恒温控制电路的设计

中文摘要

题目：恒温控制电路的设计 摘要：近年来随着计算机技术在社会领域的渗透, 单片机的应用也在不断地的快速发展，同时推动传统控制检测日新月益的更新。在自动控制和实时检测的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部分，仅单片机方面技术是不够的，还应根据具体硬件结构与应用对象特点的软件结合，以作完善。 本论文从主要研究水温的恒温自动控制过程，主要应用AT89C51、DS18B20、LED数码管、MOC3041、可控硅。通过 DS18B20数字温度传感器采集温度，以单片机为中央控制器进行数据的处理和控制的分析，并通过四位LED数码管显示实时温度和各种状态值，然后单片机调制出PWM脉冲，通过PWM驱动可控硅的通断，实现温度的实时控制。 关键词：单片机系统；传感器；数据采集；模数转换器；温度 I

毕业设计(论文)外文摘要

Title : The design of control circuit ABSTRACT: With the computer technology in recent years, the penetration in the social sphere, SCM applications are constantly rapid development, while promoting traditional control detects the rapidly growing updated. In automatic control and real-time detection of microcomputer application system, the micro controller is often used as a core part only of SCM technology is not enough, but also according to the specific characteristics of the hardware structure and application software objects combine to make perfect. The major research paper from the automatic thermostat temperature control process, the main application AT89C51, DS18B20, LED digital tube, MOC3041, triac. By collecting temperature DS18B20 digital temperature sensor, a micro controller as the central controller for data processing and control analysis, and through the four LED digital display real-time temperature and various status values, then a single-chip PWM pulse modulated by PWM drive can be silicon-off control, to achieve real-time temperature control. KEY WORDS: MCU system; sensor; data acquisition; analog-to-digital converter; temperature I

目录

第1章 前言......................................................................................................... １

1.1课题的背景及其意义 .............................................................................. １ 1.2课题研究的内容及要求 ........................................................................... １ 1.3课题的研究方案 ...................................................................................... ２ 第2章 设计理论基础 .......................................................................................... ５

2.1 AT89C51系列单片机介绍 ....................................................................... ５ 2.2光电耦合器MOC3041 ............................................................................... ６ 2.3双向可控硅 ............................................................................................. ６ 2.4移位寄存器74LS164 ............................................................................... ７ 2.5数码显示管LED ....................................................................................... ８ 2.6数字温度计DS18S20 ............................................................................... ９

2.6.1 DS18S20的主要特性 .................................................................... ９ 2.6.2 DS18B20测温原理 ..................................................................... １０

第3章 硬件电路设计 ....................................................................................... １２

3.1 单片机控制单元 .................................................................................. １３ 3.2 温度采样电路 ...................................................................................... １３ 3.3 显示电路 ............................................................................................. １４ 3.3 调节执行单元 ...................................................................................... １４ 第4章 软件设计 .............................................................................................. １６

4.1主程序流程图 ...................................................................................... １６ 4.2中断子程序流程图 ............................................................................... １７ 4.3按键流程图 .......................................................................................... １８ 4.4显示流程图 .......................................................................................... １８ 4.5 PID控制算法子程序 ........................................................................... １９ 第5章 系统调试及结论分析 ........................................................................... ２０

5.1硬件调试 .............................................................................................. ２０ 5.2软件调试 .............................................................................................. ２０ 5.3结论分析 .............................................................................................. ２１

I

第6章 结束语 .................................................................................................. ２２ 参考文献 ........................................................................................................... ２３ 致谢 ................................................................................................................... ２４

II

第1章 前言

1.1课题的背景及其意义

21世纪是科学技术高速发展的信息时代，电子技术、单片机技术的应用已经是非常广泛，伴随着科学技术和生产的不断发展，在生产生活中需要对各种参数进行温度测量。因此温度一词在生产生活之中出现的频率日益增多，与之相对应的，温度控制和测量也成为了生活生产中频繁使用技术，同时它们在各行各业中也发挥着非常重要的作用。如在日趋发达的工业领域之中，利用测量与控制温度来保证生产的正常运行。在农业生产中，用于保证蔬菜大棚的恒温保产等。

温度值是表征物体冷热程度的一个物理量，温度的测量则是工农和业生产过程中一个很重要也普遍的参数。温度的测量及控制对保证产品的质量、提高生产的效率、节约能源、安全生产、促进经济的发展起到非常重要的作用。因为温度测量的普遍性，使得温度传感器的数量在各种传感器中居首。并且随着科学技术与生产的不断发展，温度传感器的种类仍然在不断增加和丰富以来满足生产生活中的各种需要。

在单片机温度控制系统中的关键是温度的测量、温度的控制和温度的保持，温度是工业控制对象中主要的被控参数之一。因此，单片机要对温度的测量则是对温度进行有效及准确的测量，并且能够在工业生产中得广泛的应用，尤其在机械制造、电力工程化工生产、冶金工业等重要工业领域中，担负着重要的测量任务。在日常工作和生活中，也被广泛应用于空调器、电加热器等各种室温测量及工业设备的温度测量。但温度是一个模拟量，需要采用适当的技术和元件，将模拟的温度量转化为数字量，才生使用计算机或单片机进行相应的处理。

1.2课题研究的内容及要求

本次毕业设计的题目是基于单片机的恒温控制系统设计。它是多种技术的结合，不仅涉及到软件的技术，而且还将应用电子技术和单片机的应用技术有机结合，其中还涉及自动控制理论；其具有较精度高、测量误差较小、稳定性好等特点。

1．课题的主要研究的内容。

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