溫度檢測課程設(shè)計.

1、魯齋必并并學(xué)計控學(xué)院College of computer and control engineeringQiqihar university電氣工程課程設(shè)計報告題目：工廠自動溫度檢測控制系統(tǒng)系另寸電氣工程系適用班級 電氣12級指導(dǎo)教師時 間學(xué)生姓名提交日期摘要本設(shè)計是以 51 單片機作為控制核心的一種基于單片機的工廠自動溫度檢測控制 系統(tǒng)，本系統(tǒng)設(shè)計采用LCD 1602液晶顯示屏作為輸出顯示模塊部分，DS18B20乍為 溫度采集模塊部分。該設(shè)計具有自動檢測環(huán)境溫度的功能，四個按鍵可以設(shè)置工廠 車間的上限溫度和下限溫度。當(dāng)車間溫度超過設(shè)置溫度，系統(tǒng)會自動報警并且點亮 報警燈，然后系統(tǒng)會自動啟動

2、溫度處理模塊，對其溫度進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。從而達(dá)到自 動檢測控制的功能作用，為工廠提供了安全的工作環(huán)境。關(guān)鍵字： 單片機； 溫度； 控制2目錄摘要 I1.1 測溫元件的選擇 11.1.1 DS18B20數(shù)字溫度計 11.1.2 熱電偶測溫 11.1.3 熱敏電阻測溫 11.2 顯示元件的選擇 21.2.1液晶顯示 21.2.2 數(shù)碼管顯示 2第 2 章 系統(tǒng)原理圖設(shè)計及特點 32.1 整體系統(tǒng)設(shè)計 32.2 系統(tǒng)與操作介紹 42.2.1 檢測傳感器 DS18B20工作狀態(tài) 42.2.2 查看溫度報警值 42.2.3 設(shè)定溫度報警值 42.2.4 報警狀態(tài)顯示標(biāo)志 42.3 系統(tǒng)設(shè)計程序流程圖 53.

3、1 STC12 系列單片機 63.2 DS18B20 的介紹83.2.1 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 83.1.2 DS18B20 測溫原理 8第 4 章 系統(tǒng)模塊介紹 104.1 溫度檢測模塊 104.2 LCD1602 液晶模塊 114.3 電源模塊 124.4 報警模塊 134.5 處理控制模塊 144.6 按鍵模塊 15設(shè)計總結(jié) 16參考文獻(xiàn) 18附錄 19第1章 方案選擇1.1 測溫元件的選擇溫度的測量在當(dāng)今社會得到廣泛的運用 , 同時測溫元件也非常多 , 根據(jù)不同的應(yīng) 用場合我們可以做出不同的選擇 , 首先介紹一下幾種測溫方式 :1.1.1 DS18B20 數(shù)字溫度計DS18B20數(shù)

4、字溫度計是 DALLAS公司生產(chǎn)的1-Wire，即單總線器件，具 有線路簡單，體積小的特點。另外它的測量溫度范圍在-55 C到+125C之間,它是數(shù)字溫度計，分辨率用戶可以從 9 位到 12 位選擇。因此用它組成一個測溫 系統(tǒng)，具有線路簡單， 在一根通信線， 可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計， 十分方便。1.1.2 熱電偶測溫電偶測溫原理是根據(jù)熱電效應(yīng)制成的一種測溫元件。 它結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用， 使用方便，精度高，測量范圍寬，便于遠(yuǎn)距離、多點、集中測量和自動控制，是 應(yīng)用很廣泛的一種溫度計。如果取兩根不同材料的金屬導(dǎo)線A和B,將其兩端焊在一起，這樣就組成了一個閉合回路。因為兩種不同金屬的自由電子密度

5、不同， 當(dāng)兩種金屬接觸時在兩種金屬的交界處，就會因電子密度不同而產(chǎn)生電子擴散， 擴散結(jié)果在兩金屬接觸面兩側(cè)形成靜電場即接觸電勢差。 這種接觸電勢差僅與兩 金屬的材料和接觸點的溫度有關(guān)，溫度愈高，金屬中自由電子就越活躍，致使接 觸處所產(chǎn)生的電場強度增加，接觸面電動勢也相應(yīng)增高。由此可制成熱電偶測溫 計。1.1.3 熱敏電阻測溫?zé)崦綦娮梵w是在錳、鎳、鈷、鐵、鋅、鈦、鎂等金屬的氧化物中分別加入其 它化合物制成的。熱敏電阻和金屬導(dǎo)體的熱電阻不同，它是屬于半導(dǎo)體，具有負(fù) 電阻溫度系數(shù)，其電阻值是隨溫度的升高而減小，隨溫度的降低而增大，雖然溫 度升高粒子的無規(guī)則運動加劇，引起自由電子遷移率略為下降，然而自

