可調式溫度控制器

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上 2009-2010全國大學生實踐創(chuàng)新作品可調式溫度控制器滄州職業(yè)技術學院2010年10月2009-2010全國大學生實踐創(chuàng)新作品可調式溫度控制器專心-專注-專業(yè)學生輔導老師：摘 要本文針對目前“節(jié)能減排”策略而設計了本產品，而今“智能化，簡單化”的社會，推動了經濟飛速發(fā)展，本文所提到的產品是一種新型可調式溫度控制器。本設計產品不僅思路清晰電路簡單，同時程序下載便利，非常適合學校的教學。它是利用DS18B20（數字溫度計）作為主要感溫器件，將溫度高低變化直接顯示于4位8段數碼管顯示屏中。清晰簡單的電路和簡易的程序可以增強學生學習電子制作興趣，基于AT89S51單片機的

2、可調式溫度控制器適用于電子愛好初學者，特別是對于剛涉足單片機領域的學生們。通過該制作即能夠鍛煉電路測試、電路焊接和電路調試等動手操作能力，又能夠培養(yǎng)其計算機程序開發(fā)方面的興趣。本設計產品是對溫度的檢測，它具有可調性，設置了上下限，可以設置一個溫度范圍，溫度范圍設置通過按鍵來完成。單片機將檢測到的溫度信號與輸入的溫度上、下限進行比較，由此作出是否啟動繼電器已開啟設備。關鍵詞 AT89S51；數碼管；DS18B20目 錄摘要 第1章 緒論 1第2章 可調式溫度控制器的設計 22.1作品背景22.2設計方案22.3硬件設計3 2.3.1原理闡述3 2.3.2電路圖4 2.3.3實物照片5第3章 可調

3、式控制器的特點63.1創(chuàng)新點與新穎性63.2 實用性及應用前景63.3本人收益6總結7參考文獻8第1章 緒論隨著社會的發(fā)展，科學的進步，以及測溫度儀器在各個領域的應用，智能化已是現代溫度控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。特別是近年來，溫度控制系統(tǒng)以應用到人們個個方面，但是溫度控制一直是一個未開發(fā)的領域，卻又是與人們息息相關的一個問題。針對這種實際情況設計一個溫度控制系統(tǒng)，具有一定的實用和推廣價值。溫度是一個基本的物理量，自然界中的一切過程無不與溫度密切相關。溫度傳感器是最早開發(fā)，應用最廣的一類傳感器。溫度傳感器的市場份額大大超過了其他的傳感器。從17世紀初人們開始利用溫度進行測量。在半導體技術的支持下，

4、本世紀相繼開發(fā)了半導體熱電偶傳感器、PN結溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應，根據波與物質的相互作用規(guī)律，相繼開發(fā)了聲學溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。在工業(yè)生產和實驗研究中，像電力、化工、石油、冶金、航空航天、機械制造、糧食儲蓄、酒類生產等領域內，溫度常常是表征對象和過程狀態(tài)的重要的參數之一。比如，發(fā)電廠鍋爐的溫度必須控制在一定的范圍之內；許多化學反應的工藝過程必須在適當的溫度下才能正常的進行；煉油過程中，原油必須在不同的溫度和壓力條件下進行分餾才能得到汽油、柴油、煤油等產品。沒有適合的溫度環(huán)境，許多電子設備就不能正常工作，糧倉的儲糧就會變質霉爛，酒類的品質就沒有保障。因此，各行各業(yè)對

5、溫度控制的要求都越來越高。可見，溫度的測量和控制是非常重要的。單片機在電子產品中的應用已經越來越廣泛，在很多的電子產品中也用到了溫度檢測和溫度控制。隨溫度控制器應用范圍日益廣泛和多樣，各種適用于不同場合的智能溫度控制器應運而生。第2章 可調式溫度控制器的設計2.1作品背景目前普通電子愛好者使用的溫度控制器普遍是非可調性、溫度控制單一，且電路設計復雜，程序下載不便等缺點，與當今社會“智能化，簡單化”的要求不符，因此需要一種新型可調式溫度控制器。對于一個喜愛電子制作的初學者而言，制作并完成一個電子產品是非常必要的?；贏T89S51單片機的可調式溫度控制器適用于電子愛好初學者，特別是對于剛涉足單片

