微控制器溫度控制系統設計

中北大學

課程設計說明書

學院：資訊與通訊工程學院

專業：電子資訊工程

學生姓名學號

課程設計題目：可程式設計溫控系統設計

起迄日期： 12月29日～1月 11日

課程設計地點：學院樓201實驗室

指導教師楊錄

學科部主任張丕壯

下達任務書日期: 2015 年 12 月28 日

課程設計任務書

1 設計要求及方案選擇 4

1.1設計要求 4

1.2方案選擇 4

2 理論分析與設計 4

2.1溫度採集電路的分析及設計 4

3 電路設計 6

3.1 硬體電路的設計 6

3.1.1 51微控制器 6

3.1.2溫度採集部分 7

3.1.3 溫度顯示部分 7

3.1.4 溫度處理電路 8

3.2　軟體的設計 8

4 系統測試 13

4.1除錯所用的基本儀器清單 13

4.2除錯結果 13

4.3　測試結果分析 11

5 語音錄放器的實現 12

總結 13

（1）製作完成溫度檢測系統（溫度感測器可選用ds18b20）。

（2）溫度檢測精度1度。

（3）溫度能控制在一定範圍內，超出溫度設定範圍時報警（聲光指示）。

（4）設計電路

（5）在keil中編輯、編譯、除錯程式，並在protuse中**。

（6）在matlab中實現語音錄放器的程式設計、**與除錯。

利用微控制器設計並製作溫度控制系統，電路組成框圖如圖所示。

圖1-1 電路組成結構圖

溫度感測器從使用的角度大致可分為接觸式和非接觸式兩大類，前者是讓溫度感測器直接與待測物體接觸，而後者是使溫度感測器與待測物體離開一定的距離，檢測從待測物體放射出的紅外線，達到測溫的目的。在接觸式和非接觸式兩大類溫度感測器中，相比運用多的是接觸式感測器，非接觸式感測器一般在比較特殊的場合才使用，早期得到廣泛使用的接觸式溫度感測器主要有熱電式感測器，其中將溫度變化轉換為電阻變化的稱為熱電阻感測器，將溫度變化轉換為熱電勢變化的稱為熱電偶感測器。現在的溫度感測器已經走向數位化，整合化，外形小，介面簡單，廣泛用於生活中的各個領域。

方案一：採用熱敏電阻

可以用熱敏電阻對溫度感應程度來實現對輸入訊號的改變，精度比較高，但是**比較貴。

方案二：採用熱電偶

熱電偶是目前接觸式測溫中應用也十分廣泛的熱電式感測器，它具有結構簡單、製造方便、測溫範圍寬、熱慣性小、準確度高、輸出訊號便於遠傳等優點。但是，由於熱電偶來採集溫度的話會用到運放的比較器電路，訊號放大電路，解碼器電路來將模擬訊號轉化為數碼訊號繼而在數碼管上顯示出來，電路結構過於複雜。

方案三：採用二極體

二極體在正嚮導通時由於少子的存在和導電性，所以導通電壓會受溫度影響，優點是**便宜，對電路要求低，但缺點是精度不高。

方案四：採用數位化溫度感測器ds18b20

ds18b20是美國半導體公司推出的第一片支援一線匯流排的溫度感測器，它具有微型化、低功耗、高效能、抗干擾能力強、易配微處理器的優點，可以直接將溫度轉化成序列數字供微處理器處理。用此前器件後續電路只需要用微控制器控制，電路簡單而且精確度高。

綜上所述：由於本次課設的要求是對乙個較範圍內的溫度進行採集，所以對精度的要求較高，考慮到成本問題，並且保證電路結構簡明，本次試驗採用方案三進行溫度採集。2.2溫度顯示電路的分析及設計

本次設計要求對所檢測的溫度訊號進行測量顯示，並且精確度至少為1攝氏度。

方案一：用數碼管顯示

通過51微控制器這個微處理器得到轉化後的溫度數值後，通過程式設定，是可以精確到小數點後兩位的，所以本次實驗中用4位數碼管就可以了，介面較少。並且數碼管消耗的電力比液晶顯示更加清晰，適合在白天等強光下顯示。缺點是只能夠顯示數字，不能夠顯示出其他有用資訊。

方案二：用1602液晶屏顯示

也可以利用1602來對轉換後的溫度進行顯示進行控制，但是由於液晶是反光式的，在外界光線很明亮時容易看不清楚。它的優點是可以顯示出文字資訊，很明了。另外，其**比數碼管要貴得多。

綜上所述：本次設計中主要是顯示出已經測到的溫度值，並不需要顯示其他文字資訊，考慮到**及可見清晰度問題，決定採用方案一。

運用74hc04、51微控制器、七段數碼管、led、晶振、電解電容、ds18b20按鍵、usb介面

組成全部系統

圖3-1 溫度控制系統原理

3.1.1 51微控制器

運用微控制器處理溫度轉化成的序列數碼訊號，實現訊號處理。將獲得的結果通過輸出裝置輸出顯示在七段數碼管上，並且在最後的處理部分也借用了p2和p3口的三個引腳，來點亮所需要點亮的led燈。

89c52微控制器組成結構中包含運算器、控制器、片記憶體儲器、並行i/o口、序列i/o口、定時/計數器、中斷系統、振盪器等功能部件。

圖3.1.1 微控制器控制部分電路

運用乙個ds18b20溫度感測器作為外部溫度的檢測部分，並將採集好的序列數碼訊號供微控制器處理。

圖3.1.2 獲取外界溫度電路

4個和四位七段數碼管組成顯示部分。

圖3.1.3 溫度顯示部分

按鈕來控制，使電路中的溫度有高有低。

按鈕按下，溫度高於設定的溫度時，led1亮；

按鈕按下，溫度正好是設定的溫度時，led2亮；

按鈕按下，溫度低於設定的溫度時，led3亮；

圖3.1.4 溫度控制部分

#include <>

#define w_io p1 //位選線從左往右分別與 p1.0-p1.3相連

#define s_io p0 //段選線從a-dp，分別與p0.0-p0.7相連

#define uchar unsigned char

#define ulong unsigned long

#define uint unsigned int

uint t;

uint temp;

float ftemp;

sbit led1=p2^0;

sbit led2=p2^4;

sbit led3=p3^1;

sbit ds=p3^4;

sbit aa=p3^5;

sbit bb=p3^6;

uchar time[4]; //數碼管要顯示的6位數字

int code s_data[10]=;

int code w_data[4]=;

void delayms(int time)//延時函式

{ int i,j;

微控制器溫度控制系統設計

基於微控制器溫度控制系統的設計開題報告

微控制器職能溫度調節器控制系統畢業設計

微控制器實現溫度控制

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