單片機智能溫控器課程設(shè)計

1、單片機課程設(shè)計說朗書專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化設(shè)計題目：智能溫控器設(shè)計者：_指導(dǎo)老師： 設(shè)計時間:一、課題名稱：一個基于51單片機的智能溫控器課程設(shè)計 二、主要技術(shù)指標(biāo)及工作內(nèi)容和要求：本設(shè)計以MCS-51系列單片機 為核心，采用常用電子器件設(shè)計，一個電源開關(guān)，兩個控制溫度設(shè) 定按鍵（增大/減?。?，四位數(shù)碼管分別顯示設(shè)定溫度和實際溫度，量 程為099度，打開電源開關(guān)后設(shè)定溫度初始化為26度。1, 按鍵輸入采用中斷方式，兩個按鍵分別接INTO和INT1o2, 采用餡電阻（PtWO）溫度傳感器進行溫度測量，模數(shù)轉(zhuǎn)換采用 ADC0809o3, 單片機根據(jù)設(shè)定溫度S和實測溫度P控制繼電器R的動作，死

2、區(qū) 設(shè)為2度：當(dāng)P<=S-1時，控制R接通電加熱回路；當(dāng)P>S+1時，控制R斷開電加熱回路；當(dāng)S-1<P<=S+1時，R保持原狀態(tài)不變。目錄61 .系統(tǒng)總體設(shè)計方案1智能溫控器的功能設(shè)計12.系統(tǒng)硬件設(shè)計2單片機概述2A/D轉(zhuǎn)換電路2ADC0808 介紹2A/D轉(zhuǎn)換電路工作原理3溫度采樣電路3柏電阻（Pt100）溫度傳感器3按健開關(guān)4溫度顯示電路5溫度顯示工作原理5熱電阻驅(qū)動電路6第3章系統(tǒng)軟件設(shè)計7軟件設(shè)計思路7程序流程7程序內(nèi)容編寫9參考文獻(xiàn)：13附錄14基于MCS-51單片機的智能溫控器的設(shè)計與開發(fā)1. 系統(tǒng)總體設(shè)計方案智能溫控器主要單片機，時序電路，溫度采樣電路

3、，A/D轉(zhuǎn)換電路， 溫度顯示電路，溫度輸入電路，驅(qū)動電路等組成。系統(tǒng)原理圖見圖1 所示：圖1智能溫控器控制系統(tǒng)框圖智能溫控器的功能設(shè)計以MCS-51系列單片機為核心，采用常用電子器件設(shè)計，一個電源開 關(guān)，兩個控制溫度設(shè)定按鍵（增大/減小），四位數(shù)碼管分別顯示設(shè) 定溫度和實際溫度，量程為099度，打開電源開關(guān)后設(shè)定溫度初始 化為26度。1, 按鍵輸入采用中斷方式，兩個按鍵分別接INTO和INT1o2, 采用柏電阻（Pt1OO）溫度傳感器進行溫度測量，模數(shù)轉(zhuǎn)換采用ADC0809o3, 單片機根據(jù)設(shè)定溫度S和實測溫度P控制繼電器R的動作，死區(qū) 設(shè)為2度：當(dāng)P<=S-1時，控制R接通電加熱回路；

4、當(dāng)P>S+1時，控制R斷開電加熱回路；當(dāng)S-1<P<=S+1時，R保持原狀態(tài)不變。2.系統(tǒng)硬件設(shè)計單片機概述由于智能溫度控制器的核心就是單片機，單片機的選擇將直接關(guān) 系到控制系統(tǒng)的工作是否有效和協(xié)調(diào)。本設(shè)計采用MCS-51系列的 8051單片機，因為8051單片機應(yīng)用廣泛，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強, 性價比高。8051包含了 8位CPU,片內(nèi)振蕩器，4K字節(jié)ROM, 128字節(jié)RAM, 2 個16位定時器，計數(shù)器，中斷結(jié)構(gòu)，I/O接口等?？蛇M行計算，定 時等一系列功能。A/D轉(zhuǎn)換電路ADC0808 介紹ADC0808是8位全MOS中速A/D轉(zhuǎn)換器、它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn) 換器，

