8单片机温度控制系统.docVIP

基于8051单片机的温度控制系统 姓名： 尹刘军 学号： 日期： 2014年5月13 目录 摘要 1 第一章概述 2 1.1课题研究的背景 2 1.2温度控制系统需求分析 2 1.3温度控制的应用现状分析 2 1.4单片机的发展现状 3 第2章 基于8051的温控系统总体设计 4 2.1系统设计任务 4 2.2系统性能要求 4 2.3系统硬件方面 4 2.4系统软件方面 5 第3章 基于8051的温控系统硬件设计 5 3.1单片机8051接口电路设计 5 3.2 8155并行接口芯片简介及在设计中的应用 6 3.3 LED显示和键盘输入电路 7 3.4信号处理电路 7 3.5滤波电路的设计 8 3.6温度控制电路 9 3.7 A/D转换电路 9 3.8信号放大电路 10 3.9过零检测 11 3.10硬件抗干扰措施 12 第四章 总结及结论 13 参考文献 14 摘要 计算机行业兴起的几十年里，在国民经济中起到了主导作用。作为微型计算机的一个重要分支，单片机的发展迅速，应用范围口趋扩大，重要程度也逐渐提高。特别是在工业测控、智能仪表、机电一体化产品、家电等方面尤为突出。 本设计以微处理器为中心，设计、调试一个温度控制系统，实现温度的智能控制。论文介绍了以单片机8os1为核心的用于测量温度的控制系统的整体设计(包括硬件部分)。MCS-5l单片机具有结构体系完整、指令系统功能完善和内部寄存器的规范化等特色，在中国市场上一直是主流芯片。学习与掌握它的应用将为今后的工作和学习打下良好的基础。而接口技术在其中起着沟通外围设备与中央处理器的桥梁作用。正是接口技术的使用使计算机广泛应用于社会生产部门的各个领域。 系统的主要设计目的是对温度的自动控制。系统能通过PN结温度传感器和8位A/D转换器对温度进行实时检测和转换，然后送入CPU与预设值比较，通过可控硅对温度调节，实现其闭环控制。其中键盘可以实现人机交互，四位LED显示可显示温度值。系统功能主要有信息采集、数据处理、输出控制。能对0°到100 °范围内的各种加热炉的温度进行精密测量，最终以显示器直接显示被控对象的温度值，稳定可靠，显示清晰，准确度高，使用方便。 本文详细介绍了该系统硬件部分各个接口电路的工作原理和电路原理图的设计，总体设计方案本着实用性强、性价比较高、易于扩展的指导思想进行设计。运用温度传感器采集温度，通过转换、处理与设定值进行比较，输出控制脉冲，从而改变可控硅的导通时间，达到调温的目的。同时，系统还可通过人机交互输入预置值并对温度进行显示。 第一章概述 1.1课题研究的背景 工业控制是计算机的一个重要应用领域，计算机控制系统正是为了适应这一领域的需要而发展起来的一门专业技术，它主要研究如何将计算机技术、通过信息技术和自动控制理论应用于工业生产过程，并设计出所需要的计算机控制系统。随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用，以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度的控制水平。本设计就是基于单片机STC89C52温度控制系统的设计，通过本次课程实践，我们更加的明确了单片机的广泛用途和使用方法，以及其工作的原理。 随着社会的发展，温度的测量及控制变得越来越重要。本文采用单片机 STC89C52设计了温度实时测量及控制系统。单片机STC89C52 能够根据温度传感器DS18B20 所采集的温度在液晶屏上实时显示，通过控制从而把温度控制在设定的范围之内。所有温度数据均通过液晶显示器LCD显示出来。系统可以根据时钟存储相关的数据。 图2.1温控系统电路原理框图 2.3系统硬件方面 根据所设计的控制系统要完成的工作任务的性能指标，有针对性的选择了主要元件及确定了相关的参数。 2.3系统硬件方面 微处理器，是整个控制系统的核心，完成温度的监测、当前温度显示等基本功能。由于本系统的功能并不是很复杂，而且对CPU速度要求并不是很高，选用8位CPU的8051单片机。 存储器存储器选用集成度高、价格低廉的6264型EPROMo 接口:选用1片可编程的并行工//O接口8155用作键盘显示器的接口。 抗干扰电路:在系统的弱电部分的电源入口处对地跨接1个1f电容与1个 O.lf电容，在系统内部各芯片的电源端对地跨接1个小电容(0.01f--0.1uf)o 模入通道:被采样的模拟信号经传感器后经放大滤波后进入A/D转换器。 开出通道:主要部分为可控硅控制温度和过零检测。 复位/监控:管理CPU复位