课
程
设
计
说
明
书
f温度自动控制系统课程综合设计
摘要这次综合设计,主要是设计一个温度自动控制系统,用8位单片机控制,DS18B20数字温度传感器采集数据,并用LCD液晶显示器模块显示。它属于一个恒温系统。通过单片机处理,并发出指令,使用继电器控制、隔离。DS18B20数字温度传感器是一个12位的数字温度传感器,直接输出二进制数字信号。在本次设计中设值为9位,灵敏度为05度。
f前
言
本次设计分为显示、数据处理、数据采集和执行机构四个部分。显示器采用图形液晶显示器QH2001,它是一个象素为128×64的点阵,数据处理用MCS51系列单片机AT89S52进行集中控制,同时它还可以扩展为与上位机通信,并通过上位机设定为恒定值。数据采集部分采用集成数字温度传感器直接转换为二进制代码,并通过1WIRE总线传送数据和发送控制指令,控制数字温度传感器的读写操作。数字温度传感器和单片机接口只需要一个IO口,但是在单片机中需要按照数字温度传感器的时序进行软件编程模拟。在执行部分采用继电器,并通过它进行电气隔离,继电器再接通加热器和冷却设备进行温度调节。继电器用NPN三极管SKT9014驱动。本次综合设计是为毕业设计作准备。该系统有自动调节的功能,通过改变设定值可以使该设备处于不同的恒温状态,并使控制温度基本上等于设定温度,精度为±05度。
f总体方案设计
这次课程设计题目为温度自动控制系统,实现这种控制目的的方案有两个。方案(一)热电偶温度自动控制系统。方案(二)数字温度传感器温度控制系统。这两个方案都是采用单片机控制,液晶显示模块LCM显示。两个方案的比较部分为温度检测部分。方案(一)的系统框图如下图:
LCM单片机AD转换器信号匹配放大热电偶及补偿电路
继电器控制部分
该部分温度检测部分检测部分采用热电偶,它需要冷端补偿电路与其配套,并且热电偶输出电压只有几毫负,必须经过放大处理才能AD转换和DA转换器接口,若采用8位AD转换器,CADC0809则输人端需采用仪用放大器,把几毫伏的电压信号放大到5伏左右。由于热电偶属于非线性器件,因此每个温度值都必须通过分度表,查表才能获得,这给软件编程和数据处理增加了难度。这种系统具有测量温度范围可以从零下一百度到早上千摄氏度,而且有很多热电偶精度非常高这是这种测量系统的优点。但构成系统复杂,抗干扰能力不强。方案(二)的框图如下:
LCM单片机数字温度传感器DS18B20
继电器控制部分
该方案才用数字温度传感器DS18B20,它的最高分r