智能温度控制系统设计说明

2012届毕业设计(论文)

题目温度智能控制系统设计

专业班级2008自动化05 学号2008500260

姓名苗青

指导教师述斌教授

学院名称电气信息学院

2011年 5 月 27 日

温度智能控制系统设计

Intelligent temperature

control system design

学生姓名: 苗青

指导教师: 述斌教授

摘要

随着电子产品向智能化和微型化的不断发展,单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器。为了更好地推广单片机在实际生活和生产中的应用,本文介绍一种基于单片机AT89C51设计的温度控制系统，以实现系统能自主调节温度的功能。

该温度系统采用温度传感器DS1820来获得当前温度，并以数字信号的方式传送给单片机。采集的温度与从4X2矩阵键盘输入的温度值进行比较，并通过液晶显示器LCD显示出来。如果采集温度低于设置温度，系统将通过继电器模块自动控制升温；如果采集温度高于设置温度，系统将通过继电器模块自动控制降温。

文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度采集电路、温度设置电路、温度显示电路、继电器电路等。文中还着重介绍了软件设计部分。里采用模块化结构，主要模块有：温度采集模块、键盘扫描及按键处理模块、温度显示模块、温度比较模块、继电器控制模块。

经实际制作表明该温度控制系统具有体积小、操作灵活、可靠性高、实用、成本低等特点,具有一定的实际意义。

关键词：单片机AT89C51；温度控制；温度传感器DS1820；液晶显示器LCD

Abstract

With the electronic products developing to intelligent and miniaturization,single chip has become the first chosen controller which is used to develop and explore the electronic product. In order to promote single chip applicating in real life and production, the paper will introduce a temperature control system which is based on a kind of single chip AT89C51, and it can achieve the function that the system can regulate the temperature independently.

The temperature system adopts the temperature sensor DS1820 to get the current temperature, and transfer it to the microcontroller with the way of digital signal.The acquised temperature will be compared with the temperature which is put in by 4X2 matrix keyboard, and will be displayed by liquid crystal display.If collected temperature below the set temperature, the system will automatically control to heat up by the relay modules.If collected temperature higher than the set temperature, the system will automatically control to reduce by the relay modules.

The paper introduces the hardware which is part of the control system, including:temperature acquisition circuit,temperature setting of the circuit, temperature display circuit, relay circuit and so on. The paper has also mainly introduced the design of software. Here use modular construction, the main module:temperature acquisition module, keyboard scan and key processing module, temperature display module, temperature comparison module, relay control module.

According to make it actually, I find it has these characteristics: small volume, flexible operation, high reliability, practical, low cost and so on. It has practical significance.

Keywords:Single Chip AT89C51；Temperature Control； T emperature Sensor DS1820；Liquid Crystal Display；

第一章绪论

1.1 选题背景与意义

在生产过程中，温度的控制是十分常见的。国已相继出现各种以微机为核心的温度控制系统。这种系统控制精度高、重复性好、自动化程度高。

在日常生活中，人们为了拥有一个更舒适的生活环境，往往需要室拥有一个合适的温度，而单片机的准确性高、价格低、功耗低等一系列优点，可结合升温和降温设备，有效的应用到实际生活中。

单片机温度控制系统是单片机控制的一项简单应用。近几年来单片机因其独特的，方便，快捷的优势被广泛的应用于各个领域之中。

1.2 选题简介

课题名称：温度智能控制系统设计

主要任务：将温度控制在设定的温度值，设定围为0-99度，针对在生产和日常生活中温度智能化控制系统的实现。

开发环境：本环境温度控制系统的软件部分是通过KEIL进行编译， Proteus 7 Professional进行仿真测试，开发板作为实际测试。技术指标：

（1）以AT89C52系列单片机为核心部件

（2）以数字电路和模拟电路为硬件基础

（3）以C语言为软件实现语言

功能概述：在该环境温度控制系统中，单片机作为核心部件进行检测控制，增强了设计的通用性，适时性。在该环境温度控制系统中温度检测采用DS18B20温度传感器，它不仅具有较高的精度，而且适用电压宽。同时采用了4X2矩阵扫描键盘输入，显示设备等外围扩展芯片。温度控制分为升温和降温控制，升温控制和降温控制分别采用继电器来控制外部的升温和降温设备。软件部分采用流程图来表示。

第二章系统总体设计方案

本设计是一个数字温度测量及控制系统，能测柜的温度，并能在超限的情况下进行控制、调整，并报警。保证环境保持在限定的温度中。

2.1 系统工作原理

温度控制系统采用单片机作为微处理单元进行控制。采用温度传感器将温度采集到单片机，采用键盘按键把设定温度的值存入单片机的数据存储器。通过显示器将2者温度显示出来，然后再将两者温度进行比较。如果采集温度比设定温度要低，则加热指示灯亮起，继电器电路中的直流电机开始转动加热；如果采集温度比设定温度要高，则降温指示灯亮起，继电器电路中的风冷器开始运转降温。系统原理图如图2-1所示：

图2-1 系统总体设计框图

根据系统的设计要求，选择DS18B20温度传感器作为采集模块，选择单片机AT89C51为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、等功能，选择LCD液晶显示器作为显示模块。

2.2 单片机简介

随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU 、RAM 、 ROM 、定时/计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，因此单片机早期的含义称为单片微型计算机，直译为单片机[1]。