关于STC89C52单片机的恒温控制系统.pdfVIP

摘要： 本设计采用了 STC89C52 单片机组成温度控制系统，可以实现对常温的水加热到最大 o 100 C 的较快而精确的控制。温度传感器采用了数字式温度传感器 DS18B20,对温度进行实 时采样。设置的键盘各显示模块可以预设加热的最终保持水温并进行实时显示预设温度和 当前温度。单片机采用PID算法的控制输出宽度可调的PWM波方式控制双向可控硅的导通 和关断用以调整输出加热功率，使之切断或接通加热器，从而控制水温稳定在预值上。根 据温控的单回路PID数字调节器完成实时测量（传感采样），实时决策（PID控制运算）和 实时控制（调功）三部分功能。 一、 设计任务 1．基本要求： 设计制作一套单片机温度控制系统，包括： （1），硬件原理图 （2），印制板PCB图 （3），硬件测试程序 （4），元件焊接调试 2 ．主要性能指标： o o （1），温度设定在常温到100 C，最小区分度为1 C o （2），温度控制的静态误差1 C （3），用LCD液晶显示水的实测温度和预设温度 二、系统硬件原理设计 1．系统总体框图 LCD 显示 温度传感器 DS18B20 STC 89C52 采集 单片机基本 控制系统 电炉加热 键盘 双向可控硅 器 1 2． 系统功能实现的设计 （1）温度采集 本设计采用数字传感器DS18B20，DS18B20是一种可组网的单线数字温度传感器，它采 用单线总线结构，集温度测量和 A/D 转换于一体，直接输出数字量，用一根 I/O 线就可以 o o o 传送数据与命令，其温度测量范围为-55 C~+125 C，精度为+/-0.5 C，使用中无需外部器件， 可利用数据线或外部电源提供电能，供电电压范围为 3.3~5.5V，通过编程实现 9~12 位分 辨率读出温度数据。 使用时，将DS18B20的数据DQ与单片机的一位具有三态功能的双向口连接就可以实现 数据传输，为保证在有效的时钟周期内提供足够电流，采用外部电源单独供电，在数据线 上加一个6.8KΩ的上拉电阻。 具体接线如下： （2 ）显示与键盘 设计中显示的实现采用 LCD 液晶集成模块 TJDM1602，由 STC 89C52 单片机 P0 的 8 个 数据端口与其连接，中间加上拉电阻来完成对实时采集温度的显示。1602 为 16 位两行字 符显示，所以设计中定义第一行显示设定温度 ST，第二行显示实测温度 PT，下面是 1602 的RAM地址映射图： 2 读时序： 写时序： 此设计中键盘使用 STC 89C52 单片机 P1 口，采用独立式 7 键结构(此次只使用 4 个按 键)，操作更具多样化且满足设计中设定温度的要求。 （3 ）输出控制 由于被控对象是水的温度，故算法控制采用P调节，由主控单片机运算输出脉冲宽度 可调的 PWM 波用于双向可控硅在 1s 内的导通和关断数从而调节输出给电炉的功率，这样 使得水温稳定在设定值上。设计中使用MOC3021光耦隔离输出给双向可控硅BTA06后与电 炉串联。下面是接线图：