文档介绍：毕业设计(论文)
题目: 基于单片机的热水控制器
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论文完成时间: 2008 年 06 月 05 日
目录
摘要 3
1 绪论 3
2 系统的总体设计 3
3 系统的主要硬件介绍 4
单片机介绍 4
4
单片机编程语言介绍 6
系统选择 7
AT89C51引脚功能介绍 8
温度传感器DS18B20 10
DS18B20简介 11
DS18B20的硬件连接 12
4 热水控制器的系统设计 13
13
温度检测部分 13
LED数码管显示电路 13
报警及控制输出部分 14
单片机及按键电路设计 15
软件系统设计 17
系统程序流程图 17
单片机软件开发语言 18
DS18B20驱动程序 19
系统的程序源代码 23
参考文献 28
附:系统整体硬件电路图 29
摘要
本文以单片机AT89C51为核心,从DS18B20温度检测的数据采集、设定值调整、LED数码管显示电路、报警及输出控制电加热器等几个方面出发,详细研究和设计了基于单片机的热水控制器的各个部分内容,设计了单片机及其外围电路,并结合一套经典的程序算法。给出了一套合理的基于单片机的热水控制器软硬件解决方案。
关键字温度检测 DS18B20 单片机温度控制
1 绪论
单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛,并且在很多电子产品中也将其用到温度检测和温度控制。基于单片机的热水控制器较传统的温度控制器具有更高的智能性,并且系统的功能更加易于扩展和升级,是一种低成本的温度检测、控制方案。
在一些温控系统电路中,广泛采用的是通过热电偶、热电阻或PN结测温电路经过相应的信号调理电路,转换成A/D转换器能接收的模拟量,再经过采样/保持电路进行A/D转换,最终送入单片机及其相应的外围电路,完成监控。但是由于传统的信号调理电路实现复杂、易受干扰、不易控制且精度不高。本文介绍单片机结合DS18B20热水控制器设计,本系统用一种新型的可编程温度传感器(DS18B20),不需复杂的信号调理电路和A/D转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理,实现方便、精度高,可根据不同需要用于各种场合。
2 系统的总体设计
单片机的热水控制器需要完成温度的检测并可以通过按键设定调整最高温度和最低温度值、能够显示当前温度值、最高温度和最低温度值,同时要实现水温超过最高温度+3度时,停止电热棒加热并报警;当水位低于最低温度-3度时,启动电热棒加热等功能。需要系统包括单片机最小系统电路和按键电路、LED显示电路、温度检测部分、报警和控制输出等主要部分,系统地总体设计狂徒如下图所示:
LED
数码管显示
DS18B20
温度检测部分
单片机
报警和
输出控制部分
按键
电路
系统整体设计框图
3 系统的主要硬件介绍
单片机介绍
单片微机(Single-Chip puter)简称单片机,通常统称微控制器(Micro-Controller 简写μC)或微型处理部件(Micro Controller Unit 简写MCU)。一般的说,单片机就是在一块硅片上集成CPU、RAM、ROM、定时器/计数器、和多种I/O的完整的数字处理系统。二十世纪,微电子、IC集成电路行业发展迅速,其中单片机行业的发展最引人注目。单片机功能强、价格便宜、使用灵活,在计算机应用领域中发挥着极其重要的作用。从INTEL公司于1971年生产第一颗单片机Intel-4004开始,开创了电子应用的“智能化”新时代。单片机以其高性价比和灵活性,牢固树立了其在嵌入式微控制系统中的“霸主”地位,在PC机以286、386、Pentium、PⅢ高速更新换代的同时,单片机却“始终如一”保持旺盛的生命力。例如,MCS-51系列单片机已有十多年的生命期,如今仍保持着上升的态势就充分证明了这一点。
目前,单片机的系统结构有两种类型:一种是将程序和数据存储器分开使用, 即哈佛(Harvard)结构,当前的单片机大都是这种结构。(Von Neumann)类似的原理,对程序和数据存储器不作逻辑上的区分,用来存放用户程序,可分为EPROM、OTP、ROM和FLASH等类。
EPROM型内存编程后其内容可用紫外线擦除,用户可反复使用,故特别适用于开发过程,但EPROM型单片机价格很高。具有ROM型(掩膜型)内存的单片