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基于单片机的智能温度控制系统

摘要温度是生产生活中常见的指标,同时也是生产生活中重要的影响因素,直接关系着生产效率,生产安全,生活质量。

因此我们常常通过来控制温度来达到各种目的。

让温度在期望值范围波动,对于不同的超温或者差温做出适合的动作。

智能控制系统是某些具有仿人智能的工程控制和信息处理系统。

智能可定义为:能有效的获取、传递、处理、再生和利用信息,从而在任意给定的环境下成功的达到目的。

智能温度控制系统就是在无人的情况下根据设定情况对外界温度信息做出及时的合理的决策并且显示当前温度与设定温度。

本设计介绍了以高性能cmos8位机AT89S51单片机为核心的温度控制系统。

温度信号由温度传感器DS18B20采集,并反馈给单片机,然后通过单片机发出信号控制之流电机转向转速。

文中介绍了该控制系统的硬件部分包括:温度检测电路、PWM控制电路、LCD显示电路和一些接口电路。

单片机通过对信号进行相应处理,从而实现温度控制的目的。

文中还着重介绍了软件设计部分,在这里采用模块化结构,主要模块有:LCD显示程序、键盘扫描及按键处理程序、驱动控制电机程序。

关键词:AT89C51 温度传感器智能控制直流电机AbstractThe temperature is a common index in production and living, meanwhile it also has a important influence on production and living, directly impacts the production efficiency, production safety and quality of life. To achieve different aims, we often do it by controlling the temperature to achieve. Let the temperature fluctuate around expectations, appropriate action will be taken when it is beyond or below the set value. Intelligent control system is a certain engineering of human-simulated intelligent control and information processing systems. Intelligence can be defined as: effective acquisition, transmission, processing, regeneration, and the use of information, so as to succeed in any given environment achieving goals. Intelligent temperature control system will make timely and reasonable decision and display the current temperature and setting temperature according to the outside and set temperature, in the absence of personThis design introduces a kind of temperature control system based on high performance cmos8 SCM AT89S51. Temperature signal will be acquisited by temperature sensor DS18B20, and feedback to the SCM, then the SCM will send a signal to control the motor speed and direction. This paper introduces the hardware part of the control system,including: temperature detection circuit, PWM control circuit, LCD display circuit and etc.SCM the is going to achieve the purpose of temperature control through processing signal. The paper also introduces the software design part, here using the modular structure, main modules include: LCD display program, keyboard scanning and processing program, drive motor control.Key words:AT89C51 Temperatue sensor Intelligent control DC-motor目录摘要 (I)Abstract (II)目录 ................................................................................................................................ I II 第1章绪论 (1)1.1 系统背景 (1)1.2 系统来源及现状 (1)1.2.1 系统来源 (1)1.2.2 温度控制的国内外现状 (2)1.3 温度控制技术发展的趋势 (3)1.4 本章小结 (4)第2章系统方案设计论证 (5)2.1 系统设计的主要要求及技术指标 (5)2.2 系统的总体方案设计和工作原理简述 (5)2.2.1 系统总体方案设计 (5)2.2.2 系统工作原理简述 (6)第3章系统硬件设计 (7)3.1系统模块电路组成 (7)3.2温度采集电路设计 (7)3.2.1温度传感器方案论证 (7)3.2.2 DS18B20的内部机构 (8)3.2. 3 DS18B20的电路连接 (11)3.3 设定按键电路设计 (12)3.3.1 设定按键原理及技术特点 (12)3.3.3设定按键的电路连接 (13)3.4单片机选型 (14)3.5单片机最小系统设计 (16)3.5.1 时钟电路 (17)3.5.2 复位电路 (17)3.6控制电路设计 (19)3.6.1 直流驱动器选型 (19)3.6.2 直流电动机调节方案论证 (21)3.7 温度显示电路 (22)3.7.1液晶显示器 (22)3.7.2液晶显示电路的连接 (23)3.8电源电路设计 (24)3.8.1 5V开关电源稳压器电路 (24)3.8.2 其他电源稳压器电路 (24)3.9 本章小结 (25)第4章系统软件设计 (26)4.1 主程序设计 (26)4.2 各部分子程序 (28)4.2.1 温度采集模块 (28)4.2.2 设定控制温度模块 (29)4.2.3电机转向设计 (30)4.2.4 电机转速设计 (30)4.3 LCD显示模块 (31)4.4 本章小结 (32)第5章系统调试 (33)5.1 单片机调试工具 (33)5.2软件调试 (34)5.3本章小结 (35)第6章结论 (36)致谢 (37)参考文献 (38)附录 A (39)附录 B (40)附录 C (48)附录 D (49)第1章绪论第1章绪论1.1 系统背景温度是控制系统中的重要参数,在很多工作环境下要求温度能控制在一定范围,以保障器械的稳定运行,人员的舒适程度,生产的温度要求。

不同的场合对温度控制的要求亦各不相同,例如在一些大众场合,对温度控制的精度要求并非很高,只要维持在一定范围即可,而在一些特殊场合,例如锅炉的反应,农业保温箱,发酵过程控制。

对温度的控制精度要求比较高,温度稍有偏差,及要求做出相应的动作。

诸如此类,生活中几乎处处充满着温度控制的例子,我们的家庭中使用空调来到达冬暖夏凉的效果,我们的农场里通过温度控制达到恒温保产的效果。

所谓智能控制系统即在某些场合能够具智能的工程控制和信息处理系统,它与各类精密的传感器的发展紧密联系。

智能控制是一门新兴的交叉前沿学科,它具有非常宽广的应用领域。

我们可以这么认为智能:能够有效的获取信息、解决和分析决策并且能够自主的处理问题,从而在任意给定的环境下成功的达到目的的能力。

它的应用范围远比控制理论广泛,如包括判断、理解、推理、预测、识别、规划、决策、学习和问题求解等。

智能控制系统在温度控制系统中的应用提高了人力的投入,能及时的对环境温度的变化做出相应的决策。

智能温度控制系统就是在无人的情况下根据设定情况对外界温度信息做出及时的合理的决策并且显示当前温度与设定温度。

1.2 系统来源及现状1.2.1 系统来源温度控制系统广泛应用于工业生产和社会生活的各个领域,如家电中的温度控制,大学中我第一次做的课程设计是脉冲调频调宽,后来的科研实践中初次尝试PWM调速,这次在阅读了一些文献与参考资料之后,准备在以往的基础上继续加深加入更多的东西,通过简单的模拟达到日后更加深入的学习。

温度控制的过程包括1测量温度,2将测量值与设定温度进行比较,3通过变化值做出相应的动作。

对于获取温度的传感器,我们简称其温度传感器即能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。

其种类也比较多,主要有接触式温度传感器和非接触式传感器,热电阻和热电偶等等。

但这次选用DS18B20, 因其内部集成了A/D转换器,使得电路结构更加简单,测量温度更加精确。

数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信,大大减少了接线的麻烦,使得单片机更加具有扩展性。

我采用5V直流电机来进行模拟,众所周知,直流电机即可正转有可反转,并且可以通过PWM调速。

对于此次的设计具有较强的直观性的模拟。

我们用正转来代表空气压缩,即代表制冷,对于不同的正温差,电机的转速将不同。

我们用反转来代表制热,对于不同的负温差,电机的转速也将不同。

这样我们就在主观形式上进行了比较贴近的模拟,在客观实际中也是合理可行的。

1.2.2 温度控制的国内外现状温度控制技术按照控制目标的不同可分为两类:动态温度跟踪与恒值温度控制。

动态温度跟踪实现的控制目标是使被控对象的温度值按预先设定好的曲线进行变化。

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