数字温度传感器 课程设计.doc

恒温控制系统设计
姓名: 杨伟展
学号: 2005364114
专业: 电气工程与自动化
学院: 机电与信息工程学院
指导教师: 肖红军
辅导教师: 肖红军
起止日期: ~
课程设计任务书
电气工程与自动化专业 05 年级 1 班杨伟展
设计题目
恒温控制系统设计
主要内容
设计基于DS18B20的数字式烤箱温度控制系统,控制电路主要包括,led显示电路、按键电路、温度检测电路及控制电路。控制程序主要包括主程序、读出温度子程序、按键子程序、显示子程序、PID控制子程序等。要求能检测、显示烤箱温度,并控制烤箱温度为一恒定值。
具体要求
对烤箱温度进行检测及控制。温度显示范围: 0゜C~+99゜C,精度误差在1゜C以内。
控制系统稳态误差控制在5%以内。
恒温值可设置,并可随时修改。
LED数码管直读显示实测温度,设置温度(用键控制设定温度)。
温度超出上、下限值(设定值的正负50%)时,报警。
启/停键用以启动和停止加热,上电复位后,不论启动还是
停止状态,人机界面显示烤箱内温度值,同时也要求显示界面
区分停止和运行状态。
进度安排
第一周
分组;查找资料;系统硬件电路设计,编写控制程序
第二周
程序调试,系统调试,撰写课程设计报告,答辩
完成后应上交的材料
课程设计报告。
程序清单(电子版)
总评成绩
指导教师签名日期年月日
系主任审核日期年月日
摘要
本课程设计是设计一个恒温控制系统,本系统是控制烤箱的温度,使其稳定在设定值附近。温度测量采用芯片DSl8B20进行测量,而温度设定值可通过按键进行修改,通过PID控制算法实现对烤箱温度的闭环控制。当温度越限时(无论是低限还是高限),系统将通过发光二极管进行报警,提醒用户温度已经超出设定的范围。
关键字:恒温控制;温度检测;PID;越限
目录
1设计任务分析……………………………………………………1
2实现原理与测温芯片的介绍……………………………………1
……………………………………………………1
DS18B20芯片………………………………………………1
3系统的总体方案设计……………………………………………5
4具体实现流程……………………………………………………6
…………………………………………………6
…………………………………………………7
…………………………………………………8
5单片机系统程序的编制与调试…………………………………9
…………………………………9
…………………………………9
6测试结果分析……………………………………………………10
7总结………………………………………………………………10
参考文献……………………………………………………………11
附录…………………………………………………………………12
恒温控制系统设计
姓名:杨伟展学号:2005364114 班级:05电气工程与自动化1
1设计任务分析
本课程的主要任务是学习和掌握基本的电路调试技术,并利用所学的单片微机知识,设计出一个烤箱恒温控制系统,能够实现烤箱温度的设定和控制,并能在温度越限时实现报警等功能。把所学的知识运用到日常生活中去,加强对单片微机知识的运用和实践。
2实现原理与测温芯片的介绍

通过单片机程序的编写,将设定的温度和烤箱的温度输出到数码管显示,通过按键进行启动/停止烤箱、加减修改设定温度,而使用DS18B20芯片进行温度测定、传输,再通过控制程序输出控制脉冲实现烤箱温度的闭环控制,使温度控制在设定值附近。
电路中涉及到的主要芯片和硬件设备有:89C51芯片、74HC377芯片、74HC245芯片、74HC138芯片、DS18B20芯片、LED数码管和烤箱等。
DS18B20芯片
由美国DALLAS半导体公司生产的DSl8B20型单线智能温度传感器,属于新一代适配微处理器的智能温度传感器,可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中,例如多路温度测控仪、中央空调、大型冷库、恒温装置等。
此外巧妙利用DSl8B20内部64位激光ROM中具有惟一性的48位产品序号,还可设计成专供大型宾馆客房或军事仓库使用的保密性极佳的电子
密码锁。
图2-1 DS1820/DS18B20的引脚排列

DSl8B20内部测温电路框图如图2-2 所示。低温度系数振荡器用于产生稳定的频率ƒ0,高温度系数振荡器则相当于T/ƒ转换