Single-Chip-Microprocessor J.200315Anti-interference Measures for the Controlling System of Single-chip MicrocomputerJ.200316 ATMEL ,AT89S51 8-Bit Microcontroller ith 4 Kbytes Flash. 2007, 12合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）18附录附录 A A：系统原理图：系统原理图P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.0(RXD)10P3.1(TXD)11P3.2(INT0)12P3.3(INT1)13P3.4(T0)14P3.5(T1)15P3.6(WR)16P3.7(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)P2.021(A9)P2.122(A10)P2.223(A11)P2.324(A12)P2.425(A13)P2.526(A14)P2.627(A15)P2.728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31(AD7)P0.732(AD6)P0.633(AD5)P0.534(AD4)P0.435(AD3)P0.336(AD2)P0.237(AD1)P0.138(AD0)P0.039VCC40U1AT89C51Y112MHzC230C330e1d2dp3c4g5S46b7S38S29f10a11S112U34-LED1234K2SET1234K3DEC1234K4ADDVCCGND1DQ2VCC3U2DS18B20R1410KR1610KVCCAAFFBBEEDDdpdpCCGGS4S3S2S1VCCVCCR152.2KLS1SPEAKERbceQ58550+C110uFR1510R2510R3510R4510R5510R6510R7510R8510R92.2KR102.2KR112.2KR122.2KVCCbceQ18550bceQ48550bceQ28550bceQ38550S1S2S3S41234K1R172.2KR182.2KQ68550Q78550VCCVCCLLRRK1K2123J2CON3123J3CON3D1D2R192.2KR202.2K321P1POWERVCC112233445566S112J1CON2合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）19附录附录 B B：系统：系统 PCBPCB 图图合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）20附录附录 C C：系统仿真图：系统仿真图合肥师范学院 2015 届本科毕业论文（设计）21附录附录 D D：系统源程序：系统源程序#include #define uint unsigned int#define uchar unsigned char /宏定义sbit SET=P31; /定义调整键sbit DEC=P32; /定义减少键sbit ADD=P33; /定义增加键sbit BEEP=P36; /定义蜂鸣器sbit ALAM=P12;/定义灯光报警sbit ALAM1=P14;sbit DQ=P37; /定义 DS18B20总线 I/Obit shanshuo_st; /闪烁间隔标志bit beep_st; /蜂鸣器间隔标志sbit DIAN = P05; /小数点uchar x=0; /计数器signed char m; /温度值全局变量uchar n; /温度值全局变量uchar set_st=0; /状态标志signed char shangxian=38; /上限报警温度，默认值为 38signed char xiaxian=5; /下限报警温度，默认值为 5/uchar code LEDData=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xff;uchar code LEDData=0x5F,0x44,0x9D,0xD5,0xC6,0xD3,0xDB,0x47,0xDF,0xD7,0xCF,0xDA,0x9B,0xDC,0x9B,0x8B;/=/=DS18B20=/=/*延时子程序*/void Delay_DS18B20(int num) while(num-) ;/*初始化 DS18B20*/void Init_DS18B20(void
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