基于单片机的水温控制系统设计-毕业设计(2)

方案二：采用STC89C52RC单片机作为控制器。本单片机是在一块芯片中集成了数据存储器ROM，中央处理器，定时器，计数器和程序存储器RAM,32位IO口，可通过编程实现逻辑，运算等控制，且其具有体积小，功耗低，成本低的优势，而且此单片机引脚较少，对于本系统是最佳的选择。不仅可以实现自动化控制水温的功能，又可以降低成本又是十分简便的方式。

综上所述选择方案二。 2.2 温度采集模块

方案一：采用热敏电阻器采集温度，尽管其灵敏度较高，工作范围也挺广泛，但是其阻值与温度关系非线性严重，调试较复杂，固不采用。

方案二：采用热电偶采集温度，尽管其精确度较高，稳定性好，但是其灵敏度低，成本较高，对污染特别敏感，调试困难,固也不采用。

方案三：采用DS18B20温度传感器采集温度，可直接与本系统控制电路单片机通信，读取测温数据。且线路简单，耗用资源少，灵敏度高，测温范围-55℃~125℃，分辨率最大可达0.0625 ℃，而且较其它温度采集模块，我们已对DS18B20有了初步的接触，在我们使用时会更加等心应手，减少不必要的麻烦，最主要是DS18B20能满足本系统所有要求。

综上所述选择方案三。 2.3 显示模块

方案一：采用LED八段数码管。使用该方案时就要用到三个LED分别显示温度的十位、个位和小数位，在制作时就使其复杂麻烦。尽管数码管低消耗，但是其引脚不规则，在辨别和确认引脚时也较为麻烦，还有一点就是温度是可以变化的，是随着时间会改变的，固该系统是动态显示，为满足这点要求LED八段数码管在使用时要外加驱动电路，就更为复杂。

方案二：采用液晶显示屏。液晶显示屏不但具有数码管显示的特点，但是较LED八段数码管而言，它的引脚就较其简单，而且抗干扰能力强，编程也相对简单容易，使本系统在制作时更为简单，且满足我们的所有需求。

综上所述选择方案二。 2.4 温度控制模块

方案一：采用可控硅来控制加热器有效功率。采用本方案需通过控制其导通角来掌握电流大小，尽管可控硅开端速度快且无涌流，但该方案电路复杂，还需增加其他光耦器件，使电路更显复杂，并且成本高，功耗大，所以不使用该方案。

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方案二：采用PWM控制固态继电器来达到控制电流大小的目的，从而控制加热温度降低温度，继电器可以很容易地实现通过较高的电压和电流，并且较方案一电路简单，不用外加光耦器件，且成本低，对整体系统无干扰，响应快，能满足该系统要求。

综上所述选择方案二。

3 硬件电路

3.1 硬件框图

该总系统主要以STC89C52为核心模块来控制整个系统，还有温度采集模块，显示模块，温度控制模块，键盘输入等共同协调而成，该系统可以简单的控制水温，并加热水温使其达到预设状态，该系统最常见的实例就是饮水机。饮水机是设置水温达到几乎100摄氏度，当打开电源自动开始加热到预设温度，当达到预设温度时保温，保持预设温度，当温度未达到时，又继续自动加热，以此循环。水温控制器的硬件框图如3.1-1所示。

温度采集 STC89C52 单 片 数据存储 数据显示 键盘输入 机 温度控制

图3.1-1 硬件框图

3.2 功能介绍

3.2.1 控制电路模块

本系统控制电路模块是采用单片机STC89C52，它属于51系列单片机，具有51系列单片机的特点，51系列单片机又被叫做位处理器，因为其有一优点就是从内的硬件到软件都有一套按位操作的系统，由此显而易见51系列单片机处理方式是按位处理，单片

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机还具有高集成度，体积小的特点，它是将各功能部件集成在一块小芯片上，具有逻辑运算，置位，清零等功能，最主要是其控制能力强,而本系统用到的STC89C52单片机是一个8位单片机，，它的外部晶振为12MHz，一个指令周期为1μS，它还有32个IO口，而单片机的IO口逻辑操作及位处理能力很强，适用于使用控制功能系统。单片机STC89C52内部有8KB单元的程序存储器及256字节的数据存储器。系统不必扩展外部程序存储器和数据存储器这样大大的减少了系统硬件部分。

单片机不但引脚少，而且功能强大，本系统主要应用了STC89C52具有控制能力强，及内部又8KB单元的程序存储器及256字节的数据存储器，使我们采集温度后可以直接将数据传输到单片机，并可以记录储存到此时的数据，并且它的控制能力可以协调控制各模块之间自动运行，且编写程序控制较其它而言相对简单，再者单片机引脚少，使电路不至于麻烦，为操作者带来很大的便利。如图3.2.1-1为STC89C52电路图。

图3.2.1-1 STC89C52电路图

STC89C52单片机共有40个引脚，其中有2个用于主电源引脚，分别是Vcc和Vss，位于40和20引脚；2个外接晶振的引脚，分别是XTAL1和XTAL2，其中XTAL1在单片机内是反相放大器中的输入端，而XTAL2则是输出端；4个控制或与其它电源复用的引脚，分别是RST（上电复位），ALE（允许地址锁存信号），PSEN（片外程序存储器读选通

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输出端），EA/Vpp（访问外部程序储器控制信号和编程电源）；以及32个输入输出IO引脚，其中分为P0（P0.0～P0.7），P1(P1.0～P1.7)，P2(P2.0～P2.7)，P3(P3.0～P3.7)口，而P3口不仅具有准双向接口的功能，还具有其它功能，具体如表3.2.1-1所示。

每个输入输出IO口，输入输出的数据总类是不一样的。

P0：共有P0.0～P0.7。它分为两种接口情况，其中一种是不接不扩展IO接口或外部存储器时，它就被用作准双向8位输入输出接口。另外一种是接有扩展IO口或外部程序存储器时，P0口就被作为地址数据分时复用口，然而其中分时的接口可提供8位的双向数据总线。在片内含有EPROM的单片机，P0还有其它作用。EPROM可以编程和检验，当它进行编程的时候，就可以从P0输入指令字节；而当检验程序的时候，对于片内含有EPROM的单片机，当EPROM编程时，从P0口输入指令字节，而当检验程序时，P0口输出指令字节。

P1：共有P1.0～P1.7。它具有输入输出端口的通用特点就是可被用作准双向IO接口使用。对于STC89C52单片机来说它的功能较唯一。

P2：共有P2.0～P2.7。它也具有输入输出口的一般特性就是可用作双向IO接口。它接有外部IO接口或者外部程序存储器，并且它的寻址范围大于了256个字节的时候，P2就被用作P高8位地址总线并且可以送出高8位地址 。

P3：共有P3.0～P3.7。它也具有输入输出口的一般特性就是可用作双向IO接口。P3口又被叫作双功能口，它的每一个引脚都可以单独使用，不仅可以单独用作输入输出接口，并且每一个单独的引脚都有其单独的其它功能，如表3.2.1-1P3口其它功能所示。

表3.2.1-1 P3口其它功能

引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 功能 RXD（串行口输入端0） TXD（串行口输出端） INT0（部中断0请求输入端，低电平有效） INT1（中断1请求输入端，低电平有效） T0（时器/计数器0计数脉冲端） T1（时器/计数器1数脉冲端） WR（部数据存 …… 此处隐藏：2716字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……