“ti”杯温度测量与控制系统报告

摘要本系统以STC89C51为主控芯片，以单片机控制中心为核心，设计并制作的温度测量与控制系统装置。系统包括单片机控制中心、键盘控制模块、数码管显示模块、温度采样模块，继电控制模块等五个模块。通过DS18B20和51单片机得到当前温度值，再经过按键控制调节来改变需要的温度大小，从而控制继电器的开闭，即软、硬件的协调配合，从而达到预控制目的。关键字DS18B20；控制；测量；继电；预控一、方案论证1系统原理框图键盘输入，控制要求温度大小STC89C51单片机控制温度采集装置图12温度采样设计采用DS18B20做为温度传感器。DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。主要性能指标（1）独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。（方便电路连接）（2）测温范围55125,控温精度05。（满足题目要求）3主控模块设计采用STC89C51作为控制芯片，51单片机价格便宜，应用广泛。4继电控制设计继电器采用继电器P2CN012W（一开一闭），继电器P2CN012W体积小，使用方便，价格便宜淘宝上55元。5显示模块设计返回温度和要求温度显示继电控制水加热装置采用一般4位数码管。与LED液晶显示相比，4位数码管连接方便，价格便宜，而且本系统只需要显示4位数字，采用4位数码管性价比最好。6按键模块设计设置3个独立按键即可。二、电路与程序设计1系统电原理图图2单片机左边依次向下为单片机晶振，复位，独立按键。单片机右边依次向下位数码管模块（前两位用于显示18B20返回的温度，后两位用于显示用户要求温度），温度模块，继电器模块。加热器件由一电阻代替，与一灯泡（灯泡可以用于指示加热元件是否工作）并联，由继电器控制。继电器驱动电压改为5V方便调试。2程序INCLUDEDEFINEUCHARUNSIGNEDCHARDEFINEUINTUNSIGNEDINTSBITDQP17/DS18B20与单片机连接口SBITKEY1P10/独立按键SBITKEY2P11SBITKEY3P12SBITW1P20SBITW2P21SBITW3P22SBITW4P23SBITJDP16/JD代表继电器控制UINTYQ40,T0/YQ值代表要求温度值，返回温度值低于YQ时，加热元件工作，工作灯亮UCHARTABLE0XC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X90,0X88,0X83,0XC6,0XA1,0X86,0X8EUCHARWD2,WENDUUINTTVALUE/温度值UCHARTFLAG/温度正负标志VOIDPD/判断YQ值，根据实际情况将YQ范围定在1580IFYQ81YQ15IFYQ14YQ80VOIDDELAYUINTXUINTI,JFORIXI0IFORJ110J0JVOIDDELAY_18B20UINTI/延时1微秒WHILEIVOIDDS1820RST/DS1820复位/UNSIGNEDCHARX0DQ1/DQ复位DELAY_18B204/延时DQ0/DQ拉低DELAY_18B20100/精确延时大于480USDQ1/拉高DELAY_18B2040UCHARDS1820RD/读数据/UNSIGNEDCHARI0UNSIGNEDCHARDAT0FORI8I0IDQ0/给脉冲信号DAT1DQ1/给脉冲信号IFDQDAT|0X80DELAY_18B2010RETURNDATVOIDDS1820WRUCHARWDATA/写数据/UNSIGNEDCHARI0FORI8I0IDQ0DQWDATADELAY_18B2010DQ1WDATA1READ_TEMP/读取温度值并转换/UCHARA,BDS1820RSTDS1820WR0XCC/跳过读序列号/DS1820WR0X44/启动温度转换/DS1820RSTDS1820WR0XCC/跳过读序列号/DS1820WR0XBE/读取温度/ADS1820RDBDS1820RDTVALUEBTVALUE8TVALUETVALUE|AIFTVALUE0X0FFFTFLAG0ELSETVALUETVALUE1TFLAG1TVALUETVALUE0625/温度值扩大10倍，精确到1位小数RETURNTVALUEVOIDDISPLAYWD0TVALUE1000/100/十位数WD1TVALUE100/10/个位数WENDUWD010WD1P20X01P0TABLEWD0DELAY5P20X02P0TABLEWD1DELAY5P20X04P0TABLEYQ/10DELAY5P20X08P0TABLEYQ10DELAY5VOIDKEY_JCIFKEY10DELAY10IFKEY10TTWHILEKEY1IFT0IFKEY20DELAY10IFKEY20YQWHILEKEY2IFKEY30DELAY10IFKEY30YQWHILEKEY3PDVOIDMAINDS1820RST/初始化显示WHILE1READ_TEMP/读取温度DISPLAY/显示KEY_JCIFWENDUYQJD0ELSEJD1三、测试方案与测试结果1测试方案将程序写入PROTEUS中，仿真。2测试结果图3当返回温度27（PROTEUS默认）小于要求的40（可调）度时，继电器闭合，灯泡工作发亮，此时加热元件工作。图4当返回温度27（PROTEUS默认）大于要求的26（可调）度时，继电器弹开，灯泡不亮，此时加热元件不工作