溫度檢測(cè)課程設(shè)計(jì).

1、魯齋必并并學(xué)計(jì)控學(xué)院College of computer and control engineeringQiqihar university電氣工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：工廠(chǎng)自動(dòng)溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)系另寸電氣工程系適用班級(jí) 電氣12級(jí)指導(dǎo)教師時(shí) 間學(xué)生姓名提交日期摘要本設(shè)計(jì)是以 51 單片機(jī)作為控制核心的一種基于單片機(jī)的工廠(chǎng)自動(dòng)溫度檢測(cè)控制 系統(tǒng)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用LCD 1602液晶顯示屏作為輸出顯示模塊部分，DS18B20乍為 溫度采集模塊部分。該設(shè)計(jì)具有自動(dòng)檢測(cè)環(huán)境溫度的功能，四個(gè)按鍵可以設(shè)置工廠(chǎng) 車(chē)間的上限溫度和下限溫度。當(dāng)車(chē)間溫度超過(guò)設(shè)置溫度，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警并且點(diǎn)亮 報(bào)警燈，然后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)

2、溫度處理模塊，對(duì)其溫度進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。從而達(dá)到自 動(dòng)檢測(cè)控制的功能作用，為工廠(chǎng)提供了安全的工作環(huán)境。關(guān)鍵字： 單片機(jī)； 溫度； 控制2目錄摘要 I1.1 測(cè)溫元件的選擇 11.1.1 DS18B20數(shù)字溫度計(jì) 11.1.2 熱電偶測(cè)溫 11.1.3 熱敏電阻測(cè)溫 11.2 顯示元件的選擇 21.2.1液晶顯示 21.2.2 數(shù)碼管顯示 2第 2 章 系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)及特點(diǎn) 32.1 整體系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32.2 系統(tǒng)與操作介紹 42.2.1 檢測(cè)傳感器 DS18B20工作狀態(tài) 42.2.2 查看溫度報(bào)警值 42.2.3 設(shè)定溫度報(bào)警值 42.2.4 報(bào)警狀態(tài)顯示標(biāo)志 42.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序流程圖 53.

3、1 STC12 系列單片機(jī) 63.2 DS18B20 的介紹83.2.1 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 83.1.2 DS18B20 測(cè)溫原理 8第 4 章 系統(tǒng)模塊介紹 104.1 溫度檢測(cè)模塊 104.2 LCD1602 液晶模塊 114.3 電源模塊 124.4 報(bào)警模塊 134.5 處理控制模塊 144.6 按鍵模塊 15設(shè)計(jì)總結(jié) 16參考文獻(xiàn) 18附錄 19第1章 方案選擇1.1 測(cè)溫元件的選擇溫度的測(cè)量在當(dāng)今社會(huì)得到廣泛的運(yùn)用 , 同時(shí)測(cè)溫元件也非常多 , 根據(jù)不同的應(yīng) 用場(chǎng)合我們可以做出不同的選擇 , 首先介紹一下幾種測(cè)溫方式 :1.1.1 DS18B20 數(shù)字溫度計(jì)DS18B20數(shù)

4、字溫度計(jì)是 DALLAS公司生產(chǎn)的1-Wire，即單總線(xiàn)器件，具 有線(xiàn)路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。另外它的測(cè)量溫度范圍在-55 C到+125C之間,它是數(shù)字溫度計(jì)，分辨率用戶(hù)可以從 9 位到 12 位選擇。因此用它組成一個(gè)測(cè)溫 系統(tǒng)，具有線(xiàn)路簡(jiǎn)單， 在一根通信線(xiàn)， 可以?huà)旌芏噙@樣的數(shù)字溫度計(jì)， 十分方便。1.1.2 熱電偶測(cè)溫電偶測(cè)溫原理是根據(jù)熱電效應(yīng)制成的一種測(cè)溫元件。 它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固耐用， 使用方便，精度高，測(cè)量范圍寬，便于遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)、集中測(cè)量和自動(dòng)控制，是 應(yīng)用很廣泛的一種溫度計(jì)。如果取兩根不同材料的金屬導(dǎo)線(xiàn)A和B,將其兩端焊在一起，這樣就組成了一個(gè)閉合回路。因?yàn)閮煞N不同金屬的自由電子密度

5、不同， 當(dāng)兩種金屬接觸時(shí)在兩種金屬的交界處，就會(huì)因電子密度不同而產(chǎn)生電子擴(kuò)散， 擴(kuò)散結(jié)果在兩金屬接觸面兩側(cè)形成靜電場(chǎng)即接觸電勢(shì)差。 這種接觸電勢(shì)差僅與兩 金屬的材料和接觸點(diǎn)的溫度有關(guān)，溫度愈高，金屬中自由電子就越活躍，致使接 觸處所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度增加，接觸面電動(dòng)勢(shì)也相應(yīng)增高。由此可制成熱電偶測(cè)溫 計(jì)。1.1.3 熱敏電阻測(cè)溫?zé)崦綦娮梵w是在錳、鎳、鈷、鐵、鋅、鈦、鎂等金屬的氧化物中分別加入其 它化合物制成的。熱敏電阻和金屬導(dǎo)體的熱電阻不同，它是屬于半導(dǎo)體，具有負(fù) 電阻溫度系數(shù)，其電阻值是隨溫度的升高而減小，隨溫度的降低而增大，雖然溫 度升高粒子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)加劇，引起自由電子遷移率略為下降，然而自

