室内温度控制系统
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(室内温度控制系统(室内温度控制系统(室内温度控制系统(室内温度控制系统 ))))
姓名:XXX
班级:XXXXXXXX
学号:XXXXXXXX
系别:XXXXXXXX
2011.11.15
1.1.1.1. 绪 论
本设计所介绍的温度控制系统,具有读数方便,测量范围广,测量准确,
其输出温度采用电脑上位机显示,操作简单,成本低廉。
功能说明:
本系统包括四个功能模块:采集、控制、报警、存储。
a.采集
传感器采集温度数据,经过 MCU 处理...
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(室内温度控制系统(室内温度控制系统(室内温度控制系统(室内温度控制系统 ))))
姓名:XXX
班级:XXXXXXXX
学号:XXXXXXXX
系别:XXXXXXXX
2011.11.15
1.1.1.1. 绪 论
本设计所介绍的温度控制系统,具有读数方便,测量范围广,测量准确,
其输出温度采用电脑上位机显示,操作简单,成本低廉。
功能说明:
本系统包括四个功能模块:采集、控制、报警、存储。
a.采集
传感器采集温度数据,经过 MCU 处理以后送上位机显示。
b.控制
上位机传输控制信号给单片机。单片机根据控制信号对继电器控制,便可以
控制增\降温设备。
c.报警
可调温度过高、过低亮灯报警和可调温度上限嗡鸣器报警,过 100℃嗡鸣器
长鸣火灾报警。
d.存储
采集到的数据按每分钟记录一次的方式存储到 EXCEL 数据库中。
系统概述:通过单片机检测到 3 点实时温度值送上位机显示并调用报警函数报
警,同时可操作上位机设置报警限值和控制电炉和冷凝器。采集到的数据按分钟
记录到 EXCEL 数据库中。
2. 温度控制方案的设计
2.12.12.12.1 总体方案构思
设计
图如图 2.1 所示:
2.2 硬件设计
2.2.1 方案的选择与论证
方案一:AT89s52 + 18b20 +4 个 8 段 LED 数码管
方案二:AT89s52 + 18B20 + 上位机
方案三:AT89s52 + AD590 + 上位机
整体系统的
构思
硬件电路的
选材
电路的焊接 C51软件的
编辑
控制界面的
编程 系统调试
图 2.1 设计流程图
1、单片机选用
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程
Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51
产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常
规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得AT89S52
为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。所以方案一、方案
二、方案三的数据处理芯片都采用AT89S52。
2、 温度采集
方案一、方案二选用 18B20。优点:线路简单、扩展简单、编程容易、价格
便宜。缺点:精度低。
方案三选用 AD590 温度传感器。优点:读数方便 、测量漂移小、测量精度
高。缺点:AD590 温度传感器需辅助电路,线路复杂,编程困难,价格比 18b20
贵。
所以选择方案一或方案二。
3、显示
方案一选用数码管显示。优点:符合构建小系统。缺点:有显示范围限制。
方案二选用上位机。优点:调用电脑显示屏显示无范围限制。综合考虑:选
用方案二 优点:上位机显示,减轻了 MCU 负担;数字信号,读取容易;电脑做
主设备,扩展性强;可调用电脑硬件资源。
所以选择方案二。
2.2.2 硬件设备装置的设计
为了精确的采集到室温且不受增温和降温设备的影响,应科学的分配传感器
和增温、降温设备的位置。在一间大小为一个 3m×5m×3m,有一个门,2扇窗户
的房间配置三个传感器和三个电炉、冷凝器。其安装位置如下图所示。
传感器
电炉、冷凝器
图 2.2 设备装置图
2.3 软件设计
图 2.3 程序流程图
3.通信方案的设计
本设计采用有线通信,通过串行异步通信协议进行下位机和上位机的信息交
换。
AT89S52 单片机内部有一个全双工的串行通信口,可实现串行异步通信。其
串行口寄存器结构如图 3.1 。
从图中可看出,接收缓冲期器前还有输入移位寄存器,这种结构的目的在于
Y
程序初始化
数据转换
N
20℃<温度<30℃?
温度>30℃
传送给上位机
温度>100℃
Y
温度<20℃
统计计算
启动警铃
是否转换完
打开冷凝器
稍后关闭
开始
18b20温度采集
启动电炉稍
后关闭
N
N
Y
接收数据时避免发生数据帧重叠现象,从而避免了出错,增强了通信的准确性,
可靠性。
图 3.1 AT89S52单片机的串行结构图
4.4.4.4. 上位机软件的设计
上位机通信运用串行小助手通过编写 VB程序进行数据信息与命令交换的。其
程序流程图如图 4.1 所示。
图 4.1 上位机软件流程图
发送缓冲器(99H)
(SBUF)
接受缓冲器(99H)
(SBUF)
输入移位寄存器
移位时钟
发送中断 TI
TX
串行输出
内部总线
RX
串行输入
接受中断 RI
开始接收
单 片 机
采 集 结
束
是否接受完毕
Y
N
统计计算 将结果填
入 excel
与 25℃比较并发
出相应的命令
单片机接
受命令并
执行命令
5.5.5.5. 总总总总 结结结结
经过这次设计,使我觉得不论从理论知识还是从实际操纵中都学到了不少知
识,我想归纳起来,主要有以下四个方面:
1、经过这次设计,它让我接触更多平时没有接触过的科学仪器设备、元器件以
及获得相关的仪器调试经验,同时我也发现自己在这方面很多不足之处。体会到
理论知识对实践有很大的指导作用,他让我知道,只有在正确的理论指引下,才
能设计出合乎实际需要的硬件电路。
2、学会了高效率的查阅资料、运用工具书、利用网络查找资料。我发现,在我
们所使用的书籍上有一些知识在实际应用中其实并不是十分理想,各种参数都需
要自己去调整。偶而还会遇到错误的资料现象,这就要求我们应更加注重实践环
节。
3、在设计中,我们应当注意重点与细节的关系。
4、失败不可怕,只要不趴下,昂首向前走,希望总会有。
5、同学相互包容,彼此合作,取长补短,才能铸就最后的成功。 可以这样说设
计是对大学四年所学知识的一次运用和检阅,同时对自学能力提出很高的要求,
所以平时的学习离开思考,就是严重的错误,我们学习不应该有偏科现象,各方
面的知识都应该要接触,这样做才能为产品设计打下基石。
参考文献:
1 夏路易著.... 单片机原理及应用. 北京:电子工业出版社,2010.04
2 郑锋,王鼎媛著.... 51 单片机应用系统典型模块开发大全. 北京:中国铁道出版
社,2010.6
3 深圳市安特凌科技有限公司(www.aterlin.com).18B20温度传感器应用解析
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5.总结
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