6、機領域的學生們。通過該制作即能夠鍛煉電路測試、電路焊接和電路調試等動手操作能力，又能夠培養(yǎng)其計算機程序開發(fā)方面的興趣。現在的學生普遍存在一種極其危險的現象眼高手低。基于這種現象，本設計產品可以有效地消弱這一點。本產品清晰的電路、簡易的程序，可調式溫度控制器的新穎性，應用于教學方面，可增強學生學習電子設計的興趣，教學過程中鍛煉電路測試、電路焊接和電路調試等動手動腦的能力，有效地避免學生的“眼高手低”這一現象。2.2設計方案可調式溫度控制器以AT89S51單片機為控制核心，采用可調式溫度控制電路和傳感器技術?？烧{式溫度控制器是利用DS18B20（數字溫度計）作為主要感溫器件，將溫度高低變化直接顯示

7、于4位8段數碼管顯示屏中。該電路的主要元器件包括：AT89S51單片機核心板、數字溫度計、按鍵、加溫燈及4位8段數碼管。以數字溫度計檢測外界溫度高低，溫度高低檢測高低可調節(jié)。溫度高低轉變由數字溫度計檢測后傳給單片機直接在數碼管中顯示輸出，而且可實現溫度的自我補償。主要實施過程：(1) 設計、焊接、調試AT89S51單片機最小系統(tǒng)，實現數據準確傳輸控制；(2) 設計、焊接顯示電路，并進行調試，使其能夠準確顯示溫度值； (3) 設計、焊接及調試溫度傳感器以及溫控電路，實現溫度高低的可調性；(4) 系統(tǒng)軟硬件組合調試，以及產品外觀的設計與制作。2.3硬件設計2.3.1原理闡述本設計產品內部設有加溫裝

8、置，以溫度傳感器（DS18B20）作為主要感溫器件將溫度高低變化直接顯示于4位8段數碼管顯示屏中。溫度高低轉變由數字溫度計檢測后傳給單片機直接在數碼管中顯示輸出，而且可實現溫度的自我補償。AT89S515V電源DS18B204位數碼管功能切換鍵設定溫度減一按鍵設定溫度加一按鍵圖2.3.1 原理框圖2.3.2電路圖可調式溫度控制器如圖2.3.2所示220v圖2.3.2 可調式溫度控制器電路圖2.3.3實物照片溫度傳感器如圖2.3.3-1所示，可調式溫度傳感器實物圖如圖2.3.3-2所示圖2.3.3-1 DS18B20圖2.3.3-2 可調式溫度控制器實物圖第3章 可調式溫度控制器的特點3.1創(chuàng)新

9、點與新穎性(1)針對溫控電路非可調性，該電路基于低功耗的AT89S51單片機和數字式溫度傳感器DS18B20實現溫度的可調功能；(2)該電路不僅可以控制溫度的范圍，還可以設置溫度的報警范圍，減少微控制器的工作負荷；(3)針對普通電路設計復雜，該電路采用單線傳輸數據，具有設計簡單、易操作等特點；(4)針對程序下載不便，該設計產品系統(tǒng)程序簡單，下載工具便利。3.2 實用性及應用前景本產品可以應用于教學，電路的簡單，程序下載便利，方便于教學，電路測試、電路焊接和電路調試等都能提高學生動手操作能力。在糧食存儲期間，由于環(huán)境、氣候和通風條件等因素的變化，糧倉內的溫度或濕度會發(fā)生異常，這極易造成糧食的腐爛

10、或發(fā)生蟲害。同時糧倉中糧食儲存質量還受到糧倉中氣體、微生物以及蟲害等因素的影響。因此這需要一個溫度檢測系統(tǒng)，而我們所做的可調式溫度控制器為這一重大系統(tǒng)奠定了基礎。溫度控制在日常生活及工業(yè)領域應用相當廣泛，比如溫室、水池、發(fā)酵缸、電源等場所的溫度控制。而以往溫度控制是由人工完成的而且不夠重視，其實在很多場所溫度都需要監(jiān)控，以防止發(fā)生意外。針對此問題，本系統(tǒng)設計實現一種可連續(xù)高精度調溫的溫度控制系統(tǒng)，它應用廣泛，功能強大，小巧美觀，便于攜帶，是一款實用又廉價的控制系統(tǒng)。3.3本人收益該電子產品的設計，使我們了解了溫度傳感器（DS18B20）的原理及應用，學習并掌握AT89S51單片機一些相關知識，

