生产实习报告书报告名称基于单片机的温度控制系统设计姓名学号0138、0140、0141院、系、部计算机与通信工程学院专业信息工程10-01指导教师2013年 9 月 1日目录1.引言.................................. 错误!未定义书签。
2.设计要求.............................. 错误!未定义书签。
3.设计思路.............................. 错误!未定义书签。
4.方案论证.............................. 错误!未定义书签。
方案一................................................. 错误!未定义书签。
方案二................................................. 错误!未定义书签。
5.工作原理.............................. 错误!未定义书签。
6.硬件设计.............................. 错误!未定义书签。
单片机模块............................................. 错误!未定义书签。
数字温度传感器模块 .................................... 错误!未定义书签。
DS18B20性能......................................... 错误!未定义书签。
DS18B20外形及引脚说明............................... 错误!未定义书签。
DS18B20接线原理图................................... 错误!未定义书签。
按键模块............................................... 错误!未定义书签。
声光报警模块........................................... 错误!未定义书签。
数码管显示模块......................................... 错误!未定义书签。
7.程序设计.............................. 错误!未定义书签。
主程序模块............................................. 错误!未定义书签。
读温度值模块.......................................... 错误!未定义书签。
读温度值模块流程图： ................................. 错误!未定义书签。
DS18B20写字节和读字节子程序流程图：................. 错误!未定义书签。
中断模块.............................................. 错误!未定义书签。
温度设定、报警模块 .................................... 错误!未定义书签。
8.实物效果图 ............................ 错误!未定义书签。
9.实习总结.............................. 错误!未定义书签。
附录.................................... 错误!未定义书签。
基于单片机的温度控制系统设计1.引言随着人们生活水平的不断提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便是不可否定的，各种数字系统的应用也使人们的生活更加舒适。
数字化控制、智能控制为现代人的工作、生活、科研等方面带来方便。
其中数字温控器就是一个典型的例子。
数字温控器具有读数方便、测温范围广、测温精确、功能多样话等优点。
其主要用于对测温要求准确度比较高的场所，或科研实验室使用，该设计使用STC12C5A60S2单片机作控制器，数字温度传感器DS18B20测量温度，单片机接受传感器输出，经处理用LED数码管实现温度值显示，并能任意设定报警温度的温度范围，实现声光报警。
在我们的实习过程中，我们首先要根据原理图焊接一个STC12C5A60S2单片机的开发板，经测试准确无误后，编写程序实现上面所说的数字温度控制器。
2.设计要求1.控制温箱温度2.加热：电炉丝，这里改成发光二极管3.冷却：自然or风冷4.温度目标区间：-50-100℃5.运行环境：常温6.供电：+5v7.控制精度：±2 ℃8.温度可设定，如果下限超过上限，显示错误。
9.温度可显示10.超温报警3.设计思路设计一个单片机测控系统，一般可分为四个步骤：（1）需求分析，方案论证和总体设计需求分析:被测控参数的形式（电量、非电量、模拟量、数字量等）、被测控参数的范围、性能指标、系统功能、工作环境、显示、报警、打印要求等。
方案论证:根据要求，设计出符合现场条件的软硬件方案，又要使系统简单、经济、可靠，这是进行方案论证与总体设计一贯坚持的原则。
（2）器件选择，电路设计制作，数据处理算法，软件的编制阶段。
（3）系统调试与性能测定。
（4）文件编制。
文件包括：任务描述、设计的指导思想及设计方案论证、性能测定及现场试用报告与说明、使用指南、软件资料（流程图、子程序使用说明、地址分配、程序清单）、硬件资料（电原理图、元件布置图及接线图、接插件引脚图、线路板图、注意事项）。
文件不仅是设计工作的结果，而且是以后使用、维修以及进一步再设计的依据。
