1、不需要任何外围元件全部传感元件及转换电路集成在 形如只三极管的集成电路内 温范围在时精度为 可编程的分辨率为位对应的可分辨温度分别为 和可实现高精度测温 在位分辨率时最多在内把温度转换为数字位分辨率时最多 在内把温度值转换为数字速度更快 测量结果直接输出数字温度信号以线总线串行传送给同时可 传送校验码具有极强的抗干扰纠错能力 负压特性电源极性接反时芯片不会因发热而烧毁但不能正常工作。 引脚定义 为数字信号输入输出端 为电源地 为外接供电电源输入端在寄生电源接线方式时接地。 图温度闭环控制电路 加热电路 采用交流电通过变压滤波后化为直流电为防止干扰和保护主。
2、程序温度采集模块温度显示模块按键设定模块和通信模块等以及扩展功 能的若干个控制子程序。主程序分别调用这些子程序实现对显示器机通信的操作控制。 主程序模块 主程序主要完成硬件初始化子程序调用等功能其具体流程图如图所示 加热器 图主程序流程图 主程序函数如下 使三极管导通从而使发热 初始化 清屏 第行固定显示 光标定位到第二行 在第二行固定显示 无穷循环 为经过模数转换后的十位二进制数值 显示热敏电阻的两端的模拟电压值 为热敏电阻测得的温度值 开始 设。
3、计中作为设定闭环控制 系统的温度时的控制按键由于本次设计只需要通过按键进行数字加减故实际应用是只用 到两个按键按键作为加的按键作为减的按键。 显示电路 在单片机应用系统中对于系统的运行状态和运行结果通常需要直观交互显示出来。 单片机应用系统中最常用的显示器有和两种。这两种显示器都可以显示数字字 符及系统的状态本设计采用的是更环保的显示器通过芯片来驱动显示器。 的介绍 用来驱动或者其他的设备它是路同相三态双向总线收发器可双 向传输数据。 还具有双向三态功能既可以输出也可以输入数据。当单片机的 口总线负载达到或超过最大负载能力时必须接入等总线驱动器。当片 选端低电平有效时信号由向传输接收信号 由向传输发送当为高电平时均为高阻态。 由。
4、控电路加入 光电隔离隔离元件采用。 加热控制电路图 第章系统软件设计 整个系统的功能是由硬件电路与软件相结合来实现的当硬件基本定型的时候软件也基本定 下来了从软件的功能不同可以分为两大类是主程序它是整个软件的核心专门用 来协调各个执行模块和操作者的联系二是子程序它是用来完成各种实质性的工作的如 测量计算显示通讯等。每个执行软件就是个小的执行模块这里将每个模块 列出来并为每个执行模块进行功能定义和接口定义。各执行模块规划好以后就可以规 划监控软件了。首先要根据系统的总体功能选择种最合适的主程序结构然后根据实时性 的条件合理安排监控软件和执行软件之间的调度关系。本系统软件设计主要包括主程序以 及各个模块。
5、内部上拉发送。在使用 位地址如访问外部数据存储器时口输出锁存器的内容。在 编程和校验时口也接收高位地址字节和些控制信号。 口口是个具有内部上拉电阻的位双向口输出缓冲器能驱 动个逻辑电平。对端口写时内部上拉电阻把端口拉高此时可以 作为输入口使用。作为输入使用时被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因将输 出电流。口亦作为特殊功能第二功能使用如下表所示。在 编程和校验时口也接收些控制信号。 端口引脚第二功能 串行输入口 串行输出口 外中断 外中断 定时计数器 定时计数器 外部数据存储器写选通 外部数据存储器读选通 此外口还接收些用于闪存编程和程序校验的控制信号。 复位输入。当振荡器工作时引脚出现两个机器周期以上高电平将是 单。
6、送到机。 简易温度控制系统的工作原理 基于单片机水温控制电路通过按键电路来设置加热温度并将设置的温度 值在数码管上显示环境温度由来测出传到单片机进行处理蜂鸣器用来报警 如果温度超过度蜂鸣器发出声音发出警报为了防止干扰在单片机接口接光 电隔离。 简易温度控制系统的工作要求 基于单片机水温控制器晶振采用此外 初始温度设为度。 越线报警温度设为度。 控制精度为度。 控制范围为环境温度到度。 伏电源 单片机 温度传感器 加热装置 光电隔离 复位电路 晶振电路 按键 第章系统硬件设计 主控芯片介绍 主要性能 与单片机产品兼容 字节在系统可编程存储器 次擦写周期 全静态操作 三级加密程序存储器 。
