基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng)設(shè)計

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1、單片機(jī)課程設(shè)計課題名稱：基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng)設(shè)計學(xué)院：工學(xué)院班級：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)老師：第一章課題介紹1.1課題名稱基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)1.2選題背景單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)是單片機(jī)控制的一項簡單應(yīng)用。近幾年來單片機(jī)因其獨特的，方便，快捷的優(yōu)勢被廣泛的應(yīng)用于各個領(lǐng)域之中。它的技術(shù)指標(biāo)有：以AT89C52系列單片機(jī)為核心部件、以數(shù)字電路和模擬電路為硬件基礎(chǔ)、以匯編語言為軟件實現(xiàn)語言。1.3功能概述在該環(huán)境溫度控制系統(tǒng)中，單片機(jī)作為核心部件進(jìn)行檢測控制，增強(qiáng)了設(shè)計的通用性，適時性。溫度控制分為升溫和降溫控制，升溫

2、控制和降溫控制分別采用繼電器來控制外部的升溫和降溫設(shè)備。軟件部分采用流程圖來表示，對各個子程序進(jìn)行說明，包括控制算法，偏差計算等。控制是否升溫或降溫。第二章系統(tǒng)總體設(shè)計及方案2.1單片機(jī)的介紹隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)及其發(fā)展，將計算機(jī)的CPU、RAM、ROM、定時/計數(shù)器和多種I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片級的計算機(jī)，因此單片機(jī)早期的含義稱為單片微型計算機(jī)，直譯為單片機(jī)。它的特點主要有：具有優(yōu)異的性能價格比、集成度高、體積小、可靠性高、控制功能強(qiáng)、低電壓、低功耗。2.2單片機(jī)的基本組成它由CPU、存儲器（

3、包括RAM和ROM）、I/O接口、定時/計數(shù)器、中斷控制功能等均集成在一塊芯片上，片內(nèi)各功能通過內(nèi)部總線相互連接起來。輸入/輸出引腳P0、P1、P2、P3的功能：P0.0~P0.7（32~39腳）：P0口是一個8位漏極開路型雙向I/O端口。在訪問片外存儲器時，它分時作低8位地址和8位雙向數(shù)據(jù)總線用。在EPROM編程時，由P0輸入指令字節(jié)，而在驗證程序時，則輸出指令字節(jié)。驗證程序時，要求外接上拉電阻。P0能以吸收電流的方式驅(qū)動8個LSTTL負(fù)載。P1.0~P1.7（1~8腳）：P1是一上帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I

4、/O口。在EPROM編程和驗證程序時，由它輸入低8位地址。P1能驅(qū)動4個LSTTL負(fù)載。P2.0~P2.7（21~28腳）：P2也是一上帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。在訪問外部存儲器時，由它輸出高8位地址。在對EPROM編程和程序驗證時，由它輸入高8位地址。P2可以驅(qū)動4個LSTTL負(fù)載。P3.0~P3.7（10~17腳）：P3也是一上帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口。在MCS-52中，這8個引腳還用于專門的第二功能。P3能驅(qū)動4個LSTTL負(fù)載。P3.0RXD（串行口輸入）P3.1TXD（串行口輸出）P3.2

5、INT0（外部中斷0輸入）P3.3INT1（外部中斷1輸入）P3.4T0（定時器0的外部輸入）P3.5T1（定時器1的外部輸入）P3.6WR（片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7RD（片外數(shù)據(jù)存儲器讀選通）2.3設(shè)計方案：采用AT89C52單片機(jī)作控制器，溫度傳感器選用DS18B20來設(shè)計數(shù)字溫度計，系統(tǒng)由5個模塊組成：主控制器、測溫電路、顯示電路、控制電路、報警及指示電路。主控制器由單片機(jī)AT89C52實現(xiàn)，測溫電路由DS18B20溫度傳感器實現(xiàn)，顯示電路由液晶顯示屏顯示,，報警指示電路由蜂鳴器和發(fā)光二級管構(gòu)成，控

6、制電路由按鍵構(gòu)成。本設(shè)計所使用傳感器與傳統(tǒng)的相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫準(zhǔn)確等特點，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對溫度的精度要求較高的場所，或科研實驗室使用，并且加有報警裝置，超過限制溫度可發(fā)出報警信號，還可以調(diào)整報警上下限溫度。該設(shè)計控制器使用單片機(jī)AT89C51，測溫傳感器使用DS18B20，用液晶顯示屏實現(xiàn)溫度顯示，能準(zhǔn)確達(dá)到以上要求。第三章電路設(shè)計3.1時鐘電路設(shè)計圖3-1時鐘電路圖3.2系統(tǒng)復(fù)位電路圖3-2復(fù)位電路3.3溫度檢測電路設(shè)計本次設(shè)計所采用的溫度傳感器為DS18B20，無需A/D

7、轉(zhuǎn)換，因此從主機(jī)CPU到DSl8B20僅需一條線，當(dāng)DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動轉(zhuǎn)換。圖3-3DS18B20與STC89C52單片機(jī)的連接3.4溫控電路圖3-4溫控電路3.5按鍵電路設(shè)計鍵盤共有三個鍵，判斷K2-K4鍵是否按下，可采用軟件查詢和中斷的方法，當(dāng)某個鍵按下時，低電平有效。3個鍵K2-K4的功能定義如表所示。K2-K4鍵的定義按鍵鍵名功能K2功能轉(zhuǎn)換鍵此鍵按下，顯示溫度設(shè)定值，按鍵松開，顯示當(dāng)前溫度K3加1鍵設(shè)定溫度值加1K4減1鍵設(shè)定溫度值減1圖3-5按鍵電路3.6主控電路設(shè)計圖3-

8、6主控電路第四章硬件設(shè)計4.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖AT89C51溫度顯示電路溫度控制電路鍵盤輸入電路溫度采集電路圖4-1系統(tǒng)硬件總體框圖該系統(tǒng)由核心部件AT89C51來處理從鍵盤輸入電路和溫度采集電路送入的數(shù)據(jù)，并通過溫度顯示電路進(jìn)行溫度顯示，由溫度控制電路來進(jìn)行相應(yīng)的升溫或降溫的操作。第五章軟件設(shè)計5.1主程序流程圖根據(jù)所學(xué)知識，實現(xiàn)本系統(tǒng)的軟件部分將使用匯編語言，要配合硬件部分實現(xiàn)輸入一個