基于51单片机的温度自动控制系统实现步进电机控制设计毕业设计论文

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KEY2 KEY3 KEY4 调控键 调控键 通道选择键 加1 减1 可以选择工作的通道 按键电路中的按键分别与P3.2、P3.3、P3.4、P3.5口连接,用于实现信号的输入,单片机在初始化各管脚都是出于高电平状态,当有按键按下的时候,则对应管脚的电平将被拉低,从而我们只需要在单片机程序中,对键盘进行扫描,当扫描检测到低电平时,则说明该按键被按下,然后执行相应的指令,这样就可以实现对单片机的输入控制。

当KEY1按键被按下时,则只选择通道一的温控系统工作;而再按下一次按键,则只选择通道二正常工作,通道一停止工作;再接着按下一次按键,又回到初始化状态,两路温控系统都正常工作。

当KEY4按下时,首先选中的是通道一的下限温度值;再按下一次按键,则选中通道一的上限温度值;接着再按下一下按键,则选择通道二的下限温度值,再按下一次,则选择了通道二的上限温度值;最后按下一次,则回复到不选定任何数值。此时调控按键不能对温度限的值进行修改。

在KEY4选择了将要修改的温度值,按下KEY2,则选中的温度值将进行加1处理,若按下KEY3,则选中的温度值将进行减1处理。KEY4没有选中要修改的温度值时,按键KEY2和KEY3都不进行工作。 4.2.7 报警电路 (1)报警电路原理图

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图4-8 报警电路原理图

(2)报警电路说明

本课题采用的报警电路主要分为两个部分:一个部分是使用三极管作为开关作用,用于驱动蜂鸣器报警;第二不是是LED报警指示灯。设计中采用PNP三级管作为驱动电路的组成,其发射极接上高电平,集电极对接上蜂鸣器的正极,通过对基极电流和电压的输出,来控制三级管的截止、放大、饱和状态。当其处于饱和状态的瞬间,将驱动蜂鸣器报警,集电极输出一个高电平给蜂鸣器。此时对应的LED1和LED2分别为两路温控系统的报警指示灯。当蜂鸣器响时,相应的报警指示灯将会根据程序的要求进行闪烁,从而达到报警的状态。三极管的基极上接有个1K的偏置电阻,用以提供相应的偏置电压,控制三极管的工作状态。单片机的P1.0管脚接的是三级管的基极。P2.2、P2.3分别接的是两路温控通道的LED1和LED2报警指示灯。 4.2.8 控制电路 (1)控制电路说明

本设计主要的控制电路比较简单,主要是通过对单片机的P1.1、P1.2、

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P1.2、P1.4管脚的控制,分别输出相应的控制信号,从而控制外接电路,外接电路的导通与否完全取决于是否有相应的控制信号输出,达到一个对控制对象的工作与否的控制,简单的说单片机的管脚的输出信号是一个开关信号,这个开关决定了被控制对象的工作状态。而为了更方便多样的控制不同的温控对象,设计上只是简单的使用插针引出了控制线,这样就可以针对不同的控制对象进行连接。

在此基础上,考虑到大部分的外接模块为大功率用电器,因而需要用到继电器作为开关,实现用单片机的输出控制信号控制继电器,从而控制大功率用电器的工作状态。由于温度是个不好实现的量,为了说明自动控制,本设计主要采用一种模拟状态,说明实现的自动控制功能。 4.2.9 保护电路 (1)保护电路原理图

图4-9 稳压电路原理图

(2)保护电路说明

在通常的电路设计中,由于在不同的环境下,我们获取的电源是不一样,而系统的芯片等对电压的稳定性提出了较高的要求,如果不能有一个温度的供电环境,不仅影响电路的正常工作,还影响其使用的寿。所以本

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设计的稳压电路主要采用了78L05稳压管作为稳压电路,它可以是电路的输出电压稳定在5V,这样刚好满足单片机电路对电源电压的要求,78L05的管脚主要由三个,如图4-9所示,从左往右分别为1、2、3管脚,1管脚接的是输入的高电平,2管脚接系统的地电路,3管脚为输出电路,其输出的电源电压将温度的控制的5V。当输入电压高于5V时,这部分热量将通过78L05散热的方式,三方出去。而当电压低于5V时,则系统将会不能正常工作。

5 关键元器件介绍 5.1 STC89C51单片机 5.1.1单片机主要功能

(1)8位CPU·4kbytes 程序存储器(ROM) (52为8K);

(2)256bytes的数据存储器(RAM)。 (52有384bytes的RAM); (3)32条I/O口线·111条指令,大部分为单字节指令; (4)21个专用寄存器;

(5)2个可编程定时/计数器·5个中断源,2个优先级(52有6个); (6)一个全双工串行通信口;

(7)外部数据存储器寻址空间为64kB; (8)外部程序存储器寻址空间为64kB;

(9)逻辑操作位寻址功能双列直插40PinDIP封装; (10)单一+5V电源供电;

(11)CPU由运算和控制逻辑组成,还包括中断系统和部分外部特殊功

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