6、由電子的 數(shù)目隨溫度的升高而增加得更快，所以溫度升高其電阻值下降。根據(jù)這些，我選擇了 DS18B20做為溫度檢測的主要模塊器件。因為它線路簡單，操作起來方便。1.2 顯示元件的選擇1.2.1 液晶顯示液晶顯示器各種圖形的顯示原理 線段的顯示：點陣圖形式液晶由 MX N個顯示單 元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對應(yīng)1字節(jié)的8位，即每 行由16字節(jié)，共16X 8=128個點組成，屏上64X 16個顯示單元與顯示 RAM區(qū)1024 字節(jié)相對應(yīng)，每一字節(jié)H的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)(OOOH) =FFH時，則屏幕的左上 角顯示一條短亮線，長度為8個點；當(dāng)(3FFH =FFH時，則

7、屏幕的右下角顯示一條 短亮線；當(dāng)(OOOH =FFH ( 001H =00H( 002H)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由 RAM區(qū)的00000F=00H(00EH =00H,(00FH =00H時，則在屏幕的頂部顯示一條由 8段亮線和8條暗線組成的虛線?？?以顯示英文，這樣更加方便反映了不同工作狀態(tài)下的工作狀態(tài)顯示。1.2.2 數(shù)碼管顯示數(shù)碼管價格方便，可以顯示數(shù)字。可是無法顯示不同工作狀態(tài)的標(biāo)志，因此不 夠清晰反映不同的工作狀態(tài)。根據(jù)以上內(nèi)容，我們選擇采用液晶作為顯示部分。第 2 頁 共 23 頁第2章 系統(tǒng)原理圖設(shè)計及特點2.1整體系統(tǒng)設(shè)計溫度只要在所設(shè)定的上下

8、溫度界限內(nèi)，就會在顯示設(shè)備中精確的顯示出來，如 果溫度超過了所設(shè)定的溫度界限，就發(fā)出報警聲。能夠及時向溫度監(jiān)控人員發(fā)出溫 度超限信息。便于溫控人員及時的調(diào)整與控制。另外此溫度控制器操作簡單，體積 小，靈敏度高，精度高。其系統(tǒng)包含 6大模塊。分別是LCD液晶模塊、按鍵模塊、 處理控制模塊、報警模塊、電源模塊、溫度檢測模塊等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1-1所示。LCD1602液晶模塊按鍵模塊jT溫度檢測 模塊STC單片機處理控制/|電源模塊模塊1/Z報警模塊圖2-1-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖第4頁共23頁2.2 系統(tǒng)與操作介紹221 檢測傳感器 DS18B2C工作狀態(tài)液晶顯示溫度控制器接通電源后，在工作正常情況

9、下，液晶顯示屏上第一行顯示信息為“ DS18B20 0”第二行顯示為“ TEMP XX.X C”(實際溫度值)。若傳感器DS18B2CERRO”;第二行顯示為“TEMP:- C” .這時要檢查DS18B20是否連接好， 如果連接沒問題，則需要更換一個新的 DS18B20芯片。2.2.2 查看溫度報警值按 K1 鍵，進(jìn)入查看溫度報警值狀態(tài)，此時顯示屏第一行顯示為“ LOOK ALERT C0D”第二行顯示“TH:0XXC TL:XX C” .其中TH為高位報警值，TL為低位報警值。 按 K3 鍵退出查看溫度報警狀態(tài)。2.2.3 設(shè)定溫度報警值按 K2 鍵，進(jìn)入查看溫度報警值狀態(tài)，此時顯示屏第一行顯示為“ RESET ALERTCOD” 第二行顯示“ TH:0XXC TL:XX C” .此時的K1鍵為設(shè)定值加，減方式選擇鍵，默認(rèn)為減少。 K2鍵為TH值設(shè)定鍵；K3鍵為TL值設(shè)定鍵；K4鍵為確定鍵，按此鍵退出設(shè)定狀態(tài)。2.2.4 報警狀態(tài)顯示標(biāo)志(1) 當(dāng)實際溫度大于TH的設(shè)定值時，在顯示屏第二行上顯示符號為“C H。 此時關(guān)閉處理控制模塊，蜂鳴器響起，表示超溫。(2) 當(dāng)實際溫度小于TL的設(shè)定值時，在顯示屏第二行上顯示符號為“C 2XFJUJ1A A O_-FEXF?rC3盂需總s Hrllq鼻內(nèi)昨 B專書爲(wèi)-5韋 二0D519B20 OKTEFIPi