7、须保持低电平接地。需注意的是如果加密位被编 程复位时内部会锁存端状态。如端为高电平接端则执行内 部程序存储器的指令。存储器编程时该引脚加上的编程允许电源 当然这必须是该器件是使用编程电压。 振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 复位电路 为确保两点间温度控制系统中电路稳定可靠工作复位电路是必不可少的部分复位 电路的第功能是上电复位。般电路正常工作需要供电电源为即。 复位是单片机的初始化操作其目的是使及各专用寄存器处于个确定的初始状 态。如把的内容初始化为使单片机从单元开始执行程序。除了进入系 统的正常初始化之外当单片机系统在运行出错或操作使系统处于死锁状态时为摆脱 困境也需要复位以使其恢复正常工作状态。 端的外部复位电路有两。
8、温度传感器实时监测水温并通过数码管显示出来当温度大于设定温度 时关闭加热器当温度小于设定温度时打开加热器加热至设定温度若温度超过温度上 限则通过蜂鸣器报警提示设定温度通过键盘输入。 第章系统总体方案 简易温度控制系统的整体设计 温度控制系统是由硬件和软件两部分组成。硬件部分主要由单片机温度传 感器液晶显示器按键电路串行通信电路组成。其硬件总体结构图如图 所示。 图温度控制系统结构图 本设计主要由单片机温度采集模块温度显示模块和按键设定模块组成。本系统能实 现温度实时测量同时显示在液晶显示器上能实现温度的设定通过串行通信电路将温 度采集数据传。
9、片机复位。 当访问外部程序存储器或数据存储器时地址锁存允许输 出脉冲用于锁存地址的低位字节。般情况下仍以时钟振荡频率的输出 固定的脉冲信号因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是每当访问外 部数据存储器时将跳过个脉冲。对存储器编程期间该引脚还用于输 入编程脉冲。如有必要可通过对特殊功能寄存器区中的单元 的位置位可禁止操作。该位置位后只有条和指令才能 将激活。此外该引脚会被微弱拉高单片机执行外部程序时应设置禁 止位无效。 程序储存允许输出是外部程序存储器的读选通信号当 由外部程序存储器取指令或数据时每个机器周期两次有效即输出两个 脉冲在此期间当访问外部数据存储器将跳过两次信号。 外部访问允许欲使仅访问外部程序存储器地址为 端必。
10、于口始终输出地址的高位接口时的三态控制端和接地 口与驱动器输入线对应相连。口与输入端相连端接地保证数据线畅 通。的和相与后接使得且有效时输入← 其它时间处于输出。 图显示电路 测温电路 为了能够快速准确的获得温度数据采用温度传感器作为测温元件。 介绍 的主要特性 适应电压范围更宽电压范围在寄生电源方式下可由数据 线供电 独特的单线接口方式在与微处理器连接时仅需要条口线即可实 现微处理器与的双向通讯 支持多点组网功能多个可以并联在唯的三线上实 现组网多点测温 在使用中。
11、种操作方式上电自动复位和按键手动复位。按键手动复位 有电平方式和脉冲方式两种本系统设计采用脉冲式按键手动复位如图所示。 图复位电路 按键手动复位电路中未按下复位按钮时电源对电容进行充电芯片的为低 电平当按下按钮时电容进行放电放电结束后芯片的引脚变成高电平松开按键有无按键输入就构成直接输入键盘如图 所示。之所以采用这种键盘电路形式是因为在此设计中只有少量需要控制的系统。而直接 编码输入键盘的接口电路简单采用它可以简化电路。 图键盘电路 在本设计中主芯片的口的四个引脚分别与四个按键 相连接且分别外接了的上拉电阻。四个按键在设。
12、定控制温度 显示设定温度 读取环境温度 环境温度和设定温度比 较 控制温度大于设定温度 关闭加热器打开加热器 控制温度小于设定温度 第章系统总体设计要求 第章系统总体方案 简易温度控制系统的整体设计 简易温度控制系统的工作原理 简易温度控制系统的工作要求 第章系统硬件设计 主控芯片介绍 复位电路 时钟电路 键盘电路 显示电路 测温电路 加热电路 第章系统软件设计 主程序模块 显示模块 模数转换模块 结论 参考文献 第章系统总体设计要求 本设计为自动保温式电热水器能够按照设定将水烧到指定温度并保持该温度系统采 用单片机控制使用。
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简易温度控制系统的整体设计