5、片內(nèi)有三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，可以和單片機直接口接。其主要 引腳功能如下：(1) RD, WR：讀選通信號和選通信號(低電平有效)。(2) CLK:時鐘脈沖輸入端，上升有效。(3) DBODB7是輸入信號。(4) CLKR:內(nèi)部時鐘發(fā)生器外接電阻端，與CLKIN端配合可由 芯片自身產(chǎn)生時鐘脈沖，其頻率為1/。(5) CS:片選信號輸入端，低電平有效，一旦CS有效，表明A/D 轉(zhuǎn)換器被選中，可啟動。(6) WR:寫信號輸入，接受微機系統(tǒng)或其它數(shù)字系統(tǒng)控制芯片的 啟動輸入端，低電平有效，CS、WR同時為低電平時，啟動轉(zhuǎn)換。(7) INTR:轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出信號，低電平有效，輸出低電平表示本 次轉(zhuǎn)換已完成。

6、該信號常作為向微機系統(tǒng)發(fā)出的中斷請求信號。(8) CLK：為外部時鐘輸入端，時鐘頻率高，A/D轉(zhuǎn)換速度快。允 許范圍為10-1280KHZ,典型值為64OKHZ,此時,A/D轉(zhuǎn)換時間為10uso 通常由MCS51單片機ALE端直接或分頻后與其相連。當(dāng)MCS單片機 與讀寫外，RAM操作時，ALE信號固定為CPU時鐘頻率的1/6,若單 片外接的晶振為6MHZ,則1/6為1MHZ, A/D轉(zhuǎn)換時間為64us。2. 2. 2 A/D轉(zhuǎn)換電路工作原理ADC0808的兩模擬信號輸入端，用以接受單極性、雙極性和差摸 輸入信號，與WR同時為低電平A/D轉(zhuǎn)換器被啟動切在WR上升沿后 100模數(shù)完成轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果

7、存入數(shù)據(jù)鎖存器，同時，INTR自動變 為低電平，表示本次轉(zhuǎn)換已結(jié)束。如CS、RD同時來低電平，則數(shù)據(jù) 鎖存器三態(tài)門打開，數(shù)字信號送出，而在RD高電平到來后三態(tài)門處 于高阻狀態(tài)U29OEVREF(-)VREF(+)1714158181920210UT8ALE0UT7ADD C0UT8ADD B0UT5ADD A0UT4ouououININSTARTIN1'CLOCKINO22237 6 5ININININ42S26ADC0808圖2 A/D轉(zhuǎn)換電路圖溫度采樣電路 鈞電阻(Pt100)溫度傳感器當(dāng)PT100在0攝氏度的時候他的阻值為100歐姆，它的阻值會隨著溫 度上升而3成近似勻速的增長。

8、但他們之間的關(guān)系并不是簡單的正比的關(guān)系，而 更應(yīng)該趨于一條拋物線。餡電阻的阻值隨溫度的變化而變化的計算 公式：-200<t<0°C Rt=R01+At+Bt+C (t-100)t (1)0<t<850°C Rt=R0 (1+At+Bt2)(2)Rt為t°C時的電阻值，RO為0°C時的阻值。公式中的A, B,系數(shù)為實驗測定。標(biāo)準(zhǔn)的系數(shù)為：A=*10-3°C: B=*10-7°C;C=*10-12°C按健開關(guān)設(shè)定按鍵（增大/減小），四位數(shù)碼管分別顯示設(shè)定溫度和實際溫度,量程為099度，打開電源開關(guān)后設(shè)定溫

9、度初始化為26度。按鍵輸入采用中斷方式，兩個按鍵分別接INTO和INT14溫度顯示電路LED驅(qū)動74LS47介紹：74LS47是一塊BCD碼轉(zhuǎn)換成7段LED數(shù)碼管的譯 碼驅(qū)動IC, 74LS47的主要功能是輸出低電平驅(qū)動的顯示碼，用以推 動共陽極7段LED數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)字。相應(yīng)引腳功能如下：(1) QA, QB, QC, QD, QE, QF, QG:7 段 LED 數(shù)碼輸出引腳。(2) A, B, C, D :輸入引腳。(3) RBO, BT, LI高電平輸出有效。溫度顯示工作原理溫度顯示電路如圖4所示：由2片TTL74LS47和2片七段LED 組成，LED采用共陽級接法。74LS47的

10、QA-QG接BCD的a-g,段選信 號由8051的P1 口提供，LED顯示數(shù)據(jù)由74LS47的輸出決定，即由P1 口信號的取值決定。5圖4 TTL74LS47 BCD顯示電路熱電阻驅(qū)動電路熱電阻驅(qū)動控制,8051的的引腳與ULN2003A的引腳相連接，從 發(fā)出的控制信號經(jīng)ULN2003到達(dá)電磁繼電器，驅(qū)動熱電阻的運行和停 止。ULN2003是高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品，具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強等特點，適應(yīng)于各類 要求高速大功率驅(qū)動的系統(tǒng)。其中ULN2003是由7個NPN具有用共陰二極管夾緊來轉(zhuǎn)換電感負(fù) 載的高壓輸出特征的達(dá)林頓晶體管組成。當(dāng)前一對單精度型的額

