湖南工業職業技術學院
畢業設計（**）
微控制器溫度控制系統
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畢業設計（**）任務書
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微控制器溫度控制系統
摘要溫度是日常生活中無時不在的物理量，溫度的控制在各個領域都有積極的意義。很多行業中都有大量的用電加熱裝置，如用於熱處理的加熱爐，用於融化金屬的坩鍋電阻爐及各種不同用途的溫度箱等，採用微控制器對它們進行控制不僅具有控制方便、簡單、靈活性大等特點，而且還可以大幅度提高被控溫度的技術指標，從而能夠大大提高產品的質量。因此，智慧型化溫度控制技術正被廣泛地採用。
本溫度設計採用現在流行的at89s51微控制器，配以ds18b20數字溫度感測器，該溫度感測器可自行設定溫度上下限。微控制器將檢測到的溫度訊號與輸入的溫度上、下限進行比較，由此作出判斷是否啟動繼電器以開啟裝置。
本設計還加入了常用的數碼管顯示及狀態燈顯示燈常用電路，使得整個設計更加完整，更加靈活。該設計已應用於花房，可對花房溫度進行智慧型監控。
關鍵詞: 溫度箱；at89s51；微控制器；控制；模擬
隨著社會的發展，科技的進步，以及測溫儀器在各個領域的應用，智慧型化已是現代溫度控制系統發展的主流方向。特別是近年來，溫度控制系統已應用到人們生活的各個方面，但溫度控制一直是乙個未開發的領域，卻又是與人們息息相關的乙個實際問題。針對這種實際情況，設計乙個溫度控制系統，具有廣泛的應用前景與實際意義。
溫度是科學技術中最基本的物理量之一，物理、化學、生物等學科都離不開溫度。在工業生產和實驗研究中，像電力、化工、石油、冶金、航空航天、機械製造、糧食儲存、酒類生產等領域內，溫度常常是表徵物件和過程狀態的最重要的引數之一。比如，發電廠鍋爐的溫度必須控制在一定的範圍之內；許多化學反應的工藝過程必須在適當的溫度下才能正常進行；煉油過程中，**必須在不同的溫度和壓力條件下進行分餾才能得到汽油、柴油、煤油等產品。
沒有合適的溫度環境，許多電子裝置就不能正常工作，糧倉的儲糧就會變質霉爛，酒類的品質就沒有保障。因此，各行各業對溫度控制的要求都越來越高。可見，溫度的測量和控制是非常重要的。
微控制器在電子產品中的應用已經越來越廣泛，在很多的電子產品中也用到了溫度檢測和溫度控制。隨著溫度控制器應用範圍的日益廣泛和多樣，各種適用於不同場合的智慧型溫度控制器應運而生。
本設計的內容是溫度測試控制系統，控制物件是溫度。溫度控制在日常生活及工業領域應用相當廣泛，比如溫室、水池、發酵缸、電源等場所的溫度控制。而以往溫度控制是由人工完成的而且不夠重視，其實在很多場所溫度都需要監控以防止發生意外。
針對此問題，本系統設計的目的是實現一種可連續高精度調溫的溫度控制系統，它應用廣泛，功能強大，小巧美觀，便於攜帶，是一款既實用又廉價的控制系統。
本設計是對溫度進行實時監測與控制，設計的溫度控制系統實現了基本的溫度控制功能：當溫度低於設定下限溫度時，系統自動啟動加熱繼電器加溫，使溫度上公升，同時綠燈亮。當溫度上公升到下限溫度以上時，停止加溫；當溫度高於設定上限溫度時，系統自動啟動風扇降溫，使溫度下降，同時紅燈亮。
當溫度下降到上限溫度以下時，停止降溫。溫度在上下限溫度之間時，執行機構不執行。三個數碼管即時顯示溫度，精確到小數點一位。
測溫電路的設計，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應，在將隨被測溫度變化的電壓或電流採集過來，進行a/d轉換後，就可以用微控制器進行資料的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，這種設計需要用到a/d轉換電路，感溫電路比較麻煩。
考慮使用溫度感測器，結合微控制器電路設計，採用乙隻ds18b20溫度感測器，直接讀取被測溫度值，之後進行轉換，依次完成設計要求。
比較以上兩種方案，很容易看出，採用方案二，電路比較簡單，軟體設計容易實現，故實際設計中擬採用方案二。
在本系統的電路設計方框圖如圖1.1所示，它由三部分組成:①控制部分主晶元採用微控制器at89s51；②顯示部分採用3位led數碼管以動態掃瞄方式實現溫度顯示；③溫度採集部分採用ds18b20溫度感測器。
圖2－1 溫度計電路總體設計方案
1. 控制部分
微控制器at89s51具有低電壓供電和體積小等特點，四個埠只需要兩個口就能滿足電路系統的設計需要，很適合便攜手持式產品的設計使用，系統應用三節電池供電。
2. 顯示部分
顯示電路採用3位共陽led數碼管，從p0口送數，p2口掃瞄。
3. 溫度採集部分
ds18b20溫度感測器是美國dallas半導體公司最新推出的一種改進型智慧型溫度感測器，與傳統的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫。這一部分主要完成對溫度訊號的採集和轉換工作，由ds18b20數字溫度感測器及其與微控制器的介面部分組成。數字溫度感測器ds18b20把採集到的溫度通過資料引腳傳到微控制器的p1.
0口，微控制器接受溫度並儲存。此部分只用到ds18b20和微控制器，硬體很簡單
1) ds18b20的效能特點如下[9]：
1) 獨特的單線介面僅需要乙個埠引腳進行通訊；
2) 多個ds18b20可以併聯在惟一的三線上，實現多點組網功能；
微控制器溫度控制系統設計
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