S单片机的数字温度测量及显示系统设计方案.docVIP

目 录 摘要 1 第1章 绪论 1 1.1 设计背景 1 1.2 电路的总体工作原理 1 第2章 方案论证 2 2.1 题目分析 2 2.2 温度传感器的选择 2 2.3 显示器的选择 4 2.4 单片机的选择 5 第3章 系统的硬件设计 6 3.1 单片机最小系统的设计 6 3.2 温度传感电路设计 7 3.3 温度控制电路的设计 9 3.4 键盘电路的设计 9 3.5 显示电路的设计 11 第4章 系统的软件设计 12 4.1 系统的主程序设计 12 4.2 中断程序的设计 12 第5章 系统的控制 14 5.1 温控电路及报警电路的控制 14 5.2 LCD显示电路的控制 15 5.3 使用说明 15 参考文献 15 附录I 电路仿真图 17 附录II 程序 18 基于AT89S51单片机的数字温度测量及显示系统设计 摘 要 随着科技的不断进步，在工业生产中温度是常用的被控参数，而采用单片机来对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。本文介绍了数字温度测量及自动控制系统的设计。本文采用单片机来实现对温度的控制。它的主要组成部分有：AT89S51单片机、温度传感器、键盘与显示电路、温度控制电路。它可以实时的显示和设定温度，实现对温度的自动控制。通过测试表明，本设计对温度的控制有方便、简单的特点，从而大幅提高了被控温度的技术指标。 关键词； 单片机； 温度传感器； 键盘和显示 第1章 绪论 1.1 设计背景 温度控制广泛应用于人们的生产和生活中，人们使用温度计来采集温度，通过人工操作加热、通风和降温设备来控制温度，这样不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。即使有些用户采用半导体二极管作温度传感器，但由于其互换性差，效果也不理想。在某些行业中对温度的要求较高，由于工作环境温度不合理而引发的事故时有发生。对工业生产可靠进行造成影响，甚至操作人员的安全。为了避免这些缺点，需要在某些特定的环境里安装数字温度测量及控制设备。本设计由于采用了新型单片机对温度进行控制，以其测量精度高，操作简单。可运行性强，价格低廉等优点，特别适用于生活，医疗，工业生产等方面的温度测量及控制。 本设计是一个数字温度测量及控制系统，能测柜内的温度，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。 1.2 电路的总体工作原理 温度控制系统采用AT89S51八位机作为微处理单元进行控制。采用4X4键盘把设定温度的最高值和最低值存入单片机的数据存储器，还可以通过键盘完成温度检测功能的转换。温度传感器把采集的信号与单片机里的数据相比较来控制温度控制器。 系统框图如图1.1： 图1.1 系统框图 第2章 方案论证 2.1 题目分析 本设计是一个数字温度控制系统，能测量温度，并能在超限的情况下进行控制、调整，并报警。 2.1.1 具体指标 正常工作温度范围： 5℃~60℃ 温度误差：1℃ 2.1.2 具体控制要求 根据设计的要求，要利用温度传感器实时温度。当温度高于设定的温度时（60℃），打开降温装置进行调整使温度在设定的范围内。当温度低于设定的温度时（5℃），打开升温装置进行调整使温度在设定的范围内。同时要求能设定温度。毕业设计的主要任务是能对温度进行自动的检测和控制。设计中采用单片机来控制温度，因此要有温度的采集电路，键盘显示电路，温控电路，报警电路等几个部分。 要实现系统的设计要用到的知识点有单片机的原理及其应用，温度传感器的原理和应用，及键盘和显示电路的设计等。 2.2 温度传感器的选择 2.2.1 采用模拟集成温度传感器 集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器，它是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用IC。模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。???图2-1是AD590用于测量热力学温度的基本应用电路。因为流过AD590的电流与热力学温度成正比，当电阻R1和电位器R2的电阻之和为1kΩ时，输出电压随温度的变化为1mV/K。但由于AD590的增益有偏差，电阻也有误差，因此应对电路进行调整。调整的方法为：把AD590放于冰水混合物中，调整电位器R2，使=273.2mV。或在室温下(25℃)条件下调整电位器,使=273.2+25=298.2（mV）。但这样调整只可保证在0℃或25℃附近有较高精度。 AD590把被测温度转换为电流再通过放大器和A/D转换器，输出数字量送给单片机进行温度控制