因此，一定要精心编写，描述清楚，使数据及资料齐全。
4.方案论证方案一由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件，将随被测温度变化的电压或电流采样，进行A/D转换后就可以用单片机进行数据处理，实现温度显示。
这种设计需要用到A/D转换电路，增大了电路的复杂性，而且要做到高精度也比较困难。
方案二考虑到在单片机属于数字系统，容易想到数字温度传感器，可选用DS18B20数字温度传感器，此传感器为单总线数字温度传感器，起体积小、构成的系统结构简单，它可直接将温度转化成串行数字信号给单片机处理，即可实现温度显示。
另外DS18B20具有3引脚的小体积封装，测温范围为-55~+125摄氏度，测温分辨率可达摄氏度，其测量范围与精度都能符合设计要求。
以上两种方案相比较，第二种方案的电路、软件设计更简单，此方案设计的系统在功耗、测量精度、范围等方面都能很好地达到要求，故本设计采用方案二。
5.工作原理温度传感器 DS18B20 从设备环境的不同位置采集温度，单片机 AT89S51 获取采集的温度值，经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值，再根据当前设定的温度上下限值，通过加热和降温对当前温度进行调整。
当采集的温度经处理后超过设定温度的上限时，单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备 (压缩制冷器) ，并通过三极管驱动扬声器发出警笛声。
当采集的温度经处理后低于设定温度的下时 , 单片机通过三极管驱动继电器开启升温设备 (加热器) ，并通过三极管驱动扬声器发出警笛声。
6.硬件设计单片机模块STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。
内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。
1.增强型8051 CPU，1T，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统8051；2.工作电压：STC12C5A60S2系列工作电压：（5V单片机）STC12LE5A60S2系列工作电压：（3V单片机）；3.工作频率范围：0 - 35MHz，相当于普通8051的 0～420MHz；4.用户应用程序空间8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K 字节；5.片上集成1280字节RAM；6.通用I/O口（36/40/44个），复位后为：准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口），可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏，每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不要超过55Ma；7. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器可通过串口（）直接下载用户程序，数秒即可完成一片；8.有EEPROM功能(STC12C5A62S2/AD/PWM无内部EEPROM)；9. 看门狗；10.内部集成MAX810专用复位电路（外部晶体12M以下时，复位脚可直接1K电阻到地）；11.外部掉电检测电路:在口有一个低压门槛比较器，5V单片机为，误差为+/-5%,单片机为，误差为+/-3%；12.时钟源：外部高精度晶体/时钟，内部R/C振荡器(温漂为+/-5%到+/-10%以内) 1用户在下载用户程序时，可选择是使用内部R/C振荡器还是外部晶体/时钟，常温下内部R/C振荡器频率为：单片机为：11MHz～，单片机为：8MHz～12MHz，精度要求不高时，可选择使用内部时钟，但因为有制造误差和温漂，以实际测试为准；13.共4个16位定时器两个与传统8051兼容的定时器/计数器,16位定时器T0和T1，没有定时器2，但有独立波特率发生器做串行通讯的波特率发生器再加上2路PCA模块可再实现2个16位定时器；14. 2个时钟输出口，可由T0的溢出在T0输出时钟，可由T1的溢出在T1输出时钟；15.外部中断I/O口7路,传统的下降沿中断或低电平触发中断,并新增支持上升沿中断的PCA模块， Power Down模式可由外部中断唤醒，INT0/,INT1/,T0/, T1/, RxD/,CCP0/(也可通过寄存器设置到 ), CCP1/ (也可通过寄存器设置到；16. PWM(2路）/PCA（可编程计数器阵列,2路）：——也可用来当2路D/A使用——也可用来再实现2个定时器——也可用来再实现2个外部中断(上升沿中断/下降沿中断均可分别或同时支持)；D转换, 10位精度ADC，共8路，转换速度可达250K/S(每秒钟25万次)18.通用全双工异步串行口(UART)，由于STC12系列是高速的8051，可再用定时器或PCA软件实现多串口；19. STC12C5A60S2系列有双串口，后缀有S2标志的才有双串口，RxD2/(可通过寄存器设置到，TxD2/(可通过寄存器设置到；20.工作温度范围：-40 - +85℃(工业级) / 0 - 75℃(商业级)21.封装：PDIP-40,LQFP-44,LQFP-48 I/O口不够时，可用2到3根普通I/O口线外接74HC164/165/595（均可级联）来扩展I/O口, 还可用A/D做按键扫描来节省I/O口，或用双CPU,三线通信，还多了串口。