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基于单片机的温度控制系统设计
1设计要求
要求设计一个温度测量系统,在超过限制值的时候能进行声光报警。具体设计要求如下:①数码管或液晶显示屏显示室内当前的温度;②在不超过最高温度的情况下,能够通过按键设置想要的温度并显示;设有四个按键,分别是设置键、加1键、减1键和启动复位键;③DS18B20温度采集;④超过设置值的±5℃时发出超限报警,采用声光报警,上限报警用红灯指示,下限报警用黄灯指示,正常用绿灯指示。
2方案论证
根据设计要求,本次设计是基于单片机的课程设计,由于实现功能比较简单,我们学习中接触到的51系列单片机完全可以实现上述功能,因此可以选用AT89C51单片机。温度采集直接可以用设计要求中所要求的DS18B20。报警和指示模块中,可以选用3种不同颜色的LED灯作为指示灯,报警鸣笛采用蜂鸣器。显示模块有两种方案可供选择。
方案一:使用LED数码管显示采集温度和设定温度;方案二:使用LCD液晶显示屏来显示采集温度和设定温度。LED数码管结构简单,使用方便,但在使用时,若用动态显示则需要不断更改位选和段选信号,且显示时数码管不断闪动,使人眼容易疲劳;若采用静态显示则又需要更多硬件支持。LCD显示屏可识别性较好,背光亮度可调,而且比LED数码管显示更多字符,但是编程要求比LED数码管要高。综合考虑之后,我选用了LCD显示屏作为温度显示器件,由于显示字符多,在进行上下限警戒值设定时同样可以采集并显示当前温度,可以直观的看到实际温度与警戒温度的对比。LCD显示模块可以选用RT1602C。
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3硬件设计
根据设计要求,硬件系统主要包含6个部分,即单片机时钟电路、复位电路、键盘接口模块、温度采集模块、LCD显示模块、报警与指示模块。其相互联系如下图1所示:
单片机时钟电路复位电路
键盘接口模块温度采集模块
单片机
LCD显示模块报警与指示模块
图1硬件电路设计框图31单片机时钟电路
形成单片机时钟信号的方式有内部
时钟方式和外部时钟方式。本次设计采用内部时钟方式,如图2所示。
单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器,引脚XTAL1和XTAL2分别为此放大器的输入端和输出
端,其频率范围为1212MHz,经由片路外晶体振荡器或陶瓷振荡器与两个匹配
图2单片机内部时钟方式电
电容一起形成了一个自激振荡电路,为单片机提供时钟源。
32复位电路复位是单片机的初始化操作,其作用
是使CPU和系统中r