温度控制系统毕业设计

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1、目录目录 前言前言 . 1 1 总体方案设计总体方案设计 2 1.1 设计要求设计要求 2 1.1.1 设计背景设计背景 2 1.1.2 具体指标具体指标 2 1.1.3 具体控制要求具体控制要求 . 2 1.2 系统框图和软件流程图系统框图和软件流程图 . 2 1.3 元件选择元件选择 4 1.3.1 温度传感器的选择温度传感器的选择 4 1.3.2 显示电路的选择显示电路的选择 4 1.3.3 按键选择按键选择 4 1.3.4 单片机的选择单片机的选择 . 4 1.3.5 上拉电阻的选择上拉电阻的选择 5 1.4 工作原理工作原理 5 2 设计理论基础设计理论基础 6 2.1 AT89C5

2、2 单片机单片机 6 2.2DS18B20 . 6 2.2.1 特征特征 . 6 2.2.2 引脚排列引脚排列 7 2.2.3 执行序列执行序列 7 2.2.4 单总线信号单总线信号 . 7 2.3 矩阵键盘矩阵键盘 9 2.4LCD1602. 10 3 系统硬件设计系统硬件设计 12 3.1 单片机最小系统设计单片机最小系统设计 12 3.2 温度传感电路设计温度传感电路设计 12 3.3 温度控制电路设计温度控制电路设计 13 3.4 矩阵键盘电路设计矩阵键盘电路设计 13 3.5 液晶显示电路设计液晶显示电路设计 14 4 系统软件设计系统软件设计 15 4.1 延时函数的设计延时函数的

3、设计. 15 4.2 DS18B20 的初始化与读写设计的初始化与读写设计 15 4.3 LCD 的初始化与读写显示设计的初始化与读写显示设计 . 17 4.4 矩阵键盘输入设计矩阵键盘输入设计 . 18 4.5 主程序设计主程序设计. 20 5 结论结论 22 致谢致谢 . 23 参考文献参考文献 24 附录附录 I 元器件清单元器件清单. 25 附录附录 II 设设计原理图计原理图 . 26 附录附录 III 设计仿真图设计仿真图 27 1 前言前言 在化学、化工实验室中实验中，往往需要使用微型加热器对各类反应药品进行加热，如何精确 控制微型加热器进行加热，这就需要一种合适的系统对其温度进

4、行精确控制。由于单片机具有低功 耗、高性能、可靠性好、易于产品化等特点，因此采用单片机对温度进行控制不仅节约成本，控制 方法灵活多样，并且可以达到较高的控制精度，从而能够大大提高产品的质量，因此单片机被广泛 应用在中小型控制系统中。 本文将设计一个温度控制系统利用温度传感器显示实时温度，能够通过按键给需要 加热的实验室药品设定给定温度，微型加热器从室温给药品加热当温度等于给定温度时 蜂鸣器响并且微型加热器断电，本设计的主要任务是能对温度进行自动的检测和控制。 2 1 总体方案设计总体方案设计 1.1 设计要求设计要求 1.1.1 设计背景设计背景 温度控制广泛应用于人们的生产和生活中，人们使用

5、温度计来采集温度，通过人工操作加热、 通风和降温设备来控制温度，这样不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。在某 些行业中对温度的要求较高，由于工作环境温度不合理而引发的事故时有发生。对工业生产可靠进 行造成影响，甚至操作人员的安全。为了避免这些缺点，需要在某些特定的环境里安装数字温度测 量及控制设备。本设计由于采用了新型单片机对温度进行控制，以其测量精度高，操作简单。可运 行性强，价格低廉等优点，特别适用于生活，医疗，工业生产等方面的温度测量及控制。 1.1.2 具体指标具体指标 加热器最大温度范围为 0oC100oC，能设定加热温度并进行控制，上下波动不超过 5%，显示实 时温

6、度。 1.1.3 具体控制要求具体控制要求 根据设计的要求，要利用温度传感器显示实时温度。能够通过按键给需要加热的实验室药品设 定给定温度，微型加热器从室温给药品加热当温度等于给定温度时蜂鸣器响并且微型加热器断电。 毕业设计的主要任务是能对温度进行自动的检测和控制。设计中采用 51 单片机来控制温度，因此要 有温度传感器，键盘，显示电路，温控电路，报警电路等几个部分。 1.2 系统框图系统框图和软件流程图和软件流程图 本文所设计温度控制系统主要是通过温度传感器把采集到的温度送到单片机中通过显示电路显 示实时温度，目标温度通过键盘送到单片机中控制显示电路显示，当实时温度大于等于目标温度是 单片机通过高低电平控制加热器和报警电路。 本文所设计的温度控制系统框图如图 1 所示，整个系统以单片机（A T89C52）为核心，包括温 度传感器，键盘，显示电路，温控电路，报警电路等几个部分。 系统的软件控制流程如图 2 所示，先进行系统的初始化，温度传感器通过温度测量测出实时温 度，并在显示系统中显示，而目标温度则是通过键盘扫描来设定且能通过显示系统显示，当实时温 度大于等于目标温度时，加热