基于继电器的水温控制系统的实现

基于继电器的水温控制系统摘要: 单片机广泛应用于测控系统中. 温度是系统经常需要测量，控制和维护的数量. 本文从硬件和软件两方面介绍了基于继电器的温度控制系统的设计，并对硬件原理图和程序框图进行了简要说明. 关键词: 单片机温度感应器;温度;测量设计要求: 1.使用51单片机控制水箱的加热温度. 从当前室温加热到40°C的目标温度. 2.加热棒功率为2KW，控制器为继电器. 3.需要在最短的时间内将水从室温加热到目标温度，并且可以将其保持在目标温度附近的一定精度范围内. 1.工作原理水温控制系统主要由四部分组成: 单片机控制系统，前向通道（温度采样转换电路），后向通道（温度控制电路）和键盘显示电路. 其总体设计框图如图1所示. 测试部分示出电路控制部分. 键盘输入加热装置如图1所示. 单片机控制系统的框图如图1所示. 单片机控制系统的原理如图1所示. 其工作原理是: 单片机依次查询每个传感器的输出信号（水温模拟传感器输出的模拟信号需要通过温度传感器进行模数转换）；然后对输入信号进行相应处理并通过显示模块输出. 单片机控制系统由具有温度传感器，信号处理电路，显示电路和输出控制电路的单片机组成. 该软件使用汇编语言编程.

单片机可以将温度传感器检测到的水温模拟量转换为数字量并将其显示在显示屏上. 该功能由硬件和软件协调. 硬件部分主要完成各种传感器信号的采集和转换以及各种信息的显示；该软件主要完成信号处理和控制功能. 1前向通道是系统的温度采样转换电路，主要包括传感器，信号调节系统和A / D转换芯片. A / D转换芯片是整个前向通道的核心. 后向通道是系统的温度控制电路. 在微控制器控制系统中，微控制器总是对受控对象执行控制操作. 因此，在这样的系统中，需要反向信道. 后向通道是计算机实现控制算术处理后被控制对象的输出通道接口. 系统的后向通道是输出通道，其特点是电流控制弱，电流大，即输出小信号以实现高功率控制. 键盘显示电路利用键盘输入模式控制单片机来实现人们的需求. 键盘功能主要包括按键识别，去抖动，按键处理，发送扫描代码，自动重发，接收键盘命令，处理命令等. 系统设计的基本方案决定了单片机控制系统的整体方案是最关键的步骤. 在系统设计中. 总体方案的质量直接影响整个控制系统的性能和实施细节. 其设计主要根据受控对象的任务和过程要求来确定. . 根据主题的需求，系统模块可分为四个部分: 控制器模块，加热设备模块，温度采集模块，键盘和显示模块.

2.1控制器模块设计方案根据主题要求，控制器主要用于接受和处理温度测量信号，控制电热丝和风扇，使控制对象达到设计要求，控制显示电路实时显示温度值并控制键盘实现温度值的设置等. 控制器模块可以选择以下方案: 以单片机89C51为核心. 温度传感器DS18B20用于收集温度变化信号，温度由单片机控制以使其稳定. 单片机的使用具有编程灵活，控制简单的优点，使系统可以轻松实现温度控制和显示，并且可以通过软件编程实现各种控制算法，从而具有控制精度高的特点. . 89C51是一种低压，高性能CMOS 8位微处理器，具有4K字节闪存可编程可擦写只读存储器（FPEROM-Falsh可编程和可擦写只读存储器）继电器控制温度，通常称为微控制器. 1.主要功能: 兼容MCS-51 4K字节可编程闪存2寿命: 1000个写/擦除周期数据保留时间: 10年全静态操作: 0Hz-24Hz三级程序存储锁128 * 8位内部RAM 32可编程I / O线两个16位定时器/计数器5个中断源可编程串行通道低功耗空闲和掉电模式片内振荡器和时钟电路2. 引脚说明: VCC: 电源电压.

GND: 接地. P0端口: P0端口是一个8位开漏双向I / O端口继电器控制温度，每个引脚可以吸收8TTL栅极电流. 第一次将端口P1的引脚写为1时，它被定义为高阻抗输入. P0可用于外部程序数据存储器，可以定义为数据/地址的第八位. 在FIASH编程期间，P0端口用作原始代码输入端口. 验证FIASH后，P0输出原始代码. 此时，必须将外部P0拉高. P1端口: P1端口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I / O端口. P1端口缓冲器可以接收和输出4TTL栅极电流. 将端口P1引脚写入1后，它会在内部被拉高，并可用作输入. 当外部将端口P1拉低时，由于内部上拉，输出电流被输出. 在闪存编程和验证期间，端口P1被接收为第八位地址. P2端口: P2端口是一个8位双向I / O端口，带有一个内部上拉电阻. P2端口缓冲器可以接收和输出4个TTL栅极电流. 当P2端口写为“ 1”时，其引脚内部连接. 上拉电阻被拉高并用作输入. 因此，当用作输入时，端口P2的引脚从外部下拉，并输出电流. 这是由于内部上拉引起的. 端口2当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器以供访问时，端口2输出地址的高8位.

给定地址“ 1”时，它将利用内部上拉电阻. 当读取和写入外部八位地址数据存储器时，端口P2输出其特殊功能寄存器的内容. 在闪存编程和验证期间，端口P2接收高8位地址信号和控制信号. P3端口: P3端口引脚是8个带有内部上拉电阻的双向I / O端口，可以接收和输出4个TTL门3个电流. 当P1端口写为“ 1”时，它们在内部被拉高并用作输入. 作为输入，由于外部下拉电阻较低，因此端口P3将通过上拉输出电流（ILL）. 端口3也可以用作AT89C51的某些特殊功能端口，如下表所示: 端口引脚可选功能P3.0 RXD（串行输入端口）P3.1 TXD（串行输出端口）P3.2 / INT0（外部）中断0）P3.3 / INT1（外部中断1）P3.4 T0（定时器0外部输入）P3.5 T1（定时器

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