基于80c52单片机的数字电加热恒温控制系统设计96926435.doc
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1、基于80C52单片机的电加热数字恒温控制系统设计Design of Digital Constant Temperature Control System for Electric Heating based on 80C52 MCU毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表
2、示了谢意。作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日期: 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名: 日 期: 学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重
3、要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 日期: 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名:日期: 年 月 日导师签名: 日期: 年 月 日注 意 事 项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(3
4、00字左右)、关键词4)外文摘要、关键词 5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。4.文字、图表要求:1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用
5、徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订3)其它指导教师评阅书指导教师评价:一、撰写(设计)过程1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论
6、文(设计)期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范? 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)? 优 良 中 及格 不及格三、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意? 优 良 中 及格 不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩: 优 良 中 及格 不及格(在所选等级前的内画“”)指导教师: (签名) 单位: (盖章)年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价:一、论文(设
7、计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范? 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)? 优 良 中 及格 不及格二、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意? 优 良 中 及格 不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩: 优 良 中 及格 不及格(在所选等级前的内画“”)评阅教师: (签名) 单位: (盖章)年 月 日教研室(或答辩小组)及教学系意见教研室(或答辩小组)评价:一、答辩过程1、毕业论文(设计)的基本要点和
8、见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范? 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)? 优 良 中 及格 不及格三、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意? 优 良 中 及格 不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩: 优 良 中 及格 不及格教研室主
9、任(或答辩小组组长): (签名)年 月 日教学系意见:系主任: (签名)年 月 日摘 要温度对日常的生活影响极大且无时不在,实现对温度的控制对生活乃至生产发展都具有重要的意义。很多生产领域中都需大量的加热设备来进行生产,如用加热炉来实现热处理,用坩锅电阻炉来融化金属及具有不同用途的温度控制箱等。用单片机对不同温度控制箱进行控制在很大程度上为设备控制带来了方便、使用简单、控制灵活等特点,同时还可以最大限度地提高温度参数的精确程度,保证了生产的稳步进行,增加了生产的效率。因此,智能化温度控制技术的研究有较大的研究意义。 本智能化温度控制系统的设计采用资料较多的80C52微型控制器,配以DS18B2
10、0数字温度传感器及nRF401芯片利用微功率短距离无线通信技术进行远程温度控制,该系统能够在25米以内远程控制温度。单片机利用检测到的数字温度信号与设定的温度上、下限值进行对比,由对比结果输出是否运行半导体制冷器指令以控制设备。本设计添加了普通的数码管来显示温度值及LED灯来显示常用电路的工作状况,增加了系统的灵活性和完整性。关键词:温度箱;80C52;单片机;控制;模拟AbstractThe temperature has great influence on daily life and has no time, and it has important significance for
11、the control of the temperature to control the life and the development of production. In the field of production are subject to a lot of heating equipment to produce, such as heating furnace to realize heat treatment, crucible resistance furnace to molten metal and with different uses of the tempera
12、ture control box. With the chip on the different temperature control box control in a great extent for the equipment control brought convenient, easy to use, flexible to control, at the same time, it can maximally improve the accurate degree of parameters such as temperature, ensure production stead
