基于單片的溫度測(cè)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)開(kāi)題

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi) 題 報(bào) 告題 目 基于單片機(jī)的溫度測(cè)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 學(xué) 院 專業(yè)及班級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 日 期 2014年3月11日 西安科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告題 目基于單片機(jī)的溫度測(cè)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)選題類型應(yīng)用型 一、選題依據(jù)(簡(jiǎn)述國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、生產(chǎn)需求狀況, 說(shuō)明選題目的、意義，列出主要參考文獻(xiàn))：(一) 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 近年來(lái),溫度控制的發(fā)展尤為迅速。國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了多種多樣溫度控制儀表,應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)方面。傳感器也正在受著微電子技術(shù)的影響,不斷發(fā)展變化。傳感器正朝著小型、固態(tài)、多功能和集成化的方向發(fā)展。 現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外智能溫控器的研究正朝著高精度、

2、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開(kāi)發(fā)虛擬溫控器和網(wǎng)絡(luò)溫控器、研制單片測(cè)溫控溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。國(guó)際上已開(kāi)發(fā)出多種智能溫控器系列產(chǎn)品。智能溫控器內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D 轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器(或寄存器)和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器(CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)。研究新型溫控器的方向正從模擬式向數(shù)字式、由集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。(二) 生產(chǎn)需求狀況隨著電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，微機(jī)測(cè)量和控制技術(shù)得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。單片機(jī)具有處理能力強(qiáng)、運(yùn)行速度快、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用在溫度測(cè)量與控制方面，控制簡(jiǎn)單方便，測(cè)量范圍廣

3、，精度較高。溫度又是工業(yè)生產(chǎn)中常見(jiàn)并且十分重要的參數(shù)之一，特別是在冶金、石油、食品、印染等工廠中，為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，基于單片機(jī)的溫度測(cè)控系統(tǒng)幾乎存在每一個(gè)中小企業(yè)中，這類系統(tǒng)的需求很大，很多大的公司相繼開(kāi)發(fā)新型的溫度測(cè)控系統(tǒng)去滿足市場(chǎng)對(duì)溫度測(cè)控系統(tǒng)的各種特殊需求，使之應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，存在于各種產(chǎn)品中。所以，基于單片機(jī)的溫度測(cè)控系統(tǒng)的生產(chǎn)和需求都是很大的，并會(huì)日益增大。(三) 選題目的、意義在當(dāng)今的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于溫度的控制一直都有著非常重要的作用。然而現(xiàn)在我國(guó)農(nóng)村和一些企業(yè)礦場(chǎng)中，都還用簡(jiǎn)單的溫度測(cè)控設(shè)備，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的精確測(cè)量和控制。隨著社會(huì)的高速發(fā)展，人民生活水平的提高，更

4、多的生產(chǎn)部門(mén)和環(huán)節(jié)對(duì)溫度測(cè)量控制精度的穩(wěn)定性和可靠性的要求越來(lái)越高，簡(jiǎn)單的溫度測(cè)控設(shè)備顯然已經(jīng)不能滿足社會(huì)的需求。所以研制開(kāi)發(fā)更高精度的溫度測(cè)控系統(tǒng)以滿足社會(huì)的需求成為了急需解決的問(wèn)題。 所以此次設(shè)計(jì)的目的是針對(duì)社會(huì)的需求研發(fā)出能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)溫度進(jìn)行精確控制的溫度測(cè)控系統(tǒng)，一方面，有助于我們把所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到生產(chǎn)生活當(dāng)中，培養(yǎng)我們的研發(fā)能力和在完成工程項(xiàng)目中所需要具備的基本素質(zhì)和要求，另一方面，由于溫度測(cè)控系統(tǒng)在社會(huì)上的廣泛應(yīng)用也使得溫度測(cè)控系統(tǒng)的研究意義非常重要。參考文獻(xiàn)：1 李建忠. 單片機(jī)原理與應(yīng)用. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2009.2 何力民. 單片機(jī)高級(jí)教程 . 北京：北京航空大學(xué)

5、出版社,20003 楊欣. 51單片機(jī)應(yīng)用實(shí)例詳解. 北京：清華大學(xué)出版社，20104 郭天祥. 新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程. 北京：電子工業(yè)出版社,2009.5 胡漢才.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M. 北京: 清華大學(xué)出版社，19966 丁海生,丁軍航,潘松峰,吳賀榮. 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù). 北京：清華大學(xué)出版社，20097 童師白, 華成英. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京: 高等教育出版社,19808 張紅潤(rùn),張亞凡,鄧洪.傳感器原理與應(yīng)用. 北京: 清華大學(xué)出版社,20089 李平,杜濤,羅和平.單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)與實(shí)踐. 北京: 機(jī)械工程出版社,200810 常敏,王涵,范洪波.51單片機(jī)應(yīng)用程序開(kāi)

