簡單溫度控制系統(tǒng)設(shè)計報告

計算機(jī)控制系統(tǒng)實踐課程設(shè)計報告設(shè)計題目：《基于AT89C52RC的溫度控制系統(tǒng)》指導(dǎo)老師：報告人：學(xué)號：報告日期：

摘要本報告中所述溫度控制系統(tǒng)，是基于AT89C52RC控制器的閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)通過數(shù)字溫度傳感器DS18B20采集水溫傳遞給控制器。經(jīng)過控制器對數(shù)據(jù)的分析與處理，實現(xiàn)對繼電器的控制，從而實現(xiàn)對加熱器的啟動與停止。通過對溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計，我們掌握了對一個簡單閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計。并實際動手完成了這一過程，使得自己對知識的學(xué)習(xí)從理論過渡到了實際應(yīng)用之中。一、系統(tǒng)設(shè)計方案：圖1系統(tǒng)方案結(jié)構(gòu)圖傳感器DS18B20：DS18B20數(shù)字溫度計提供9-12位攝氏溫度測量而且有一個由高低電平觸發(fā)的可編程的不因斷電而改變的報警功能。DS18B20由一個單線接收或發(fā)送信息，因此處理器和DS18B20之間只由一根數(shù)據(jù)線連接。它的測量范圍是-55℃~125℃，并且在-10℃~85℃之間，精度為±5℃。除此之外，DS18B20可以從單數(shù)據(jù)線上汲取能量，除去了對外部電源的需求。DS18B20常用的封裝有SOIC、T0-9以及不銹鋼密封封裝。因本系統(tǒng)需測量水溫，故選擇不銹鋼密封封裝的DS18B20。圖2DS18B20外圍電路圖驅(qū)動芯片ULN2003因51單片機(jī)灌/拉電流比較?。ù蠹s在20mA左右），本項目所選用繼電器為SRD-05VDC-SL-C其線圈的電流大約是72mA。所以在單片機(jī)管腳與繼電器線圈之間需加入一個驅(qū)動芯片。為此，本項目選用集成芯片ULN2003作為繼電器的驅(qū)動芯片。ULN2003是一個單片高電壓、高電流的達(dá)林頓晶體管陣列集成電路。它是由7對NPN達(dá)林頓管組成的，它的高電壓輸出特性和陰極箝位二極管可以轉(zhuǎn)換感應(yīng)負(fù)載。單個達(dá)林頓對的集電極電流是500mA。達(dá)林頓管并聯(lián)可以承受更大的電流。此電路主要應(yīng)用于繼電器驅(qū)動器，字錘驅(qū)動器，燈驅(qū)動器，顯示驅(qū)動器（LED氣體放電），線路驅(qū)動器和邏輯緩沖器。ULN2003的每對達(dá)林頓管都有一個?串聯(lián)電阻，可以直接和TTL或5VCMOS裝置圖3達(dá)林頓管的內(nèi)部電路在溫度控制系統(tǒng)中ULN2003用來驅(qū)動繼電器的線圈，其外圍電路如圖4：圖4ULN2003與繼電器外圍電路繼電器SRD-05VDC-SL-C本項目從硬件功能上分，可以分為一次回路和二次回路。一次回路的主要設(shè)備就是加熱器。二次回路即單片機(jī)控制回路。這是一個典型的弱點(diǎn)控制強(qiáng)電系統(tǒng)。我們用單片機(jī)發(fā)出的控制信號作為一次回路開關(guān)的操作信號。實現(xiàn)這一過渡的器件就是繼電器。根據(jù)單片機(jī)參數(shù)以及一次回路電流、電壓的大小，我們選擇了SRD-05VDC-SL-C繼電器。該繼電器線圈的供電電壓是直流5v電壓，擁有一個單刀雙擲開關(guān)。我們將開節(jié)點(diǎn)接在火線上，控制加熱啟動與停止。繼電器如圖5圖5SRD-05VDC-SL-C繼電器實物圖二、程序設(shè)計程序系統(tǒng)框圖的設(shè)計圖6程序流程圖系統(tǒng)上電后，進(jìn)行設(shè)備初始化，包括繼電器、指示燈、中斷初始化。然后系統(tǒng)進(jìn)入循環(huán)，控制器命令DS18B20不斷采集溫度信息，并進(jìn)行處理。最后利用中斷進(jìn)行判斷，中斷采用16位非自動重裝計數(shù)，計時間隔3ms。當(dāng)溫度小于30℃時進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度大于30℃時停止加熱?？偨Y(jié)通過此次對于溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計，使我了解了設(shè)計閉環(huán)控制系統(tǒng)的大致流程。通過對系統(tǒng)所需器件的選型、焊接與調(diào)試，使自己的實際動手能力得到了鍛煉。此外，通過對控制系統(tǒng)的設(shè)計還鍛煉了我們的編程能力，以及使用軟件繪制電路原理圖的能力。在制作過程中，我們也遇到了一些問題，通過查找資料，小組討論以及小組答疑的形式這些問題也都得到了解決。在老師的耐心指導(dǎo)下，通過我們的共同努力，最終完成了這個項目。溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計讓我們能有機(jī)會把自己學(xué)過的東西應(yīng)用于實際之中，解決實際問題，這讓我們受益匪淺。附錄1溫度控制系統(tǒng)電路原理圖附錄2AT89C52RC程序#include""#include<>#include<>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitrelay=P2^0;//繼電器線圈sbitds=P2^7;//DS18B20數(shù)據(jù)線sbitledrun=P2^5;//加熱指示燈inttempValue1;unsignedinttemp;bitheat_flag=0;ucharcodeth0=(65535-3000)/256;ucharcodetl0=(65535-3000)%256;voiddelay(unsignedinti){ unsignedintj;while(i--){for(j=0;j<125;j++);}}voiddsInit(){ unsignedinti;ds=0;i=100;while(i>0)i--;ds=1;i=4;while(i>0)i--;}voiddsWait(){ unsignedinti;while(ds);while(~ds);i=4;while(i>0)i--;}bitreadBit(){ unsignedinti;bitb;ds=0;i++;ds=1;i++; i++;b=ds;i=8;while(i>0)i--;returnb;}unsignedcharreadByte(){ unsignedinti;unsignedcharj,dat;dat=0;for(i=0;i<8;i++){ j=readBit();dat=(j<<7)|(dat>>1);}returndat;}voidwriteByte(unsignedchardat){ unsignedinti;unsignedcharj;bitb;for(j=0;j<8;j++){ b=dat&0x01;dat>>=1;if(b){ ds=0;i++;i++;ds=1;i=8; while(i>0)i--;}elseds=0;i=8;while(i>0)i--;ds=1;i++; i++;}}voidsendChangeCmd(){ dsInit();dsWait();delay(1);writeByte(0xcc);writeByte(0x44);}voidsendReadCmd(){ EA=0;dsInit();dsWait();delay(1);writeByte(0xcc);writeByte(0xbe);EA=1;}intgetTmpValue(){unsignedinttmpvalue;intvalue;floatt;unsignedcharlow,high; EA=0;sendReadCmd();low=readByte();high=readByte();tmpvalue=high;tmpvalue<<=8;tmpvalue|=low;value=tmpvalue;t=value*;value=t*100+(value>0?:; returnvalue; EA=1;}voidInit_timer0(){ TMOD=0x01; TH0=th0; TL0=tl0; EA=1; ET0=1; TR0=1; }voidtimer0()interrupt1{ TR0=0; if(heat_flag==1){ relay=1;Ledrun=1;} else { relay=0;Ledrun=0;} TH0=th0; TL0=tl0; TR0=1;}void