简单温度控制新版专业系统设计方案报告.doc

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1、计算机控制系统实践课程设计报告设计题目：基于AT89C52RC温度控制系统指引教师：报告人 ：学号 ：报告日期 ：摘要本报告中所述温度控制系统，是基于AT89C52RC控制器闭环温度控制系统。控制系统通过数字温度传感器DS18B20采集水温传递给控制器。通过控制器对数据分析与解决，实现对继电器控制，从而实现对加热器启动与停止。通过对温度控制系统设计，咱们掌握了对一种简朴闭环系统设计。并实际动手完毕了这一过程，使得自己对知识学习从理论过渡到了实际应用之中。一、系统设计方案：图1 系统方案构造图1.1传感器DS18B20：DS18B20数字温度计提供9-12位摄氏温度测量并且有一种由高低电平触发可

2、编程不因断电而变化报警功能。DS18B20由一种单线接受或发送信息，因而解决器和DS18B20之间只由一根数据线连接。它测量范畴是-55125，并且在-1085之间，精度为5。除此之外，DS18B20可以从单数据线上汲取能量，除去了对外部电源需求。DS18B20惯用封装有SOIC、T0-9以及不锈钢密封封装。因本系统需测量水温，故选取不锈钢密封封装DS18B20。图2 DS18B20外围电路图1.2 驱动芯片ULN因51单片机灌/拉电流比较小（大概在20mA左右），本项目所选用继电器为SRD-05VDC-SL-C其线圈电流大概是72mA。因此在单片机管脚与继电器线圈之间需加入一种驱动芯片。为此

3、，本项目选用集成芯片ULN作为继电器驱动芯片。ULN是一种单片高电压、高电流达林顿晶体管阵列集成电路。它是由7对NPN达林顿管构成，它高电压输出特性和阴极箝位二极管可以转换感应负载。单个达林顿对集电极电流是500mA。达林顿管并联可以承受更大电流。此电路重要应用于继电器驱动器，字锤驱动器，灯驱动器，显示驱动器（LED气体放电），线路驱动器和逻辑缓冲器。ULN每对达林顿管均有一种2.7k串联电阻，可以直接和TTL或5V CMOS装置图3 达林顿管内部电路在温度控制系统中ULN用来驱动继电器线圈，其外围电路如图4：图4 ULN与继电器外围电路1.3 继电器 SRD-05VDC-SL-C本项目从硬件

4、功能上分，可以分为一次回路和二次回路。一次回路重要设备就是加热器。二次回路即单片机控制回路。这是一种典型弱点控制强电系统。咱们用单片机发出控制信号作为一次回路开关操作信号。实现这一过渡器件就是继电器。依照单片机参数以及一次回路电流、电压大小，咱们选取了SRD-05VDC-SL-C继电器。该继电器线圈供电电压是直流5v电压，拥有一种单刀双掷开关。咱们将开节点接在火线上，控制加热启动与停止。继电器如图5图5 SRD-05VDC-SL-C继电器实物图二、程序设计2.1程序系统框图设计图6 程序流程图系统上电后，进行设备初始化，涉及继电器、批示灯、中断初始化。然后系统进入循环，控制器命令DS18B20

5、不断采集温度信息，并进行解决。最后运用中断进行判断，中断采用16位非自动重装计数，计时间隔3ms。当温度不大于30时进行加热，当温度不不大于30时停止加热。总结通过本次对于温度控制系统设计，使我理解了设计闭环控制系统大体流程。通过对系统所需器件选型、焊接与调试，使自己实际动手能力得到了锻炼。此外，通过对控制系统设计还锻炼了咱们编程能力，以及使用软件绘制电路原理图能力。在制作过程中，咱们也遇到了某些问题，通过查找资料，小组讨论以及小组答疑形式这些问题也都得到理解决。在教师耐心指引下，通过咱们共同努力，最后完毕了这个项目。温度控制系统设计让咱们能有机会把自己学过东西应用于实际之中，解决实际问题，这

6、让咱们受益匪浅。附录1 温度控制系统电路原理图附录2 AT89C52RC程序#include reg52.h#include#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned intsbit relay=P20； / 继电器线圈sbit ds=P27； / DS18B20数据线sbit ledrun=P25； / 加热批示灯int tempValue1;unsigned int temp;bit heat_flag=0;uchar code th0=(65535-3000)/256;uchar code tl0=(65535-3

7、000)%256; void delay(unsigned int i)unsigned int j; while(i-) for(j=0;j0) i-; ds = 1； i = 4; while(i0) i-;void dsWait()unsigned int i; while(ds); while(ds)； i = 4; while(i 0) i-;bit readBit()unsigned int i; bit b; ds=0; i+； ds=1; i+；i+； b=ds; i=8; while(i0) i-； return b;unsigned char readByte()unsig

8、ned int i; unsigned char j，dat; dat = 0; for(i=0；i8；i+) j = readBit(); dat = (j 1); return dat;void writeByte(unsigned char dat)unsigned int i; unsigned char j; bit b; for(j = 0；j = 1; if(b) ds = 0; i+；i+； ds = 1； i = 8；while(i0) i-； else ds = 0; i = 8；while(i0) i-； ds = 1; i+；i+； void sendChangeCmd

9、()dsInit()； dsWait()； delay(1)； writeByte(0xcc)；writeByte(0x44)；void sendReadCmd()EA=0; dsInit(); dsWait(); delay(1); writeByte(0xcc)；writeByte(0xbe)；EA=1;int getTmpValue() unsigned int tmpvalue; int value； float t; unsigned char low，high;EA=0; sendReadCmd(); low = readByte(); high = readByte(); tmp

10、value = high; tmpvalue 0 ?0.5 ：-0.5)； return value;EA=1;void Init_timer0()TMOD=0x01;TH0=th0;TL0=tl0;EA=1;ET0=1;TR0=1;void timer0() interrupt 1TR0=0;if(heat_flag=1)relay=1;Ledrun=1;elserelay=0;Ledrun=0;TH0=th0;TL0=tl0；TR0=1;void main()ledrun=0;relay=0;Init_timer0();while(1) sendChangeCmd(); tempValue1 = getTmpValue(); temp = abs(tempValue1); if(temp3000) heat_flag=1; else heat_flag=0;