11、定電 流為500mA,有比較高的電流容量，它的應(yīng)用軟件包括繼電器驅(qū)動器、 顯示驅(qū)動器，線驅(qū)動器和邏輯緩沖器等。在本驅(qū)動電路中的作用是增 大電流驅(qū)動能力。該芯片采用16腳的DIP封裝，其中第9為公共輸 出端COM,有一個輸出端為高電平，COM就為高電平。¥ OZ-SH-105D 45V- <：TEXT> - 圖5電磁繼電器和熱電阻電路第3章系統(tǒng)軟件設(shè)計 軟件設(shè)計思路軟件設(shè)計的任務(wù)包括啟動A/D轉(zhuǎn)換、讀A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果、設(shè)置溫度、 溫度控制等，其中啟動A/D轉(zhuǎn)換、讀A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果、溫度控制等工作 在主程序中完成，設(shè)置溫度在中斷服務(wù)程序中完成，根據(jù)對比結(jié)果給 出控制信號，令熱電阻

12、運行或停止，實現(xiàn)溫度調(diào)控。程序流程主程序流程圖如圖6所示中斷服務(wù)程序流程圖7、8所示7圖6主程序流程圖圖7增加鍵中斷服務(wù)子程序流程圖圖8減小鍵中斷服務(wù)程序流程圖3.3程序內(nèi)容編寫ORG 0000HJMP START1ORG 0003HLJMP INTER1ORG 0013HLJMP INTER2ORG 01 OOHSTART1:M0V SP, #60H；設(shè)置堆棧指針SETB ITOSETB IT1MOV IE, #85H;中斷0中斷1開放ANL P1,#00HMOV P1,#26H;設(shè)定溫度初值LCALL START ；調(diào)用AD轉(zhuǎn)換程序LCALL C1;調(diào)用溫度控制程序LJMP $ORG 02

13、00H；增加鍵（中斷0）首地址INTER1:PUSH ACC;保護現(xiàn)場PUSH PSWCLR CLCALL DELAY;按鍵延時A1:JB ,A1;判斷有無鍵按下SET1:LCALL DELAY;按鍵防抖MOV A,P1ANL A,#OFHINC AMOV 30H, AMOV A,P1ANL A,#OFOHADDC A, 30HDA A；對A十進制調(diào)整MOV P1,APOP PSWPOP ACCRET IORG 0300H;減小鍵（中斷1）首地址INTER2：PUSH ACCPUSH PSWCLRA2：JB ,A2；判斷有無鍵按下SET2：LCALL DELAY;按鍵防抖MOV A,P1ANL

14、 A,#OFHSUBB A, #01HJB ,Q0MOV 35H, AMOV A,P1ANL A,#OFOHADD A,35HJMP Q1QO:MOV A,P1ANL A,#OFOHCLR CSUBB A,#10HJC Q2ADD A,#09HJMP Q1Q2：M0V A,#99HQ1:M0V P1,APOP PSWPOP ACCRET ISTART:MOV R1,#20H10WAIT1: JB ,WAIT1WAIT2： JNB ,WAIT2MOVX A, ©DPTRLCALL BINBCD1MOV R1,AMOV PO, ARETORG 0400H;控制溫度子程序C1:CLR CM

15、OV A, 20H;將檢測溫度送到累加器A中SUBB A, P1JNC GAO;判斷環(huán)境溫度是否高于預(yù)設(shè)溫度SJMP DIDI:CLR CMOV A, 20HADDC A, #01MOV 20H, ACLR CMOV A,P1SUBB A,20HJC Z1;判斷預(yù)設(shè)溫度是否等于（檢測溫度+1）SETBSJMP Z1Z1:RETGAO:CLR CSUBB A, #02JNC Z1;判斷環(huán)境溫度減預(yù)設(shè)溫度是否小于2CLRRETDELAY：MOV R7, #06H；延時子程序DO:MOV R6, #OFAHDJNZ R6, $DJNZ R7, DORETBINBCD1 :MOV B,#10;二進制轉(zhuǎn)化為十進制子程序DIV ABSWAP AADD A, BRETEND11參考文獻(xiàn)：新編單片機原理及應(yīng)用 汪貴平 李登峰 龔賢武 雷旭 編著13電工電子技術(shù)下冊秦曾煌主編百度百科電路圖：見附錄（由于時間短，程序中有些不足之處，參考者可以加以改進）附錄:sV -14.2I:<8TrASWJ5UB崔Q:杯O * "I &