本科毕业论文基于STC89C51单片机温控系统设计与制作工学学士.doc

commonly used circuit, makes the whole design is more complete, more flexible. Keywords: DS18B20; STC89C51; MCU; control; simulation 1.绪论 1.1 温度控制系统设计的背景及意义 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。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。 1.2 饮水机温度控制系统的目的 饮水机的温度控制系统，能有效的利用水资源和电源。过低的温度或者过高的温度都会使水资源造成浪费，在全球水资源缺乏的今日，我们更应该掌握好水温的控制。本设计为一个单片机的饮水机的温度控制系统，此系统可以实时检测饮水的水温，并且可以通过液晶管显示饮水机的温度，可以通过键盘对饮水机的水进行加热，当低于设定的温度下限时进行加热，本设计是对温度进行实时监测与控制，设计的系统主要实现了以下功能： 1.在液晶显示当前温度的大小，精度为四分之一度，并显示温度控制的上限值和下限值。 2.单位转换，把显示温度的单位从摄氏温标与华氏温标进行互换。 3.温度控制，当温度超出上限值就关闭继电器，当温度低于下限值就启动继电器。 4.温度控制的上限和下限的设置，通过矩阵键盘的输入修改上限值和下限值。 5.蜂鸣器报警，当温度超出上限值蜂鸣器进行报警。 1.3 系统总体设计思想 方案一：使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化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，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。 方案二：使用温度传感器，结合单片机电路设计，采用一只DS18B20温度传感器，温度传感器中DS18B20因为体积小、抗干扰能力强和精度高等特点，更适合要求，电路也不复杂，容易读取温度，进行转换。 比较以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计容易实现，而且优越性更高，使用更方便。故实际设计中拟采用方案二。 2.系统的硬件组成 2.1系统的电路设计方框图 本系统的电路总体设计框图如图2-1所示，它由三部分组成:①控制部分主芯片采用单片机STC89C51；②显示部分采用LCD1602实现温度显示；③温度采集部分采用DS18B20温度传感器。 继电器 单 片 机 继电器 单 片 机 DS18B20 LCD显示 蜂鸣器 图2-1总体设计框图 2.2控制部分 一、主要功能特性 单片机STC89C51，它是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内2个16位定时器/计数器、8KBROM/EPROM、256B RAM、6个中断源等，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的STC89C51可为许多嵌入式控制应用系统供给高性价比的解决方案。 二、STC89C51具有如下特点： （1）、兼容MCS51指令系统 　　（2）8k可反复擦写(大于1000次）Flash ROM； 　　（3）32个双向I/O口； 　　（4）256x8bit内部RAM； 　　（5）2个16位可编程定时/计数器中断； 　　（6）时钟频率0-24MHz； 　　（7）2个串行中断，可编程UART串行通道； 　　（8）2个外部中断源，共8个中断源； 　　（9）2个读写中断口线，3级加密位； 　　（10）低功耗空闲和掉电模式， HYPERLINK /view/37.htm \t _blank 软件设置睡眠和唤醒功能； 　　（