基于單片機的溫度控制器的設計論文(已修改)

　

【正文】 基于單片機的溫度控制設計摘 要 本設計實現的是單片機溫度測量與控制系統，通過數碼管顯示所測量的溫度。系統采用18B20為溫度傳感器，通過單片機處理進行顯示，本文介紹了基于M16單片機的溫度實時測量與控制系統和顯示系統的設計，包括介紹了硬件結構原理，軟件設計流程及其程序實現。系統結構簡單、實用，提高了測量精度和效率 。可進行上限、下限溫度預設，分辨率為9~12位的溫度報警器設計，可通過高電平打開，低電平關閉，在沒有負載的情況下，系統可進入休眠狀態。可以交替的顯示所設置的上、下限溫度。本設計制作方便，并通過C語言程序控制能夠精準的對所測量的環境進行溫度控制，實用性強。 關鍵字：M16 18B20 上、下限溫度控制 C語言 分辨率9~12目 錄 引言 …………………………………………………………………………設計內容及要求…………………………………………………52．單片機的相關資料…………………………………………7 單片機技術的背景情………………………………………………7M16單片機概述 ………………………………………………………8 ATmega16 單片機主要特征及基本結構 ……………………M16 的基本組成及引腳配置……………………………… M16的引腳基本功能 ………………………………………11 …………………………………………11溫度傳感器18B20介紹 ………………………………………………12 …………………………………………13 溫度傳感器18B20的基本組成……………………………………13 溫度傳感器18B20的測溫操作 …………………………………14 …………………………………………17 下位機軟件流程 ……………………………………………… 18 硬件電路實 ………………………………………………………19總結 …………………………………………………………………………20致謝 …………………………………………………………………………21參考資料、附件 …………………………………………………………22引言 在農業生產中，溫室的溫度很難把握。往往超過或低于允許值，致使大批良種的報廢，耽誤農時，影響生產。日常生活中，經常要用到高功率電器，但是高功率電器的發熱量大，有時候可能引起火災。等等之類的情況，這就需要一個溫度報警器在環境溫度超過一定范圍時報警，來提醒使用者。經過試用和改進，溫度報警器可適用于變壓器超溫報警、環境溫度監測、配電柜溫度監測及風扇自動控制、機房、倉庫、魚塘、蔬菜大棚溫度監測及報警等等。溫度控制器目前普遍采用的幾種方法：方案一：采用單總線的DS1820的溫度傳感器的控制儀。 方案二：采用集溫濕度傳感器于一體的SHT11芯片為主要芯片的控制儀。 雖然SHT11是瑞士Sensirion公司生產的具有二線串行接口的單片全校準數字式新型相對濕度和溫度傳感器，可用來測量相對濕度、溫度和露點等參數，具有數字式輸出、免調試、免標定、免外圍電路及全互換的特點。但是本設計只對溫度控制，設計原理簡單，基于經濟效益的考慮此次選擇傳統的模擬式溫度度傳感器方案一 設計內容及要求 本溫度報警器為超溫報警，及高于選定的高溫或低于選定的低溫均預報警，也就是說溫度超過某個選定的溫度范圍則報警，溫度在這個范圍內則不報警。MCU:M16 8MHz 內部RC震蕩。外觀如下圖所示：使用方法：打開電源開關然后按如下操作：1）下限設置： 按下“SET”，進入溫度上限設置，數字閃爍，同時左第1位最上面顯示一橫，表示上限設置，按一次“↑”，按一次“↓”，設置好上限； 這時再按“SET”一次，進入下限溫度設置，數字閃爍，同時左第1位最下面顯示一橫，表示是下限設置，按一次“↑”，按一次↓，設置好下限，再按一次“SET”，退出上下限設置，并把設置好的上下限參數保存到EEPROM中。 2）負載載控制開關控制： 有時不需要控制負載，就是待機狀態，在工作狀態下，按下WAIT，下面的數碼管會關顯示，什么也不顯示，表示不控制負載，這時再按下WAIT，又回到工作狀態，設置狀態也保存EEPROM中，交替顯示所設定的溫度上下限值。 單片機的相關資料 單片機技術的背景狀況單片機是靠程序的，并且可以修改。通過不同的程序實現不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個不是很復雜的功能要是用美國50年代開發的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大PCB板，但是如果要是用美國70年代成功投放市場的系列單片機，結果就會有天壤之別。只因為單片機的通過你編寫的程序可以實現高智能，高效率，以及高可靠性。　　目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數據傳輸，工業自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統，錄象機、攝象機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械了。 M16單片機概述 ATmega16 單片機主要特征及基本結構．ATmega16 的主要性能： 先進的、高性能的的8位CPU內核結構： 1）耗先進的RISC （精簡指令集計算機）結構； 2）高速度，低功耗的 新8 位中央處理器； 非易失性程序和數據存儲器： 豐富的核外功能資源電路：完善的串、并、及JTAG（聯合測試行動組）接口。電壓范圍寬、功率消耗低、時鐘頻率靈活。 極高的性價比和適于高級語言開發；、M16 的基本組成及引腳配置 M16的組成結構圖、 M16的引腳基本功能VCC：數字電路電源(+5V)GND：地(0V)端口A( PA7…PA0) 端口A 為8 位雙向I/O 口，也是A/D 轉換器的模擬輸入端。具有可編程的內部上拉電阻。其輸出緩沖器可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。端口B(PB7..PB0) 為8位雙向I/O 口，具有可編程的內部上拉電阻。 作為輸入使用時，若內部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。端口C(PC7..PC0) 為8 位雙向I/O 口，具有可編程的內部上拉電阻。作為輸入使用時，若內部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。在復位過程中，即使系統時鐘還未起振，端口C 也處于高阻狀態。、端口D(PD7..PD0) 為8位雙向I/O 口，具有可編程的內部上拉電阻。作為輸入使用時，若內部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。RESET： 復位輸入引腳。XTAL1： 反相振蕩放大器與片內時鐘操作電路的輸入端。 XTAL2： 反相振蕩放大器的輸出端。AVCC：端口A與A/D轉換器的電源。1AREF：A/D 的模擬基準電壓輸入引腳。ATmega16所有的I/O端口及外圍設備都被放置于I/O專用空間。所有的I/O寄存器都可以通過IN 與OUT指令來訪問，在32個通用工作寄存器和I/O 之間傳輸數據。地址為0x00 0x1F 的前32個I/O 寄存器還可用SBI 和CBI 指令直接進行位尋址，而SBIS 和SBIC 則用來檢查某一位的值。M16系統內可編程的Flash程序存儲器：ATmega16具有16K字節（8K字0000