毕业论文-单片机温度控制系统

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1、 1 1 绪 论 温度控制，在工业自动化控制中占有非常重要的地位。单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，自动化、智能化均离不开单片机的应用。将单片机控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。现代自动控制越来越朝着智能化发展，在很多自动控制系统中都用到了工控机，小型机、甚至是巨型机处理机等，当然这些处理机有一个很大的特点，那就是很高的运行速度，很大的内存，大量的数据存储器。但随之而来的是巨额 的成本。在很多的小型系统中，处理机的成本占系统成本的比例高达20%，而对于这些小型的系统

2、来说，配置一个如此高速的处理机没有任何必要，因为这些小系统追求经济效益，而不是最在乎系统的快速性，所以用成本低廉的单片机控制小型的，而又不是很复杂，不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。 温度控制，在工业自动化控制中占有非常重要的地位，如在钢铁冶炼过程中要对出炉的钢铁进行热处理，才能达到性能指标，塑料的定型过程中也要保持一定的温度。随着科学技术的迅猛发展，各个领域对自动控制系统控制精度、响应速度、系统稳定性与 自适应能力的要求越来越高，被控对象或过程的非线性、时变性、多参数点的强烈耦合、较大的随机扰动、各种不确定性以及现场测试手段不完善等，使难以按数学方法建立被控对象的精确模型的情况。 随着

3、电子技术以及应用需求的发展，单片机技术得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。伴随着科学技术的发展，电子技术有了更高的飞跃，我们现在完全可以运用单片机和电子温度传感器对某处进行温度检测，而且我们可以很容易地做到多点的温度检测，如果对此原理图稍加改进，我们还可以进行不同地点的实时温度 检测和控制。 2 总体设计方案 2 2.1 温度控制的总体设计和思路 在这个系统中我们从性能及设计成本考虑 ,我们选择 AT89S52 芯片。 AT89S52的广泛使用，使单片机的价格大大下降。目前， 89S52 的市场零售价已经低于8255、 8279、 8253、 8250

4、等专用接口芯片中的任何一种；而 89S52 的功能实际上远远超过以上芯片。因此，如把 89S52 作为接口芯片使用，在经济上是合算的 。在温度传感器的选择上我们采用温度芯片 DS18B20 测量温度。该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，且此元件 线形较好。在 0 100 摄氏度时，最大线形偏差小于 1 摄氏度。该芯片直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。本制作的最大特点之一就是直接采用温度芯片对温度进行测量，使数据传输和处理简单化。采用温度芯片 DS18B20 测量温度，体现了作品芯片化这个趋势。部分功能电路的集成，使总体电路更简洁，搭建电路和焊接电路时更快。而且，集成块

5、的使用，有效地避免外界的干扰，提高测量电路的精确度。所以芯片的使用将成为电路发展的一种趋势。本方案应用这一温度芯片，也是顺应这一趋势。对于温度的调节系统，我们才用的只是简单的升温和降 温方法，当温度低于我们设定的最低温度值时，则单片机系统则会通过一个高电平的脉冲电流直接送给继电器，使连接在继电器上的电阻丝通电产生热量来提高温度。如果当温度高于我们设定的最高温度值时，则单片机会通过另一个口发出一个高电平的脉冲电流送个继电器，使连在继电器上的一个风扇启动，来降低温度。在次过程中，我们通过单片机将传感器所测量出来的温度通过数码管显示出来。这样就能只管的观察到即时的温度情况，以便更好的验证系统的性能。

6、 2.2 温度控制方框图 单片机温度控制系统采用的装置有单片机、温度传感器和温度调节设备组成起 结构如图 2.1 硬件结构图所示。 温度采集 AT89S52单片机 数据显示 3 图 2.1 温度控制系统硬件结构图 3 单片机 AT89S52 的结构和原理 3.1 AT89S52 单片机的结构 AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU

7、和在系统可编程 Flash，使 AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52 具有以下标准功能： 8k 字节 Flash， 256 字节 RAM， 32 位 I/O 口线，看门狗定时器， 2 个数据指针，三个 16 位定时器 /计数器，一个 6 向量 2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外， AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2种软件可选择节电模式。空闲模式下， CPU 停止工作，允许 RAM、定时器 /计数器、串口、中断 继续工作。掉电保护方式下， RAM 内容被保 存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中 断

8、 或 硬 件 复 位 为 止 。 图 3.1 AT89S52 引脚图 AT89S52 的结构如图 3.1 所示。由于它的广泛使用使得市面价格较 8155、 8255、 8279 要低，所以说用它是很经济的 .该芯片具有如下功能：有 1 个专用的键盘 /显示接口；有 1 个全双工异步串行通信接口；有 2 个 16 位定时 /计数器。这样， 1 个 89S52，E A /V P31X T A L 119X T A L 218R S T V9R D P 3.717W R P 3.616I N T 0 P 3.212I N T 1 P 3.313T 0 P 3.414T 1 P 3.515P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E /P R O G30T X D P 3.111R X D P 3.010 PDV s s20V c c40键盘 温度控制