编号：____________
审定成绩：
重庆邮电大学
毕业设计（论文）
答辩组负责人：耿道渠
填表时间：二〇一六年六月
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本人在毕业设计（论文）过程中遵守学校有关规定，恪守学术规范，在指导教师的指导下独立完成，没有剽窃和抄袭他人的学术观点、思想和成果，未篡改研究数据，若有违规行为的发生，我愿接受学校处理，并承担一切法律责任。
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摘要
单片机由于其功能的丰富和成本的低廉，自开发以来短短几十年就融入了到了社会的各个领域。温度作为生产过程中不可忽视的重要一环，一直都是控制环节着重部分。本系统就是实现单片机对温度的控制和调节。
本系统设计以STC89C51单片机为核心部件，采用DS18B20集成温度传感器对环境温度进行实时采样测量。用数码管显示实时温度。为了适应各种变化场景，设置了通过按键调整温度上下阈值。如超过阈值系统将启动蜂鸣器报警，同时开启风扇为发动机降温，使其工作在合适的温度范围内。
通过硬件电路的设计和软件程序的调试，整个控制系统实现对环境温度的实时显示，控制和调节，比较完整地真实的模拟了现实环境下的工作情况，恰到好处地仿真了现实环境调节系统的工作情况。DS18B20作为温度传感器与AT89C51结合实现温度检测系统，由于18B20的测温范围为-55℃到125℃，符合环境温度正常的工作温度范围，DS18B20的测量精度为0.5℃，对于一些微小的温度变动也能测量，由于正常的温度上下限警戒值都在DS18B20的测量范围内，软件设计好，蜂鸣器和小风扇安装好后，即可实现超越警戒值的报警功能和温度调节功能。同时该系统结构简单，具有一定的普及性。
【关键词】温度电控系统 STC89C51单片机 DS18B20测温数码管显示
警戒报警
ABSTRACT
Microcontroller technology has spreaded to our lives, work, scientific research, each domain has become a relatively mature technology, this paper introduces a kind of based on MCU control of the digital temperature sensor, thermometer belongs to a multi-functional thermometer, you can set upper and lower temperature alarm, when the temperature is not in the set range, can call the police.
The system is designed to STC89C51 microcontroller as its core component, use DS18B20 integrated temperature gather temperature measure the real-time sampling, led LCD display with a higher and a lower limit on the value of real-time alert temperature, In order to adapt to changes in the scene, We set up the upper and lower buttons to adjust the temperature threshold. If the temperature is over the threshold value, the system will start the buzzer alarm, and turn on the fan for the engine to cool, make it work in a temperature range suitable.
The system hardware and software systems to achieve a real-time monitoring of the water temperature, real-time control, real-time display and limit alarm-functions. Just right to simulate the engine in complex situations conditioning system works. STC89C51 18B20 as a temperature sensor and combined to achieve the temperature detection system, Since 18B20 has the temperature range of -55 ℃to 125 ℃, in line with the engine tank normal operating temperatur.The 18B20 has measurement accuracy of 0.5 ℃, for some small temperature changes can also be measured. Since the higher and the lower limit guard values a measuring in the range of normal temperatures in the 18B20. If software design is good, buzzer and a small fan installed, you can achieve beyond the warning value alarm functions the system is simple, Since 18B20 uses water proof design, external lasting isolation, anti-interference ability, which are suitable for on-site temperature measurement sin harsh environments, there is a wide range of applications. At the same time the system is simple, it is universal.
