温度控制电路实验报告.docx

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温度控制电路实验报告

温度控制电路实验报告

篇一：

温度压力控制器实验报告

　　温度、压力控制器设计

　　实

　　验

　　报

　　告

　　设计题目：

温度、压力控制器设计

　　一、设计目的

　　1.学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握微机控制系统设计的基本方法；

　　2.学会单片机模块的应用及程序设计的方法；

　　3.培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。

　　二、设计任务及要求

　　1.利用赛思仿真系统，以MCS51单片机为CPU设计系统。

　　2.设计一数据采集系统，每5分钟采集一次温度信号、10分钟采集一次压力信号。

并实时显示温度、压力值。

　　3.比较温度、压力的采集值和设定值，控制升温、降温及升压、降压时间，使温度、压力为一恒值。

　　4.设温度范围为：

-10—+40℃、压力范围为0—100Pa；升温、降温时间和温度上升、下降的比例为1℃/分钟，升压、降压时间和压力上升、下降的比例为10Pa/分钟。

　　5.画出原理图、编写相关程序及说明，并在G6E及赛思仿真系统上仿真实现。

　　三、设计构思

　　本系统硬件结构以80C51单片机为CPU进行设计，外围扩展模数转换电路、声光报警电路、LED显示电路及向上位PC机的传输电路，软件使用汇编语言编写，采用分时操作的原理设计。

　　四、实验设备及元件

　　PC机1台、赛思仿真系统一套

　　五、硬件电路设计

　　单片微型计算机又称为微控制器，它是一种面向控制的大规模集成电路芯片。

使用80C51来构成各种控制系统，可大大简化硬件结构，降低成本。

　　1.系统构架

　　2.单片机复位电路

　　简单复位电路中，干扰易串入复位端，在大多数情况下不会造成单片机的错误复位，但会引起内部某些寄存器的错误复位，故为了保证复位电路的可靠性，将RC电路接斯密特电路后再接入单片机和外围IC的RESET引脚。

　　3.单片机晶振电路

　　晶振采用12MHz，即单片机的机器周期为1μs。

　　4.报警电路

　　5.A/D转换电路

　　ADC0809是采用CMOS工艺制成的8位8通道逐次逼近式模数转换器，可实现对8路模拟信号的分时进行A/D转换，其转换时间为100μs左右。

可用单一电源供电，此时模拟电压输入范围为0—5V，无需调零和满刻度调整。

分辨率为8位。

非调整误差为±1LSB。

三态锁存输出。

低功耗为15mW。

采用28脚DIP封装。

　　6.LED显示电路

　　利用74LS164采用串行通信技术送入显示单元，同时将P1口各位作为位选线来获取动态显示的效果。

　　7.上位机传输电路

　　8051的串列通讯是通过TXD脚将串列资料送出，RXD脚接收外部讯号，而8051的讯号是TTL准位讯号，就是输出0为接地电位，输出1为+5V，但电脑RS-232电器准位讯号却是以±12V输出，当8051要和RS-232通讯时，必须将准位讯号做转换才能连接，所以使用ICL232这个IC来作为准位转换之用，如下图所示是8051各ICL232的连接电路设计图。

　　ICL232内部提供一组将+5V转换成±12V的转换电路，以及两组TTL—RS232准位转换电路，使用时必须再加上4个电容才能起到电

篇二：

温度控制器实验报告

　　目录

　　第1节引言.................................................................................................................................................-2-

　　1.1温度控制器的概述.................................................................................................................................-2-

　　1.2设计目的，任务及要求.........................................................................................................................-2-

　　第2节系统硬件设计...................................................................................................................................-2-

　　2.1芯片的选择..............................................................................................................................................-2-

　　2.2.系统工作原理.......................................................................................................................................-4-

　　2.3系统的硬件构成及功能.........................................................................................................................-5-

　　2.3.1温度控制器总体电路图.............................................................................................................-5-

　　2.3.2单元电路功能简介.......................................................................................错误！

未定义书签。

　　第3节方案的设计之系统软件设计..........................................................................................................-5-

　　3.1系统主程序设计.....................................................................................................................................-5-

　　3.1.1主程序流程图..............................................................................................................................-5-

　　第4节性能测试和结果分析......................................................................................................................-6-4.

