水溫自動控制設計方案

1、 水溫控制系統(tǒng)設計方案 第十二組：張永濤 張麗燕 鄭鈞文 一引言在一些溫控系統(tǒng)電路中，廣泛采用的是通過熱電偶、熱電阻或PN結測溫電路經(jīng)過相應的信號調(diào)理電路，轉換成AD轉換器能接收的模擬量，再經(jīng)過采樣保持電路進行AD轉換，最終送入單片機及其相應的外圍電路，完成監(jiān)控。但是由于傳統(tǒng)的信號調(diào)理電路實現(xiàn)復雜、易受干擾、不易控制且精度不高。本設計利用單片機結合DS18B20水溫控制系統(tǒng)設計，因此，本系統(tǒng)用一種新型的可編程溫度傳感器（DS18B20），不需復雜的信號調(diào)理電路和AD轉換電路能直接與單片機完成數(shù)據(jù)采集和處理，實現(xiàn)方便、精度高，可根據(jù)不同需要用于各種場合。二設計目的設計并制作一個水溫自動控制系統(tǒng)，

2、控制對象為1升凈水，容器為搪瓷器皿。水溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設定，并能在環(huán)境溫度降低時實現(xiàn)自動控制，以保持設定的溫度基本不變。利用單片機stc89c58實現(xiàn)水溫的智能控制，使水溫能夠在40-90 度之間實現(xiàn)控制溫度調(diào)節(jié)。利用儀器讀出水溫，并在此基礎上將水溫調(diào)節(jié)到我們通過鍵盤輸入的溫度（其方式是加熱或降溫），而且能夠將溫度顯示在我們的七段發(fā)光二極管板上。三系統(tǒng)功能1. 可以對溫度進行自由設定，到那時必須在0100攝氏度單位內(nèi)，設定時可以適時的顯示說設定的溫度值，溫度是可以自由設置的，傳感器的檢測值與設定的溫度比較，可以顯示在八段數(shù)碼管上。2. 溫度由1臺1000w電爐來實現(xiàn)，如果溫度不在409

3、0度之間，則在LED上顯示“888”,表示錯誤。3. 能夠保持不間斷顯示水溫，顯示位數(shù)3位，分別為十位，個位，和小數(shù)位。四系統(tǒng)設備最小系統(tǒng)板 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器（集成了A/D轉換功能） 1000W 電爐 溫度計 繼電器 風扇 盛水器皿 五溫度控制總體方案與原理1系統(tǒng)模塊圖系統(tǒng)模塊分為：DS18B20模塊，顯示模塊，繼電器模塊，鍵盤輸入模塊，DS18B20可以被編程，所以箭頭是雙向的，CPU（89c58）首先寫入命令給DS18B20，然后DS18B20開始轉換數(shù)據(jù)，轉換后通過89c58來處理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理后的結果就顯示到數(shù)碼管上。<單片機DS18B20水溫控制系統(tǒng)設計總體圖&g

4、t;2系統(tǒng)模塊總關系圖本系統(tǒng)的執(zhí)行方法是循環(huán)查詢執(zhí)行的，鍵盤掃描也是用循環(huán)查詢的辦法，由于本系統(tǒng)對實時性要求不是很高，所以沒有用到中斷方式來處理。六溫度轉換核心及其算法 溫度傳感器DS18B20原理與特性本系統(tǒng)采用了DS18B20單總線可編程溫度傳感器,來實現(xiàn)對溫度的采集和轉換，大大簡化了電路的復雜度，以及算法的要求。首先先來介紹一下DS18B20這塊傳感器的特性及其功能: DSl8B20的管腳及特點 DS18B20可編程度傳感器有3個管腳。如：左圖， GND為接地線，DQ為數(shù)據(jù)輸入輸出接口，通過一個較弱的上拉電阻與單片機相連。VDD為電源接口，既可由數(shù)據(jù)線提供電源，又可由外部提供電源，范圍3

5、O55 V。本文使用外部電源供電。主要特點有：1. 用戶可自設定報警上下限溫度值。 2. 不需要外部組件，能測量55+125 范圍內(nèi)的溫度。3. 10 +85 范圍內(nèi)的測溫準確度為±05 。4. 通過編程可實現(xiàn)9l2位的數(shù)字讀數(shù)方式，可在至多750 ms內(nèi)將溫度轉換成12 位的數(shù)字，測溫分辨率可達00625 。 5. 獨特的單總線接口方式，與微處理器連接時僅需要一條線即可實現(xiàn)與微處理器雙向通訊。 七輸出系統(tǒng)1 繼電器模塊下圖是一個蜂鳴器和一個繼電器的圖，我們只用到了繼電器的圖，繼電器和單片機的I/O口進行通訊。（蜂鳴器可以用來報警）2 顯示模塊該顯示模塊采用74ls164串行顯示驅動三個8斷數(shù)碼管。芯片系統(tǒng)本系統(tǒng)采用的是stc89c58芯片。下面是它的引腳圖。八軟件設計說明本系統(tǒng)采用的是循環(huán)查詢方式，來顯示和控制溫度的。1總模塊的流程圖2各個模塊的流程圖讀取溫度DS18B20模塊的流程鍵盤掃描處理流程九操作指引按鍵功能1. Enter P1.5(k2)2. Up P1.6(k3)3. Down P1.7(k4)4Save P1.4（k1）顯示溫度1. 未插DS18B20時，數(shù)碼管顯示錯誤888.8.設定溫度1按下Enter，數(shù)碼管溫度