6、由電子的 數(shù)目隨溫度的升高而增加得更快，所以溫度升高其電阻值下降。根據(jù)這些，我選擇了 DS18B20做為溫度檢測(cè)的主要模塊器件。因?yàn)樗€(xiàn)路簡(jiǎn)單，操作起來(lái)方便。1.2 顯示元件的選擇1.2.1 液晶顯示液晶顯示器各種圖形的顯示原理 線(xiàn)段的顯示：點(diǎn)陣圖形式液晶由 MX N個(gè)顯示單 元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對(duì)應(yīng)1字節(jié)的8位，即每 行由16字節(jié)，共16X 8=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上64X 16個(gè)顯示單元與顯示 RAM區(qū)1024 字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)H的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)(OOOH) =FFH時(shí)，則屏幕的左上 角顯示一條短亮線(xiàn)，長(zhǎng)度為8個(gè)點(diǎn)；當(dāng)(3FFH =FFH時(shí)，則

7、屏幕的右下角顯示一條 短亮線(xiàn)；當(dāng)(OOOH =FFH ( 001H =00H( 002H)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由 RAM區(qū)的00000F=00H(00EH =00H,(00FH =00H時(shí)，則在屏幕的頂部顯示一條由 8段亮線(xiàn)和8條暗線(xiàn)組成的虛線(xiàn)?？?以顯示英文，這樣更加方便反映了不同工作狀態(tài)下的工作狀態(tài)顯示。1.2.2 數(shù)碼管顯示數(shù)碼管價(jià)格方便，可以顯示數(shù)字?？墒菬o(wú)法顯示不同工作狀態(tài)的標(biāo)志，因此不 夠清晰反映不同的工作狀態(tài)。根據(jù)以上內(nèi)容，我們選擇采用液晶作為顯示部分。第 2 頁(yè) 共 23 頁(yè)第2章 系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)及特點(diǎn)2.1整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫度只要在所設(shè)定的上下

8、溫度界限內(nèi)，就會(huì)在顯示設(shè)備中精確的顯示出來(lái)，如 果溫度超過(guò)了所設(shè)定的溫度界限，就發(fā)出報(bào)警聲。能夠及時(shí)向溫度監(jiān)控人員發(fā)出溫 度超限信息。便于溫控人員及時(shí)的調(diào)整與控制。另外此溫度控制器操作簡(jiǎn)單，體積 小，靈敏度高，精度高。其系統(tǒng)包含 6大模塊。分別是LCD液晶模塊、按鍵模塊、 處理控制模塊、報(bào)警模塊、電源模塊、溫度檢測(cè)模塊等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1-1所示。LCD1602液晶模塊按鍵模塊jT溫度檢測(cè) 模塊STC單片機(jī)處理控制/|電源模塊模塊1/Z報(bào)警模塊圖2-1-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖第4頁(yè)共23頁(yè)2.2 系統(tǒng)與操作介紹221 檢測(cè)傳感器 DS18B2C工作狀態(tài)液晶顯示溫度控制器接通電源后，在工作正常情況

9、下，液晶顯示屏上第一行顯示信息為“ DS18B20 0”第二行顯示為“ TEMP XX.X C”(實(shí)際溫度值)。若傳感器DS18B2CERRO”;第二行顯示為“TEMP:- C” .這時(shí)要檢查DS18B20是否連接好， 如果連接沒(méi)問(wèn)題，則需要更換一個(gè)新的 DS18B20芯片。2.2.2 查看溫度報(bào)警值按 K1 鍵，進(jìn)入查看溫度報(bào)警值狀態(tài)，此時(shí)顯示屏第一行顯示為“ LOOK ALERT C0D”第二行顯示“TH:0XXC TL:XX C” .其中TH為高位報(bào)警值，TL為低位報(bào)警值。 按 K3 鍵退出查看溫度報(bào)警狀態(tài)。2.2.3 設(shè)定溫度報(bào)警值按 K2 鍵，進(jìn)入查看溫度報(bào)警值狀態(tài)，此時(shí)顯示屏第一行顯示為“ RESET ALERTCOD” 第二行顯示“ TH:0XXC TL:XX C” .此時(shí)的K1鍵為設(shè)定值加，減方式選擇鍵，默認(rèn)為減少。 K2鍵為T(mén)H值設(shè)定鍵；K3鍵為T(mén)L值設(shè)定鍵；K4鍵為確定鍵，按此鍵退出設(shè)定狀態(tài)。2.2.4 報(bào)警狀態(tài)顯示標(biāo)志(1) 當(dāng)實(shí)際溫度大于TH的設(shè)定值時(shí)，在顯示屏第二行上顯示符號(hào)為“C H。 此時(shí)關(guān)閉處理控制模塊，蜂鳴器響起，表示超溫。(2) 當(dāng)實(shí)際溫度小于TL的設(shè)定值時(shí)，在顯示屏第二行上顯示符號(hào)為“C 2XFJUJ1A A O_-FEXF?rC3盂需總s Hrllq鼻內(nèi)昨 B專(zhuān)書(shū)爲(wèi)-5韋 二0D519B20 OKTEFIPi