1温度校准..................................................................................................................................................-6-

　　4.2温度报警及风机控制..............................................................................................错误！

未定义书签。

　　第5节实训体会...........................................................................................................................................-6-参考文献.............................................................................................................................................................-7-

　　-1-

　　温度控制器的设计

　　第1节引言

　　随着对电器在节能、环保、舒适等方面的要求不断提高，越来越多的智能控制技术引入到电器中。

嵌入式智能家用电器也简称为智能家用电器。

在这种家用电器中，人机界面友好方便，由单片机对家用电器的基本功能进行控制，同时还模拟人的智能活动过程。

在控制过程中结合各种智能活动进行必要的处理，大大提高了家用电器的品质和性能，产生了更加优秀的控制效果，使人们得到更理想的服务。

　　1.1带时间显示的温度控制器的概述

　　温度控制器由单片机模块，数码管显示模块，按键模块，DS18B20的温度传感模块，风机控制及温度报警五大模块组成。

可实现温度实时检测，超过温度上下限报警并启动风机冷却等功能。

其中可以通过各个按钮控制设定各个数值（温度上下限）。

　　1.2本设计目的，任务及要求

　　基本功能要求：

　　1.完成温度进行测量，测量范围+20~+80度；

　　2.将温度测量值在六位LED数码管显示模块显示；

　　3.可以通过按键进行温度上下限报警设定；

　　4.超过温度上下限报警并启动风机冷却；

　　5.系统掉电时记录当前温度并在下次启动时显示

　　第2节系统硬件设计

　　2.1芯片的选择

　　在确定我们小组的主题任务后，我们小组进行了各个芯片的选择工作。

1传感器的选择

　　采用DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20。

测量温度范围为-55°C~+125°C，在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。

　　2单片机的选择

　　采用宏晶科技生产的STC89C52RC单片机作为控制器。

　　2.1.3显示器的选择

　　采用LED数码管设备显示常用电子元器件

　　方案的确定：

经过我们小组4人的讨论，考虑到功能，以及合理性等要求，我们最终决定本次设计使用到的元器件包括：

STC89C52芯片、数码管显示器、DB18B20。

其中STC89C52系统的核心，它主要负责控制各个部分的协调工作。

在其外围接上复位电路，显示器，上拉电阻，按钮等。

　　2.2工作原理

　　2.2.1DS18B20简介

　　DS18B20特点

　　1．单线结构，只需一根信号线和CPU相连。

　　2.不需要外部元件，直接输出串行数据。

　　3.可不需要外部电源，直接通过信号线供电，电源电压范围为3.3V～5V。

　　4．测温精度高，测温范围为：

一55℃～+125℃，在-10℃～+85℃范围内，精度为±O.5℃。

　　5．测温分辨率高，当选用12位转换位数时，温度分辨率可达0．0625℃。

　　6．数字量的转换精度及转换时间可通过简单的编程来控制：

9位精度的转换时间为93．75ms：

10位精度的转换时间187.5ms：

12位精度的转换时间750ms。

