文档介绍：温度控制系统设计
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学院物理科学与技术学院
专业电子信息科学与技术
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物理科学与技术学院
绪论
随着社会的发展,科技的进步,以及测温仪器在各个领域的应用,智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来,温度控制系统已应用到人们生活的各个方面,但温度控制一直是一个未开发的领域,却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况,设计一个温度控制系统,具有广泛的应用前景与实际意义。
温度是科学技术中最基本的物理量之一,物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中,像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内,温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。比如,发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内;许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行;炼油过程中,原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境,许多电子设备就不能正常工作,粮仓的储粮就会变质霉烂,酒类的品质就没有保障。因此,各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见,温度的测量和控制是非常重要的。
单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛,在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样,各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构软硬件结合,加以完善。而51单片机是各单片机种最为典型和最有代表性的一种。本系统是基于MCS51系列单片机所设计的,可以实现键盘按键与数字动态显示并可以显示出实时温度。本系统基于单片机技术原理,以单片机芯片AT89C51作为核心控制器,通过硬件电路的制作以及软件程序的编制,设计制出一个温度控制系统,包括以下功能:1能设置需要控制的温度;2检测实际温度;3能显示设置温度和实际温度;4比较实际温度和设定温度,判断是否启动加热装置;该温度系统主要有LCD显示模块、LED状态灯模块、键盘模块、温度检测模块,复位模块等部分组成。
2011年1月4日于

目录
第一章 ……………………………
单片机温度控制系统方案………………………………………………
原理简介…………………………………………………………………
第二章系统硬件处理方案及原理…………………………………
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矩阵键盘模块 ………………………………………………
LCD液晶显示模块…………………………………………
单片机温控模块…………………………………………
第三章系统软件设计…………………………………………
主程序流程……………………………………………………
系统软件设计……………………………………………………
总结………………………
第一章单片机温度控制系统方案及原理简介
单片机温度控制系统方案
单片机温度控制系统是数控系统的一个简单应用。在冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各类工业中,广泛使用着加热炉、热处理炉、反应炉等,因此,温度是工业对象中一个主要的被控参数。
本单片机温度控制系统是以MCS-5l单片机为控制核心,其系统结构框图可表示为:系统采用单闭环形式,其基本控制原理为:将温度设定值和温度采样值同时送入控制电路部分,然后经过单片机运算得到输出控制量,输出控制量控制其他驱动电路,以此来对所要控制的对象进行温度控制,因此达到一定的温度。
温度显示
液晶驱动电路
矩阵键盘输入
单片机
状态指示灯
温度检测电路
时钟电路复位
图1-1 硬件电路设计框图
原理简介
本温度控制系统共有四个模块,分别是单片机控制系统,矩阵键盘电路,温度检测电路,液晶显示电路,其中以单片机控制系统为控制核心,如图1-1所示。
首先由温度检测电路对环境进行温度采集,本系统中检测电路中用的温度传感器是DS18B20,将所在环境温度检测出来,单片机读取温度数据,接着进行液晶显示。矩阵键盘输入设定的数据,然后与实际温度比较,决定加热还是降温,并在液晶显示屏上显示相应的状态。
系统总的原理图
见附1.
第二章系统硬件处理方案及原理
单片机控制电路模块
根据系统要求分析,我们选用MCS-51系列的单片机来完成系统设计,下面对MCS-51系列的单片作简要介绍。
MCS-51单片机有4个I/O端口