【精品】基于单片机的多点温度控制系统的设计.doc

1.1：课题背景 测量控制的作用是从生产现场中获取各种参数，运用科学计算的方法，综合各种先进技术，使每个生产环节都能够得到有效的控制所以，测量控制技术已经被广泛应用 随着单片机技术的迅速兴起与蓬勃发展，其稳定、安全、高效、经济等优点十分突出，单片机已经无处不在并且渗透到生活的方方面面。随着温度检测理论和技术的不断更新, 温度传感器的种类也越来越多，目前常用的有热电偶传感器、热电阻传感器和半导体集成传感器等，每种传感器根据其自身特性，都有它自己的应用领域。,实现温度显示,能准确达到以上要求。 1.2：温度检测与及报警系统的国内外状况 温度是一个非常重要的物理量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制失误就可能引起生产安全、产品质量、产品产量等一系列问题。因此对温度的检测的意义就越来越大在工业生产过程中，很多时候都需要对温度进行严格的监控，以使得生产能够顺利的进行，产品的质量才能够得到充分的保证 温度采集控制系统是在嵌入式系统设计的基础上发展起来的。将计算机做在一个芯片上，从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代。单片机诞生于二十世纪七十年代末，经历了SCM、MCU和SOC三大阶段1.3.1 温度参数 基本范围-50℃-110℃ 精度误差小于0.5℃ LED数码直读显示 可以任意设定温度的上下限报警功能 1.3.2 温度检测 通过DS18B20传感器检测测量温度，通过AT89S51单片机进行控制，通过用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 1.3.3 语音报警 先录音，能分160段(地址为00H-0A0H)。我们说话平均语速4字/秒，所以20秒我们录80字。 经过计算，每个字占2个地址。我们录音13段。 录音用S1键，放音控制用S2键。录音时按下键后开始录音,录完每段后放开按键,录音停止。 共录13段,录每段时同时用数码管提示，分别用数字0-F来表示。 按语音提示键播报温度,不按不播报。 第二章：系统总体设计方案 2.1　单片机语音温度报警系统的总体设计 语音温度报警计电路设计总体设计方框图如图2.1所示，控制器采用单片机AT89S51，温度传感器采用DS18B20，语音电路采用ISD1420,用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 图2.1 总体设计方框图 单元模块功能如下： 检测电路由温度传感器DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司必威体育精装版推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现９～１２位的数字值读数方式。 自动报警主机的核心器件是单片机，它是整个系统的心脏，由它来接受报警信号并控制协调各功能模块的正常工作，考虑到系统的功能和经济性因素，采用的是当今流行的性价比比较高的AT89C51。 看门狗电路完成对系统电源电压的监测工作。 语音电路采用美国ISD公司的高保真录放一体化语音芯片ISD1420来完成报警时进行语音提示的预存工作，根据警情的不同进行相应的语音提示。 第三章：单片机温度控制和语音报警系统硬件设计 3.1 温度控制和报警主机 本系统主要是基于单片机实现其温度检测和报警功能，其硬件的主要设计如下： 3.1.1主控制单片机 主控单片机采用一片根据题目要求，充分利用了单片机灵活控制的优点，发挥其优势功能，采用单片机控制信号灯，提高了系统的灵活性，设置方便。看门狗（WDT）电路为了系统稳定可靠避免了系统因为死机而停止工作的情况发生这种做法对于实际上长时间运行在恶劣状况的交通灯控制系统来说是十分必要的。它可以完成自动加载复位，省去人工调整的麻烦，可以做到无人职守。AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。 图3.1 AT89S51芯片 此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统