DSB溫繼電控制系統(tǒng)

1、基于DS18B20地溫度繼電控制系統(tǒng)設計報告設計者 班級 學號武旭飛2018213128姚 磊2018212594陸 蒙2018213084完成時間： 2018 年 6 月 4 日星期三目錄一、實驗題目 3二、實現功能 3三、總體工作原理 3四、硬件設備 3五、系統(tǒng)框圖 3六、硬件設計 41. 單片機最小系統(tǒng) 42. 溫度傳感器 53. 鍵盤液晶顯示 74. 繼電器控制執(zhí)行電路 95. 總電路連接圖 10七、心得體會實驗題目設計一個溫度測量與控制系統(tǒng)，溫度測量范圍50-100 C ,控溫精 度士 0.5 C ,采用繼電控制水浴加熱.1 、選擇合適地溫度傳感器 .2、畫出系統(tǒng)原理框圖 , 并分析

2、工作原理 .3、畫出系統(tǒng)電原理圖 .二、實現功能本設計能夠實現通過繼電器對液體進行水浴加熱地控制 , 當溫度 低于50C時,繼電器控制開始水浴加熱，當溫度高于100C時停止加 熱 , 從而實現對溫度地控制 .三、總體工作原理本設計中溫度測量采用地是DS18B20溫度傳感器，溫度控制系統(tǒng)采用 AT89S51 作為微處理單元通過繼電系統(tǒng)進行控制 , 同時采用 4*4 鍵盤把設定溫度地最高值和最低值鍵入單片機地數據存儲器 , 通 過溫度傳感器把測得地溫度信號傳給單片機 , 與單片機里地數據相比 較, 通過繼電控制來判斷是否進行水浴加熱 .四、硬件設備繼電器 1 個DS18B201 個AT89S51芯

3、片 1 個MAX23芯片1 個LCD1602夜晶顯示器1個五、系統(tǒng)框圖經過反復思索設計，整個系統(tǒng)可以分成以下幾個部分：AT89S51構成地控制電路、顯示電路、溫度傳感器、鍵盤設定、繼電控制、水浴加熱溫度傳感器DS18B20把所測得地溫度送到 AT89S51單片機上, 經過單片機地處理，把溫度在電路上顯示，本系統(tǒng)顯示器為液晶顯示 器LCD1602通過鍵盤設定溫度范圍，將測得地實際溫度與設定溫度 相比較，由繼電器控制是否加熱.控制電路采用單片機最小系統(tǒng)同時完成控制、顯示、鍵盤采集 溫度等功能.六、硬件設計整個系統(tǒng)以單片機 AT89S51為核心部件，在51最小系統(tǒng)外圍添加了溫度測量、鍵盤輸入、液晶顯

4、示部分以及繼電器構成地執(zhí)行部件.1. 單片機最小系統(tǒng)本設計選擇地芯片是 AT89S51其主要特點如下：4KB片內程 序存儲器 ,128bytes 地隨機存取數據存儲器 RAM） ,32 個外 部雙向輸入/輸出1/0 ）口 ,5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中 斷,2 個 16 位可編程定時計數器 ,2 個全雙工串行通信口 , 看 門狗WD）電路，片內時鐘振蕩器.單片機接口使用情況如下：P1 .3作為繼電器控制端口；P3.5 作為溫度檢測元件輸入端口；P2 口鍵盤掃描端口；P0 口作為LCD夜晶顯示數據輸入端口；P3 口作為上位通信串口輸入端.單片機最小系統(tǒng)工作電路如圖：9 BP3.1衛(wèi)魚 吋E

5、63;X?3.3P3.4T10 ?3.J 71 芮總匝P%7莎PI 1n.2?i 3pi.斗PL5 PUPl 7 RST5VATUSSlVSCPfi dPO L 師2PDJPT'4KU3 SP： _P2PI罠氏P:.二?P I 2J2Er-DSD2D1最小系統(tǒng)2. 溫度傳感器因為DS18B20芯片將溫度傳感器、信號放大調理、A/D轉換、 接口全部集成于一芯片，與單片機連接簡單、方便，與AD590 相比是更新一代地溫度傳感器，所以溫度傳感器采用 DS18B20.DS18B2C為單線數字溫度傳感器，支持“一線總線”接口 ,大大提高了系統(tǒng)地抗干擾性，應用于溫控控制、工業(yè)系 統(tǒng)、消費品、溫度計

6、或任何熱感測系統(tǒng) .DS18B20具有以下特性:<1）、零待機功耗；<2）、無需外部器件;GN1!O tTDD<3）、可通過數據線供電；<4）、溫度以 9 位數字量讀出；<5）、獨特地單線接口僅需一個端口引腳進行通訊；<6）、測溫范圍-55 °C +125C ,在-10 °C +85C 內，精度為士0.5 C .CPU寸DS18B2C地訪問流程是：先對 DS18B2C初始化，再進 行 ROM 操 作 命 令 , 最 后 才 能 對 存 儲 器 操 作 , 數 據 操 作. DS 1 8 B2 0每一步操作都要遵循嚴格地工作時序和通信協(xié) 議

7、.如主機控制 DS18B20完成溫度轉換這一過程，根據DS18B20地通訊協(xié)議，須經三個步驟：每一次讀寫之前都要 對DS18B20進行復位,復位成功后發(fā)送一條 ROMf令,最后 發(fā)送RAM指令.電路采用溫度傳感器 DS18B20可直接輸出數字量，單線器 件和單片機地接口只需一根信號線 , 所以本設計地硬件電 路十分簡單 , 容易實現 . 能達到 0.5oC 地固有分辨率 , 使用 讀取溫度暫存寄存器地方法能達到 0.2 oC 以上地精度.DS18B20連接電路圖如圖所示+5VVCCI/O GNDP35DS18B20GND啟度采集電路3. 鍵盤液晶顯示本設計在鍵盤輸入方面，選擇常用地4*4掃描鍵

8、盤,分別用作PID模式選擇、溫度設定值輸入、確定或取消設置.在顯示方面，選用了常用地顯示容量為16*2個字符地液晶顯示模塊LCD1602.鍵盤及顯示部分地連接圖如圖所示：ns13 W=f顯示電賂羽呻t?idll云u LL*Lf4. 繼電器控制執(zhí)行電路電磁式繼電器介紹：電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成.只要在線圈兩端加上一定電壓，線圈中就會 流過電流,從而產生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引地作用 下克服返回彈簧地拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵地動觸點與 靜觸點吸合，從而接通原來斷開地電路；當線圈斷電后，電磁 地吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧地反作用力下返回原來 地位置,使動觸點與靜觸點斷開.這樣吸合、釋放，從而達到 了在電路中地導通、切斷地目地.繼電器電路如圖所示:VCC繼電控制電踣通過給I/O端口高低電位來控制繼電器地通斷，繼而控制水 浴加熱是否執(zhí)行，以達到控制水溫地目地.其中三極管為控制開關作用，當接口為高電平，三極管截止,5V加不到繼電器地 線圈,繼電器不吸合，此時不執(zhí)行加熱操作；當端口為低電平 三極管導通 ,5V 通過三極管加到繼電器線圈