毕业设计说明书Biyeshejishuomingshu地 市: 三 门 峡 准考证号: 课 题: 试验室温度检测与限制系统设计 专 业: 机电一体化 姓 名: 白凯龙 指导老师: 姚 远 河南省高等教化自学考试高等教化自学考试毕业设计指导老师看法书看法指导老师职称年 月 日高等教化自学考试毕业设计评阅看法书看法评阅老师职称年 月 日高等教化自学考试毕业设计答辩成果评定书评 语：成果总评：答辩委员会主任：答辩小组 组长：答辩小组 成员：年 月 日高等教化自学考试毕业设计任务书一、 题目 试验室温度检测与限制系统设计 二、 本环节自2012 年 5 月 10 日起至 2012 年 9 月10日止三、 进行地点 三门峡职业技术学院 四、 内容要求 设计的温度限制系统实现了基本的温度限制功能：当温度低于设定下限温度时，系统自动启动加热继电器加温，使温度上升，同时绿灯亮。当温度上升到下限温度以上时，停止加温；当温度高于设定上限温度时，系统自动启动降温，使温度下降，同时红灯亮。当温度下降到上限温度以下时，停止降温。温度在上下限温度之间时，执行机构不执。 指导老师：姚远 批准日期: 试验室温度检测与限制系统设计摘 要温度是日常生活中无时不在的物理量，温度测量与限制广泛应用于生产生活中的各个方面，特殊是在试验室中，温度自动限制已经成为一个相当成熟的技术，采纳单片机对它们进行限制不仅具有限制便利、简洁、敏捷性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量。因此，智能化温度限制技术正被广泛地采纳。本温度设计采纳现在流行的AT89S51单片机，配以DS18B20数字温度传感器，该温度传感器可自行设置温度上下限。单片机将检测到的温度信号与输入的温度上、下限进行比较，由此作出推断是否启动继电器以开启设备。本设计还加入了常用的数码管显示及状态灯显示灯常用电路，使得整个设计更加完整，更加敏捷。该设计已应用于试验室，可对试验室温度进行智能监控。 【关键词】 温度箱，AT89S51，单片机，限制，模拟 ABSTRACT Temperature in daily life is not in the physical quantity, temperature measurement and control is widely used in production and life in all aspects, especially in the test chamber, temperature automatic control has become a relatively mature technology, using SCM to control them, not only has the convenient control, simple, such as the characteristics of flexibility, but also can greatly improve the temperature was charged with the technical indicators, which can greatly improve the product quality. Therefore, intelligent temperature control technology is being widely used. The design temperature of the popular AT89S51microcontroller, with DS18B20 digital temperature sensor, the temperature sensor can set the upper and lower limits of the temperature. The microcomputer detects the temperature of the input signal and temperature, the lower comparisons, this judgment whether to activate the relay to open the equipment. The design also includes commonly used digital tube display and state lights commonly used circuit, making the whole design more complete, more flexible. The design has been applied to laboratory, the laboratory intelligent temperature control. KEY WORDS: temperature box, AT89S51, MCU, control, simulation目 录前言1第一章 总体设计方案21.1 方案一21.2 方案二2其次章 DS18B20温度传感器简介72.1 温度传感器的历史及简介72.2 DS18B20的工作原理72.2.1 DS18B20工作时序72.2.2 ROM操作吩咐92.3 DS18B20的测温原理102.3.1 DS18B20的测温原理102.3.2 DS18B20的测温流程11第三章 单片机接口设计123.1 设计原则123.2 引脚连接123.2.1 晶振电路123.2.2 串口引脚123.2.3 其它引脚13第四章 系统整体设计144.1 系统硬件电路设计144.1.1 主板电路设计144.1.2 各部分电路144.2 系统软件设计174.2.1 系统软件设计整体思路174.2.2 系统程序流图174.3 调试22结束语24参考文献32致 谢33前 言随着社会的发展，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限制系统发展的主流方向。特殊是近年来，温度限制系统已应用到人们生活的各个方面，但温度限制始终是一个未开发的领域，却又是与人们休戚相关的一个实际问题。针对这种实际状况，设计一个温度限制系统，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。在工业生产和试验探讨中，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，温度经常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。比如，试验室温度必需限制在确定的范围之内；很多化学反应的工艺过程必需在适当的温度下才能正常进行；没有合适的温度环境，很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，各行各业对温度限制的要求都越来越高。可见，温度的测量和限制是特别重要的。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限制。随着温度限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限制器应运而生。本设计的内容是温度检测与限制系统，限制与检测对象是温度。温度限制在日常生活及工业领域应用相当广泛，比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度限制。而以往温度限制是由人工完成的而且不够重视，其实在很多场所温度都须要监控以防止发生意外。针对此问题，本系统设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度限制系统。本设计是对试验室温度进行实时监测与限制，设计的温度限制系统实现了基本的温度限制功能：当温度低于设定下限温度时，系统自动启动加热继电器加温，使温度上升，同时绿灯亮。当温度上升到下限温度以上时，停止加温；当温度高于设定上限温度时，系统自动启动风扇降温，使温度下降，同时红灯亮。当温度下降到上限温度以下时，停止降温。温度在上下限温度之间时，执行机构不执行。三个数码管即时显示温度，精确到小数点一位。第一章 总体设计方案1.1 方案一测温电路的设计，可以运用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变更的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计须要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。1.2 方案二考虑运用温度传感器，结合单片机电路设计，采纳一只DS18B20温度传感器，干脆读取被测温度值，之后进行转换，依次完成设计要求。比较以上两种方案，很简洁看出，采纳方案二，电路比较简洁，软件设计简洁实现，故实际设计中拟采纳方案二。在本系统的电路设计方框图如图1.1所示，它由三部分组成:限制部分主芯片采纳单片机AT89S51；显示部分采纳3位LED数码管以动态扫描方式实现温度显示；温度采集部分采纳DS18B20温度传感器。加热继电器制冷继电器单 片 机DS18B20LED显示指示灯 图11 温度计电路总体设计方案（1）限制部分单片机AT89S51具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只须要两个口就能满意电路系统的设计须要，很适合便携手持式产品的设计运用，系统应用三节电池供电。（2）显示部分显示电路采纳3位共阳LED数码管，从P0口送数，P2口扫描。（3）温度采集部分DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能干脆读出被测温。这一部分主要完成对温度信号的采集和转换工作，由DS18B20数字温度传感器及其与单片机的接口部分组成。数字温度传感器DS18B20把采集到的温度通过数据引脚传到单片机的P1.0口，单片机接受温度并存储。此部分只用到DS18B20和单片机，硬件很简洁 1) DS18B20的性能特点如下： 独特的单线接口仅须要一个端口引脚进行通信； 多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能； 无须外部器件； 可通过数据线供电，电压范围为3.05.5V； 零待机功耗； 温度以3位数字显示； 用户可定义报警设置；