基于单片机的温度控制系统设计制作.pdf

1、XX 大学毕业设计（论文）毕业设计（论文）题题目目：基于单片机的温度控制基于单片机的温度控制系统设计制作系统设计制作学学院：院：测试与光电工程学院测试与光电工程学院专业名称：专业名称：测控技术与仪器测控技术与仪器班级学号：班级学号：学生姓名：学生姓名：指导教师：指导教师：二二 Oxx 年年 六六 月月基于单片机的温度控制系统设计制作基于单片机的温度控制系统设计制作摘要摘要：随着我国的经济日益发展，科技水平逐渐提高，对智能化的要求也渐渐提高，温度控制系统作为人们各个方面都接触到的系统也不例外。进入 21 世纪后，温度控制系统得到了多方面的研发提升。在处理数据模块上，通过引入单片机技术，温度控制系

2、统在处理信息能力和执行能力得到了很大的提升。在采集数据的模块上，通过信号放大电路，保证了数据的有效传递。在功率接口选择电路上，由于引入了单片机，在功能选择上得到多种选择。在显示系统电路模块中，通过传感器的的数据采集和单片机的运算处理，达到了温度的实时显示。温度控制系统根据软件指令指挥各个工作模块的协调工作，以达到高效工作、智能化调节温度的效果。基于单片机的温度控制系统是符合现在智能化趋势的重要产品之一，它具有实时调控、远距离控制、安全保护等功能，它是集高精度，高准确性，高执行能力，高速运算能力于一体的新型温度控制系统。本论文主要讨论的是基于 MSP430F169IPM 所设计的温控系统，其中以

3、温控系统的硬件部分，各工作电路模块为主要讨论对象。关键词：温度控制系统 智能化 单片机 MSP430F169IPM 硬件部分Design and production of temperature control system based onMCUAbstract:With the development of our economy,the level of science and technology is graduallyimproving,and the demand for the intelligence is gradually improved,No exception,T

4、he temperaturecontrol system has become the system which all aspects of people contact.After entering the twenty-first Century,the temperature control system has been developed in manyaspects of research and development,In the processing of data module,by the introduction ofsingle-chip technology,te

5、mperature control system in the processing of information and executionability has been greatly improved.On the module of the data acquisition,the signal amplifying circuitcan guarantee the effective transmission of data.In the power interface select circuit,because of theaddition of single-chip,the

6、re are a variety of functional options In the circuit module of the displaysystem,the data acquisition and the operation of single chip computer are processed by the sensor,andthe real-time display of the temperature is reached.The temperature control system according to thesoftware instruction comm

7、and each work module coordination work,in order to achieve the effect ofthe high efficiency work,the intellectualized adjustment temperatureBased on single-chip microcomputer temperature control system is in line with the now intelligenttrend is one of the important products,it has the real-time con

8、trol,remote control and safety protectionfunction,it is high precision,high accuracy,high ability to execute,high-speed computing power in oneof the new temperature control systemThis thesis mainly discusses the temperature control system which is based on MSP430F169IPM,and the hardware of the tempe

9、rature control system,and the main discussion object of each workingcircuit module.Key word:Temperature control systemIntelligentSingle chip microcomputerMSP430F169IPMhardware目目 录录1绪论1.1 引言.11.2 温度控制系统选题的依据及意义.11.3 国内外研究概况及发展趋势.21.4 论文主要内容.22温度控制系统设计2.1 温度控制系统设计任务.32.2 温度控制系统性能要求.32.3 温度控制系工作基本原理.33

10、温度控制系统硬件部分3.1 温度控制系统主干电路模块分析.53.1.1 电源电路.53.1.2 热电偶信号放大电路.63.1.3 LED 显示电路.103.1.4 功率接口电路.113.2 其他电路模块介绍.133.2.1 MSP430F169IPM.133.2.2 复位电路.153.2.3 时钟电路.164温度控制系统软件部分4.1 程序设计语言选择.174.1.1 C 语言.174.1.2 C 语言与汇编语言对比.174.2 温度控制软件设计（流程图）.184.3 数据采集及转换模块.194.3.1 K 型热电偶所测温差程序.194.3.2 K 型热电偶所测温度计算公式推导.194.3.3

11、 内部冷端补偿值计算程序.204.3.3 内部冷端补偿值计算推导.214.3.4 温度控制系统显示温度.225温度控制系统实验灯泡温度测控5.1 实验目的.225.2 实验方法原理分析.225.3 实验设备.225.4 实验步骤及操作.235.5 实验数据总结.235.6 数据处理及误差分析.255.6.1 红外测温仪数据误差计算.255.6.2 温度控制系统的误差计算.255.6.3 误差分析.266设计结论参考文献.28致谢.29附录.301基于单片机的温度控制系统设计制作基于单片机的温度控制系统设计制作1 1绪论绪论1.11.1 引言引言温度和我们的平常生活互相影响，温度控制系统在各个领