11、熟練硬件電路圖的連接和電路板的焊接，增強動手能力和團隊合作能力，對微電子領域更加了解，增加了對微電子的興趣?？偨Y在這次可調式溫度控制器設計中，使我們體會到了自動化控制的優(yōu)勢，它可以替代我們完成人類無法完成或者不可能完成的事情，而且它所完成的近乎完美，又有效率?？烧{式溫度控制器的設計，是以數字溫度計檢測外界溫度高低，溫度高低檢測高低可調節(jié)。溫度高低轉變由數字溫度計檢測后傳給單片機直接在數碼管中顯示輸出，而且可實現溫度的自我補償。單片機將檢測到的溫度信號與輸入的溫度上、下限進行比較，由此作出是否啟動繼電器已開啟設備。本設計應用范圍廣泛和操作簡單，具有一定的實用和推廣價值。參考文獻1 胡漢才.單片機

12、原理及系統(tǒng)設計. 北京：清華大學出版社,2001.01第一版.2 徐澤善. 傳感器與壓電器件信息裝備的特種元件。北京：國防工業(yè)出版社 19993 徐愛鉤. 智能化測量控制儀表原理與設計。北京：北京航空航天大學出版社 19994 何希才，薛永毅，傳感器及其應用實例，北京：機械工業(yè)出版社，20045 樓然苗，李光飛.51系列單片機設計實例.北京:北京航空航天大學出版社，2006.2;單片機內存分配申明!TEMPER_L EQU49H ;用于保存讀出溫度的低8位TEMPER_H EQU48H ;用于保存讀出溫度的高8位SET_TEMPER_H EQU44HSET_TEMPER_L EQU40HDIS

13、_BUFF_C EQU34H ;百位存儲單DIS_BUFF_B EQU35H ;十位存儲單元DIS_BUFF_A EQU36H ;個位存儲單元DIS_BUFF_D EQU33H ;個位小數DIS_BUFF_E EQU32H ;十位小數DIS_BUFF_F EQU31H ;百位小數DIS_BUFF_G EQU30H ;千位小數LEDBuf EQU54HTEMP EQU53HDis_orderEQU52hSTATEEQU51HFLAG1 EQU00H ;是否檢測到DS18B20標志位 DQ BIT P1.0ORG 0000HLJMP STARTORG 0003HLJMP Int_X0ORG 000

14、BHLJMP Int_T0ORG0040Hstart: MOVSP,#60HMOVDis_order,#b MOV TMOD, #01h ; 方式1, 定時器0 MOV TH0, #0EDhMOV TL0, #0FFhMOV IE, #b ; EA=1, IT0 = 1SETB TR0 ; 開始定時SETBIT0SETBEX0MOVSET_TEMPER_H,#05HMOVSET_TEMPER_H+1,#09HMOVSET_TEMPER_H+2,#02HMOVSET_TEMPER_H+3,#00HMOVSET_TEMPER_L,#05HMOVSET_TEMPER_L+1,#05HMOVSET_T

15、EMPER_L+2,#02HMOVSET_TEMPER_L+3,#00HMAIN: MOVA,STATECJNEA,#0,TASK1LCALLGET_TEMPER ;調用讀溫度子程序LCALLT_FORMATAJMP MAINTASK1:CJNEA,#1,TASK2MOVDIS_BUFF_D,SET_TEMPER_HMOVDIS_BUFF_C,SET_TEMPER_H+1MOVDIS_BUFF_B,SET_TEMPER_H+2MOVDIS_BUFF_A,SET_TEMPER_H+3JBP3.0,KEY_1;數值加0.1度LCALLDELAY1JBP3.0,KEY_1INCSET_TEMPER_

16、HJNBP3.0,$AJMP MAINKEY_1:JBP3.1,MAIN;數值減0.1度LCALLDELAY1JBP3.1,MAINDECSET_TEMPER_HJNBP3.1,$AJMP MAINTASK2:CJNEA,#2,TASK3MOVDIS_BUFF_D,SET_TEMPER_LMOVDIS_BUFF_C,SET_TEMPER_L+1MOVDIS_BUFF_B,SET_TEMPER_L+2MOVDIS_BUFF_A,SET_TEMPER_L+3JBP3.0,KEY_2;數值加0.1度LCALLDELAY1JBP3.0,KEY_2INCSET_TEMPER_LJNBP3.0,$AJMP

