基于单片机温度控制系统设计__.doc

PAGE 1 《基于单片机温度控制系统设计》中文摘要 PAGE PAGE 1 基于单片机温度控制系统设计 摘 要 近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及具体应用对象特点的软件结合，以作完善。 本文从硬件和软件两方面来讲述水温自动控制过程,在控制过程中主要应用AT89C51、ADC0809、LED显示器、LM324比较器，而主要是通过 DS18B20数字温度传感器采集环境温度，以单片机为核心控制部件，并通过四位数码管显示实时温度的一种数字温度计。软件方面采用汇编语言来进行程序设计，使指令的执行速度快，节省存储空间。为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了，使硬件在软件的控制下协调运作。 而系统的过程则是：首先,通过设置按键,设定恒温运行时的温度值，并且用数码管显示这个温度值.然后,在运行过程中将采样的温度模拟量送入A/D转换器中进行模拟-数字转换，再将转换后的数字量用数码管进行显示，最后用单片机来控制加热器,进行加热或停止加热，直到能在规定的温度下恒温加热。 关键词：单片机系统；传感器；数据采集；模数转换器；温度 PAGE 3 目录 PAGE 3 TOC \o 1-3 \h \z \u 第1章 前 言 h 1 1.1课题的背景及其意义 h 1 1.2课题研究的内容及要求 h 2 1.3课题的研究方案 h 3 第2章 设计理论基础 h 6 2.1单片机的发展概况 h 6 2.2 AT89C51系列单片机介绍 h 7 2.2.1 AT89C51系列基本组成及特性 h 7 2.2.2 AT89C51系列引脚功能 h 8 2.2.3 AT89C51系列单片机的功能单元 h 11 2.3 ADC0809模数转换器 h 14 2.4运算放大器LM324 h 16 2.5移位寄存器74LS164 h 18 2.6数码显示管LED h 19 2.7数字温度计DS18S20 h 20 第3章 硬件电路设计 h 21 3.1单片机控制单元 h 21 3.2温度采样部分 h 21 3.3模数转换部分 h 23 3.3.1模数转换技术 h 23 3.3.2积分型模数转换器 h 24 3.4显示部分 h 24 3.5调节执行单元 h 25 第4章 软件设计 h 28 4.1主程序流程图 h 28 4.2中断子程序流程图 h 29 4.3按键流程图 h 30 4.4显示流程图 h 31 第5章 系统调试及结论分析 h 32 5.1硬件调试 h 32 5.1.1硬件电路故障及解决方法 h 32 5.1.2硬件调试方法 h 33 5.2软件调试 h 33 5.2.1软件电路故障及解决方法 h 33 5.2.2软件调试方法 h 34 5.3结论分析 h 35 第6章 总结 h 36 总结 h 36 参考文献 h 38 PAGE 23 第2章 设计理论基础 PAGE 28 第1章 绪 论 1.1课题的背景及其意义 二十一世纪是科技高速发展的信息时代，电子技术、微型单片机技术的应用更是空前广泛，伴随着科学技术和生产的不断发展，需要对各种参数进行温度测量。因此温度一词在生产生活之中出现的频率日益增多，与之相对应的，温度控制和测量也成为了生活生产中频繁使用的词语，同时它们在各行各业中也发挥着重要的作用。如在日趋发达的工业之中，利用测量与控制温度来保证生产的正常运行。在农业中，用于保证蔬菜大棚的恒温保产等。 温度是表征物体冷热程度的物理量，温度测量则是工农业生产过程中一个很重要而普遍的参数。温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用。由于温度测量的普遍性，温度传感器的数量在各种传感器中居首位。而且随着科学技术和生产的不断发展，温度传感器的种类还是在不断增加丰富来满足生产生活中的需要。 在单片机温度测量系统中的关键是测量温度、控制温度和保持温度，温度测量是工业对象中主要的被控参数之一。因此，单片机温度测量则是对温度进行有效的测量，并且能够在工业生产中得到了广泛的应用，尤其在电力工程、化工生产、机械制造、冶金工业等重要工业领域中，担负着重要的测量任务。在日常生活中，也可广泛实用于地热、空调器、电加热器等各种家庭室温测量及工业设备温度测量