单片机智能温控器课程设计.docx

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单片机智能温控器课程设计

单片机课程设计

说明书

专业：

机械设计制造及其自动化

设计题目：

智能温控器

设计者：

指导老师：

设计时间：

一、课题名称：

一个鉴于51单片机的智能温控器课程设计

二、主要技术指标及工作内容和要求：

本设计以MCS-51系列单片机为核心，采纳常用电子

器件设计，一个电源开关，两个控制温度设定按键（增大/减小），四位数码管分别显示设

定温度和实质温度，量程为0~99度，翻开电源开关后设定温度初始化为26度。

1，按键输入采纳中止方式，两个按键分别接INT0和INT1。

2，采纳铂电阻（Pt100）温度传感器进行温度丈量，模数变换采纳ADC0809。

3，单片机依据设定温度S和实测温度P控制继电器R的动作，死区设为2度：

当P<=S-1时，控制R接通电加热回路;

当P>S+1时，控制R断开电加热回路；

当S-1

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1.系统整体设计方案1

智能温控器的功能设计1

2．系统硬件设计2

单片机概括2

A/D变换电路2

ADC0808介绍2

A/D变换电路工作原理3

温度采样电路3

铂电阻（Pt100）温度传感器3

按健开关4

温度显示电路5

温度显示工作原理5

热电阻驱动电路6

第3章系统软件设计7

软件设计思路7

程序流程7

程序内容编写9

参照文件：

13

附录14

鉴于MCS-51单片机的智能温控器的设计与开发

1.系统整体设计方案

智能温控器主要单片机，时序电路，温度采样电路，A/D变换电路，温度显示电

路，温度输入电路，驱动电路等构成。

系统原理图见图1所示：

时

A/D转

温

度

钟

换

电

采

样

路

电路

数

BCD

8051

键

码

译

按

电路

管

码

数

BCD

驱

动

码

译

电路

管

码

图1智能温控器控制系统框图

智能温控器的功能设计

以MCS-51系列单片机为核心，采纳常用电子器件设计，一个电源开关，两个控制温度设定按键（增大/减小），四位数码管分别显示设定温度和实质温度，量程为0~99度，翻开电源开关后设定温度初始化为26度。

1，按键输入采纳中止方式，两个按键分别接INT0和INT1。

2，采纳铂电阻（Pt100）温度传感器进行温度丈量，模数变换采纳ADC0809。

3，单片机依据设定温度S和实测温度P控制继电器R的动作，死区设为2度：

当P<=S-1时，控制R接通电加热回路;

当P>S+1时，控制R断开电加热回路；

当S-1

1

2．系统硬件设计

单片机概括

因为智能温度控制器的核心就是单片机，单片机的选择将直接关系到控制系统的工作能否有效和协调。

本设计采纳MCS-51系列的8051单片机，因为8051单片机应用宽泛，性能稳固，抗扰乱能力强，性价比高。

8051包含了8位CPU，片内振荡器，4K字节ROM,128字节RAM,2个16位准时器，计数器，中止构造，I/O接口等。

可进行计算，准时等一系列功能。

A/D变换电路

ADC0808介绍

ADC0808是8位全MOS中速A/D变换器、它是逐次迫近式A/D变换器，片内有三态数据输出锁存器，能够和单片机直接口接。

其主要引脚功能以下：

（1）RD，WR：

读选通讯号和选通讯号（低电平有效）。

（2）CLK：

时钟脉冲输入端，上涨有效。

（3）DB0—DB7是输入信号。

（4）CLKR：

内部时钟发生器外接电阻端，与CLKIN端配合可由芯片自己产生

时钟脉冲，其频次为1/。

（5）CS：

片选信号输入端，低电平有效，一旦CS有效，表示A/D变换器被

选中，可启动。

（6）WR：

写信号输入，接受微机系统或其余数字系统控制芯片的启动输入端，低电平有效，

CS、WR同时为低电平常，启动变换。

（7）INTR：

变换结束输出信号，低电平有效，输出低电平表示本次变换已达成。

该信号常作为向微机系统发出的中止恳求信号。

（8）CLK:

为外面时钟输入端，时钟频次高，A/D变换速度快。

同意范围为

10-1280KHZ，典型值为640KHZ，此时，A/D变换时间为10us。

往常由MCS—51单片机ALE端直接或分频后与其相连。

当MCS单片机与读写外，RAM操作时，ALE信号固定为CPU时钟频次的1/6，若单片外接的晶振为6MHZ，则1/6为1MHZ，

A/D变换时间为64us。

2

2.2.2A/D变换电路工作原理

ADC0808的两模拟信号输入端，用以接受单极性、双极性和差

摸输入信号，与WR同时为低电平A/D变换器被启动切在WR上涨沿后100模数达成变换，变换结果存入数据锁存器，同时，INTR自动变成低电平，表示本次变换已结束。

如CS、RD同时来低电平，则

数据锁存器三态门翻开，数字信号送出，而在RD高电平到来后三态

门处于高阻状态

图2A/D变换电路图

温度采样电路

铂电阻（Pt100）温度传感器

当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会跟着温度上涨而3

成近似匀速的增添。

但他们之间的关系其实不是简单的正比的关系，而更应当趋于一条抛物线。

铂电阻的阻值随温度的变化而变化的计算公式：

-200

（1）

0

（2）

Rt为t℃时的电阻值，R0为0℃时的阻值。

公式中的A,B,系数为实验测定。

标准的系数为：

A=*10-3℃；B=*10-7℃；C=*10-12℃

按健开关

设定按键（增大/减小），四位数码管分别显示设定温度和实质温度，量程为0~99

度，翻开电源开关后设定温度初始化为26度。

按键输入采纳中止方式，两个按键分别接INT0和INT1

4

温度显示电路

LED驱动

74LS47介绍：

74LS47是一块BCD码变换成7段LED数码管的译码驱动IC，

74LS47的主要功能是输出低电平驱动的显示码，用以推进共阳极7段LED数码

管显示相应的数字。

相应引脚功能以下：

（1）QA,QB,QC,QD,QE,QF,QG:

7段LED数码输出引脚。

（2）A，B，C，D：

输入引脚。

（3）RBO，BT，LI高电平输出有效。

温度显示工作原理

温度显示电路如图4所示：

由2片TTL74LS47和2片七段LED构成，LED采纳共阳级接法。

74LS47的QA-QG接BCD的a-g,段选信号由8051的P1口供给，LED显示数据由74LS47的输出决定,即由P1口信号的取值决定。

5

图4TTL74LS47BCD显示电路

热电阻驱动电路

热电阻驱动控制，8051的的引脚与ULN2003A的引脚相连结，从发出的控制信号经ULN2003抵达电磁继电器，驱动热电阻的运转和停止。

ULN2003是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,拥有电流增益高、工作

电压高、温度范围宽、带负载能力强等特色,适应于各种要求高速大功率驱动的

系统。

此中ULN2003是由7个NPN拥实用共阴二极管夹紧来变换电感负载的高压

输出特色的达林顿晶体管构成。

目前一对单精度型的额定电流为500mA，有比

较高的电流容量，它的应用软件包含继电器驱动器、显示驱动器，线驱动器和逻

辑缓冲器等。

在本驱动电路中的作用是增大电流驱动能力。

该芯片采纳16脚的

DIP封装,此中第9为公共输出端COM，有一个输出端为高电平，COM就为高电平。

6

图5电磁继电器和热电阻电路

第3章系统软件设计

软件设计思路

软件设计的任务包含启动A/D变换、读A/D变换结果、设置温度、温度控制等，此中启动A/D变换、读A/D变换结果、温度控制等工作在主程序中达成，设置温度在中止服务程序中达成，依据对照结果给出控制信号，令热电阻运转或停止，实现温度调控。

程序流程

主程序流程图如图6所示

中止服务程序流程图7、8所示

7

图6主程序流程图

图7增添键中止服务子程序流程图

8

图8减小键中止服务程序流程图

3.3程序内容编写

ORG0000H

JMPSTART1

ORG0003H

LJMPINTER1

ORG0013H

LJMPINTER2

ORG0100H

START1:

MOVSP,#60H;设置货仓指针

SETBIT0

SETBIT1

MOVIE,#85H;中止中止1开放

ANLP1,#00H

MOVP1,#26H;设定温度初值

LCALLSTART;调用AD变换程序

LCALLC1;调用温度控制程序

LJMP$

ORG0200H;增添键（中止0）首地点

INTER1:

PUSHACC;保护现场

PUSHPSW

CLRC

9

LCALLDELAY;按键延时

A1:

JB,A1;判断有无键按下

SET1:

LCALLDELAY;按键防抖

MOVA,P1

ANLA,#0FH

INCA

MOV30H,A

MOVA,P1

ANLA,#0F0H

ADDCA,30H

DAA;对A十进制调整

MOVP1,A

POPPSW

POPACC

RETI

ORG0300H;减小键（中止1）首地点

INTER2:

PUSHACC

PUSHPSW

CLR

A2:

JB,A2;判断有无键按下

SET2:

LCALLDELAY;按键防抖

MOVA,P1

ANLA,#0FH

SUBBA,#01H

JB,Q0

MOV35H,A

MOVA,P1

ANLA,#0F0H

ADDA,35H

JMPQ1

Q0:

MOVA,P1

ANLA,#0F0H

CLRC

SUBBA,#10H

JCQ2

ADDA,#09H

JMPQ1

Q2:

MOVA,#99H

Q1:

MOVP1,A

POPPSW

POPACC

RETI

START:

MOVR1,#20H

10

MOVX@DPTR,A;A/D转变器开始变换

WAIT1:

JB,WAIT1

WAIT2:

JNB,WAIT2

MOVXA,@DPTR

LCALLBINBCD1

MOV@R1,A

MOVP0,A

RET

ORG0400H;控制温度子程序

C1:

CLRC

MOVA,20H;将检测温度送到累加器A中

SUBBA,P1

JNCGAO;判断环境温度能否高于预设温度

SJMPDI

DI:

CLRC

MOVA,20H

ADDCA,#01

MOV20H,A

CLRC

MOVA,P1

SUBBA,20H

JCZ1;判断预设温度能否等于（检测温度+1）

SETB

SJMPZ1

Z1:

RET

GAO:

CLRC

SUBBA,#02

JNCZ1;判断环境温度减预设温度能否小于2

CLR

RET

DELAY:

MOVR7,#06H;延时子程序

D0:

MOVR6,#0FAH

DJNZR6,$

DJNZR7,D0

RET

BINBCD1:

MOVB,#10;二进制转变成十进制子程序

DIVAB

SWAPA

ADDA,B

RET

END

11

参照文件：

《新编单片机原理及应用》汪贵平李登峰龚贤武雷旭编着

《电工电子技术》下册秦曾煌主编

XX百科电路图：

见附录

（因为时间短，程序中有些不足之处，参照者能够加以改良）

13

附录：