【Key words】Temperature electronic control system STC89C51 microcontroller DS18B20 temperature Led display Warning alarm
目录
前言 (1)
第一章绪论 (2)
第一节选题的目的和意义 (2)
第二节国内外研究综述 (2)
第三节本课题所完成的任务 (3)
第四节本章小结 (3)
第二章系统方案设计 (5)
第一节设计系统简述 (5)
第二节系统方案论证 (5)
一、主控芯片的选择 (5)
二、显示模块的选择 (6)
三、温度传感器选择 (6)
四、掉电保持方案论证 (7)
第三节系统总结构图 (7)
第四节本章小结 (7)
第三章硬件各单元的设计 (9)
第一节主控芯片简介 (9)
一、STC89C51单片机简介 (9)
二、STC89C52单片机引脚介绍 (10)
第二节单片机最小系统电路的设计 (11)
第三节温度传感器电路 (11)
一、DS18B20简介 (11)
二、DS18B20在系统中的连接电路 (12)
第四节数码管介绍 (13)
第五节独立按键输入模块 (13)
一、键盘功能介绍 (13)
二、本设计的按键功能及接口电路 (14)
第六节继电器控制模块 (14)
一、固态继电器SSR工作原理 (14)
二、本设计采用的继电器接口电路 (14)
第七节越限报警模块 (16)
一、蜂鸣器报警模块 (16)
第八节掉电保护 (16)
第九节本章小结 (17)
第四章环境温度控制系统软件设计 (18)
第一节系统工作过程简介 (18)
第二节程序模块 (18)
一、主程序 (18)
二、温度传感器驱动子程序 (19)
三、键盘扫描处理程序 (20)
四、温度检测与控制子程序 (20)
第三节本章小结 (21)
第五章系统调试 (23)
第一节系统调试环境的搭建 (23)
第二节系统工作情况 (23)
一、系统工作在正常温度范围 (23)
第三节本章小结 (24)
结论 (25)
致谢 (26)
参考文献 (27)
附录 (28)
一、英文原文 (28)
二、英文翻译 (36)
三、工程设计图纸 (42)
四、源程序 (44)
前言
科学技术的不断发展，实际生活的需求导致人们对生产工艺的水平的不断提升，其中环境因素就是生产工艺中极其重要的一环。而温度作为环境的主要组成部分，加上其相对的易控性，一直以来都是人们重点研究的参数。伴随着单片机在各个领域的应用，工农业生产中利用单片机对温度控制更是理所应当并且相关技术已经非常成熟，所以对温度的实时控制，对温度的调节速度的控制和对调节精度的提升仍是值得探索的课题。
单片机的发展，对现代社会实行全面计算机控制提出了可能。其成本的低廉、功能的强大，扩展性能的强大和工作环境的要求低等等优点更是让工业控制发生了巨大变化。所以凭着其他控制手段无法企及的优越性，单片机对于温度控制的应用也是发展十分可观。
生产过程对整个流程都有严格的工艺要求，温度作为过程环节之一再加上其对生产过程的直接影响，对温度控制的研究并将其应用于生产中是具有非常可观的前景和实际意义。考虑到大多数实际情况，温度变化速度较慢和变化范围不大，本系统拟采用STC89C51单片机，使用恰当的温度传感器设计一个闭环环境温度控制系统。
拟采用PWM控制温度的调节，然后使用数码管将实时温度显示出来。整体系统架构简单，只用一个主机加上负载即可，程序也主要是模块化程序，也就是说硬件和软件都很容易实现，系统有很强的推广性。
第一章绪论
第一节选题的目的和意义
超大规模集成电路的不断研究导致了单片机的迅速发展，由于其体积小，作用多，价格低等优点，单片机被普遍应用于大规模的生产实践当中，尤其是涉及过程控制的生产工艺。对工艺要求日益增高的现代化生产，温度属于过程控制的主要参数。比较熟悉的如冶金行业，皮革制造行业，电力工程行业等等，人们都需要对工艺流程中的温度达到持续稳定的控制，只有这样才能得到自己所需的产品。
