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51單片機(jī)簡易溫度控制器設(shè)計(jì)與制作

[復(fù)制鏈接]
ID:573686 發(fā)表于 2019-6-27 20:07 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
1.基于AT89C52單片機(jī)和DS18B02溫度測量接口的溫度控制調(diào)節(jié)完整電路；
2.采用4位共陽極數(shù)碼管顯示設(shè)定溫度值與實(shí)際溫度值（℃）；
3.利用蜂鳴器實(shí)現(xiàn)達(dá)到預(yù)設(shè)溫度的報(bào)警

2 總體方案設(shè)計(jì)

2.1 硬件方案

圖1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖


圖1.1為簡易溫度控制器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，由鍵盤，DS18B20溫度采集接口，數(shù)碼管，蜂鳴器，繼電器連接加熱設(shè)備組成。。

2.1.1．溫度檢測部分

采用美國DALLAS半導(dǎo)體公司的DS18B20智能型溫度傳感器，使用方便、接口簡單，與CPU通信采用并口通信方式。

  • 測量范圍：-55℃~125℃（在-10℃~85℃范圍內(nèi)測量誤差為±0.5℃；12位分辨率時，最多750ms完成溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換，溫度分辨率為0.0625）

結(jié)構(gòu)：該器件有3個引腳：輸入/輸出引腳及電源和地；內(nèi)部有三個主要器件：64位ROM、溫度傳感器和報(bào)警觸發(fā)器。

  • 電源連接：該器件可由外部5V電源VDD供電，也可以從單總線上取得電源。

圖1.2 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖1.3 DS18B20封裝圖

2.1.2．顯示部分

顯示模塊電路采用4個共陽極八位數(shù)碼管顯示。位選口為單片機(jī) P1.0~P1.3 I/O口，四個數(shù)碼管共用一組段選口為單片機(jī) P0~P7 I/O口。采用動態(tài)顯示方法。電路如圖1.4所示：

圖1.4 數(shù)碼管電路圖


2.1.3．鍵盤部分

鍵盤部分采用單一按鍵形式，設(shè)置兩個鍵：加1鍵、減1鍵用來調(diào)節(jié)溫度顯示。

圖1.5 鍵盤電路圖

2.1.4．溫度控制部分

繼電器

2.2 軟件方案

2.2.1．主程序

主要功能是完成DS18的初始化工作，并進(jìn)行讀溫度，將溫度轉(zhuǎn)化為壓縮BCD碼并在顯示器上顯示傳感器實(shí)際溫度。


2.2.2．讀出溫度子程序

讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié)，在讀出時需要進(jìn)行CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯時不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫，其程序框圖如下圖所示：

圖2.1系統(tǒng)程序框圖


3 硬件設(shè)計(jì)與實(shí)踐
3.1 測量電路

本系統(tǒng)由主控模塊、信號顯示模塊、溫度檢測模塊、報(bào)警模塊、設(shè)定報(bào)警溫度和自動調(diào)溫6個模塊。


3.2 硬件連接

圖3.2硬件連接



3.2.1溫度檢測

                    

模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0808引腳圖

  電壓信號模擬溫度信號，通過ADC0808的轉(zhuǎn)換，將模擬信號變成數(shù)字信號傳輸給AT89C52單片機(jī).單片機(jī)根據(jù)程序做出反應(yīng)，控制各個引腳輸出相應(yīng)高低電平信號使外圍模塊做出相應(yīng)的反應(yīng)，從而達(dá)到當(dāng)溫度超出或低于溫度上限時蜂鳴器報(bào)警，且指示燈點(diǎn)亮，繼電器閉合。


4 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)踐

4.1 主程序
  1. void main(void)
  2. {
  3.               unsigned char c=0;
  4.               unsigned char c0=0;
  5.               unsigned long ldata=2500;                            //作為顯示的數(shù)據(jù)            
  6.               while(1)
  7.               {                                                                      //循環(huán)掃描按鍵及顯示
  8.                             c0=c;
  9.                             c=ReadTemperature();
  10.                             c=(c/7);
  11.                             ldata=(ldata-c0+c);
  12.                             switch(ReadKey())
  13.                             {                                                                                                                //讀取鍵值做以下相應(yīng)處理
  14.                             case 1:ldata=ldata+100;                                          //1鍵顯示內(nèi)容加1
  15.                                           break;
  16.                             case 2:ldata=ldata-100;                                          //2鍵顯示內(nèi)容減1
  17.                                           break;
  18.                             case 3:ldata=c;                            //3鍵顯示內(nèi)容清0
  19.                                           break;
  20.                             }                           

  22.                             display(ldata);                            //顯示相應(yīng)的數(shù)值，這里用函數(shù)的形式調(diào)用顯示
  23.                             delay(10);
  24.                             if(c>30)
  25.                                           Warning();
  26.                             else if(c<(ldata/100))
  27.                             {
  28.                                           JDQ=0;
  29.                                           EJG=1;
  30.                                           FMQ=1;
  31.                             }
  32.                             else
  33.                             {            
  34.                                           JDQ=1;
  35.                                           EJG=1;
  36.                                           FMQ=1;
  37.                             }

