基于单片机的温度控制系统设计.docx

攀枝花学院综合实验结 题 报 告 书实验名称： 基于单片机的温度控制系统设计 小组成员： 指导教师： 摘要：此温度控制系统由AT89C51、DS18B20、LCD1602、键盘、LED指示灯、报警器、电风机、加热器、继电器等硬件组成，使用AT89C51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。采用温度传感器DS18B20采集温度数据，液晶显示屏LCD1602显示温度数据，通过按键设置温度上下限并可改变加热器、电风机和报警器的工作状态，当温度低于设定的下限时，单片机通过继电器控制加热器与报警器工作，同时点亮红色发光二极管，当温度高于设定的上限时，单片机通过继电器控制电风机与报警器工作，同时点亮黄色发光二极管，当温度处于设定值的正常范围时，点亮绿色发光二极管，同时也可通过按键直接控制电风机、加热器、蜂鸣器的开关。该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、指示灯电路、温度控制电路、显示电路、键盘输入电路和一些接口电路等 。系统的软件设计部分采用模块化结构，主要模块有：LCD1602显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、温度控制程序、超温报警程序等。关键字：AT89C51 LCD1602 DS18B20   温度控制系统 键盘 报警一、引言1.1设计背景随着社会的发展，温度的测量及控制变得越来越重要。本文采用单片机AT89C51设计了温度实时测量及控制系统。单片机AT89C51能够根据温度传感器DS18B20所采集的温度数据来控制加热器或电风机的启停，从而把温度控制在设定的范围之内。在温控开关被激活的情况下，当温度低于设定的下限时，单片机启动加热器加热，同时点亮红色发光二极管，当温度高于设定的上限时，单片机启动电风机降温，同时点亮黄色发光二极管。所有温度数据均通过液晶显示器LCM1602显示出来。1.2设计任务1.3设计要求a.温度连续可调，范围为0-40  b.超调量%20%  c.温度误差±0.5d.采集温度，并通过液晶显示当前温度e.通过按键调节温度上下限，并通过液晶显示设定的温度上下限值f.具有报警装置，当温度高于上限或低于下限时，蜂鸣器发出警报声，通过指示灯就可以分辨出是温度过高还是温度过低。1.4系统原理图二、硬件电路的设计2.1系统硬件设计框架本课题设计的是一种以STC89C52单片机为主控制单元，以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记录当前的时间。其主要包括：电源模块、温度采集模块、按键处理模块、实时时钟模块、数据存储模块、LCD显示模块、通讯模块以及单片机最小系统。AT89C51DS18B20 DS18B20LCD1602 报警器电风机 DS18B20加热器DS18B207个键值继电器DS18B20继电器 DS18B20NPN DS18B20NPN DS18B20指示灯系统设计框架2.2单片机最小系统电路2.3DS18B20温度采集模块2.4LCD1602显示2.5键盘控制部分2.6报警、LED及温控装置三、系统软件设计3.1软件设计结构开关显示图一显示图二设置UP、Down、time显示图三延时延时确定;温度采集高温指示显示图四键盘高温正常键盘控制（开关、设定）低温正常指示低温指示第四界面第五界面(HT)第五界面(LT)PID计算，晶闸管控制电压3.2各模块程序及分析系统的软件主要是采用C语言，对单片机进行变成实现各项功能。主程序对模块进行初始化，而后调用读温度、处理温度、显示、键盘等模块。用的是循环查询方式，来显示和控制温度，主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量的当前温度值并负责调用各子程序,其程序流程如图10系统程序流程图。四、测试及分析1、测试环境电阻炉内环境水温温度202、测试方法使系统运行，设定值100 3、测试结果标定温差<=1摄氏度 调节时间 15s（具体视现场情况）静态误差<=0.5摄氏度 最大超调量1摄氏度4、通过测试分析，对于实际室内的温度控制，可以再提出以下方法 ：对实际炉内的温度控制，可采用功率较大的电热丝，设备可采用热得快