温度主动控制系统课程综合设计

课程设计说明书温度自动控制系统课程综合设计摘要: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。前言本次设计分为显示、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128×64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。总体方案设计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。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。方案（一）的系统框图如下图：LCM信号匹配放大热电偶及补偿电路A/D转换器单片机LCM信号匹配放大热电偶及补偿电路A/D转换器单片机继电器控制部分继电器控制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）的框图如下：数字温度传感器DS18B20LCM单片机LCM单片机继电器控制部分继电器控制部分催该方案能才用数援字温度求传感器不DS1经8B2件0两，它的透最高分森辨率为弃12竭位，可瓶识别毯0.0吐625发摄氏度栏的温度输。它具垂有直接它输出数完字信号改和数据输处理，浇并且它注和单片刚机接口井只需要莫一位吵I/O仇口，因够此由它程构成的大系统简粮单使用娘，由于晋DS1拨8B2慕0貌，按照肠工业设壁计要求山设计，心抗干扰层性能强倍。但温膛度测量贝范围从打-55暖摄氏度铜—往-12栋5舒摄氏度荒，比较共有限位绝综合比每较方案包（一）屿和方案影（二）悬，我们劣只在常里温下使剧用，并田且经济滩合理，滥因此选域择了方照案（二刃）。砍一松、脱LC凡M挪显示部苏分稠（一）爪．器件证介绍：券本次设竟计的显镇示部分雨采用图兴形点阵吓显示器控模看块蜻QH2海00壤1按，内带凤两戴片书HD6楚120迹2纠控制器槐，分别耀控制左三右屏点驱阵数据赞。每片阶控制器找带呼51暗2库字节叶的忽RA题M她。其中店的每一乔位数据订和屏幕列上的一秒个象素盏对应逐。析QH2菌00拜1务显示模校块无内绞带字库苗，它是榴在纯图祝形的方投式下工涨作的。刺所以我束们利用其字模软金件生成绩了所需相汉字代盟码，用茶以进行碧调用。棒其程序哗设计的征基本过辨程是：夫首先对歼显示器绑模块初葱始化，潜写入相洪应控制忘字和设疯置显示幕初始行肾，然后讽对显示欣器清屏绪。在进款行汉字瑞和测试递数据显执示时，师首先确昌定显示烫所在行办的行数怕和所调寻用代码婶表的标多号。如扩果显示根数据，诞还要确丸定动态妹显示的趣起始列炸数和字古符数。吹设置完酬成后，珍调用选批择表处南理程序巴，动态慎显示处跟理程序第以及显谜示程序参，完成付显示过贺程。朴（二）霞控制指罢令介绍旋128授6乎4筹采用两刮片耳HD6男120贪2谱分别控软制左右蹈半屏的品显示，凝在编程蜘时要注气意分别信控制，若这里的窄左右屏其选取由穷片选信铜号屑CS蹦1干、协CS反2脑完成。抬当竿CS1驴=扣1弟时选取捞左半屏滋为操作康对象久，夜CS2辟=连1还时选取龄右半屏杂为操作猪对象，破某些情翅况下可点以同时局选择左约右屏同撞时操作汇。另外可还有读平写脏（勿R/畏W眨）信号梦、数据缸指令悲（铅D/败I式）信号架、剧E察信号等热。指令蕉说明如序下：两操百春脆作宴R/W什D/I敏DB7展DB6腿DB5屯DB4叫DB3盘DB2坡DB1长DB0红1鸽、显示远器开旬0课0腹0魄0竭1魔1若1贼1川1浑1/0踏2相、起始吵行设置摔0览0汽1故1顾行地址勒：叮0~6穗3摆3葱、页地挤址设置育0允0孟1累0金1胜1厦页地址技：青0~7璃4节、列地御址设置课0胆0营0毒1俊列地址涉：脏0~6帽3端5址、读状战态幼1笔0鄙B帮usy乌0缺o中nof芝f脚RST像0见0总0盟0声6倦、写显捆示数据信0抖1裙数据灰（谅8见位）趟7倒、读显绕示数据启1旅1系数据掌（僻8舅位）君注：生1塘、该指稍令控制薪显示的韵开关，换不影响壶模块静中挨RA柿M心的数据眠和内部栗状态杰。秀DB0捐=倒1铃，开隐；震DB0奇=咽0疲，关。掩2他、晋RES扔=津1贷表明系肥统正在妄初始化凶；饱RES植=僚0铜表明初阴始化完纳成悲；赤On/谅off锻=愁1悼时不显废示尘；盘On/叔off询=腿0捏时显示蛇；戴Bus税y=石1辣时正在鸡进行内嫌部操作围；通Bus须y=申0出时准备季好接收煮指令。土 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