电子信息工程专业类毕业设计冷库多点温度测控系统

1、基于89C51单片机的冷库多点温度测控系统的设计信工042班： 指导教师： （陕西科技大学 陕西 西安 710021）摘要：冷库是发展冷藏业的基础设施，也是在低温条件下贮藏货物的建筑群，与之相应，制冷设备也随着其发展将不断升级。随着市场经济的不断发展、现代物流系统的不断完善，冷冻冷藏行业也将向着低造价，延长产业链的趋势发展。本设计介绍了一种基于AT89C51单片机的冷库温度测量和控制系统。能对冷库环境温度进行测量，并能根据温度给定值给出调节量，控制执行机构，实现调节环境温度的目的。其控制系统结构简单，价格低廉，性能稳定，非常适合现代设计要求。关键词：冷库，单片机，温、湿度传感器，控制系统AT8

2、9 C51 Microcontroller Based on the more Cold Storage Temperature Monitoring and Control System DesignABSTRACT：Cold Storage is the development of the refrigeration industry infrastructure, but also in low-temperature storage of goods under the conditions of the buildings. Accordingly, refrigeration e

3、quipment with the continually escalating, some cold storage equipment market has reached the international advanced level, Along with the market economy unceasing development, the modern physical distribution system unceasing consummation, the freezing refrigeration profession will also turn towards

4、 the low production cost, the extension industry chain tendency development. This design introduced one kind based on AT89C51 monolithic integrated circuit cold storage temperature survey and the control system.Can carry on the survey to the cold storage ambient temperature, and can give the adjustm

5、ent quantity according to the temperature given value, the control implementing agency, the realization adjustment ambient temperature goal.Its control system structure is simple, the price is inexpensive, the performance is stable, suits the modern design request extremely.KEY WORDS: cold storage,

6、SCM, temperature and humidity sensors, control system1 概述温度、湿度是现代化工业控制中主要的被控参数之一。单片机具有处理能强、运行速度快、功耗低，控制方便、组态简单和灵活性大等优点，应用在温度测量与控制方面，控制简单方便，测量范围广，精度较高，可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。本文设计了一种基于AT89C51单片机的温、湿度测量和控制装置，能对环境温度、湿度进行测量，并能根据温度、湿度给定值给出调节量，控制执行机构，实现调节环境温度的目的。 2 系统分析为了达到系统设计的目的，只有采用成熟的和已经市场化的

7、先进技术和体系结构来保证系统的可靠性能，同时有效控制成本。由于单片机具有体积小、功能强、性价比高，温度传感器DS18B20在使用时不需要任何外围元器件，输出信号为数字信号，无须A/D转换，精度高，测温范围大等优点，可以使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。所以本设计的设计方案主要有三个优点：（a） 成本低。单片机和温、湿度传感器价格都很低廉，而且很好买到。（b） 稳定性高。由于单片机已经广泛应用到了很多领域，随着科技的不断发展，单片机以及一些外围芯片的设计已经非常成熟，性能也非常强大，稳定性也特别高，相应的本设计也具有非常高的稳定性。（c） 易于实现。本设计

8、所需的元器件都很常见，非常容易买到，所以它实现起来非常容易。所以我们选用单片机AT89C51为核心，用DS18B20温度传感器和HS1101湿度传感器来测量温、湿度。3 冷库多点的温、湿度控制基本原理3.1 控制原理本设计的原理是：将被测冷库分成若干部分，并标明名称，将其输入到单片机内。单片机定时对键盘进行扫描，确认键盘是否有信号输入，若有，则根据输入信号判断需要测量的分组，单片机启动温、湿度传感器进行测量，温度传感器直接将信号输入到单片机内，湿度传感器则通过A/D转换器将信号输入到单片机内，单片机将数据处理了再送入显示器内进行显示，同时单片机判断温、湿度是否超出设定值，若超出则蜂鸣器报警,单

9、片机启动压缩机和加湿器,使环境温、湿度回到正常温、湿度。3.2 控制框图单片机控制的系统硬件框图如图3-1所示：3-1 系统硬件框图4 硬件电路简介4.1 A/D转换电路简介A/D转换是将传感器输入的模拟量转换成数字量送入单片机内，任何一个A/D转换器在开始转换前都必须经过启动，才能开始工作，芯片不同，启动方式不同，一般有脉冲启动和电平启动两种方式。DC0809的其方式为脉冲型。4.2 显示电路简介本设计采用硬件硬件译码方式进行，硬件译码，就是用硬件译码器代替软件求得显示代码，这样不仅可以节省计算机的时间，而且程序设计简单，只要把BCD码（或十六进制码）从相应的口输出即可完成显示，本设计用74

10、LS49作为驱动、译码芯片。4.3 单片机与8155的连接8155是单片机系统的最理想的扩展器件，因为8155内部既有256字节的静态RAM，又有三个I/O口和一个计数器。由于受管脚的限制，8155的AD0AD7也是数据/地址复用的总线，因此可以直接与P0.0P0.7相连，利用ALE的后沿把8位地址锁存到8155片内地址锁存器中，这种地址究竟是指向RAM还是指向I/O口，还要看IO/输出信号的极性。4.4 8155与键盘的连接 本设计使用线反转法设计键盘，其原理是：行线编程为输入线，列线编程为输出线，并使输出线输出为全零电平，则行线中电平由高到低所在行为按键所在行。同第一步完全相反，行线编程为

11、输出线，列线编程为输入线，使输出线输出全为零电平，则列线中电平由高到低所在列为按键所在列。综1、2结果，可确定按键所在行和列，从而识别按键。5 软件设计简介 系统软件部分主要由总流程图、各单元子流程图、如A/D转换流程图、键盘扫描程序流程图、报警系统流程图、PID流程图，还有各流程图对应的子程序。本系统取温度在-1015之间，显示器件用六位数码管显示，前两位显示分组，第三、四位数码管显示温度，最后两位数码管显示湿度。6 总结本设计利用单片机AT89C51低功耗、体积小、抗干扰能力强、处理能力强、价格低廉、可靠性高、灵活性好的特点，使用单片机作为主控制器，对冷库内环境温、湿度进行测量和控制。对传感器采集来的数据单片机进行运算比较，做出相应处理，通过LED显示器显示出来，同时相应的发出制冷、加湿、报警等信号，从而使得冷库温度能准确无误的显示出来。本设计主要特点是软、硬件系统结构简单、可靠性高，测试范围广，而且更能节约能源及保障库存产品的质量，降低了人员的工作强度，降低了生产成本，具有一定的实用价值和发展前景。 通过本次设计，使得以前学过的课本知识得到深刻的巩固，特别是AT89C51单片机基础，数字PID知识，传感器等课程得到更深入的学习。参考文献1 胡振宇，刘鲁源，杜振辉.DS18B20接口的C语言程序设计J.北京：高等教育出版社，2002：134-