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基于单片机的空调温度控制系统设计

一、选题简介、意义

21世纪是一个信息化的世纪，随着信息技术化技术的不断发展，人们对舒适的生活环境需求也越来越高，温度是人们必不可少的环境因素之一。

温度在现代工业生产中有着重要的地位，它们广泛应用于工业、农业等领域。在工业中温度可以起到加速生产的作用，提高工业生产效率。在农业中，可以控制温度生产出不同季节的蔬菜，满足人们生活的需要。

温度控制器基于单片机开发 的温度控制装置。

根据用户所需要的设定值与实际温度的差值来控制温度执行，从而改变温度。

温度传感器是温度控制系统中的关键部件，温度传感器是温度控制系统中的核心部分，按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

1.课题的主要研究内容

温度由热电偶测得到信号放大器，毫伏信号放大A/D转成相应数字量，光电耦合到主机，进行数据分析处理、判断，在输出数字控制量，控制加热器，实现温度控制。

2.要解决的问题

如何设计温度传感器检测装置的总体设计；

如何提高测量环境温度值准确性；

如何保证温度传感器在使用过程安全性。

3.预期目标

能够根据用户所需要的设定值与实际温度的差值来控制温度执行，从而改变温度。

4.研究步骤

本课题的工作步骤分为四个阶段：

第一阶段：查阅文献，市场调研、收集资料、确定课题方案，完成开题报告；

第二阶段：完成系统构架，进行结构设计、软件设计；

第三阶段：进行系统模拟；

第四阶段：整理技术资料，完成毕业设计论文及答辩。

5.工作方法及措施

工作方法：本课题主要采用实验法。

措施：查阅相关资料了解硬件设备的使用及注意事项，基于在实验室所获得的实践经验，在教师指导下，以单片机为基础，设计开发温度传感器检测装置。

 

目录

一、引言 3

1.1课题研究的背景 3

1.2课题研究的意义 3

1.3本章小结 4

二、系统总体方案设计 4

2.1系统主要组成 4

2.2系统控制原理图 5

2.3本章小结 6

三、系统硬件设计 6

3.1 单片机选型 6

3.1.1 STC89C52单片机的简介 6

3.1.2 STC89C52单片机引脚结构示意图及功能 6

3.1.3单片机的引脚分配 8

3.1.4单片机最小的系统电路 9

3.2 传感器选型 10

3.2.1 AD590温度传感器介绍 10

3.2.2 AD590温度传感器主要特性 10

3.3LM324运算 11

3.3.1 LM324运算简介 11

3.3.2 LM324器件的管脚连接图 11

LM324器件的主要特性 12

3.4 A/D转换电路 12

3.4.1 ADC0804简介 12

3.4.2 ADC0804引脚图 13

ADC0804管脚功能 13

3.4.3 A/D数模转换原理图 14

3.5 LED选型 14

3.5.1 LED数码管的简介 14

3.5.2 LED数码管的结构及原理 14

3.3.3 LED数码管显示 15

3.6固态继电器控制降温模块 16

3.6.1固态继电器简介 16

3.6.2固态继电器降温模块原理图 16

3.7按键控制 17

3.7.1按键简介 17

3.7.2按键原理图 17

3.8本章小结 17

四、系统软件设计 18

4.1 系统主程序流程图 18

4.1.1STC89C52单片机的主程序设计 18

4.2温度传感器程序设计 19

4.3 A/D转换程序设计 20

4.4 LED数码管程序设计 21

4. 5按键扫描程序设计 22

五、系统调试 24

5.1系统仿真测试 24

六、 总结 27

致谢 27

参考文献 27

附录  程序代码 29

 

一、引言

1.1课题研究的背景

我国工业发展迅速，在工业中温度是最基本的控制对象之一，尤其是在化学工业中，不同的工业要求也对应不同的温度控制，传统的温度控制并不能完成高精度、高效率的要求。随着工业化的不断的发展，科技也随之不断的更新温度在工业中有着巨大的作用。

在工业发展中，使用温度控制系统，可以让工业发展更加高效迅速，现如今，温度控制系统也不断走进智能化和多功能化，从早期的机械式到电子式温度控制器，证明温度控制系统在工业中体现出的优势，由开始的复杂到简单，由精度低到高，如今的电子式更加的灵活，科技才能促进发展。温度控制系统应用于各个领域，例如在冶金工业中，将矿石控制在一定的高温下，才能有效的从矿石中提取出金属，同样在钢铁的锻造中，对温度的控制的要求较高。在农业中，温度的大小也决定的农物的产量，不同的蔬菜的生长环境也有所不同，在食品中，同样对温度的大小控制要求较高，酵母菌发酵，在适宜的温度条件下，才能提高产量。

1.2课题研究的意义

在工业中，对温度控制的要求较高，温度的大小也会影响着化学反应产生的物质不同，有时温度在化学的不仅如此，在某种条件下，温度也是催化剂，在适宜的温度下，会有效提高工业生产效率；在农业中，冬季节中蔬菜产量相比于其他季节就小得多，所以现在才会有大棚种植，可以控制温度在在一个季节中生产出不同季节的蔬菜，以满足人们生活的需要。

21世纪是一个信息化的世纪，人们对生活品质要求也越来越高，舒适、安全。同时，温度的高低也会影响人们的生活，舒适的温度可以给人们出行带来好的心情。

如今全球气候变暖，导致近年来气候温度极其不稳定，在冬季中，天气过于寒冷给人们的出行和居家都带太多麻烦；在夏季中，高温也是让室内室外的人都苦不堪言，近年来的夏季温度越来越创新高，很多人都躲在室内不愿出来。

   温度和我们的生活有着密切的关系，人的身体温度范围在35℃~42℃，正常范围是35℃~37℃如果高于这个温度范围便是发烧了；室内适宜温度范围是15℃~18℃，高于25℃人们就会感觉到热了，低于4℃人们就觉冷了，所以温度和人们的身体健康有着密切的关系。

本文将设计一个基于单片机的空调温度控制系统，通过温度传感器检测周围的温度，由LED数码管显示室内的温度，电机运转提供升温和降温的效果，用户可以通过按键来控制系统设定的温度大小，使室温达到想要的结果。

1.3本章小结

本课题介绍温度是生活中不可以缺少的自然因素，温度与人们的生活密切相关，同样温度对人们的生产力有着巨大影响。通过单片机进行控制室温，达到人们想要的温度，改善人们的生活。

 

总结

本文设计出基于单片机的空调温度控制系统的，系统采用温度传感器测量环境温度，lm324放大，转换成电压，通过ADC0408转换成数字信号，发送给单片机，由单片机接收、判断、处理，再由单片机发出信号给电机，开始对室内升降温度，由三个按键控制系统来控制开关，以及温度的上调和降低，并且将温度数据在LED数码管，本系统采用电脑仿真测试，

使用keil4和proteus联机仿真调试，具有开发性高，可靠性高等优点。

 

参考文献

[1]单正娅 芮长颖 单片机应用系统(c语言版)西安电子科技大学出版社2015.2

[2]关平 刘红 可实现的基于MCS-51单片机的恒温控制系统的设计2008

[3]李伙友 基于MCS-51温度控制器的设计龙岩学院学报2006.6

[4]楼然苗 李光飞 单片机课程设计与指导（第二版）2012.1

[5]彭为 黄科 单片机典型系统设计实例精讲2006.5

[6]刘守义 单片机技术基础 西安电子科技大学出版社2007

[7]胡斌 图表细说电子元器件电子工业出版社2005