12、域都起着相当重要的作用。在各行各业中都有着大量的温度设备，如火灾报警系统的温度自动报警系统就是温度传感器配合微电子判断电路驱动报警器。温度控制系统还应用于金属热处理的加热炉，和用于熔化金属的坩锅电阻炉和各类不同用处的恒温箱等。这些设备的工作芯片大多都采用单片机技术，工作人员通过利用单片机语言程序对它们进行远程监控和控制调节。而单片机功能强大，具有高精度控制和操作快捷、结构简单、应对不同情况修改能力强且具有一定的智能性等特点。使用单片机技术可以很轻松达到往温度控制系统精确性能和控制技术标准，更提高了设计产品的实用性能1。1.21.2 温度控制系统选题的依据及意义温度控制系统选题的依据及意义随着社

13、会经济的发展，科技的不断进步，温度测量仪器在各个领域的应用越来越广泛，小到普通家庭空调，大到工业发电高压等场所。在上个世纪 90 年代，温度控制系统一般还是由人工机械操控调节的，并无提出引入智能化的观点，并且对于温度控制没有给与足够的注重，从而引发了很多重大事故的产生，一系列的意外剖析后，科学家们正确认识到温度控制系统的重要性，并带头重视温度控制系统的研发。经由多年的研发，温度控制系统得到了很大的完善。在研发的过程当中，温度测控系统的智能化已成为当代温度控制体系发展的主要目标2。市场的需求决定技术反向，技术方向引导产物的研发，在如此的大前提下，与温度控制系统相干的电子类产物品的研发成为现今的热

14、门。随着单片机技术的日趋成熟，可应用范畴也不断的扩展，把单片机作为运算核心的控制系统，逐渐运用到日常生活的各方面，这不仅克服了温度控制系统中信号采集的严重时延，并且提高了采样频率，在很大程度上提高了控制效果和控制精度，实现一种可持续操作、功能强大、适用于远距离操控、适用性强、成本造价低而且还具有高灵敏度、高精度调温功能的温度控制系统，以是单片机的引入对温度控制系统的研发有质一般的飞跃。温度控制工业生产运用也起着至关重要的作用和意义。精准地测量和反馈实时温度是高质量的工业生产和安全生产的保证，所以对温度控制系统的研发是非常必要且有意义的。做好实时温度状态的检查和测试，可以为后续针对实时温度状态的

15、调节提2供主要参数，以便于整理数据，指挥系统的工作，进而更好地为工业生产一线流水作业提供优质的监控。1.31.3 国内外研究概况及发展趋势国内外研究概况及发展趋势进入 21 世纪后，温度控制系统已慢慢走向复合型和智能化，温度 T 作为此中的主要参数，其测量的准确性对提高系统工作精准度尤为关键，研发和设计机能强大的温度控制系统具有非常重要的意义，而其中最为关键的元器件就是温度传感器，它的机能会直接左右到收集温度数据的精准性3。现在，国内外的温度控制方式愈来愈趋向于复合型和智能化，温度 T 作为其中的关键参数，对其测量的准确性对提高系统工作精准度尤为关键，温度测量首先是由温度传感器采集数据来实现的

16、。温度采集系统是由热电偶传感器和信号放大处理两部分电路组成的，温度采集的过程便是应用热电偶传感器将被测对象的温度值 T 转换成电信号或以其他信号形式传递给信号放大处理电路进行信号放大处理，再输入到单片机运算系统中，将采集数据转换成温度值显示出来。在实际应用中，热电偶传感器并非理想的电器元件，因为热电偶传感器是一种会随着温度改变而引起物理参数产生变化的电器元件。其中，会发生改变的物理参数有:体积的膨胀、电阻、电容、热电动势、磁性能、频率、光学特性以及热噪声等等，这些因数也会对温控系统带来一定的误差。随着科学技术的发展日新月异，智能温度传感器也迅速地发展，以高精度、高可靠性及高安全性等高性能为目标不断地进行研发改良。在研发的过程当中发现不少问题，此中提高温度传感器测温精度和分辨力，提高总线技术的标准化与规范化，加强单片机的可靠性及安全性设计，模拟温度传感器和网络温度控制器的设计成为当前要解决的重要问题4。1.41.4 论文主要内容论文主要内容本设计主要讨论的内容是在温度控制系统的硬件部分，对热电偶功率放大电路、LED 显示电路及功率接口电路的工作原理及设计理念进行了详细的介绍说明。32 2