文档介绍：毕业设计
基于51单片机的多路温度采集控制系统设计
学生姓名: 马欢
所在系别: 信息工程
所学专业: 信息工程
导师姓名: 左现刚
完成时间:2010年5月20日
基于51单片机的多路温度采集控制系统设计
【摘要】本系统以AT89C51单片机为控制核心技术的多路温度采集控制系统,该系统提供8路温度信号采集,经A/D转换后送单片机LED显示。系统由热敏电阻温度传感器测量环境温度,将其电压值送入ADC0809的IN0通道进行模数转换,转换所得的数字量由数据端D7-D0输出到89C51的P0口,经软件处理后将测量的温度值经单片机的RXD端串行输出到74LS164,经74LS164串并转换后,输出到数码管的7个显示段,用数字形式显示出当前的温度值。该系统电路简单、可靠性高,能解决实际应用中的问题。
引言:
温度是工业控制中主要的被控参数之一,特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中,具有举足轻重的作用。随着现代信息技术的飞速发展,温度测量控制系统开始在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色,它对人们的生活具有很大的影响,所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。
本次设计的目的在于学****基于51单片机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点,可以说,智能控制与自动化的核心就是单片机。目前,一个学****与应用单片机的高潮在全社会大规模兴起。学****单片机的最有效的方法就是理论与实践并重。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元,为了进行数据处理,单片机控制数字温度传感器,把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后,发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态,同时将当前温度信息发送到LED进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示,可以使用按键来设置温度限定值,通过进行温度数据的运算处理,发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。
我所采用的控制芯片为AT89c51,此芯片功能较为强大,能够满足设计要求。通过对电路的设计,对芯片的外围扩展,来达到对某一车间温度的控制和调节功能。
正文:
系统概述
系统功能及实现原理
1、1系统设计目标用单片机对温度进行实时监测和控制,以解决工业及日常生活中对温度的及时自动控制问题;用十进制数码管显示实际的温度值,方便人工监视;用键盘输入温度控制范围值,便于在不同应用场所设置不同的温度范围值。当实际温度值不在该范围时,系统自动调节温度,以保持设定的温度基本不变,达到自动控制的目的。
1、2系统设计的出发点在达到对温度的监测和控制基础上,达到一定的测控精度,并尽量使系统的可靠性高、稳定性好。性价比高、速度快、使用灵活、实现容易、便于扩充。
1、3设计原理本设计采用89c51单片机应用系统来实现设计来实现设计要求,因89c51在片内含4KB的EEPROM,不需外扩展存储器,可使系统整体机构简单。利用89c51串行口输出工作方式,使89c51的利用率大大提高,外部电路得以简化。89C51可直接对键盘进行扫描读数,可直接用串/并转换模块74LS164驱动LED显示温度值。因其利用率高,负载重,后向电路只需加一块同向驱动器即可正常工作。在串行传输数据时,频率可达到1MHz,对温度的显示完全达到测控精度要求。
1、4具体方案硬件电路有单片机、拨码开关、显示器、温度采集电路、执行部件等构成,框图如下
温度采集
A/D装换
89
C51
单片机
显示器
键盘
执行部件
系统硬件电路的元件选择及工作原理
本系统硬件包括:温度采集器件、A/D转换器件、单片机、I/D设备、键盘输入、控制执行器件等,各实现部分的元器件选择如下。
2、1温度采集器件选择采用基于单片机的温度采集传感器,其具有较高的精度和重复性,不需要辅助电源,线性好,使用方便,可实现远距离测量,便于微机系统远程测控。
2、2I/O设备单片机是通过I/O口线与外部电路连接的,I/O口即可作输入口又可作输出口,即可工作在串行方式下,又可以并行方式工作。常用的I/O扩展芯片有8155、8212、8255、键盘/显示接口8279等。本系统利用8951串行口输出工作方式,可直接驱动数码管、发光二极管,直接扫描键盘,充分利用资源,简化系统电路。
2、3控制执行部件用键盘输入温度控制范围值,此处选用10线拨码开关,其简单易行,方便直观,而阵列式键盘或拨码盘结构复杂,使用不灵活。
用共阳极数码管LED显示温度值。
输出控制部分在此只用各种颜色发光二极管的亮灭进行各温度状态下系统对温度的调节方式的模拟演示。在实现过程中只要在相应的电路中通过继电器驱动电炉、电扇等加温降温执行部件即可。
3、硬件电路调试及调试中