室內(nèi)溫度自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)課程設計

1、室內(nèi)溫度自動調(diào)節(jié)限制系統(tǒng)摘要在人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)及生活過程中,經(jīng)常要用到溫度的檢測和限制.隨著微型計算機和傳感器技術的迅速開展,自動檢測領域發(fā)生了巨大變化,室內(nèi)溫度自動檢測限制方面的研究有了很大進展.同時現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進一步提升,產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏越來越快.本次課程設計是基于 STC89C5 笄片機根底板所做的溫度檢測調(diào)節(jié)系統(tǒng),不僅對于學習單片機技術等專業(yè)知識有實際意義,而且還可以增強動手水平.這次設計的系統(tǒng),硬件電路主要包括單片機最小系統(tǒng)電路,溫度采集電路,顯示電路,語音播報電路,按鍵電路,繼電器電路等.軟件程序主要包括主程序,讀出溫度子程序,計算溫度子程序,顯示溫度刷新子程序,語音播報程序等.

2、我們利用 DS18B20 溫度傳感器采集溫度通過 STC89C 印片機系統(tǒng)在應用板上利用 LCD1602 液晶顯示屏顯示實時測得的溫度,通過程序進行語音播報；當溫度超過設定的上限時,繼電器閉合,并驅動動機工作,以實現(xiàn)降溫.經(jīng)過調(diào)試,結果顯示 LCD 屏準確顯示了室溫,并能進行語音播報.當溫度超過設定上限時,繼電器閉合,風扇工作,開始降溫；實現(xiàn)了系統(tǒng)設計要求的功關鍵詞：室內(nèi)溫度,自動限制,STC89C5 彈片機,語音播報.目錄0 前言 11 總體方案設計 21.1 設計方案論證 31.2 主限制器 31.3 LCD 液晶顯示 31.4 溫度傳感器 32 硬件電路設計 62.1 .主限制器 62.

3、1.1 電源局部 72.1.2 用口電路 72.1.3 晶振電路 82.1.4 復位電路 92.2 顯示電路 92.3 數(shù)據(jù)采集電路 92.4 語音電路 102.5 按鍵電路 1.1.3 軟件設計 12錯誤！未定義書簽.13134 調(diào)試分析 144.1 硬件調(diào)試 144.1.1 硬件調(diào)試方法 144.1.2 電源調(diào)試 144.1.3 語音模塊調(diào)試 144.2 軟件調(diào)試 145 結論 17參考文獻 18附錄 1 電路原理圖 19附錄 2.PCB 圖 20附錄 3 主程序 213.1 主程序設計3.2 溫度轉換程序3.3 溫度顯示程序在信息高速開展的今天,科學技術日新月異,科技的進步帶來了測量技術

4、的開展,現(xiàn)代限制設備發(fā)生了翻天覆地的變化.隨著人們生活水平的不斷提升,單片機限制無疑是人們追求的目標之一,它所給人帶來的方便也是不可否認的,其中室內(nèi)溫度檢測就是一個典型的例子,但人們對它的要求越來越高,要為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設施就需要從數(shù)單片機技術入手,一切向著數(shù)字化限制,智能化限制方向開展.溫度是一個永恒的話題和人們生活環(huán)境有著密切關系的物理量,是國際單位制的七個根本單位之一,作為各種信息的感知、采集、轉換的功能器件溫度傳感器的作用日顯突出,溫度的檢測與限制是日常生活中比擬典型的應用.如在日常生活中測量并記錄室內(nèi)的溫度,可以了解室內(nèi)溫度變化情況.而我們所要設計的系統(tǒng)正

5、是進行溫度的檢測,并實現(xiàn)自動限制室溫.1 總體方案設計1.1設計方案論證針對本課題的設計任務,進行分析得到：本次設計用溫度傳感器進行溫度的測量,轉化了的溫度信號由傳感器直接得到了數(shù)字信號.該數(shù)字溫度顯示電路的設計,在總體上大致可分為以下幾個局部組成： 1.單片機限制電路； 2.溫度傳感器； 3.LCD 顯示電路.由于本設計是測溫電路,可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應,在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來,進彳 TA/D 轉換后,就可以用單片機進行數(shù)據(jù)的處理,在顯示電路上,就可以將被測溫度顯示出來,這種設計需要用到 A/D 轉換電路,感溫電路比擬麻煩.進而考慮到用溫度傳感器,在單片機電

6、路設計中,大多都是使用傳感器,DS18B20 為常用的溫度傳感器,具有體積小,硬件開銷低,抗干擾水平強,精度高的特點.所以采用溫度傳感器 DS18B20 止匕傳感器,可以很容易直接讀取被測溫度值,進行轉換,就可以滿足設計要求.從以上兩種方案,很容易看出,采用方案二,電路比擬簡單,軟件設計也比較簡單,故采用了方案二.本文設計的室溫自動限制系統(tǒng)原理框圖如圖 1 所示.1.2主限制器限制器芯片種類很多,有凌陽公司的 16 位單片機,也有 51 系列的單片機.方案一：選用 AT89C51 該芯片能使用 C言進行程序的編寫,方便閱讀.但是,具集成程度低,功能單一,需要使用到其它功能時,只能通過擴展外電路

