DSB溫繼電控制系統(tǒng)

1、基于DS18B20地溫度繼電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)者 班級(jí) 學(xué)號(hào)武旭飛2018213128姚 磊2018212594陸 蒙2018213084完成時(shí)間： 2018 年 6 月 4 日星期三目錄一、實(shí)驗(yàn)題目 3二、實(shí)現(xiàn)功能 3三、總體工作原理 3四、硬件設(shè)備 3五、系統(tǒng)框圖 3六、硬件設(shè)計(jì) 41. 單片機(jī)最小系統(tǒng) 42. 溫度傳感器 53. 鍵盤液晶顯示 74. 繼電器控制執(zhí)行電路 95. 總電路連接圖 10七、心得體會(huì)實(shí)驗(yàn)題目設(shè)計(jì)一個(gè)溫度測(cè)量與控制系統(tǒng)，溫度測(cè)量范圍50-100 C ,控溫精 度士 0.5 C ,采用繼電控制水浴加熱.1 、選擇合適地溫度傳感器 .2、畫出系統(tǒng)原理框圖 , 并分析

2、工作原理 .3、畫出系統(tǒng)電原理圖 .二、實(shí)現(xiàn)功能本設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)通過繼電器對(duì)液體進(jìn)行水浴加熱地控制 , 當(dāng)溫度 低于50C時(shí),繼電器控制開始水浴加熱，當(dāng)溫度高于100C時(shí)停止加 熱 , 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度地控制 .三、總體工作原理本設(shè)計(jì)中溫度測(cè)量采用地是DS18B20溫度傳感器，溫度控制系統(tǒng)采用 AT89S51 作為微處理單元通過繼電系統(tǒng)進(jìn)行控制 , 同時(shí)采用 4*4 鍵盤把設(shè)定溫度地最高值和最低值鍵入單片機(jī)地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器 , 通 過溫度傳感器把測(cè)得地溫度信號(hào)傳給單片機(jī) , 與單片機(jī)里地?cái)?shù)據(jù)相比 較, 通過繼電控制來判斷是否進(jìn)行水浴加熱 .四、硬件設(shè)備繼電器 1 個(gè)DS18B201 個(gè)AT89S51芯

3、片 1 個(gè)MAX23芯片1 個(gè)LCD1602夜晶顯示器1個(gè)五、系統(tǒng)框圖經(jīng)過反復(fù)思索設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)可以分成以下幾個(gè)部分：AT89S51構(gòu)成地控制電路、顯示電路、溫度傳感器、鍵盤設(shè)定、繼電控制、水浴加熱溫度傳感器DS18B20把所測(cè)得地溫度送到 AT89S51單片機(jī)上, 經(jīng)過單片機(jī)地處理，把溫度在電路上顯示，本系統(tǒng)顯示器為液晶顯示 器LCD1602通過鍵盤設(shè)定溫度范圍，將測(cè)得地實(shí)際溫度與設(shè)定溫度 相比較，由繼電器控制是否加熱.控制電路采用單片機(jī)最小系統(tǒng)同時(shí)完成控制、顯示、鍵盤采集 溫度等功能.六、硬件設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)以單片機(jī) AT89S51為核心部件，在51最小系統(tǒng)外圍添加了溫度測(cè)量、鍵盤輸入、液晶顯

4、示部分以及繼電器構(gòu)成地執(zhí)行部件.1. 單片機(jī)最小系統(tǒng)本設(shè)計(jì)選擇地芯片是 AT89S51其主要特點(diǎn)如下：4KB片內(nèi)程 序存儲(chǔ)器 ,128bytes 地隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM） ,32 個(gè)外 部雙向輸入/輸出1/0 ）口 ,5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中 斷,2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口 , 看 門狗WD）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器.單片機(jī)接口使用情況如下：P1 .3作為繼電器控制端口；P3.5 作為溫度檢測(cè)元件輸入端口；P2 口鍵盤掃描端口；P0 口作為L(zhǎng)CD夜晶顯示數(shù)據(jù)輸入端口；P3 口作為上位通信串口輸入端.單片機(jī)最小系統(tǒng)工作電路如圖：9 BP3.1衛(wèi)魚 吋E

