单片机课程设计11121.doc

河南机电高等专科学校电气工程系电子课程设计报告设计题目：自动温度控制系统 专业： 电力系统及其自动化技术 班级： 电力092班 学号： 090313242 姓名： 张小芳 指导教师： 毛景魁 设计时间： 2011年6月16日 微控制器技术课程设计任务书设计题目： 自动温度控制系统 设计时间： 2011.6.72011.6.19 设计任务：在Proteus中画出原理图或使用实物，编制程序，实现以下功能：1、使用液晶或者八段发光字符管显示当前温度；2、使用DS18B20测量温度，可以设定温度。3、温度超过设定值，则启动电机旋转（冷却）；温度不够则闭合继电器（加热）。背景资料：1、单片机原理与应用 2、检测技术3、计算机原理与接口技术进度安排：1、第一天，领取题目，熟悉设计内容，分解设计步骤和任务；2、第2-3天，规划设计软硬件，编制程序流程、绘制硬件电路。3、第4-6天，动手制作硬件电路，或编写软件，并调试。4、第7天，中期检查。5、第9-10天，完善为完成内容，书写设计报告。6、第11天，提交设计报告，整理设计实物，等待答辩。7、第12天，设计答辩。题目：自动温度控制系统一 设计目的 温度控制系统采用89S52单片机为核心。温度经温度传感器采样后变换为模拟电压信号，经低通滤波滤掉干扰信号后送放大器，信号放大后送模/数转换器转换为数字信号送单片机，单片机根据输入的温度得出结果。 这次综合设计，主要是设计一个温度自动控制系统，用8位单片机控制，DS18B20数字温度传感器采集数据，并用LCD液晶显示器模块显示。它属于一个恒温系统。通过单片机处理，并发出指令，使用继电器控制、隔离。DS18B20数字温度传感器是一个12位的数字温度传感器，直接输出二进制数字信号。在本次设计中设值为9位，灵敏度为0.5度。二 设计要求本次设计分为显示、数据处理、数据采集和执行机构四个部分。显示器采用图形液晶显示器QH2001，它是一个象素为12864的点阵，数据处理用MCS-51系列单片机AT89S52进行集中控制，同时它还可以扩展为与上位机通信，并通过上位机设定为恒定值。数据采集部分采用集成数字温度传感器直接转换为二进制代码，并通过1-WIRE总线传送数据和发送控制指令，控制数字温度传感器的读写操作。数字温度传感器和单片机接口只需要一个I/O口，但是在单片机中需要按照数字温度传感器的时序进行软件编程模拟。在执行部分采用继电器，并通过它进行电气隔离，继电器再接通加热器和冷却设备进行温度调节。继电器用NPN三极管SKT9014驱动。本次综合设计是为毕业设计作准备。该系统有自动调节的功能，通过改变设定值可以使该设备处于不同的恒温状态，并使控制温度基本上等于设定温度，精度为0.5度。三 方案设计与论证这次课程设计题目为温度自动控制系统，实现这种控制目的的方案有两个。方案（一）热电偶温度自动控制系统。方案（二）数字温度传感器温度控制系统。方案（一）这两个方案都是采用单片机控制，液晶显示模块LCM显示。两个方案的比较部分为温度检测部分。该部分温度检测部分检测部分采用热电偶，它需要冷端补偿电路与其配套，并且热电偶输出电压只有几毫负，必须经过放大处理才能A/D转换和D/A转换器接口，若采用8位A/D转换器，CADC0809则输人端需采用仪用放大器，把几毫伏的电压信号放大到5伏左右。由于热电偶属于非线性器件，因此每个温度值都必须通过分度表，查表才能获得，这给软件编程和数据处理增加了难度。这种系统具有测量温度范围可以从零下一百度到早上千摄氏度，而且有很多热电偶精度非常高这是这种测量系统的优点。但构成系统复杂，抗干扰能力不强。数字温度传感器DS18B20方案（二）该方案才用数字温度传感器DS18B20，它的最高分辨率为12位，可识别0.0625摄氏度的温度。它具有直接输出数字信号和数据处理，并且它和单片机接口只需要一位I/O口，因此由它构成的系统简单使用，由于DS18B20，按照工业设计要求设计，抗干扰性能强。但温度测量范围从-55摄氏度-125摄氏度，比较有限位综合比较方案（一）和方案（二），我们只在常温下使用，并且经济合理，因此选择了方案（二）。四 设计原理主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：初始化、ROM操作指令、存储器操作指令。