(强烈推荐)毕业论文设计_基于单片机的温度控制系统(2)

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2.6 MCU模块的选择

在系统中MCU是核心，考虑到本设计的复杂程度、对MCU的要求及稳定性，本设计采用普通的51 单片机，具体选型时采用可在线编程的STC89C51单片机为系统核心。温度信号通过热敏电阻和放大器转换成电信号，再由ADC0809转换成为数字信号，测温电路采用桥式电路，温度设定采用按键移位式设定方法，温度控制采用光耦和可控硅控制加热器。软件算法采用设定值和测量值相比较的算法。在单片机应用的基础上，实现了一种用带有E²PROM的AT89C51单片机控制传感器的自动化温度监控系统。

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第3章系统设计

3.1 报警模块

蜂鸣器报警电路

报警采用蜂鸣器发声，由于单片机引脚选通PNP型三极管8550来控制蜂鸣器报警，具体电路如图3.1。

图3.1 报警模块

3.2 控制模块

此模块采用5V继电器来实现，同报警电路一样，也用8550三极管选通，具体电路如图2.2。

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图3.2 控制模块图

3.3显示模块

LED显示器是单片机应用系统中常见的输出器件，而在单片机的应用上也是被广泛运用的。如果需要显示的内容只有数码和某些字母，使用LED数码管是一种较好的选择。LED数码管显示清晰、成本低廉、配置灵活，与单片机接口简单易行。

此模块采用三极管驱动四位共阳数码管来显示[5] LED数码管作为显示字段的数码型显示器件，它是由若干个发光二极管组成的。当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画发亮，控制不同组合的二极管导通，就能显示出各种字符，常用的LED数码管有7段和“米”字段之分。这种显示器有共阳极和共阴极两种。共阴极LED显示器的发光二极管的阴极连在一起，通常此共阴极接地。当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。同样，共阳极LED显示器的发光二极管的阳极接在一起，通常此共阳极接正电压，当某个发光二极管

的阴极接低电平时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。本次设计所

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用的LED数码管显示器为共阳极。

LED数码管的使用与发光二极管相同，根据材料不同正向压降一般为1.5～2V，额定电流为10MA，最大电流为40MA。静态显示时取10MA 为宜，动态扫描显示可加大脉冲电流，但一般不超过40MA。

具体电路图如下：

图3.3 显示模块

3.4 按键模块

本设计共三个按键，低电平有效。电路如上图。

图3.4 按键模块图

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3.5 温度传感器特性

本设计中选择DS18B20作为温度传感器。DS1820S（16 脚SSOP）：所有上表中未提及的引脚都无连接。

表3.1 引脚说明

DS18B20的特性：

? 独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯；

? 简单的多点分布应用；

? 无需外部器件；

? 可通过数据线供电；

? 零待机功耗；

? 测温范围-55~+125℃，以0.5℃递增。华氏器件-67±2570F，以0.90F 递增；

? 温度以9 位数字量读出；

? 温度数字量转换时间200ms（典型值）；

? 用户可定义的非易失性温度报警设置。

? 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件

? 应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计或任何热感测系统[6]

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DS1820 数字温度计以9 位数字量的形式反映器件的温度值。

DS1820 通过一个单线接口发送或接收信息，因此在中央微处理器和DS1820 之间仅需一条连接线（加上地线）。用于读写和温度转换的电源可以从数据线本身获得，无需外部电源。因为每个 DS1820 都有一个独特的片序列号，所以多只DS1820 可以同时连在一根单线总线上，这样就可以把温度传感器放在许多不同的地方。这一特性在HVAC 环境控制、探测建筑物、仪器或机器的温度以及过程监测和控制等方面非常有用。

DS1820 数字温度计以9 位数字量的形式反映器件的温度值[7]。

DS1820 通过一个单线接口发送或接收信息，因此在中央微处理器和DS1820 之间仅需一条连接线（加上地线）。用于读写和温度转换的电源可以从数据线本身获得，无需外部电源。因为每个DS1820 都有一个独特的片序列号，所以多只DS1820 可以同时连在一根单线总线上，这样就可以把温度传感器放在许多不同的地方。这一特性在HVAC 环境控制、探测建筑物、仪器或机器的温度以及过程监测和控制等方面非常有用。

DS1820 有三个主要数字部件[8]：1）64 位激光ROM，2）温度传感器，3）非易失性温度报警触发器TH 和TL。器件用如下方式从单线通讯线上汲取能量：在信号线处于高电平期间把能量储存在内部电容里，在信号线处于低电平期间消耗电容上的电能工作，直到高电平到来再给寄生电源（电容）充电。DS1820 也可用外部5V 电源供电。

DS1820 依靠一个单线端口通讯。在单线端口条件下，必须先建立ROM 操作协议，才能进行存储器和控制操作。因此，控制器必须首先提供下面5 个ROM 操作命令之一：1）读ROM，2）匹配ROM，3）搜索ROM，4）跳过ROM，5）报警搜索。这些命令对每个器件的激光ROM 部分进行操作，在单线总线上挂有多个器件时，可以区分出单个器件，同时可以向总线控制器指明有多少器件或是什么型号的器件。成功执行完一条ROM操作

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序列后，即可进行存储器和控制操作，控制器可以提供6 条存储器和控制操作指令中的任一条。

一条控制操作命令指示DS1820 完成一次温度测量。测量结果放在DS1820 的暂存器里，用一条读暂存器内容的存储器操作命令可以把暂存器中数据读出。温度报警触发器TH 和TL 各由一个EEPROM 字节构成。如果没有对DS1820 使用报警搜索命令，这些寄存器可以做为一般用途的用户存储器使用。可以用一条存储器操作命令对TH 和TL 进行写入，对这些寄存器的读出需要通过暂存器。所有数据都是以最低有效位在前的方式进行读写。

DS18B20供电方式

图3.5 供电方式图

DS1820 是这样测温的：用一个高温度系数的振荡器确定一个门周期，内部计数器在这个门周期内对一个低温度系数的振荡器的脉冲进行计数来得到温度值。计数器被预置到对应于-55℃的一个值。如果计数器在门周期结束前到达0，则温度寄存器（同样被预置到-55℃）的值增加，表明所测温度大于-55℃。同时，计数器被复位到一个值，这个值由斜坡式累加器电路确定，斜坡式累加器电路用来补偿感温振荡器的抛物线特性。然后计数器又开始计数直到0，如果门周期仍未结束，将重复这一过程。斜坡式累加器用来补偿感温振荡器的非线性，以期在测温时获得比较高的分辨力[9]。这是通过改变计数器对温度每增加一度所需计数的的值来实现的。因此，要想获得所需的分辨力，必须同时知道在给定温度下计数器的 …… 此处隐藏：1711字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……