  39.               }
  40. }
復(fù)制代碼

4.2 子程序

1.鍵盤部分

  1. unsigned char ReadKey(void)            
  2. {
  3.               unsigned char lkey=0;
  4.               if((P3&0xe0)!=0xe0){              //檢測所有按鍵是否有按鍵按下
  5.                             FMQ=0;                                                        //按鍵按下則蜂鳴器發(fā)聲
  6.                             delay(10);                                          //有按鍵按下則延時一段時間，以消除按鍵拌動
  7.                             if(oldkey!=(P3&0xe0)){//檢測按鍵未松開而且不是之前按下的按健就進(jìn)入讀鍵值，否則不作處理
  8.                                           oldkey=P3&0xe0;                            //保存當(dāng)前狀態(tài)，為下一次掃描做判斷，請看上一行                           
  9.                                           if(key1==0)
  10.                                                         lkey=1;                            //第一個鍵按下復(fù)值1
  11.                                           else if(key2==0)
  12.                                                         lkey=2;                            //第二個鍵按下復(fù)值2
  13.                                           else if(key3==0)
  14.                                                         lkey=3;                            //第三個鍵按下復(fù)值3
  15.                             }
  16.               }
  17.               else{
  18.                             oldkey=0xe0;                            //如果都沒有按鍵按下，將復(fù)值初始狀態(tài)
  19.                             FMQ=1;                                                        //無按鍵按下則退出蜂鳴
  20.               }
  21.               return lkey;
  22. }
  23. 2. 顯示部分
  24. void display(unsigned int da)
  25. {
  26.               P0=0XFF;                                          //
  27.               da=da%10000;            
  28.               switch(l_posit){
  29.               case 0:                            //選擇千位數(shù)碼管，關(guān)閉其它位
  30.                             SMG_q=1;
  31.                             SMG_b=0;            
  32.                             SMG_s=0;                           
  33.                             SMG_g=0;
  34.                             P0=table[da/1000];              //輸出顯示內(nèi)容
  35.                             break;
  36.               case 1:                            //選擇百位數(shù)碼管，關(guān)閉其它位
  37.                             SMG_q=0;
  38.                             SMG_b=1;            
  39.                             SMG_s=0;                           
  40.                             SMG_g=0;
  41.                             P0=table[da%1000/100];
  42.                             break;
  43.               case 2:                            //選擇十位數(shù)碼管，關(guān)閉其它位
  44.                             SMG_q=0;
  45.                             SMG_b=0;            
  46.                             SMG_s=1;                           
  47.                             SMG_g=0;
  48.                             P0=table[da%100/10];
  49.                             break;
  50.               case 3:                            //選擇個位數(shù)碼管，關(guān)閉其它位
  51.                             SMG_q=0;
  52.                             SMG_b=0;            
  53.                             SMG_s=0;                           
  54.                             SMG_g=1;
  55.                             P0=table[da%10];
  56.                             break;
  57.               }
  58.               l_posit++;                            //每調(diào)用一次將輪流顯示一位
  59.               if(l_posit>3)
  60.                             l_posit=0;              }
復(fù)制代碼


5 調(diào)試及性能分析
5.1調(diào)試分析

  本次設(shè)計(jì)溫度控制器根據(jù)溫度傳感器測得的溫度值，由軟件查詢判斷是否達(dá)到編程設(shè)定的值，如果超過溫度上限，即預(yù)置溫度小于當(dāng)前溫度，蜂鳴器響報(bào)警，啟動風(fēng)扇以溫度值返回到閾值以下；如果溫度達(dá)到下線閾值，則同樣使溫度返回。

5.2性能分析

1、對于設(shè)計(jì)采用89C52單片機(jī)作為溫度控制的主CPU芯片，系統(tǒng)硬件設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單合理，成本低，實(shí)時性好。

2、采用DS18B20作為溫度測量接口，它是具有單總線接口的數(shù)字溫度傳感器。該器件具有接線簡單，功耗低，體積小等特點(diǎn)。

3、針對采用數(shù)碼管顯示溫度值，直觀、穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)。

4、溫度控制器的功能還有待進(jìn)一步擴(kuò)充，如高溫?cái)嚯�；電路布局、和抗干擾方面。

結(jié)    論

本文給出了一種單片機(jī)實(shí)現(xiàn)簡易溫度控制系統(tǒng),克服了傳統(tǒng)方法的不足,可以達(dá)到低溫加熱，高溫報(bào)警的效果。該溫度控制系統(tǒng)具有測量溫度準(zhǔn)，調(diào)節(jié)溫度快的優(yōu)點(diǎn)。主要通過學(xué)習(xí)了DS18B02溫度測量接口、89C52單片機(jī)、數(shù)碼管顯示等知識，查閱了相關(guān)資料，簡易溫度控制器的基本要求，低溫上電，高溫報(bào)警，對溫度上下限進(jìn)行合理地設(shè)置，實(shí)時顯示溫度。所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有以下功能：

1、對于設(shè)計(jì)采用89C52單片機(jī)作為溫度控制的主CPU芯片，系統(tǒng)硬件設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單合理，成本低，實(shí)時性好。

2、采用DS18B20作為溫度測量接口，它是具有單總線接口的數(shù)字溫度傳感器。該器件具有接線簡單，功耗低，體積小等特點(diǎn)。

3、針對采用數(shù)碼管顯示溫度值，直觀、穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)。

4、溫度控制器的功能還有待進(jìn)一步擴(kuò)充，如高溫?cái)嚯姡浑娐凡季�、和抗干擾方面。

還有很大的提升空間。


調(diào)試系統(tǒng)照片


附錄3 程序全文

完整的Word格式文檔51黑下載地址：
好萊塢的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告.doc (2.44 MB, 下載次數(shù): 54)


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ID:650914 發(fā)表于 2019-11-28 09:02 | 顯示全部樓層
有沒有清晰一點(diǎn)的原理圖
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ID:658226 發(fā)表于 2019-12-7 15:19 | 顯示全部樓層
有原理圖和源程序嗎
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ID:632209 發(fā)表于 2020-9-16 11:15 | 顯示全部樓層
這里有仿真文件嗎
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ID:869966 發(fā)表于 2020-12-29 09:44 | 顯示全部樓層
顯示第19行有誤，怎么改
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