基于51單片機(jī)的溫度控制

1、基于基于5151單片機(jī)溫度報(bào)警器的設(shè)計(jì)單片機(jī)溫度報(bào)警器的設(shè)計(jì)組長：組員：專業(yè)：電子信息工程班級(jí)：電子2班目錄1 引言第一第一章章2 芯片及原理第二章3 溫度采集電路的設(shè)計(jì)第三章4 總結(jié)第四章第五第五章章5 參考文獻(xiàn)1.1 設(shè)計(jì)背景 溫度是工業(yè)對(duì)象中主要的被控參數(shù)之一，如冶金、機(jī)械、食品、化工各類工業(yè)生產(chǎn)中，廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等，對(duì)工件的溫度處理要求嚴(yán)格控制。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，要求溫度測量的范圍向深度和廣度發(fā)展，以滿足工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的要求?；贏T89C51單片機(jī)提高了系統(tǒng)的可移植性、擴(kuò)展性，利于現(xiàn)代測控、自動(dòng)化、電氣技術(shù)等專業(yè)實(shí)訓(xùn)要求。以單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的溫度報(bào)警器，

2、具有安全可靠、操作簡單方便、智能控制等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)背景設(shè)計(jì)背景第一章：引言設(shè)計(jì)方案 總體設(shè)計(jì)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(jì)數(shù)字溫度計(jì)，系統(tǒng)由5個(gè)模塊組成：主控制器、測溫電路、顯示電路、控制電路、報(bào)警及指示電路。主控制器由單片機(jī)AT89C52實(shí)現(xiàn)，測溫電路由DS18B20溫度傳感器實(shí)現(xiàn)，顯示電路由4位LED數(shù)碼管直讀顯示,，報(bào)警指示電路由蜂鳴器和發(fā)光二級(jí)管構(gòu)成，控制電路由按鍵構(gòu)成。本設(shè)計(jì)所使用的數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫準(zhǔn)確等特點(diǎn)，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對(duì)溫度的精度要求較高的場所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用，并且加有報(bào)警裝

3、置，超過限制溫度可發(fā)出報(bào)警信號(hào)，還可以調(diào)整報(bào)警上下限溫度。該設(shè)計(jì)控制器使用單片機(jī)AT89C52，測溫傳感器使用DS18B20，用4位共陽極LED數(shù)碼管以I/O口傳送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)溫度顯示，能準(zhǔn)確達(dá)到以上要求。1.2 設(shè)計(jì)方案1.3 設(shè)計(jì)意義本溫度報(bào)警器以AT89C51單片機(jī)為控制核心,由一數(shù)字溫度傳感器DS18B20測量被控溫度，結(jié)合7段LED以及驅(qū)動(dòng)LED的74LS245組合而成。當(dāng)被測量值超出預(yù)設(shè)范圍則發(fā)出警報(bào)，且精度高，適用于大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)以及教育教學(xué)領(lǐng)域。溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，它是與人類的生活、工作關(guān)系最密切的物理量，也是各門學(xué)科與工程研究設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到和必須精確測量的物理量。從工業(yè)

4、爐溫、環(huán)境氣溫到人體溫度；從空間、海洋到家用電器，各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域都離不開測溫和控溫。因此，研究溫度的測量和控制方法具有重要的意義。設(shè)計(jì)意義設(shè)計(jì)意義利用溫度傳感器芯片監(jiān)測環(huán)境溫度，將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳送到單片機(jī)內(nèi)部，單片機(jī)通過對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用四位八段數(shù)碼管顯示環(huán)境溫度，并利用蜂鳴器和發(fā)光二極管發(fā)出超限警報(bào)信號(hào)。通過按鍵操作可以改變報(bào)警溫度的上下限。設(shè)計(jì)原理1.4 實(shí)驗(yàn)原理第二章：芯片及原理89C52是INTEL公司MCS-51系列單片機(jī)中基本的產(chǎn)品，它采用INTEL公司可靠的CHMOS工藝技術(shù)制造的高性能8位單片機(jī)，屬于標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51的HCMOS產(chǎn)品。它結(jié)合了HMOS的高速和高密

5、度技術(shù)及CHMOS的低功耗特征，它基于標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，屬于80C51增強(qiáng)型單片機(jī)版本，集成了時(shí)鐘輸出和向上或向下計(jì)數(shù)器等更多的功能，適合于類似馬達(dá)控制等應(yīng)用場合。89C52內(nèi)置8位中央處理單元、256字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、8k片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（ROM）32個(gè)雙向輸入/輸出(I/O)口、3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器和5個(gè)兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩電路。此外，89C52還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結(jié)CPU而RAM定時(shí)器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存RAM數(shù)據(jù)，時(shí)鐘振蕩停止，同時(shí)停止芯片內(nèi)其它功能

6、。89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)兩種封裝形式。2.1 單片機(jī)2.2 DS18B20封裝形式及引腳功能DS18B20的外形如一只三極管，引腳名稱及作用如下：GND:接地端。DQ：數(shù)據(jù)輸入/輸出腳，與TTL電平兼容。VDD：可接電源，也可接地。因?yàn)槊恐籇S18B20都可以設(shè)置成兩種供電方式，即數(shù)據(jù)總線供電方式和外部供電方式。采用數(shù)據(jù)總線供電方式時(shí)VDD接地，可以節(jié)省一根傳輸線，但完成數(shù)據(jù)測量的時(shí)間較長；采用外部供電方式則VDD接+5V，多用一根導(dǎo)線，但測量速度較快。 2.3 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)64位ROM和單線接口存儲(chǔ)和控制邏輯 高速緩存器溫度傳感器高溫觸發(fā)器TH低

7、溫觸發(fā)器TL匹配寄存器8位CRC發(fā)生器電源檢 測CDQVDD內(nèi)部電源VDD DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.4 DS18B20的測溫原理2.5 單片機(jī)AT89C52介紹AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，AT89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。2.6 主要功能特性1、兼容MCS51指令系統(tǒng) 2、8k可反復(fù)擦寫(大于1000次）Flash

8、 ROM； 3、32個(gè)雙向I/O口； 4、256x8bit內(nèi)部RAM； 5、3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷； 6、時(shí)鐘頻率0-24MHz； 7、2個(gè)串行中斷，可編程UART串行通道； 8、2個(gè)外部中斷源，共8個(gè)中斷源； 9、2個(gè)讀寫中斷口線，3級(jí)加密位； 10、低功耗空閑和掉電模式，軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能； 11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等幾種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。第三章 溫度采集電路的設(shè)計(jì)溫度采集電路部分，采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20進(jìn)行溫度采集。DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有3個(gè)引腳；溫度側(cè)量范圍為-55+125，測量精度為0.5；被測溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出；CPU只需用一個(gè)端口線就可以與DS18B20通信。溫度采集電路如圖3.2 LED顯示報(bào)警電路的設(shè)計(jì)LED數(shù)碼管與單片機(jī)的P0口相連，單片機(jī)將采集到的溫度值轉(zhuǎn)化為與數(shù)碼管對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，通過P0口輸出顯示。即信號(hào)通過譯碼管的端口a、b、c、d、e、f、g 、dp 端來控制每段譯碼管的亮滅與否，同時(shí)通過端口1、2、