面向氣體傳感器測試的溫度控制系統畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 To_String()。 P0=LedData[TempBuffer[0]]。 LED1=0。delay(15,19,15)。 LED1=1。 P0=LedData[TempBuffer[1]]。 LED2=0。delay(15,19,15) 。LED2=1。 P0=LedData[TempBuffer[2]]|0x80。 LED3=0。delay(15,19,15) 。LED3=1。 P0=LedData[TempBuffer[3]]。 LED4=0。delay(15,19,15) 。LED4=1。 if(TempBuffer[1]*100+TempBuffer[2]*10+TempBuffer[3]l)J=1。 if(TempBuffer[1]*100+TempBuffer[2]*10+TempBuffer[3]h)J=0。 } if(a0amp。amp。a4){H=1。 P0=LedData[0]。 LED1=0。delay(5,5,5) 。LED1=1。 P0=LedData[h/100]。 LED2=0。delay(5,5,5) 。LED2=1。 P0=LedData[h/10%10]|0x80。 LED3=0。delay(5,5,5) 。LED3=1。 P0=LedData[h%10]。 LED4=0。delay(5,5,5) 。LED4=1。 H=0。} 面向氣體傳感器測試的溫度控制系統 21 if(a3){L=1。 P0=LedData[0]。 LED1=0。delay(5,5,5) 。LED1=1。 P0=LedData[l/100]。 LED2=0。delay(5,5,5) 。LED2=1。 P0=LedData[l/10%10]|0x80。 LED3=0。delay(5,5,5) 。LED3=1。 P0=LedData[l%10]。 LED4=0。delay(5,5,5) 。LED4=1。 L=0。} 按鍵輸入 為增加本設計的可控性，此系統設置三個按鍵進行上下限值設定。 鍵盤處理子程序流程框圖主要完成對鍵盤設置溫度值進行處理，本課題中共需要設置三位數字完成初始化后，循環判斷是否有按鍵。 if(key1==0) { delay(2,2,2)。 if(key1==0) { a++。 if(a==7) a=0。 } while(key1==0)。 } if(key2==0) { delay(2,2,2)。 if(key2==0) { switch(a) {case 1:h=h+100。if(h=1000)h=h100。break。 case 2:h=h+10。break。 case 3:h=h+1。break。 case 4:l=l+100。if(l=1000)l=l100。break。 case 5:l=l+10。break。 case 6:l=l+1。break。 } } while(key2==0)。 } if(key3==0) { delay(2,2,2)。 if(key3==0) { switch(a) 面向氣體傳感器測試的溫度控制系統 22 {case 1:if(h=100)h=h100。break。 case 2:h=h10。break。 case 3:h=h1。break。 case 4:if(l=100)l=l100。break。 case 5:l=l10。break。 case 6:l=l1。break。 } } while(key3==0)。 } } } 面向氣體傳感器測試的溫度控制系統 23 第 5 章 實物展示 及誤差分析 實物焊接 根據電路圖在面包板上將芯片按照仿真電路圖進行焊接，由于 DS18B20 耐熱性差，所以在焊接時首先將一個底座焊接在電路板上，通過導向連接傳感器。實物如圖 、 所示 ： 圖 電路板正面 圖 電路板背面 面向氣體傳感器測試的溫度控制系統 24 實驗演示 首先將 5V電源接在電路正負極， DS18B20工作，數碼管顯示 實時溫度 176。C。如圖 所示： 圖 實時溫度 通過按鍵，設置溫度上下限，紅燈亮時代表數碼管顯示溫度上限此時設置30176。 C，綠燈亮代表顯示溫度下限此時設置 26176。 C。如圖 、圖 所示： 圖 溫度上限設定 面向氣體傳感器測試的溫度控制系統 25 圖 溫度下限設置 設置完成后再次按設置鍵，數碼管顯示實時溫度，當前溫度低于設置溫度下限，繼電器工作，電熱絲工作，加熱空間，數碼管溫度上升 至 176。 C。如圖 所示： 圖 溫度上升 當溫度上升至 30176。 C 是，電熱絲停止工作。但在實驗過程中，發現存在的一個誤差問題，當溫度加熱到 30176。 C 后，由于熱度并不能夠停在 30176。 C，而是繼面向氣體傳感器測試的溫度控制系統 26 續升高 176。 C ~176。 C 的誤差值。由于系統設置溫度低，系統較小，所以影響不大，但是這誤差溫度對于工業要求來說，還是存在一定隱患。對于這個溫度誤差，主要是由于電熱絲的功率精度不準確導致，導致在加熱過程中， 不能夠做到及時控制，在之后總結中將提出相應解決方案。 