《智能仪器工程规划》 课程规划陈述 姓 名 学 号： 学 院： 系(专业)： 题 目： 智能温度测控仪 2012 年 05 月 10 日 《智能仪器工程规划》课程规划陈述 温度操控体系的规划 摘要： 本规划以 AT89S51 单片机为中心的温度操控体系的作业原理和规划办法。温度 信号由温度芯片 DS18B20 收集，并以数字信号的方法传送给单片机。文中介绍了该控 制体系的硬件部分，包含：温度检测电路、温度操控电路、PC 机与单片机串口通讯电 路和一些接口电路 。单片机经过对信号进行相应处理，然后完成温度操控的意图。 文中还侧重介绍了软件规划部分，在这里选用模块化结构，首要模块有：数码管显现 程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、继电器操控程序、超温报警程 序。 -1- 《智能仪器工程规划》课程规划陈述 目录 1 导言…………………………………………………………………………………1 2 规划说明……………………………………………………………………………1 3 作业原理……………………………………………………………………………1 4 计划规划与证明……………………………………………………………………2 4.1 主操控部分 ………………………………………………………………………3 4.2 丈量部分………………………………………………………………………… 3 5 各单元的规划……………………………………………………………………… 8 5.1 键盘单元……………………………………………………………………………8 5.2 温度操控及超温文超温警报单元……………………………………………… 10 5.3 温度操控器材电路……………………………………………………………………11 5.4 温度测验单元…………………………………………………………………… 11 5.5 七段数码管显现单元…………………………………………………………………11 5.6 接口通讯单元 ……………………………………………………………………13 6 电源输入单元……………………………………………………………………14 7 程序规划…………………………………………………………………………15 7.1 概 述………………………………………………………………………………15 7.2 程序结构剖析…………………………………………………………………… 16 7.3 主程序…………………………………………………………………………… 17 8. 测验剖析………………………………………………………………………… 17 定论 ……………………………………………………………………………………18 附录 A 使用说明……………………………………………………………………… 19 附录 B 程序清单……………………………………………………………………… 19 -1- 《智能仪器工程规划》课程规划陈述 1 导言 温度操控体系广泛使用于社会生活的各个范畴 ,如家电、轿车、资料、电力 电子等 ,常用的操控电路依据使用场合和所要求的功能指标有所不同 , 在工业企 业中,怎么进步温度操控目标的运转功能一直以来都是操控人员和现场技术人员努 力处理的问题。这类操控目标惯性大,滞后现象严峻,存在许多不确定的要素,难以 树立准确的数学模型,然后导致操控体系功能欠安,乃至呈现操控不稳定、失控现 象。传统的继电器调温电路简略有用 ,但因为继电器动作频频 ,可能会因触点不良 而影响正常作业。操控范畴还很多选用传统的 PID 操控方法,但 PID 操控目标的模 型难以树立,并且当扰动要素不明确时,参数调整不方便仍是普遍存在的问题。而选用 数字温度传感器 DS18B20，因其内部集成了 A/D 转化器，使得电路结构愈加简略， 并且减少了温度丈量转化时的精度丢失，使得丈量温度愈加准确。数字温度传感器 DS18B20 只用一个引脚即可与单片机进行通讯，大大减少了接线的费事，使得单片 机愈加具有扩展性。因为 DS18B20 芯片的小型化，愈加能够经过单跳数据线就能够 和主电路衔接，故能够把数字温度传感器 DS18B20 做成探头，探入到狭小的当地， 增加了有用性。更能串接多个数字温度传感器 DS18B20 进行规模的温度检测。 2 规划说明 规划依据单片计算机的温度操控器，用于操控温度。详细如下: 1. 温度接连可调，规模为 0℃-40℃ 2. 超调量σ %≤20% 3. 温度差错≤±0.5℃ 4. 人-机对线- 《智能仪器工程规划》课程规划陈述 3 作业原理 温度传感器 DS18B20 从设备环境的不同方位收集温度，单片机 AT89S51 获取采 集的温度值，经处理后得到当时环境中一个比较稳定的温度值，再依据当时设定的温 度上下限值，经过加热和降温对当时温度进行调整。当收集的温度经处理后超越设定 温度的上限时，单片机经过三极管驱动继电器敞开降温设备 (紧缩制冷器) ，当收集 的温度经处理后低于设定温度的下时 , 单片机经过三极管驱动继电器敞开升温设备 (加热器) 。 当因为环境温度改变太剧烈或因为加热或降温设备呈现毛病，或许温度传感头出 现毛病导致在一段时间内不能将环境温度调整到规则的温度限内的时分，单片机经过 三极管驱动扬声器宣布警笛声。 体系中将经过串口通讯衔接 PC 机存储温度改变时的历史数据，以便调查整个温 度的操控进程及监控温度的改变全进程。 PC 机 键盘电路 DS18B20 温度芯片 数据传输 输入电源 MAX232 电平转化 芯片 片 AT89S51 8BIT CPU 数据显现 超温报警 继电器 1 紧缩制冷器 继电器 2 N 加热器 3-1 作业原理图 -2- 《智能仪器工程规划》课程规划陈述 4 计划规划 4.1 温度丈量部分计划 DS18B20 是 DALLAS 公司出产的一线式数字温度传感器，它具有微型化、低功耗、 高性