7、來實現(xiàn),使得整個電路復雜,本錢高,穩(wěn)定性低.同時,I/O 口輸出功率小,一般器件都需要加驅動才能夠正常使用.方案二：STC89C52RC 微處理器低功耗,超低價高速0-90M,高可靠 5VC 作電壓單片機,使產(chǎn)品更小,由于本系統(tǒng)要求的性能不是太高,而且處于模擬階段,利用單片機芯片就可以限制.其中單片機的更輕,功耗更低,如果相關新增功能沒有用到,那么不需看相應局部.用 STC 提供的STC-ISP.exe工具可以將原有的代碼下載進STC相關的單片機即可,內(nèi)部Flash擦寫次數(shù)為100,000次以上.用戶程序是用 ISP/IAP 機制寫入,一邊校驗一邊寫,無讀出命令.綜合考慮我們選擇方案二 STC

8、89C52RC 為我們的主控芯片.1.3 LCD液晶顯不由于 LCD1602 液晶顯示屏具有微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧等特性,常用在袖珍式儀表和低功耗應用系統(tǒng)中,且 1602LCD 是指顯示的內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行,每行 16 個字符液晶模塊顯示字符和數(shù)字,所以選擇其進行實時溫度顯示.圖 2LCD1602 液晶顯示屏1.4溫度傳感器溫度傳感器DS18B20結構圖如圖3所示,引腳左負右正,一旦接反就會立刻發(fā)熱,有可能燒毀.同時,接反也是導致該傳感器總是顯示 85c 的原因.正確接法：面對著扁平的那一面,左負右正.DS18B20 的性能特點如下1：a.獨特的單線接口僅需要一個

9、端口引腳進行通信；b.多個 DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上,實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能；c.無須外部器件；d.可通過數(shù)據(jù)線供電,電壓范圍為 3.05.5V;e.零待機功耗；f.溫度以 9 或 12 位數(shù)字；g.用戶可定義報警設置；h.報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度溫度報警條件的器件；i.負電壓特性,電源極性接反時,溫度計不會因發(fā)熱而燒毀,但不能正常工DALLAS18B20(BOTTOMVEVTO-92(DS18B20)圖 3DS18B20 的外部封裝圖DS18B20溫度轉換的時間比擬長,而且分辨率越高,所需要的溫度數(shù)據(jù)轉換時間越長.因此,在實際應用中要將分辨率和轉換時間權衡考慮.高速暫存

10、 RAM 的第 6、7、8 字節(jié)保存未用,表現(xiàn)為全邏輯 1.第 9 字節(jié)讀出前面所有 8 字節(jié)的CRC 碼,可用來檢驗數(shù)據(jù),從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性.當 DS18B20 接收到溫度轉換命令后,開始啟動轉換.轉換完成后的溫度值就以 16 位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第 1、2 字節(jié).單片機可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù),讀數(shù)據(jù)時低位在先,高位在后,數(shù)據(jù)格式以 0.0625C/LSB 形式表示.當符號位 S=0 時,表示測得的溫度值為正值,可以直接將二進制位轉換為十進制；當符號位 S=1時,表示測得的溫度值為負值,要先將補碼變成原碼,再計算十進制數(shù)值.如圖表 1,DS18B2 沈

11、成溫度轉換后,就把測得的溫度值與 RAMfr 的 THTL 字節(jié)內(nèi)容作比擬.假設TTH 或 TQO0OTOowoa?OOCOAOOOOOBOooooco0000D0oooorooooora0001000707D5D5U4U403030202-u-uOIOIEJEJIIIIOCOCMQAQADoooonuQQOOOflooooooooon-n-OQDO*uflflooDoooonuQQOOOflooooooooon-n-OQDO*uflfloooooooon-n-nQODn-flflQOQOooon-n-n-oQoooooon-n-nQODn-flflQOQOooon-n-n-oQooooooo

12、oooOOOOOOQQOOn-ooooooooooooOOOOOOQQOOn-ooooooOOOOOQQQOflo-OOOOOOOQQQOflo-OOOQQOOQQO(raM(raMooBwooBwoaaaaaoaaaaaDDDaDDDaooooMmmOQOMmmOQOQtMfflJoaooooQtMfflJoaoooowggggmgOQwggggmgOQgoogoooooaoooa皿皿m mmmmmSJggggggmmmOGSJSJggggggmmmOGSJQOooQOooO0O0ooa)oo8mooa)oo8m器器罌罌tnootnoooooooomoocomtnootnoooooooomo