面向氣體傳感器測試的溫度控制系統 27 總結 與展望 本設計的主要構想是基于對密閉空間內氣體的溫度控制，在工業制造中有很多生產環境需要在特殊氣體內進行，而對于溫度的控制尤為重要，在化學反應過程中，溫度的偏差可能會導致整個結果的改變，基于這樣的現實背景下，我設計了這款氣體傳感器的溫度控制系統。 本畢業設計通過問題分析、 方案提出、系統設計、軟件測試及硬件焊接等工作，綜合運用所學的知識經過近三個多月的設計和開發， 通過 protues 與 keil 進行設計的完善仿真，然后通過電路板焊接實現實物演示。 基于 DS18B20 的測溫系統硬件設計已經開發完畢。 此設計介紹了基于 AT89C52 溫度控制系統的硬件電路組成和軟件設計方法。文章分別介紹了單片機模塊、溫度傳感器 DS18B20 模塊、鍵盤和顯示模塊、繼電器模塊的工作原理和程序的設計。本設計主要有以下幾方面優點： 1）本文設計的溫度控制系統是一個高性能的智能溫度控制系統。 2）控制系統充分應用了 AT89C52 單片機的軟硬件資源，使設計的系統結構簡單，可靠性高 ,抗干擾能力強。 3）系統采用集成溫度傳感器 DS18B20 檢測溫度信號，檢測精度高，線性度好，且體積小，成本低。 而在本設計中，還出現了誤差的問題，對于電熱絲加熱的一個緩沖問題沒有在設計之初預想到，導致了成品在實驗過程中出現了上限為 30176。 C 是密閉容器內的溫度可到達 176。 C。雖然我的設計系統較小，不影響功能的實現。但是在工業生產過程中，對于精度的要求則更加嚴格。對此，我與老師共同探討，認為可以再系統內部加入一個 控制，將電熱絲的加熱過程分為三段，但溫度處以第一段溫度控制區間內時，用三段電熱絲加熱；當溫度上升至第二段溫度控制區間內時，斷開其中一段電熱絲采用兩段電熱絲加熱；但溫度接近溫度上限時，只采用一段電熱絲進行加熱。這樣能大大的減少溫度速升速降而產生的誤差， 實現更高的精度。 隨著科技的迅速發展，各類控制技術在應用領域越來越廣泛，特別是簡單易行的控制裝置，有待于開發和應用。提高自動化技術的水平，推動自動化應用領域，是每個電器工程技術人員的職責。目前，隨著單片機技術的日臻完善，系統更趨于模塊化和程序化。本電路系統對 溫 度控制設計提供較為初級的硬件設計依據，可以廣泛應用于工業 中。當然，系統中還有許多知識考慮不夠完善，可能會有更好的辦法，希望能夠得到老師的指正。 本系統使用的溫度控制器結構簡單、測溫準確，具有一定的實際應用價值。該智能溫度控制器只是 DS18B20 在溫度控制領域的一個簡單實例，還是許多需面向氣體傳感器測試的溫度控制系統 28 要完善的地方，例如可以將測得的溫度通過單片機與通訊模塊相連接，以手機短消息的方式發送給用戶，使用戶能夠隨時對溫度進行監控。還可以增加對濕度的自主控制。此外，還能廣泛地應用于其他一些工業生產領域。 測溫控溫系統得到快速的發展，國外 的測量控制系統已經成熟，產品也較多。近兩年，國內也出現了許多高精度的溫度控制產品，但相對于用戶來說，價格還是偏高。而由于競爭越來越激烈，現在企業發展的趨勢是如何最有效的提高生產效率，降低生產成本。尋求性能可靠、價格低廉，應用廣泛的元器件是生產過程的首先要考慮的問題。 面向氣體傳感器測試的溫度控制系統 29 參考文獻 [1]李伯成 .基于 MCS51 系列單片機的嵌入式系統設計 [M].北京：電子工業出版社， 2021， 78～ 102 [2]何立民 .單片機應用系統（系統配置與接口技術） [M].北京：北京航空航天大學出版社， 1994， 209～ 217 [3]王之芳 .傳感器應用技術 [M].西安：西北工業大學出版社， 1995， 27～ 33 [4朱定華，戴汝平 .MCS51單片微機原理及應用 [M].北京：清華大學出版社，2021， 204～ 106 [5]張毅剛，彭喜源，曲春波 .MCS51 單片機應用設計 [M]. 哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社， 1997， 23～ 27 [6]張積東，孫積第 .單片機 51/98 開發與應用 [M].北京：電子工業出版社， 1994，141～ 147 [7]陳明熒 .8051 單片機（課程設計實訓教材） [M].北京：清華大學出版社，2021， 89～ 92 [8]張友德，趙志英 .單片機原理應用與實驗 [M].上海：復旦大學出版社， 1992，24～ 45 [9]張毅剛． MCS51 單片機應用設計 [M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，1997， 66～ 70 [10]Intel. Microcontroller Handbook[M].1989， 14～ 17 面向氣體傳感器測試的溫度控制系統 30 致 謝 在本次設計中，我要感謝我的導師 劉劍橋 老師。他的悉心指導和關懷也讓我學習和研究的興趣越發濃厚。從論文的開題、研究現有資料直至系統電路圖的確定和論文初稿的審閱修改，老師都給了很多指導，讓 我對設計課題漸漸深入地了解、認識，并最終完成了設計任務。同時，劉 老師嚴謹態度和負責任的精神深深地感染了我，將使我終身受益。謹向 劉老師 衷心的感謝！ 同時，我還要感謝 楊光同學，在與他 交流的過程中，我獲得了相當大的啟發，共同解決了設計上的疑惑，我也要感謝他們長期以來在生活和學習上對我的關心和幫助。 感謝在百忙之中評閱本論文的老師，感謝你們提出了寶貴意見使得本論文得以完善。 再次向所有關心支持幫助過我的老師和同學們表示衷心感謝！