利用单片机实现温度的测量与记录.docx
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利用单片机实现温度的测量与记录
利用单片机实现温度的测量与记录
摘要:
该作品是以STC89C52单片机为核心。
通过7.2V电源以及稳压模块对其供电。
采用电机驱动模块控制马达实现风扇的转动,显示模块采用12864液晶屏。
在软件上,利用输出占空比的不同实现转速的改变。
关键词:
单片机12864液晶屏电机
温度传感器占空比
一.设计要求..........................................3
二.系统方案..........................................4
三.各模块设计及实现方案...................4
1.电源模块....................................4
2.单片机模块................................5
3.测量模块....................................5
4.显示模块....................................5
5.驱动模块....................................5
四.开发过程记录..................................7
五.总结.................................................9
附1.总电路图................................10
附2.实验器材.................................11
六.
一.设计要求
基础部分:
1.实现温度的测量并用液晶屏显示;(20分)(其中界面10分)
2.温度测量范围0-100℃,精度0.5℃;(10分)(要求显示小数点后一位)
3.根据时间变化定时记录温度,采样周期最大1s,并可读取,最少10组(20)(最低要求10组,100组满分)(数据可读5分,显示时间5分,组数10分)
拓展部分:
1.在液晶屏上绘制温度-时间曲线,时间间隔最大1s;(30分)(其中:
标注5分,图像尺寸10分,离散与连续5分)
2.设计一个由风扇组成散热设备,根据温度变化改变转速。
(15分)(能转5分,变速10分)
二.系统方案
◇总方案设计思路
利用温度传感器进行温度的测量,将测量的结果反馈到单片机上,再由单片机将接收到的数据传递给液晶屏,从而使液晶屏显示测量的温度,进而绘制温度-时间曲线。
预先对单片机进行设定,当温度达到一定值时开始控制电机工作,从而使风扇转动。
在不同温度下输出不同的占空比,以达到改变转速的目的。
温度传感器单片机接收液晶屏显示温度曲线
感应温度数据
电机驱动风扇转动
三.各模块设计及实现方案
1.电源模块
方案一:
学生电源
方案二:
利用现有的7.2v电池为系统供电
方案讨论:
方案一可调节任意电压及电流值,可以免去很多麻烦。
方案二携带方便,稳定性好。
不受地点限制。
最后决定选择方案二,利用稳压芯片将电压降至5V对单片机进行供电。
2.单片机模块
使用stc89c52单片机作为核心
3.测量模块
使用DS18B20温度传感器进行对温度的测量
4.显示模块
为了使图像更便于观察及整体的美观,我们选择使用12864液晶屏作为显示屏
5.驱动模块
在我们对风扇进行测试的过程中,发现风扇的转速很低,转速改变的不明显。
当将风扇两端的电压提升到了20V后,效果仍差强人意。
因此驱动模块我们提出了不同的方案设计。
方案一:
使用三极管对电压进行放大,从而得到高电压驱动风扇,
方案二:
对风扇进行拆卸,用马达带动风扇转动
方案讨论:
在方案一的实践中,我们发现一个三极管放大的效果不明显,风扇转速仍旧很慢,且需要有初始的速度才可以转动。
于是我们又安装了一个三极管,利用两个三极管依次进行放大。
运行的结果仍旧不能令人满意。
于是我们采用方案二,用马达带动风扇旋转。
为了实现转速的改变,我们又在电路中安装了电机模块,以此实现转速的改变。
四.开发过程记录
5.9
参加宣讲会,拿到比赛题目。
回来后团队对题目进行分析讨论,决定选择“利用单片机实现温度的测量与记录”这个题目
5.10~11
查询资料学习温度传感器以及液晶屏的有关资料,并且设计实验电路图以及仿真
5.12
领取实验器材
5.13
依照电路图进行焊接电路板。
对电路进行检测,排查短路,短路,连接错误的隐患,确保硬件方面的完好。
5.14~15
编写程序,使温度传感器感应到的温度在液晶屏上显示,并能够产生温度-时间曲线。
实现实验目标。
将编写好的程序考入单片机中进行试验。
发现问题:
风扇的转速太低,不施加力自身无法完成主动转动
解决方法:
使用三极管对电机进行驱动
通过三极管的放大功能对电机施加更多大的电压,来提高电机的转速
发现问题:
在实际操作中由于电机两端的电流不够,导致风扇的转速仍不能够达到要求,并且无法自主旋转。
之前的问题仍无法得到解决
解决方案:
使用电机驱动模块,并用马达来直接控制风扇的转速
5.16
依照提出的解决方案修改电路,改写程序。
5.17
编写程序,利用单片机输出占空比的变化实现风扇转速的改变
5.18
对电路板进行最后的完善,查缺补漏,力求完美
五.总结
在这段时间的比赛中,我们遇到许多问题,需要我们自己去考虑,去动手,去解决。
我们日常课程中挤出时间去完成我们的作品,虽然过程很艰辛,其中出现了许许多多意想不到的状况,在气急败坏过后又重新开始检查修复。
在不同方案的选择和实践中逐步完善我们的作品。
经过这次比赛,我们意识到团队合作的重要性,以及比赛是需要耐心和恒心,我们每个队员都积累到了宝贵的经验。
附1
实验总电路图
附2:
实验器材
单片机stc89c52
液晶屏12864
温度传感器
稳压芯片lm324
电池7.2v
芯片座
电容
马达
电机
开关
电位器
风扇
电阻
导线
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