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《電加熱爐溫度控制系統(tǒng)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、摘要在現(xiàn)實生活當中，很多場合需要對溫度進行智能控制，日常生活中最常見的要算空調(diào)和冰箱了，他們都能根據(jù)環(huán)境實時情況，結(jié)合人為的設(shè)定，對溫度進行智能控制。工業(yè)生產(chǎn)中的電加熱爐溫度監(jiān)控系統(tǒng)和培養(yǎng)基的溫度監(jiān)控系統(tǒng)都是計算機控制系統(tǒng)的典型應(yīng)用。通過這次課程設(shè)計，我們將自己動手設(shè)計一個小型的計算機控制系統(tǒng)，目的在于將理論結(jié)合實踐以加深我們對課本知識的理解。本次設(shè)計采用單片機89C51及數(shù)字式溫度傳感器、數(shù)碼管顯示溫度。數(shù)字式溫度傳感器將采集到的溫度數(shù)據(jù)送入單片機，單片機將采集到的溫度數(shù)據(jù)與設(shè)定值進行比較，若大于設(shè)定值，則電熱爐關(guān)斷，若小于設(shè)定值，則電熱爐繼續(xù)加熱
2、。對于設(shè)定的溫度值的改變采用中斷方式，當改變溫度設(shè)定時，檢測輸入的信號，改變設(shè)定值，并在數(shù)碼管上顯示出設(shè)定值，此次設(shè)計初始設(shè)定值為100攝氏度。關(guān)鍵字：溫度自動控制、單片機、數(shù)碼管目錄1設(shè)計內(nèi)容及步驟11.1設(shè)計要求11.2方案設(shè)計11.3設(shè)計思路12硬件設(shè)計22.1主要硬件介紹22.1.1單片機22.1.2溫度傳感器22.1.3開關(guān)器件22.2電路設(shè)計方法32.2.1顯示部分電路32.2.2溫度檢測電路42.2.3鍵盤電路42.2.4電氣開關(guān)及工作電路52.2.5整體硬件設(shè)計及工作說明53軟件設(shè)計63.1數(shù)碼管模塊63.2按鍵中斷輸入模塊73.3溫
3、度檢測模塊83.4主程序流程圖94調(diào)試和分析105課程設(shè)計心得體會12參考文獻13附錄1整體電路圖14附錄2源程序151設(shè)計內(nèi)容及步驟1.1設(shè)計要求設(shè)計一個溫度控制系統(tǒng)，并用軟件仿真。功能要求如下：（1）能夠利用溫度傳感器檢測環(huán)境中的實時溫度；（2）能對所要求的溫度進行設(shè)定；（3）將傳感器檢測到得實時溫度與設(shè)定值相比較，當環(huán)境中的溫度高于或低于所設(shè)定的溫度時，系統(tǒng)會自動做出相應(yīng)的動作來改變這一狀況，使系統(tǒng)溫度始終保持在設(shè)定的溫度值。1.2方案設(shè)計達到技術(shù)要求的內(nèi)容，需要以下幾種器件：單片機、溫度傳感器、數(shù)碼管、直流電動機等。其中單片機用作主控制器，控
4、制其他器件的工作和處理數(shù)據(jù)；溫度傳感器用來檢測環(huán)境中的實時溫度，并將檢測值送到單片機中進行數(shù)值對比；數(shù)碼管顯示屏用來顯示溫度；直流電動機用來表示電加熱爐的工作情況，轉(zhuǎn)動表示電加熱爐通電加熱，停止轉(zhuǎn)動表示電加熱爐斷電停止加熱。1.3設(shè)計思路通過按鍵設(shè)定所需要的溫度值，然后利用溫度傳感器檢測電加熱爐的實時加熱溫度，并送至單片機與設(shè)定值進行比較。若檢測值小于設(shè)定值，則繼電器得電，開關(guān)閉合，電加熱爐導通加熱；若檢測值大于設(shè)定值，則繼電器斷開，開關(guān)斷開，電加熱爐斷電停止加熱。若爐溫低于設(shè)定值，單片機又控制繼電器閉合，繼電器開關(guān)閉合，電加熱爐開始導通加熱。傳感器
5、檢測到得溫度值會在數(shù)碼管顯示屏上顯示出來。當設(shè)定溫度時，設(shè)定溫度會在數(shù)碼管上顯示出來。2硬件設(shè)計2.1主要硬件介紹2.1.1單片機這里選用AT89C51單片機作為控制系統(tǒng)的處理器。P30—P33作為按鍵輸入端，采用中斷方式。P0口作為數(shù)碼管的段選端，P10—P13作為數(shù)碼管的位選端。P17作為溫度傳感器檢測溫度信號輸入端。P37作為控制電熱爐的信號輸出端。2.1.2溫度傳感器溫度傳感器選用DS18B20溫度傳感器。數(shù)字溫度傳感器DS18B20具有單總線接口方式，支持多節(jié)點，使分布式溫度傳感器設(shè)計大為簡化獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連
6、接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。測溫范圍－55℃～+125℃，固有測溫誤差0.5℃。支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個，實現(xiàn)多點測溫，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定。工作電源為3~5V/DC，在使用中不需要任何外圍元件，測量結(jié)果以9~12位數(shù)字量方式串行傳送。2.1.3開關(guān)器件由于單片機與電動機之間需要用開關(guān)器件連接，并且前者用弱電控制，后者由強電控制，這就尤其需要注意安全問題，因此采用繼電器。繼電器是由一個線圈和一個開關(guān)組成，當線圈得電，就會使開關(guān)
7、閉合，電動機回路工作。當線圈失電，就會使開關(guān)斷開，電動機不工作。2.2電路設(shè)計方法2.2.1顯示部分電路顯示電路截圖如下圖2.1所示。圖2.1顯示部分電路圖這里選用4位7段數(shù)碼管作為系統(tǒng)的顯示器件，如圖2.1所示，P0口作為數(shù)碼管的段選端，由高到低分別與數(shù)碼管P07—P00連接P0口需接上拉電阻，位選端分別與P13—P10連接，由于數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)中，位選線需要較大的電流驅(qū)動，而實際上89C51單片機管腳輸出拉電流一般為十幾到二十mA，不足以驅(qū)動數(shù)碼管，因此在位選線上要接驅(qū)動電路，起電流放大作用。數(shù)碼管顯示采用共陽極接法，在顯示數(shù)據(jù)時，采用動態(tài)掃描法。
8、2.2.2溫度檢測電路溫度傳感器與單片機的連接情況如下圖2.2所示。圖2.2溫度檢測電路圖溫度傳感器DS18