17、 MAINKEY_2:JBP3.1,MAIN;數值減0.1度LCALLDELAY1JBP3.1,MAINDECSET_TEMPER_LJNBP3.1,$AJMP MAINTASK3:MOVSTATE,#0AJMP MAIN;-DS18B20-初始化子程序-INIT_1820: SETB DQ NOP CLR DQ;主機發(fā)出延時537微秒的復位低脈沖 MOV R1,#3TSR1: MOV R0,#107 DJNZ R0,$ DJNZ R1,TSR1 SETB DQ;然后拉高數據線 NOP NOP NOP MOV R0,#25HTSR2: JNB DQ,TSR3 ;等待DS18B20回應 DJNZ

18、 R0,TSR2 LJMP TSR4 ; 延時TSR3: SETB FLAG1 ; 置標志位,表示DS1820存在 LJMP TSR5TSR4: CLR FLAG1 ; 清標志位,表示DS1820不存在 LJMP TSR7TSR5: MOV R0,#117TSR6: DJNZ R0,TSR6 ; 時序要求延時一段時間TSR7: SETB DQ RET;- 讀出轉換后的溫度值GET_TEMPER: SETB DQ LCALL INIT_1820;先復位DS18B20 JB FLAG1,TSS2 RET ; 判斷DS1820是否存在?若DS18B20不存在則返回TSS2: MOV A,#0CCH

19、; 跳過ROM匹配 LCALL WRITE_1820 MOV A,#44H ; 發(fā)出溫度轉換命令 LCALL WRITE_1820;這里通過調用顯示子程序實現延時一段時間,等待AD轉換結束,12位的話750微秒 LCALL DELAY1 LCALL INIT_1820;準備讀溫度前先復位 MOV A,#0CCH ; 跳過ROM匹配 LCALL WRITE_1820 MOV A,#0BEH ; 發(fā)出讀溫度命令 LCALL WRITE_1820 LCALL READ_18200; 將讀出的溫度數據保存到35H/36H RET;-寫DS18B20的子程序(有具體的時序要求)WRITE_1820: M

20、OV R2,#8;一共8位數據 CLR CWR1: CLR DQ MOV R3,#6 DJNZ R3,$ RRC A MOV DQ,C MOV R3,#23 DJNZ R3,$ SETB DQ NOP DJNZ R2,WR1 SETB DQ RET;- 讀DS18B20的程序,從DS18B20中讀出兩個字節(jié)的溫度數據READ_18200: MOV R4,#2 ; 將溫度高位和低位從DS18B20中讀出 MOV R1,#TEMPER_L; 低位存入(TEMPER_L),高位存入(TEMPER_H)RE00: MOV R2,#8;數據一共有8位RE01: CLR C SETB DQ NOP NOP

21、 CLR DQ NOP NOP NOP SETB DQ MOV R3,#9RE10: DJNZ R3,RE10 MOV C,P1.0 MOV R3,#23RE20: DJNZ R3,RE20 RRC A DJNZ R2,RE01 MOV R1,A INC R1 DJNZ R4,RE00RET;-整合讀出的兩字節(jié)溫度(關于DS18B20讀出的2字節(jié)溫度格式請參考資料)-T_FORMAT: MOV A, #0FH ANL A, TEMPER_L;獲得小數部分(4位) MOV R0, #DIS_BUFF_D MOV R2, #4 D0: MOV B, #10 MUL AB MOV B, #16 DI

22、V AB MOV R0, A ;從個位小數D_BIT,到十位E_BIT,百位F_BIT,千位G_BIT DEC R0 MOV A, B DJNZ R2, D0 MOV A, TEMPER_L SWAP A MOV TEMP, A MOV A, TEMPER_H SWAP A MOV R0, #TEMP XCHD A, R0 MOV B,#10 DIV AB MOV DIS_BUFF_C,B ;個位存在C_BIT MOV B,#10 DIV AB MOV DIS_BUFF_A,A ;百位存在A_BIT MOV DIS_BUFF_B,B ;十位存在B_BIT RET ;-Int_X0: PUSH PSW ; 保護現場PUSHACC INCSTATE MOVA,STATE CJNEA,#03H,EXIT_X0MOVSTATE,#00HEXIT_X0:POPACCPOP