温度报警器说明书.docx
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温度报警器说明书
湄洲湾职业技术学院
温度报警器说明书
系别:
自动化工程系
年级:
10级专业:
电气自动化
姓名:
陈继洪学号:
10101010233
导师姓名:
李清生职称:
副教授
2013年5月27日
2.系统设计参数要求-2-
3.系统设计-3-
3.1系统设计总框图-3-
3.2各模块说明-3-
3.4系统印刷电路板制作图-6-
3.5系统的操作说明-6-
3.6系统操作注意事项-6-
参考文献-7-
致谢语-8-
附录-9-
附录1.电路总原理图-9-
附录2.电路板制作图-9-
附录3.元件清单-11-
1.前言
随着生产生活的需要,自动化控制越来越起到至关重要的作用。
温度控制是工业生产过程中很普遍的过程控制,人们需要对各种加热炉,热处理炉,反应炉等锅炉中温度进行测量与控制。
特别是冶金,化工、建材、食品、机械、石油等工业中,具有举足轻重的作用,其温度的控制效果直接影响着产品的质量,因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的,工业生产中温度控制具有单向性、时滞性、大惯性和时变性的特征,同时要实现温度控制的快速性和准确性,对于对于提高产品质量具有很重要的意义。
对于不同的场所、不同的工艺、不同的产品所需要的温度范围不同、精度也不同,则采用的温度测量元件以及温度测量方法和控制方法都有所不同;产品工艺不同、温度控制的精度不同、时效不同,则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同。
因此对温度的控制方法要多种多样。
随着电子技术和微型计算的迅速发展,微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。
利用微机对温度进行测控的技术也随之而产生。
现有的温度传感器大多为(热电偶)体积大,应用复杂,多为模拟信号,已经不在适合现代工业的灵活性要求了。
本设计是基于单片机的温度控制系统,为闭环系统,工作的可靠性高、精度高。
本设计主要围绕单片机进行设计,从实际应用出发,选取了体积小、精度相对较高的数字式温度传感器件DS18B20作为温度采集装置,以单片机89C2051作为主控芯片,1602作为显示输出,实现了对温度的实时测量,当温度超出设定范围系统将会自动调节加热或者降温系统,从而实现了实时恒温控制。
2.系统设计参数要求
该系统要求参数具体如下:
1.温度的检测选择DS18B20直接采集数据并以数字信号的形式传到处理器,以提高采样的精准度。
测温范围为-55~+125℃。
在-10~+85℃范围内误差为0.5℃。
2.采用单片机实现温度调节,具有较高的可靠性。
3.采取相应的措施(LED发光二极管闪烁),以提示用户温度和所需温度不同,从而实现对温度的控制。
3.系统设计
3.1系统设计总体框图
采用AT89C51作为主控单片机,温度模块选用DS18B20作为温度传感器,显示模块选用LCD1602,设置部分选用按键电路,其框图如图3.1所示。
图3.1系统设计框图
3.2各模块说明
3.2.1AT89S51单片机最小系统模块
本系统以AT89C51单片机为核心加上复位电路和晶振电路组成,本系统选用12MHZ的晶振,使得单片机有合理的运行速度。
该电路主要由单片机最小系统、温度测量模块、显示接口和报警模块组成。
图3.2.1最小系统模块
3.2.2温度测量模块
考虑温度传感器的测量精度和测量范围,本设计选择DS18B20温度传感器,如图3.3.2所示。
DS18B20温度传感器包含一个10位AD转换器,是一个以0.25的分辨力将温度数字化的温度传感器,测量范围是-55摄氏度到125摄氏度。
图3.3.2DS18B20温度传感器
3.2.3蜂鸣器模块
是由单片机为机给蜂鸣器提供一个低电平时,三极管导通驱动蜂鸣器发出单片机所设定的参数作为定时闹铃,其电路图(见图3.2.3所示)
图3.2.3蜂鸣器
3.2.4DS18B20温度传感器电路
图3.2.4温度传感器电路引脚图
3.2.5晶振控制电路
图3.2.5晶振控制电路图
3.3系统总原理图说明
该电路是由18B20温度传感器作为温度传感器材,由AT89C2051单片机进行数据处理,由0.56寸的三位共阳数码管显示温度值。