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14、DflflflQDQQQooooon-noooooofloooooon-n-nDflflflQDQQQooooon-noooooofloooooon-n-n-oQooflflflooooOOOOOOOQOflflfloooQOOOOO-oQooflflflooooOOOOOOOQOflflfloooQOOOOOOQQQOflflooooQOOOOOOOMOQQQOflflooooQOOOOOOOMOOMOOM其其KJKJ皿皿HooHoo時時aoooaooo叩叩0000叩叩程序支件有期長度:是項目定義下覺|航扒下我I超首HCU選噴：目動增里|ISPBENC1J用戶軟件自動內(nèi)部看門狗后只有傳電美看

15、門狗冷夏位美看i評以下動筐時郃分軍片機有效ALEpinC用作P4.5可黃!：.片單隹龍雙片單隹龍雙口口-7-7用用鉛品罩鬻ral/F在正常工-時P3Ll/HzD標口士：請關注“MMWTH匚U.c網(wǎng)拈,冽擰讖下載成功齒音提示：齒IES加里豆下載間翔 W 間吧巨習成功i+附近F3F3RSRS也也“3232戶戶是是-E-E用用置肢程置肢程注意：在調(diào)試程序時,要把撥碼開關撥到相對應的 ON 犬態(tài)如下列圖 17 為系統(tǒng)調(diào)試完成后,正常運行的現(xiàn)場圖圖 17 系統(tǒng)工作現(xiàn)場圖5 結論經(jīng)過了四個星期的課程設計,讓我對以前學的理論知識有了較深的體會,學習用理論指導實踐,在實踐中發(fā)現(xiàn)了自己有很多缺乏之處,并不斷完善

16、自己.由于前兩周準備考研,沒做多少東西,但這次的課程設計還是讓我體會到很多東西,不僅僅是知識本身的,更多的是自己動手水平和邏輯思維水平的鍛煉.同時,也知道自己還有許多要學的東西.在以后的工作中,單片機是必須掌握的根底工具,所以我們認真學習單片機的知識,這對我們找工作是很有幫組的,遇到問題并不可怕關鍵是我們要找到方法去解決問題,一定要勤于動手,這樣自己才會有提升.另外,對溫度傳感器的熟悉也不僅僅只停留在書本上了,親身體會到了 LCD 顯示屏和 LED 燈的應用.當然在這次珍貴的課程設計活動中,經(jīng)驗才是對于我們最大的收獲,而且還增強了自身對未知問題以及對知識的深化熟悉的水平,用受益匪淺這個詞語來概

17、括這次難忘的活動我覺得再適宜不過了.在和同學的協(xié)作中去完成電路原理圖的繪制,焊接電路板,最后進行調(diào)試,當然這些過程都離不開老師的悉心指導；這些工作必須按部就班,有方案保質量地完成,否那么后面的工作就無法進行.最后特別要感謝老師及同學在這四個星期對我的幫助.參考文獻1唐文彥傳感器第四版M,北京：機械工業(yè)出版社,20062夏路易：Protel99SEM,第一版,北京：北京希望電子出版社,20023王俊峰：電工技術根底M,第二版,北京：電子工業(yè)出本社,20214譚浩強：C 程序設計M,第四版,北京：清華大學出版社,20215謝自美：電子線路設計測試與應用M,第二版,武漢：華中理工大學出版社,2004

18、6蔡美琴：MCS-51 系列單片機系統(tǒng)及其應用,第二版,北京：高等教育出版社,2021附錄 1 電路原理圖5：rtr*：Et3rFrwiTi;i：T,mMK?工司Tm,n0 口|111 露抵-IT1；!黃=：w:m口TI】HH3mLmMIraviIii1iriiraariII/*溫度限制語音播報操作方法：將 POWERSUPPLYSWITCH 中的 1602 開關翻開,用杜邦線將驅動板上的 VCC 和 GND 連在根底板的 OUTPOWER 上,用杜邦線將驅動板 RST 和 DATA 與 P34 和 P35 連接,用杜邦線將驅動板 DS與 P20 連接起來,DC 與 P05 連接,把溫度傳感器

19、插在驅動板 U1 上*;#include#include#includesbitrs=P2A0;sbitwr=P2A1;sbitlcden=P2A2;sbitDC=P0A5;/電動機限制bitflag0;uchardisplay2;ucharbai,shi,ge;ucharnum=0;voiddelayus(uints)(uinti;for(i=0;is;i+);for(i=0;i0;x-)for(y=110;y0;y-);)voidwrite_com(ucharcom)/液晶寫指令(rs=0;P1=com;lcden=0;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;)voidwrite_data(uchardate)液晶寫數(shù)據(jù)(rs=1;P1=date;lcden=0;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;voidinit()液晶初始化(wr=0;write_com(0 x38);write_com(0 x0c);write_com(0 x06);wri