5、63;X?3.3P3.4T10 ?3.J 71 芮總匝P%7莎PI 1n.2?i 3pi.斗PL5 PUPl 7 RST5VATUSSlVSCPfi dPO L 師2PDJPT'4KU3 SP： _P2PI罠氏P:.二?P I 2J2Er-DSD2D1最小系統(tǒng)2. 溫度傳感器因?yàn)镈S18B20芯片將溫度傳感器、信號(hào)放大調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換、 接口全部集成于一芯片，與單片機(jī)連接簡(jiǎn)單、方便，與AD590 相比是更新一代地溫度傳感器，所以溫度傳感器采用 DS18B20.DS18B2C為單線數(shù)字溫度傳感器，支持“一線總線”接口 ,大大提高了系統(tǒng)地抗干擾性，應(yīng)用于溫控控制、工業(yè)系 統(tǒng)、消費(fèi)品、溫度計(jì)

6、或任何熱感測(cè)系統(tǒng) .DS18B20具有以下特性:<1）、零待機(jī)功耗；<2）、無需外部器件;GN1!O tTDD<3）、可通過數(shù)據(jù)線供電；<4）、溫度以 9 位數(shù)字量讀出；<5）、獨(dú)特地單線接口僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)行通訊；<6）、測(cè)溫范圍-55 °C +125C ,在-10 °C +85C 內(nèi)，精度為士0.5 C .CPU寸DS18B2C地訪問流程是：先對(duì) DS18B2C初始化，再進(jìn) 行 ROM 操 作 命 令 , 最 后 才 能 對(duì) 存 儲(chǔ) 器 操 作 , 數(shù) 據(jù) 操 作. DS 1 8 B2 0每一步操作都要遵循嚴(yán)格地工作時(shí)序和通信協(xié) 議

7、.如主機(jī)控制 DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換這一過程，根據(jù)DS18B20地通訊協(xié)議，須經(jīng)三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要 對(duì)DS18B20進(jìn)行復(fù)位,復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROMf令,最后 發(fā)送RAM指令.電路采用溫度傳感器 DS18B20可直接輸出數(shù)字量，單線器 件和單片機(jī)地接口只需一根信號(hào)線 , 所以本設(shè)計(jì)地硬件電 路十分簡(jiǎn)單 , 容易實(shí)現(xiàn) . 能達(dá)到 0.5oC 地固有分辨率 , 使用 讀取溫度暫存寄存器地方法能達(dá)到 0.2 oC 以上地精度.DS18B20連接電路圖如圖所示+5VVCCI/O GNDP35DS18B20GND啟度采集電路3. 鍵盤液晶顯示本設(shè)計(jì)在鍵盤輸入方面，選擇常用地4*4掃描鍵

8、盤,分別用作PID模式選擇、溫度設(shè)定值輸入、確定或取消設(shè)置.在顯示方面，選用了常用地顯示容量為16*2個(gè)字符地液晶顯示模塊LCD1602.鍵盤及顯示部分地連接圖如圖所示：ns13 W=f顯示電賂羽呻t?idll云u LL*Lf4. 繼電器控制執(zhí)行電路電磁式繼電器介紹：電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成.只要在線圈兩端加上一定電壓，線圈中就會(huì) 流過電流,從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引地作用 下克服返回彈簧地拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵地動(dòng)觸點(diǎn)與 靜觸點(diǎn)吸合，從而接通原來斷開地電路；當(dāng)線圈斷電后，電磁 地吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧地反作用力下返回原來 地位置,使動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)斷開.這樣吸合、釋放，從而達(dá)到 了在電路中地導(dǎo)通、切斷地目地.繼電器電路如圖所示:VCC繼電控制電踣通過給I/O端口高低電位來控制繼電器地通斷，繼而控制水 浴加熱是否執(zhí)行，以達(dá)到控制水溫地目地.其中三極管為控制開關(guān)作用，當(dāng)接口為高電平，三極管截止,5V加不到繼電器地 線圈,繼電器不吸合，此時(shí)不執(zhí)行加熱操作；當(dāng)端口為低電平 三極管導(dǎo)通 ,5V 通過三極管加到繼電器線圈