必须先启动DS18B20开始转换，再读出温度转换值。本程序仅挂接一个芯片，使用默认的12位转换精度，外接供电电源，读取的温度值高位字节送tplsb单元，低位字节送tpmsb单元，再按照温度值字节的表示格式及其符号位，经过简单的变换即可得到实际温度值。 显示模块将AT89S52接到排阻上，然后接到74LS374上，最后连接到数码管显示器上。（1）RESPACK8一般接在89S52单片机的P0口，因为P0口内部没有上拉电阻，不能输出高电平，所以要接上拉电阻。排阻就是好多电阻连载一起，他们有一个公共端。（2）74LS374具有三态输出的边沿触发器，374输出端O0O7可直接与总线相连，当三态允许控制端OE为低电平，O0O7为正常逻辑状态，可用来驱动负载总线。OE为高电平，O0O7高阻态，不驱动总线负载。当时钟端脉冲上升没作用下，O随数据D而变。本次试验，采用两个74LS374芯片，一个用作段选U3，控制八位数码管的各段显示管，另一个用作片选U4。（3）数码管显示电路。1键盘模块将键盘与AT89S52连接到一起，如硬件连接图连接方式连接电路。键盘作为可输入设定值，在之后的模块中与检测到的温度值作比较。2转换模块当SW 接于高电平时，选择数码显示模块，当SW接于低电平时，选择键盘设定值模块。硬件设施很简单，在AT89S52的P1.7口引出一条线，让它控制选择个模块。五 设计流程图开始系统初始化键盘设定温度值显示温度采集模拟温度A/D转换模拟量是否小于设定值PWM控制加热功率 声音报警六 硬件接线图七 元件清单序号类型参数数量备注1单片机at89c5112晶振11.0592MHZ13瓷片电容10464瓷片电容20P22030P都可以5电解电容1000uF/50v16电解电容100uF/50v17电解电容1uF/50v11uF/16v也可8稳压管780519整流管1N4007410变压器220V-12V111热缩管3-5cm1结成2断，套在变压器红线上预热收缩12电源线90cm1接到变压器红线上13数码管共阴414蜂鸣器有源15V15三级管90121PNP16发光二极管红发红417发光二极管绿发绿318发光二极管黄发黄219发光二极管白发蓝220自锁开关8.5*8.51戴红帽21MAX232DIP16封装122最小系统版123跳线帽224小按键6*6*6525电阻1K11510也可26电阻10K1有红色色环27电阻5.1K1有绿色色环28排针40针129排母40孔230RS232数据线131DB9接插件132电路PCB板1实验版，用于焊接元件33螺丝螺帽垫片6共6套34IC座DIP401IC座DIP60135焊锡10CM136排阻1K1有方向，不要焊反37原理图1电路板原理图八 C语言程序# include # include # define unchar unsigned char# define uint unsigned int# define f1 floatUnchar out0=0x7f;Void display(uint num)Unchar qian,bai,shi,ge;qian=num/1000;/千百十个处理bai= num/100%10;shi= num/10%10;ge=num%10;wx=0;po=0xf7;AD_val()uchar I,temp=0;cs=1;/初始化，启动sclk=0;cs=0;nop_() For (i=0;i8;i+ ) sc1k=1;Temp=temp1;If (dotaout) temp |=0x01;Sc1k=0;cs =1;AD=temp;for(j=0;j=0) if(e2=10) TRO=0;PWM=1;Elsedu=25*e2;/(e2-e1)+ki*e2+kd*(e2-2*e1+e0);/PID算法Out1=du;TRO=1;Else /测定值与实际值比较，测得值大于设定值，关闭加热设备，停止加热TRO=0;PWM=0;beep=1;Out0=out1;Void timer() interruot 1THO=0;THO=0xff;TLO=0x66;TH1=0xff-out0;TR1=1;PWM=1;九 系统原理图十 设计总结 通过两周的单片机课程设计学习，我们重新认识到单片机课程作为一门实用的技术在我们的日常生活中发挥了极大的作用。了解了温