基于51单片机的多路温度采集控制系统设计

 2023-08-02 09:12:40

论文总字数:22973字

摘 要

随着时代的进步和科学技术的不断发展,单片机技术更加广泛的应用于工业生产中。本设计主要介绍了一个基于AT89C52单片机的多路温度采集控制系统,由数字温度传感器DS18B20采集温度信号输入到AT89C52单片机,在单片机内部经过BCD转换之后,通过8位共阳极数码管显示,从左至右依次是温度下限、温度上限和当前温度;设定上下限之后,当温度超出该限值的时候,即可驱动电机,同时点亮LED警示,实现相应的外部活动,达到改变温度的目的。实验结果显示,该系统通过硬件系统和软件系统可实现多路温度的检测和控制,并且还伴随有LED报警功能,证实了本实验的可行性。

关键词:AT89C52,测温,数码管,电机

Abstract:With the progress of the times and the continuous development of science and technology, SCM technology is more widely used in industrial production. This design mainly introduces a multi-channel temperature acquisition and control system based on AT89C52 microcontroller, which is input to AT89C52 single chip by the digital temperature sensor DS18B20 collecting temperature signal. After the BCD conversion, the 8 bit common anode digital tube is displayed, from left to right, the lower temperature limit, the upper limit of temperature and when it is from the left to the right. Front temperature; after setting the upper and lower limits, when the temperature exceeds the limit, the motor can be driven and the LED warning is lit to realize the corresponding external activity to change the temperature. The experimental results show that the system can detect and control multi-channel temperature through hardware and software systems, and it also has LED alarm function, which confirms the feasibility of this experiment.

Keywords:AT89C52, temperature measurement,digital tube, motor

目录

1 绪论 4

1.1 设计的目的和意义 4

1.2 系统设计任务与要求 5

2 设计方案 5

2.1 系统设计总框图 6

3 硬件设计 6

3.1 单片机最小系统 7

3.1.1 单片机介绍 7

3.1.2 单片机最小系统 8

3.2 温度传感器的选用 9

3.2.1 温度传感器和AT89C52连接图 10

3.3 显示设备的选用 11

3.3.1 8位共阳极数码管工作原理 11

3.3.2 数码管的电路设计 12

3.4 控制电路的器件选用 13

3.4.1 直流电机介绍 13

3.4.2直流电动机的连接 14

3.5 按键的设计 14

4 软件设计 15

4.1 主体程序设计 15

4.2 温度测量电路程序设计 15

4.2.1 温度数据处理方法 15

4.2.2 DS18B20的程序设计 17

4.3 8位数码管数码管显示程序设计 19

4.4 控制程序 20

4.4.1 按键程序 20

4.4.2 电机程序 20

5 调试 21

5.1 系统调试 21

结论 24

参考文献 25

致谢 26

1绪论

工业生产从第一次工业革命开始,历经三个多世纪的不断改革与发展,温度在现代工业生产生活中扮演一个很重要的物理量,任何物理变化与化学变化都与温度有着密不可分的关系。一个大型生产中,一个微小的温度的变化可能会导致无法估量的生产事故,很有可能会产生巨大的经济损失,造成无法估量的不良后果;所以在生产过程中需要对温度进行测量与控制,因为这不仅是企业安全的要求,更是现代工业的发展的必然趋势。由于温度的可变性,以及非常容易受外界因素影响,其变化的范围大、速度快,使得在工业生产中必须使得生产系统能够自动识别温度阈值,这样就能够减少不必要的人力,大大的降低了产品生产成本,经济效益十分显著。在不同的生产过程中对于温度的要求不同,例如在钢铁生产中需要对钢铁进行水溶,但是由于不同等级的钢铁需要的铁水的温度不同,如果低于这个温度,钢铁则不能完全的水溶,如果不能准确的把控这个温度的值,那么在生产的时候非常有可能生产出来的钢铁产品不能够完全符合生产要求,在这种情况下生产出来的钢铁制品就是残次品,无法使用,更不能投入市场,这样就会造成巨大的经济损失,如果不良商家仍将残次品投入市场,就不仅仅是竞价损失这么简单,很有可能会造成一些社会事故,后果非常严重。有的时候温度过高还会引起火灾,所以在工业生产中,控制温度的意义十分重要,不仅仅是关乎经济,有的时候还会关乎生产线上工人的生命安全。

本设计以51单片机为核心进行温度检测与实时控制,主要包括主控制器、温度采集转换电路、温度显示电路和控制电路四大部分。温度传感器通过采集电路将信号传递给AT89C52主控板,经过数模转换之后将信号传递给显示电路,在显示屏上显示出测量电路所测出的温度,按钮调节温度,使之降温或者加热,使温度达到设置的警戒值。

1.1 设计的目的和意义

测量和控制是指从生产现场中获取各种参数,运用科学方法,综合各种先进的技术,使得生产的每个环节都能够得到有效的控制,不但保证了生产的规范化、提高产品质量,降低成本,还确保了生产安全。所以,测量控制技术已经被广泛应用于炼油、化工、冶金、电力、轻工和纺织等行业。

本设计以降温为实例,实现两路的温度测量,通过一个8位共阳极数码管读出两个不同位置的生产线上的温度。按照设定的温度启动控制设备进行降温,可以自动降温,并且点亮LED进行警示,温度达到控制之后可自动停止。实现了工人不在的时候也能保证设备安全的功能。

近年来,集成电路在不断地发展,而单片机体积小、功能强并且性价比高,所以以单片机为核心开发出来的一系列的测量控制系统也开始被广泛的应用于工业生产当中。设计以单片机为控制中心的小型系统应用于工业生产当中,不仅能够简化设计,而且对于提高产品质量也有很显著的效果。

1.2 系统设计任务与要求

本设计以51单片机为控制核心,扩展必要的外部电路,进行两路的温度检测和控制。使用8位共阳极数码管显示不同位置的温度,实现了实时检测,具有时效性。测得的温度值有可能会不符合生产要求,所以在设计时,还要考虑在测得的温度超过阈值的时候,启动控制电路,使得温度能够发生变化,达到控制的目的。

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