发布时间 : 星期四 文章基于单片机的温度自动检测系统设计课程设计更新完毕开始阅读077ff5b6db38376baf1ffc4ffe4733687e21fcc8
基于单片机的温度自动检测系统设计
摘要
随着科技的不断进步，在生产过程中，为了高效地进行生产，必须对它的主要参数，如温度、压力、流量等进行有效的控制。在工业生产中温度是常用的被控参数，而采用单片机来对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。温度测量是温度控制的基础，技术已经比较成熟。,本设计介绍了一种利用单片机AT89S52组成的温度自动检测系统，从硬件和软件两方面介绍了单片机温度控制系统的设计思路。着重介绍了硬件原理图和程序框图。阐述了系统的工作原理、设计及实现。由DS18B20温度传感器芯片测量当前的温度，并将结果送入单片机。然后通过AT89S52单片机对送来的温度进行计算和转换，并将此结果送入液晶显示模块。最后，由LCD1602液晶显示器将温度显示出来。它可以实时的显示和设定温度，当温度值超出报警温度时会自动报警，实现了系统结构简单、性能可靠、控制精度高。
关键词：AT89S52单片机 DS18B20温度传感器 温度检测
I
目录
摘要 ............................................................................ I 目录 ........................................................................... II 1 引言 ......................................................................... 1
1.1 选题的背景 ............................................................... 1 1.2 选题的目的及意义 ......................................................... 1 2 设计的整体方案 ............................................................... 2
2.1设计要求 ................................................................. 2 2.2 设计的主要内容 ........................................................... 2 2.3 设计性能要求 ............................................................. 2 3 硬件的选择 ................................................................... 3
3.1 单片机的选择 ............................................................. 3
3.1.1 AT89S52的特点及选择原因 ............................................ 3 3.1.2 AT89S52的工作模式及注意事项 ........................................ 4 3.2 温度传感器的选择 ......................................................... 4
3.2.1 DS18B20的特点及选择原因 ............................................ 4 3.2.2控制器对DS18B20操作流程： .......................................... 6 3.3 显示器的选择 ............................................................. 6 4 电路原理 ..................................................................... 7
4.1 晶振电路与复位电路 ....................................................... 8 4.2 温度采集电路 ............................................................. 8 4.3 显示电路 ................................................................. 9 4.4 报警系统 ................................................................. 9 5 程序原理及系统流程图 ........................................................ 10
5.1 主程序 .................................................................. 10 5.2 读出温度子程序 .......................................................... 11 5.3 温度数据显示子程序 ...................................................... 12 5.4 设置报警温度 ............................................................ 13 6 软件仿真 .................................................................... 13
6.1 软件介绍 ................................................................ 14 6.2 仿真过程 ................................................................ 14 7 实物的焊接与调试 ............................................................ 14 8 全文总结 .................................................................... 15
8.1设计总结 ................................................................ 15 8.2设计体会 ................................................................ 16 附录I 系统电路原理图 ........................................................... 16 附录II PCB板 ................................................................. 17 附录Ⅲ 程序清单 ................................................................ 17
II
1 引言
1.1 选题的背景
温度控制广泛应用于人们的生产和生活中，人们使用温度计来采集温度，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。即使有些用户采用半导体二极管作温度传感器，但由于其互换性差，效果也不理想。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。
本设计是一个数字温度测量及控制系统，能测柜内的温度，并能在超限的情况下进行控制、调整，并报警。保证环境保持在限定的温度中。
1.2 选题的目的及意义
随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。无论是在工业方面，农业方面或者是平民大众的生活当中，我们都能看到温度计的身影。
传统的温度检测以热敏电阻和AD590为温度敏感元件。热敏电阻的成本低，但需后续信号处理电路，而且可靠性相对较差。测温准确度低，检测系统也有一定的误差。因此，利用新型温度传感器取代旧式的温度传感器是必然的趋势，新型的温度传感器的优势越来越得到体现，越来越普及。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用的器件，尤其在日常生活中也发挥越来越大的作用。
本设计的温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，测温传感器使用DS18B20，LCD以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。同时可自由设置报警温度，实现超过最高温度时闪烁红灯蜂鸣器同时响起，当温度降低到最高温度以下，红灯关闭绿灯闪烁的功效。
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2 设计的整体方案
2.1设计要求
温度传感器测量水杯中温度，当水温超过最高温度（100摄氏度）时，红灯亮，如水温下降继续亮红灯，直到水温降低到设定的低温时，则亮绿灯，如水温上升而继续亮绿灯，直到水温超过高温则亮红灯。红灯与绿灯不可同时亮。
2.2 设计的主要内容
根据系统的设计要求，当温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89S52单片机上，经AT89S52处理，将把温度在显示电路上显示，除了显示温度以外还可以设置一个报警温度，对所测温度进行监控。利用外接的键盘设置电路，对温度进行上下限设置。当温度高于或低于设定温度时，开始报警并启动相应程序。当开机后，能够设置报警温度，在到达报警时间后能够提示报警。
利用AT89S52芯片控制温度传感器DS18B20进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度，并可以根据需要设定上下限报警温度。
系统框图如下图2-1：
温度传感器 AT89S52 温度控制 显示设备 报警电路 键盘设定
图2-1 系统框图
选择DS18B20作为本系统的温度传感器，选择单片机AT89S52为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。选用数字温度传感器DS18B20，输出信号全数字化。
当LCD液晶显示器接收到来自AT89S52单片机传送来的温度信息后，显示当前的温度。
2.3 设计性能要求
设计的主要功能和指标如下： （1）开机时显示当前温度。
（2）利用温度传感器（DS18B20）测量某一点环境温度。 （3）测量范围为-55℃～＋110℃，精度为±0.5℃。 （4）用液晶进行实际温度值显示。
（5）能够根据需要方便设定上下限报警温度。 （6）当达到报警温度后，能够自动发出报警声。
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