可由电脑USB接口供电,也可外接6V-16V的直流电源。
温度显示(和控制)的范围为:
-55ºC到125ºC之间,精度为1ºC,也就是显示整数。
如果你设定报警的温度为20ºC,则当环境温度达到21ºC时,报警发光二极管发光,同时继电器动作。
如果你不需要对温度控制(报警),可以将报警温度值设置高些。
如果控制的是某局部的温度,可将18B20用引线引出,但距离不宜过大。
(原理图见附录一)
3.4系统印刷电路板制作图
电路板制作图(见附录二)
3.5系统的操作说明
①如电路正常,接通电源后,只显示“ºC”符号,无温度值;
②按下AN3,先显示上次存贮下来的设定温度(报警控制)值,然后再显示环境温度值,并随环境温度的变化而变化;
③再按一下AN3,温度数字闪烁,待调节;
④接着按AN1或AN2:
按AN1为报警温度值变大,最大为125ºC;按AN2为报警温度值变小,最小为-55ºC;
⑤调好后再按一下AN3,调好的报警温度值被存贮,数码管又显示环境温度。
当温度达到存贮的报警值时,电路发出报警信号和动作。
3.6系统操作注意事项
1.形成“ºC”符号显示的单个数码管应倒过来放置,否则就达不到目的了;
2.7805稳压块,应贴着板子安装,节约空间,同时起散热作用,常温下,7805的温度不高;
3.18B20、1N4148、LED、三极管及电解电容等不要装反;
4.电阻为卧式安放;
5.建议用尖烙铁头,细焊丝进行焊接,确保无短路,无虚焊
参考文献
[1].李朝青,单片机原理及接口技术(简明修订版)[M].北京:
北京航空航天大学出版社,1998
[2].李广弟.单片机基础[M].北京:
北京航空航天大学出版社,1994
[3].金伟正.单线数字温度传感器的原理与应用[J].电子技术与应用,2000
[4].李钢.1-Wire总线数字温度传感器DS18B20原理及应用.现代电子技术[J],2005
[5].苏麟祥.DS1820数字温度传感器的功能特性及其应用.世界采矿快报,
2000(9)
[6].沙占友等.智能化集成温度传感器原理与应用.北京:
机械工业出版社,2002
[7].阎石.数字电子技术基础(第三版)[M].北京:
高等教育出版社,1989
致谢语
毕业论文的完成,大学生活也即将结束。
我们的校园生活就要划上句号,心中是无尽的难舍与留恋。
从这里走出,对我的人生来说,将是踏上一个新的征程,要把所学的常识行使到实际任务中去。
在此我想对我的母校,我的父母、亲人们,我的各位老师和同学表达我由衷的感谢。
这次的论文能够顺利的完成,首先要感谢的是我的父母,是他们给予了我们生命让我来到了这个世界,是他们含辛茹苦、无怨无悔地把我抚养,给了我无私的支持、关爱与呵护,让我拥有了不断前进的力量。
看到父母为了我的学费一点一点的存着,在烈热的太阳下辛勤工作,心中隐隐作痛。
除此之外,还要感谢我的母校湄洲湾职业技术学院给了我大学三年深造的机会,让我继续学习和提高;感谢所有的老师和同学们三年来的关心和鼓励。
老师们课堂上的激情洋溢,课堂下的谆谆教诲;同学们在学习中的认真热情,生活上的热心主动,所有这些都让我的三年里充满了感动。
本论文是在我的导师佘明辉主任的亲切关怀和悉心指导下完成的。
他严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。
从课题的选择到设计的最终完成,佘主任都始终给予我细心的指导和不懈的支持。
在此谨向佘主任致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
在这里,再次衷心地感谢所有关心、支持、帮助过我的老师、同学、亲人和朋友。
我会在未来的生活道路中,不断努力,不辜负你们的期望!
附录
附录1.电路总原理图
附录2.电路板制作图
附录3:
原件清单
元件名称
型号
个数
电阻
10k
7
电阻
4.7K
1
电容
470uf
1
电容
4.7uf
1
晶振
12MHZ
1
温度传感
SD18B20
1
单片机
AT89C51
1
按钮
-
5
蜂鸣器
-
1
液晶显示器
1602
1
电位器
103
1
USB电源插座
USB
1
USB电源线
60MM
1
继电器
5v2a
1
三极管
18B20
2
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