温度控制器实验报告

-1-目录第1节引言.................................................................................................................................................-2-1.1温度控制器的概述.................................................................................................................................-2-1.2设计目的，任务及要求.........................................................................................................................-2-第2节系统硬件设计...................................................................................................................................-2-2.1芯片的选择..............................................................................................................................................-2-2.2.系统工作原理.......................................................................................................................................-4-2.3系统的硬件构成及功能.........................................................................................................................-5-2.3.1温度控制器总体电路图.............................................................................................................-5-2.3.2单元电路功能简介..........................................................................................错误!未定义书签。第3节方案的设计之系统软件设计..........................................................................................................-5-3.1系统主程序设计.....................................................................................................................................-5-3.1.1主程序流程图..............................................................................................................................-5-第4节性能测试和结果分析......................................................................................................................-6-4.1温度校准..................................................................................................................................................-6-4.2温度报警及风机控制.................................................................................................错误!未定义书签。第5节实训体会...........................................................................................................................................-6-参考文献.............................................................................................................................................................-7--2-温度控制器的设计第1节引言随着对电器在节能、环保、舒适等方面的要求不断提高，越来越多的智能控制技术引入到电器中。嵌入式智能家用电器也简称为智能家用电器。在这种家用电器中，人机界面友好方便，由单片机对家用电器的基本功能进行控制，同时还模拟人的智能活动过程。在控制过程中结合各种智能活动进行必要的处理，大大提高了家用电器的品质和性能，产生了更加优秀的控制效果，使人们得到更理想的服务。1.1带时间显示的温度控制器的概述温度控制器由单片机模块，数码管显示模块，按键模块，DS18B20的温度传感模块，风机控制及温度报警五大模块组成。可实现温度实时检测，超过温度上下限报警并启动风机冷却等功能。其中可以通过各个按钮控制设定各个数值（温度上下限）。1.2本设计目的，任务及要求基本功能要求：1.完成温度进行测量，测量范围+20~+80度；2.将温度测量值在六位LED数码管显示模块显示；3.可以通过按键进行温度上下限报警设定；4.超过温度上下限报警并启动风机冷却；5.系统掉电时记录当前温度并在下次启动时显示第2节系统硬件设计2.1芯片的选择在确定我们小组的主题任务后，我们小组进行了各个芯片的选择工作。1传感器的选择采用DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20。测量温度范围为-55°C~+125°C，在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。2单片机的选择采用宏晶科技生产的STC89C52RC单片机作为控制器。-3-2.1.3显示器的选择采用LED数码管设备显示常用电子元器件方案的确定：经过我们小组4人的讨论，考虑到功能，以及合理性等要求，我们最终决定本次设计使用到的元器件包括：STC89C52芯片、数码管显示器、DB18B20。其中STC89C52系统的核心，它主要负责控制各个部分的协调工作。在其外围接上复位电路，显示器，上拉电阻，按钮等。2.2工作原理2.2.1DS18B20简介DS18B20特点1．单线结构，只需一根信号线和CPU相连。2.不需要外部元件，直接输出串行数据。3.可不需要外部电源，直接通过信号线供电，电源电压范围为3.3V～5V。4．测温精度高，测温范围为：一55℃～+125℃，在-10℃～+85℃范围内，精度为±O.5℃。5．测温分辨率高，当选用12位转换位数时，温度分辨率可达0．0625℃。6．数字量的转换精度及转换时间可通过简单的编程来控制：9位精度的转换时间为93．75ms：10位精度的转换时间187.5ms：12位精度的转换时间750ms。7.具有非易失性上、下限报警设定的功能，用户可方便地通过编程修改上、下限的数值。8．可通过报警搜索命令识别哪片DS18820采集的温度超越上、下限。DS18B20的读写操作介绍(一)ROM操作命令：1．读命令(33H)：通过该命令主机可以读出DS18820的ROM中的8位系列产品代码、48位产品序列号和8位CRC校验码。该命令仅限于单个DS18B20在线的情况。2．选择定位命令(55H)：当多片DS18820在线时，主机发出该命令和一个64位数，DS18820内部ROM与主机一致者，才响应命令。该命令也可用于单个DS18820的情况。3．查询命令(0F0H)：该命令可查询总线上DS18B20的数目及其64位序列号。4．跳过ROM序列号检测命令(OCCH)：该命令允许主机跳过ROM序列号检测而直接对寄存器操作，该命令仅限于单个DS18820在线的情况。5.报警查询命令(0ECH)：只有报警标志置位后，DS18B20才相应该命令。-4-存储器操作命令：1．写入命令(4EH)：该命令可写入寄存器的第2、3、4字节，即高低温寄存器和配置寄存器。复位信号发出之前，三个字节必须写完。2．读出命令(0BEH)：该命令可读出寄存器中的内容，复位命令可终止读出。3．开始转换命令(44H)：该命令使DS18B20立即开始温度转换，当温度转换正在进行时，主机这时读总线将收到O；当温度转换结束时，主机这时读总线将收到1。若用信号线给DS18820供电，则主机发出转换命令后，必须提供至少相应于分辨率的温度转换时间的上拉电平。4．回调命令(088H)：该命令把EEROM中的内容写到寄存器TH、TL及配置寄存器中。DS18820上电时能自动写入。5．复制命令(48H)：该命令把寄存器TH、TL及配置寄存器中的内容写到EEROM中。6读电源标志命令(084H)：主机发出该命令后，DS18B20将进行响应，发送电源标志，信号线供电发O，外接电源发1。DS18820的复位及读写时序：1．复位：对DS18B20操作之前，首先要将它复位。复位时序为：(1)主机将信号线置为低电平，时间为480～960μS。(2)主机将信号线置为高电平，时间为15～60μS。(3)DS18B20发出60～240μS的低电平作为应答信号。主机收到此信号后，才能对DS18820作其它操作。2．写操作：主机将信号线从高电平拉至低电平，产生写起始信号。从信号线的下降沿开始，在15～60μS的时间内DS18820对信号线检测，如信号线为高电平，则写1，如信号线为0，则写0，从而完成了一个写周期。在开始另一个写周期前，必须有1μS以上的高电平恢复期。3．读操作：主机将信号线从高电平拉低至低电平1μS以上，再使数据线升为高电平，产生读起始信号。从主机将信号线从高电平拉低至低电平起15～60μS的时间内,DS18820将数据放到信号线上，供主机读取。从而完成了一个读周期。在开始另一个读周期前，必须有1μS以上的高电平恢复期。2.2.2系统工作原理基于这个设计的上述要求，根据功能要求，必须有单片机控制模块，风机控制及报警模块，数码管显示模块以及DS18B20的温度传感模块。各个模块都有其自己的功能。上电后，通过DS18B20可以检测到温度，并在显示器上显示，温度的上下限可由P1.4，P1.5,P1.6,P1.7口的三个按钮调整设定。当超过上下限设定值时发光-5-二极管闪烁蜂鸣器响；当超过设定值3度开风扇，正负3度之间保持，低于设定值3度关风扇。当系统掉电后存储当前温度值并在下次开启时显示。按下连接单片机9脚的RESET,可以实现整个电路的复位。2.3系统的硬件构成及功能2.3.1带时间显示的温度控制器总体电路图图2-3-1温度控制器电路图图为