51单片机AD590温控系统设计

单片机温控系统设计

单片机温控系统设计 摘要

本设计是以一个保温箱为控制对象，以AT89C51为控制系统核心，通过单片机系统设计实现对保温箱温度的显示和控制功能。本温度控制系统是一个闭环反馈调节系统，由温度传感器AD590对保温箱温度进行检测，经过调理电路得到合适的电压信号。经A/D转换芯片得到相应的温度值，将所得的温度值与设定温度值相比较得到偏差。通过对偏差信号的处理获得控制信号，去调节加热器的通断，从而实现对保温箱温度的显示和控制。本文主要介绍了保温箱温度控制系统的工作原理和设计方法，论文主要由三部分构成。① 系统整体方案设计。② 硬件设计，主要包括温度检测电路、A/D转换电路、显示电路、键盘设计和控制电路。③ 系统软件设计，软件的设计采用模块化设计，主要包括A/D转换模块、显示模块、键盘模块和控制模块等。

目录 1 绪论 1

1.1 课题设计背景和目的 1 1.2 国内外研究状况和发展趋势 1 1.3温度检测的主要方法 2 1.4课题设计的主要内容 3 2 系统总体方案设计 4 2.1系统硬件设计方案 4 2.1.1 芯片选择 5 2.1.2 温度检测 5 2.1.3 A/D转换电路 5 2.1.4 键盘输入 6

2.1.5 LED显示 6 2.1.6 控制电路 6 2.2系统软件设计方案 6 3 系统硬件设计 7 3.1 中央处理器 7 3.1.1 AT89C51简介 7 3.1.2管脚说明 8 3.1.3特殊功能存储器 10 3.1.4芯片擦除 ; 10

3.1.5复位电路的设计 11 3.1.6时钟电路设计 11 3.2温度传感器AD590 11 3.3 信号调理电路 13 3.4温度标定 14 3.5 A/D转换 16 3.6 LED显示 19 3.7 键盘接口 22 3.8 控制电路 23 4 系统软件设计 25 4.1程序初始化 26

4.2主程序 27 4.3 A/D转换子程序 27 4.4 标度转换子程序 28 4.5 显示子程序 29 4.6控制子程序 30 4.7 键盘子程序 32 5 结论 35 参考文献 36 致谢 37 附录 38

附录A 系统硬件原理图 38 附录B PCB板图 39

1 单片机最小系统PCB板图 39 2 调理电路、控制电路PCB板图 39 附件

附件1、开题报告

附件2、原文：TEMPERATURE CONTROL 附件3、译文：温度控制 1 绪论

1.1 课题设计背景和目的

在现代化的工业生产中电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。温度作为一个基本物理量，它是一个与人们的生活环境、生产活动密切相关的重要物理量。在现代化的工业生产过程中温度作为一种常用的主要被控参数，在很多生产过程中我们需要对温度参数进行检测。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测。采用单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。 因此单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题[1]。

本次设计采用MCS-51系列单片机与各种外围电路构成单片机温度自动检测和控制系统，实现对温度的实时检测和控制。通过本次设计掌握温度检测控制系统的硬件设计方法和软件编写方法。熟悉Protel软件的使用方法。通过课题的研究进一步巩固所学的知识，同时学习课程以外的相关知识，培养综合应用知识的能力。锻炼动手能力与实际工作能力，将所学的理论与实践结合起来。

1.2 国内外研究状况和发展趋势

随着国内外工业的日益发展，温度检测技术也有了不断的进步。温度测量系统主要由两部分组成，一部分是传感器，它将温度信号转换为电信号。另一部分是电子装置，它主要完成对信号的接收、处理、对测点进行控制、温度显示等功能。对应于不同的温度段及测量精度要求，测温装置也不尽相同，从传感器方面看，己出现有各种金属材料、非金属材料、半导体材料制成的传感器，也有红外传感器。仪器本身也趋向小型化，多采用集成度较高的芯片或元件组成电路。对于测点较多，并具有报警、巡测、控制等多功能测温装置，一般采用单片机电路。目前的温度检测技术原理很多，大致包括以下几种:(1)物体热胀冷缩原理(2)热电效应(3)热阻效应(4)利热辐射原理。

传统的温度传感器(如,热电偶、铂电阻、双金属开关等)虽然有着各自不可替代的优点,但由于自身因自热效应影响了测量精度,从而制约了它们在微型化高端电子产品中的应用。与之相比较,半导体温度传感器具有灵敏度高、体积小、功耗低、时间常数小、自热温升小、抗干扰能力强等诸多优点,无论是电压、电流还是频率输出,在相当大的温度范围内( - 55～150 ℃)都与温度成线性关系,适合在集成电路系统中应用。目前,半导体温度

传感器工作的温度范围还限于- 50～150 ℃。未来主要的研究方向将是如何扩大它的温度适用范围,以及智能化、网络化等方面[2]。

近年来，在温度检测技术领域中，多种新的检测原理与技术的开发应用己取得了具有实用性的重大进展。新一代温度检测元件正在不断出现和完善化，主要包括以下几种。(1)