13、ily, increase the production efficiency. Therefore, the research of the intelligent temperature control technology has the significance of the research.The intelligent temperature control system design using a lot of materials AT80C52 micro controller and with DS18B20 digital temperature sensor and
14、nRF401 chip with micro power short distance wireless communication technology for remote temperature control, the system can in 25 meters remote control asked. Single chip microcomputer is used to detect the digital temperature signal and set the temperature, the lower limit of the comparison, from
15、the results of the comparison of the output of the relay to control equipment. This design adds a common digital tube to display the temperature and LED lamp to show the working condition of the common circuit, and increase the flexibility and integrity of the systemKey word:Temperature;AT80C52;SCM;
16、Control;Simulation10目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义11.2 温度控制系统的目的11.3 温度控制系统完成的功能11.4 国内外发展现状21.5 本章小结3第2章 总体设计方案42.1 方案的系统构想42.2 系统方案的确定42.2.1 传感器方案42.2.2 短距离无线通信模块方案52.2.3 系统控制及数据处理模块方案62.3 器件的选用72.3.1 数字式温度传感器的选择72.3.2无线收发芯片的选择82.3.3 常用的无线收发芯片92.3.4 键盘显示模块的选择102.3.5 温度控制模块的选择102.4
17、 本章小结11第3章 硬件电路设计123.1 设计原则123.2 引脚连接123.2.1 晶振电路123.3 无线控制接收发射器123.4 单片机最小系统的设计133.5 显示电路143.6 DS18B20温度传感器电路143.7 加热电路153.7.1 半导体制冷器,工作原理153.7.2 比例积分电路163.8 报警电路的设计203.9 收发电路设计203.10 本章小结21第4章 系统软件设计224.1 系统软件设计整体思路224.2 系统程序流图234.2.1 上位机主程序234.2.2 下位机主程序244.3 收发控制子程序254.3.1 发送控制子程序254.3.2 接收控制子程序
18、264.4 温度控制模块的设计274.4.1 温度测量子程序274.4.2 PID控制子程序284.4.3 读出温度子程序284.5 子程序流程图304.5.1 复位应答子程序流程图304.5.2 写入子程序31第5章 系统的调试及实验结果325.1 调试步骤325.2 实验结果325.3 本章小结33第6章 结论34参考文献1致谢3附录14附录25沈阳工业大学本科生毕业论文第1章 绪论1.1 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义随着技术的不断发展,以及温度控制在各个领域的广泛应用应用,智能化的温度控制系统已成为研究发展的方向1。尤其近年来,在我们生活得各个领域温度控制系统都取得了广泛的应用
19、,可是温度控制领域却一直没有得到很好的开发,针对这种情况,设计一个简单适用的温度控制系统,具备普遍的使用前景与实际意义。温度是科学研究中占有重要的地位,物理、化学、生物等学科与温度都息息相关。近年来的实验研究中,像电力领域、化工领域、石油领域、冶金领域、航空控制领域、机械设备制造领域、粮食存储领域、酒场生产领域内,温度的控制往往是该领域生产过程中最重要的控制指标之一2。例如,发电厂中锅炉的温度只能控制在我们需要的范围之内;许多化学反应的条件是适当的温度下;炼油过程中,原油的提炼也是在温度和压力不同的条件下提炼出汽油、柴油、煤油等。如果没有标准的温度状态,很多的电子设备很难正常运行,如果没有合适
20、的温度,那些农民种出来的粮食就很容易变质,靠其生产的酒类的品质也就没有了保障。所以,温度对于各行各业都非常重要。目前单片机广泛的应用于各类电子产品,当前的电子设备中大量的使用温度检测与温度控制系统。随着温度控制器应用范围的扩大和需求的多样,各种智能的温度控制系统被人们开发。1.2 温度控制系统的目的设计的温度控制系统具体的内容有:当给定的温度处于最低状态时,控制系统自动启动半导体制冷器器用来给环境加温,当温度缓慢上升并超过设定的下限值时,温控系统停止加温;当实际温度高于设定的温度上限值时,报警器报警,同时系统自动启动半导体制冷器给系统降温,使温度降落到上限温度以下。当温度下降到上限温度以下时,
21、停止降温。温度在规定的范围内,加温降温系统不工作。设计的LED数字显示当前的温度,数值精确度为小数点一位。1.3 温度控制系统完成的功能本系统设计目的是对温度进行高精度控制与实时监测,设计的温度控制系统实现了对温度准确控制:当温度低于给定最低温度时,控制系统自动启动半导体制冷器器用来给环境加温,当温度逐渐上升到给定下限温度以上时,停止加温;当温度高于设定上限温度时,报警器报警,同时系统自动启动半导体制冷器给系统降温,使温度降落到上限温度以下。当温度下降到上限温度以下时,停止降温。温度在规定的范围内,加温降温系统不工作。LED即时显示温度,精确到小数点一位。1.4 国内外发展现状随着信息技术的不
22、断进步,人们为了将人类从繁重、危险的工作环境中解脱出来,对已经有的技术运用到人们生活的各个领域。随着移动通信需求和远程数据采集量的增加,加之有线传输的费用日益增长,人们正逐渐认识到在许多检测领域采用无线传输的必要性4,5。在过去的几年中,无线通讯领域取得了很大的进展,这其中包括数字电路和射频电路制作工艺的进步、低功耗电路、高能电池以及微电子技术的采用。以上诸多方面的发展使移动通信设备更加灵巧、经济、可靠。与上述技术一样,数字通信技术和数字调制技术的发展也发挥了很大的作用,他们使无线通信网络向更加经济、更加容易操作的方向发展。所以如果我们能够很好地了解无线通信的基本原则以及这些技术的特点,就能更
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