水温自动控制系统样本.doc

水温自动控制系统通过模块方案比较与论证，最后拟定系统构成方框图如图1所示。本论文设计是重要采用AT89C51单片机芯片来实现温度采集、信号解决、温度设立、温度显示和继电器输出控制等功能重要核心芯片。运用数字温度计来检测水温；采用A/D转换芯片ADC0809来实现对温度计采集到信号进行模数转换解决；采用四位共阴LED和按键实现温度显示和温度设立功能；采用继电器来实现间接控制外围设备。图1系统构成方框图1、某些外围系统设计思路本文通过方案比较与论证，最后拟定外围系统构成方框图如图2所示。外围系统重要是运用数字温度计来检测水温，并把数据传送给单片机解决判断水温与否稳定，与否启动加热装置。加热某些是由单片机控制继电器输出某些，并由继电器间接控制加热装置启停。图2外围系统构成方框图2、硬件电路设计2.1单片机最小系统设计单片机最小系统是由单片机芯片AT89C51为核心，由电源某些、复位电路和晶振电路构成（如图3所示）。图3单片机最小系统3、温度检测电路设计与论证采用热电偶温差电路测温，温度检测某些可以使用低温热偶，热电偶由两个焊接在一起异金属导线所构成（热电偶构成如图5），热电偶产生热电势由两种金属接触电势和单一导体温差电势构成。通过将参照结点保持在已知温度并测量该电压，便可推断出检测结点温度。数据采集某些则使用带有A/D通道单片机，在将随被测温度变化电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据解决，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来。热电偶长处是工作温度范畴非常宽，且体积小，还具备抗振动、稳定性好、精确度高、耐高压等长处。4、显示功能电路设计与论证采用74LS138和74LS248分别驱动同一块四位共阴LED位选和数选，这不但节约了I/O地址端口，也节约了单片机内部空间容量，同步不容易产生干扰（显示电路如图6所示）。温度报警提示功能电路设计与论证本设计发挥某些，是加入了报警，如果咱们所设计系统是监控某一设备水温，当水温度超过咱们所设定温度值时，系统会产生报警。报警时由单片机产生一定频率脉冲，由P0.0引脚输出，P0.0外接一只NPN三极管来驱动扬声器发出声音，以便操作员来维护，从而达到报警目。此方案能完毕声光提示功能，给人以提示可懂性比较差，但在一定限度上能满足规定，并且易于实现，成本也不高（报警提示电路如图7所示）。外围电路控制设计本某些设计依照温度传感器检测到水温信号通过解决后，由AT89C51单片机判断与否进行加热还是降温或者稳定不变。模式一：对于单相加热装置，若要加热则采用AT89C51输出引脚端接5V中间继电器线圈，由单片机产生相相应脉冲信号来接通5V中间继电器线圈，同步使中间继电器常开触点闭合，接通外围电路220V电压并控制外围单相加热装置工作（如图8所示）。图8单相加热装置电路图模式二：对于三相加热装置，若要加热则采用AT89C51输出引脚端接5V中间继电器线圈，由单片机产生相相应脉冲信号来接通5V中间继电器线圈，再由中继电器常开触点去控制主接触器线圈，接通外围电路380V电压并控制外围三相加热装置工作（如图9所示）。图9三相加热装置电路图控制主程序设计控制程序启动后程序进入5S倒计时状态，并启动四位数码显示工作；5S倒计时结束后程序开始运营，一方面程序先判断与否运营温度设立程序，否则运营正常温度检测、上下限报警及外围电路控制程序。即由温度传感器DS18B20检测水温，再通过单片机对检测信号进行解决，并对实际温度和设定温度进行比较，判断与否达到上下限报警规定，把成果传送至显示某些并调用显示子程序显示，同步判断与否启动加热功能，是则控制继电器输出控制外围设备执行相应工作；否则系统进入恒温控制状态。完毕后进入下一种扫描周期。图11单片机主程序流程图温度设立程序设计程序进入温度设立状态后,程序会检测判断片选键与否按下，否则片选闪烁并进入位选检测状态；是则片选位闪烁并使累加器加1，判断与否为4（片选总位数）若是返回重新检测判断片选键与否按下，若否把累加器值赋值给片选存储器，同步进入位选检测状态。程序进入位选状态后，等待10S并检测判断位选键与否按下，否则子程序返回；是则进入位选状态并使累回器加1，再对累加器数据进入十进制调节，同步赋值给设定值存储器及显示存储器，结束子程序并返回。上下限报警程序设计程序运营后，温度传感器DS18B20检测水温，通过单片机对检测信号进行解决，并对实际温度和设定温度进行比较，判断实际温度与否不大于设定值？是则进行下限报警并启动外围加热电路；否则判断实际温度与否不不大于设定值？是则进行上限报警并降温，同步子程序返回；否则进行恒温控制，同步子程序返回。图13上下限报警子程序流程图