　　7.具有非易失性上、下限报警设定的功能，用户可方便地通过编程修改上、下限的数值。

　　8．可通过报警搜索命令识别哪片DS18820采集的温度超越上、下限。

　　DS18B20的读写操作介绍

（一）ROM操作命令：

　　1．读命令（33H）：

通过该命令主机可以读出DS18820的ROM中的8位系列产品代码、48位产品序列号和8位CRC校验码。

该命令仅限于单个DS18B20在线的情况。

　　2．选择定位命令（55H）：

当多片DS18820在线时，主机发出该命令和一个64位数，DS18820内部ROM与主机一致者，才响应命令。

该命令也可用于单个DS18820的情况。

　　3．查询命令（0F0H）：

该命令可查询总线上DS18B20的数目及其64位序列号。

　　4．跳过ROM序列号检测命令（OCCH）：

该命令允许主机跳过ROM序列号检测而直接对寄存器操作，该命令仅限于单个DS18820在线的情况。

　　5.报警查询命令（0ECH）：

只有报警标志置位后，DS18B20才相应该命令。

　　存储器操作命令：

　　1．写入命令（4EH）：

该命令可写入寄存器的第2、3、4字节，即高低温寄存器和配置寄存器。

　　复位信号发出之前，三个字节必须写完。

　　2．读出命令（0BEH）：

该命令可读出寄存器中的内容，复位命令可终止读出。

　　3．开始转换命令（44H）：

该命令使DS18B20立即开始温度转换，当温度转换正在进行时，主机这时读总线将收到O；当温度转换结束时，主机这时读总线将收到1。

若用信号线给DS18820供电，则主机发出转换命令后，必须提供至少相应于分辨率的温度转换时间的上拉电平。

　　4．回调命令（088H）：

该命令把EEROM中的内容写到寄存器TH、TL及配置寄存器中。

DS18820上电时能自动写入。

　　5．复制命令（48H）：

该命令把寄存器TH、TL及配置寄存器中的内容写到EEROM中。

　　6读电源标志命令（084H）：

主机发出该命令后，DS18B20将进行响应，发送电源标志，信号线供电发O，外接电源发1。

　　DS18820的复位及读写时序：

　　1．复位：

对DS18B20操作之前，首先要将它复位。

复位时序为：

（1）主机将信号线置为低电平，时间为480～960μS。

（2）主机将信号线置为高电平，时间为15～60μS。

　　（3）DS18B20发出60～240μS的低电平作为应答信号。

主机收到此信号后，才能对DS18820作其它操作。

　　2．写操作：

主机将信号线从高电平拉至低电平，产生写起始信号。

从信号线的下降沿开始，在15～60μS的时间内DS18820对信号线检测，如信号线为高电平，则写1，如信号线为0，则写0，从而完成了一个写周期。

在开始另一个写周期前，必须有1μS以上的高电平恢复期。

　　3．读操作：

主机将信号线从高电平拉低至低电平1μS以上，再使数据线升为高电平，产生读起始信号。

从主机将信号线从高电平拉低至低电平起15～60μS的时间内,DS18820将数据放到信号线上，供主机读取。

从而完成了一个读周期。

在开始另一个读周期前，必须有1μS以上的高电平恢复期。

　　2.2.2系统工作原理

　　基于这个设计的上述要求，根据功能要求，必须有单片机控制模块，风机控制及报警模块，数码管显示模块以及DS18B20的温度传感模块。

各个模块都有其自己的功能。

上电后，通过DS18B20可以检测到温度，并在显示器上显示，温度的上下限可由P1.4，P1.5,P1.6,P1.7口的三个按钮调整设定。

当超过上下限设定值时发光

　　二极管闪烁蜂鸣器响；当超过设定值3度开风扇，正负3度之间保持，低于设定值3度关风扇。

当系统掉电后存储当前温度值并在下次开启时显示。

按下连接单片机9脚的RESET,可以实现整个电路的复位。

　　2.3系统的硬件构成及功能

　　2.3.1带时间显示的温度控制器总体电路图

　　图2-3-1温度控制器电路图

　　图为用protel画的总体电路图，可以实现各个功能要求，

　　第3节方案的设计之系统软件设计

　　3.1系统主程序设计

　　3.1.1主程序流程图

　　3.1.2DS18B20程序代码（见附录）

篇三：

计算机原理实验室实验报告温度控制实验

　　计算机硬件实验室实验报告

　　课程名称：

汇编语言、微机原理及接口技术