6、發(fā)與實(shí)踐. 北京: 電子工業(yè)出版社,200911 金發(fā)慶. 傳感器技術(shù)與應(yīng)用. 北京：北京機(jī)械工業(yè)出版社，200212 L Dubois , V.C.T.V.Sozanski JP,M.Chice.Temperature control by microwave radiometry with narrow band width J.EurPhys.J.App.lphys.2000二、主要研究(設(shè)計(jì))內(nèi)容、研究（設(shè)計(jì)）思路及工作方法或工作流程(一) 研究?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)溫度測(cè)控系統(tǒng)，以單片機(jī)為核心，采集被控對(duì)象的溫度，將之顯示，并控制溫度在一定溫度帶中。 （二）設(shè)計(jì)思路及工作方法經(jīng)過(guò)探討有以下兩個(gè)

7、方案可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容：方案一的工作方法是：由DS18B20采集溫度，然后單片機(jī)讀取溫度信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后一方面通過(guò)顯示器顯示出來(lái)溫度，另一方面通過(guò)與給定范圍上下限溫度的比較，從而決定輸出高低電平施加在繼電器的驅(qū)動(dòng)電路中進(jìn)而決定繼電器的關(guān)斷，達(dá)到控制電風(fēng)扇和加熱絲的工作狀態(tài)從而達(dá)到控制溫度的目的，最后根據(jù)對(duì)溫度范圍的控制設(shè)置一溫度上下限溫度值用于報(bào)警提示。AT89C51單片機(jī)溫度傳感器液晶屏顯示風(fēng)扇降溫或電熱絲加熱蜂鳴器報(bào)警 圖1 方案一的總體設(shè)計(jì)方案二的工作方法是：由DS18B20采集溫度，然后單片機(jī)讀取溫度信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后一方面通過(guò)顯示器顯示出來(lái)溫度，另一方面通過(guò)與給定范圍上下限溫度的

8、比較，調(diào)節(jié)單片機(jī)輸出觸發(fā)脈沖的脈沖寬度，控制雙向晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間進(jìn)而控制加熱絲的功率達(dá)到控制溫度的目的。液晶屏顯示晶閘管導(dǎo)通時(shí)間AT89C51單片機(jī)溫度傳感器電熱絲的功率圖2 方案二的總體設(shè)計(jì)兩種方案中，經(jīng)過(guò)比較，方案一的實(shí)現(xiàn)更加簡(jiǎn)單，反應(yīng)更加快速，且能夠很好的控制溫度的升降。方案二不能快速實(shí)現(xiàn)溫度的下降。主程序系統(tǒng)主流程圖如圖3所示，主要完成是調(diào)用LCD液晶顯示器的初始化及18b20初始化，對(duì)溫度的采集、轉(zhuǎn)化并顯示以及對(duì)相應(yīng)溫度的控制處理。主程序相當(dāng)于一條主線，將各個(gè)準(zhǔn)備子程序模塊組合在一起，以實(shí)現(xiàn)功能要求，將當(dāng)前溫度值顯示在液晶顯示器上。 圖3 主函數(shù)流程圖顯示屏初始化子程序本系統(tǒng)用的是L

9、CD液晶顯示器，而LCD液晶顯示器要顯示出數(shù)據(jù)在之前需要對(duì)液晶顯示器進(jìn)行初始化. 圖4 LCD顯示屏初始化流程圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是對(duì)DS18B20采集得到的溫度值進(jìn)行的一些變換，使其轉(zhuǎn)換成真實(shí)值并成為十進(jìn)制數(shù)，然后再進(jìn)行變化使其能在液晶顯示器上顯示。temp是系統(tǒng)定義的一無(wú)符號(hào)整型變量，用于存儲(chǔ)溫度值，方便于對(duì)溫度值的處理具體的流程圖見(jiàn)圖: 圖5 數(shù)據(jù)處理子程序溫度處理及蜂鳴器報(bào)警子程序蜂鳴器報(bào)警在本系統(tǒng)中由單片機(jī)的P22管腳電平的高低來(lái)控制蜂鳴器報(bào)警。單片機(jī)的P22管腳低電平蜂鳴器報(bào)警，單片機(jī)的P22管腳高電平蜂鳴器不報(bào)警。通過(guò)對(duì)讀到并且進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理的溫度值進(jìn)行判斷是否大于或者小于某一報(bào)警值而進(jìn)行報(bào)警，直到讀到的溫度值不在報(bào)警溫度值之中就停止報(bào)警。本系統(tǒng)以大于55或小于25蜂鳴器報(bào)警為例，T為讀到并且進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理的溫度真實(shí)值。當(dāng)P20為低電平時(shí)，系統(tǒng)由三極管驅(qū)動(dòng)繼電器線包，并由繼電器來(lái)驅(qū)動(dòng)大功率的加熱爐，做升溫處理。相應(yīng)的，當(dāng)P21為低電平時(shí)，繼電器驅(qū)動(dòng)電機(jī)風(fēng)扇工作，降溫處理。溫度處理及鳴器報(bào)警子程序見(jiàn)圖6：圖6 溫度處理及蜂鳴器報(bào)警子程序三、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作進(jìn)度安排3月11日4月1日：查閱資料，完成初步設(shè)計(jì)方案和開(kāi)題報(bào)告4月3日4月20：完成系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)和原