《智能温度控制器设计与实现》
课程设计报告
学 校: 湖北师范学院
专 业: 信息工程
班 级: 0402
姓 名: 马娅 程家怀 曾庆红
指导教师: 陈琦 田开坤 黎明
二00六年 12 月 30 日
目 录
1.课程名称:《智能温度控制器设计与实现》
2.设计任务和要求
监测周围环境及物体温度,并实现人们对周围环境及物体的温度的了解或进行实时调控.当温度到达所设的温度时,就会发出警戒.
3. 方案比较选择与论证
方案一:用汇编语言进行编程,以驱动硬件.
该系统直接用C52的P0口驱动数码管,但是P0口不具备数据保持能力,需要接一定大小的上拉电阻,显示方式采用扫描法.3个按键同样接有上拉电阻,这样可以有效地消除因键盘抖动所造成的误操作.且须焊的导线和结点多,从而使电路布线复杂,不好布置和容易弄错,检测电路时带来不便.
方案二:运用C语言编程,以实现电路功能.
该系统直接用S52的P0口驱动数码管,但是P0口不具备数据保持能力,需要接一定大小的上拉电阻,显示方式采用扫描法.用1个按键实现复位功能,数码管直接有上拉电阻,这样可以有效地消除因键盘抖动所造成的误操作.
综上所述:我们采用方案二,其系统框图如下:

4.方案的原理图
4,1原理图
电路设计图
电路仿真图
4.2硬件电路主要有五个功能模块,具体如下:
传感器电路,数据采集电路,主机电路,显示电路,复位电路和报警电路.
(1) 主机电路的设计:
主机选用52系列单片机AT89S52来实现,利用单片机软件编程灵活,自由度大的特点,力求用软件完善各种控制算法和逻辑控制.本系统选用的AT89S52芯片时钟可达12MHz,运算速度快,控制功能完善.其内部具有128字节RAM,而且有4KB的flash ROM 不需要外扩展存储器,可使系统整体结构更为简单,实用.
(2) I/O通道的硬件电路的设计:
就本系统而言,需要实现实时读出温度,DS18B20传感器采集数据,采用串行通信,通过P1.3口送入单片机,实现单总线控制,通过数码管显示出温度.
(3) 数据采集电路的设计:
数据电路主要由温度传感器等组成.由于控制温度要求精度要为0.01度,而考虑到测量干扰和数据处理误差,只有温度传感器的精度应更高才能保证控制精度的实现.故温度传感器需要区分0.01度.由于测量范围为0-99.99度,以0.01度作为响应的分度要求.为了达到测量高精度的要求,选用温度传感器DB1820,DB1820具有较高精度.DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量,以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供,以0.0625℃/LSB形式表达,其中S为符号位.
这是12位转化后得到的12位数据,存储在18B20的两个8比特的RAM中,二进制中的前面5位是符号位,如果测得的温度大于0,这5位为0,只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度;如果温度小于0,这5位为1,测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度.
例如:+125℃的数字输出为07D0H,+25.0625℃的数字输出为0191H,-25.0625℃的数字输出为FF6FH,-55℃的数字输出为FC90H.
(4)显示电路的设计:
采用软件查询,动态扫描的方法来设计,低电平有效.原理框图中按键AN1与RST相连,构成复位电路.我们采用的是四联体数码管,其具体引脚排列如下:
S4 a f S3 S2 b
e d · c g S1
其中S1—S4为字选信号,a—g为位选信号
(5)越界报警电路的设计:
采用发光二极管跟原理框图中的P1.0引脚相连,因P1口皆为高电平,当周围的环境或物体温度达到37度时,单片机给P1.0脚置低电平,此时发光二极管就会发光以作为警戒.

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