产品的生产制造都是在各种各样的因素共同影响下来完成的，温度属于常见的但十分重要的工艺参数。因为温度会使得各种反应产生或好或坏的影响，作为生产方面，当然希望产生对自己有利的变化，所以生产自动化的重要环节之一就是温度控制。
近年来单片机控制在自动控制系统技术中的应用是在飞速发展的。人类的温度控制生活方式进一步得到了自我完善，单片机温度控制系统的诞生，能为我们带来更舒适、更方便、更安全的生活。科学的不断发展使得人们可以在各个方面可以轻而易举地做到很多以前无法想象的事情，不仅提高了办事效率，而且让人们有更多的时间来加强精神文明建设，这也是为什么发达国家的国民素质普遍强于发展中国家的要素之一。
对于在工农业生产的实际条件下，环境温度一直都是生产工艺中不可忽视的重要因素。对于农业来说，我们都知道光合作用对于植物生长来说可以说是必不可少的因素。而温度又是光合作用中极其重要的一节。并且对于害虫杂草的生长也影响十分大；对于工业来说，产品的生成温度和仪器的工作环境也对温度提出了严格要求。总的来说，以实现对温度的稳定精确控制是很有现实意义的课题。
第二节国内外研究综述
计算机控制系统作为计算机发展的一个分支，自发展以来就主要服务于工业控制并逐渐发展成了一门独立学科。它主要根据工业生产的工艺要求，在信息技术和自动控制原理的辅助下，设计出有征对性的自动化控制系统。随着该学科研
究的不断深入，硬件制造工艺的发展和计算机控制技术的成熟不断成熟，自然而然温度控制水平也得到不断提升，工业生产工艺也得到了可喜的提升。
国外由于工业自动化发展较早，所以在温度控制研究方面比较成熟，掌握的技术也相对完善。相对而言，国内由于发展时间短，这方面研究发展有一定差距，不过由于温度控制本身就属于较简单的，所以总体来也取得了不错的发展成绩和前景，美国达拉斯公司的产品DS18B20就属于比较成功的温度传感器。DS18B20属于可编程单总线数字式的温度传感器，可对温度进行实时响应。并且每个芯片都有自己的唯一序列号，故可以在一条总线上实现多个该芯片并联，减少了总线的占用。再加上只有3个管教，连接电路也十分简单。而且是和单片机实现直连，所以对本次的课题研究，环境温度的闭环控制也是足够的。本次可以环境温度控制，主要由主机部分、显示部分、温度感应部分和报警部分组成，通过硬件的设计和软件的调试完成研究目标。
总的来说，温度由于在工业生产的重要地位，其在国内外的发展体系都已经很成熟了。国内外的研究高度也是差不多的。
第三节本课题所完成的任务
通过单片机控制温度传感器，二者通过ISP端口互联。传感器将温度传输给单片机，数码管显示当前温度，通过提前设定阈值，超过范围后报警，并可以随时更改阈值范围。当温度低于阈值下限时，蜂鸣器响起。单片机输出1，继电器吸合，加热片工作，直到处于阈值范围内。同理，当温度高于阈值上限时，蜂鸣器响起，单片机输出1，继电器吸合，风扇转动，降温达到阈值范围内。拿到课题要求，通过网上查询资料，挑选好适合的芯片，搭建系统，设计硬件电路，调试软件程序。本次课题目的需要将所学知识应用于实践，培养独立的设计，动手能力。在整个过程中，熟悉了相关规程和规范，树立工程的观点，为今后从事相关方面的工作打下良好基础。
第四节本章小结
本章主要查找了温度控制的发展，比较了国内外目前发展实况和差距并做了粗略的陈述，对课题方向有了一个大概的印象。然后，我们通过对设计题目的分析，明确了所要完成的课题设计任务，思考出一个符合设计背景要求的总体设计
框架，对设计进行总体概括，使对设计思路有个整体的把握，进而设计出符合题目要求的设计作品及论文。
第二章系统方案设计
第一节设计系统简述
本系统选用合适的单片机(Micro-controller)作为主机，温度传感器不断提取周围环境的实时温度，再将转换后的数字信号传给主机，主机即单片机把数据通过串行方式传输给数码管上显示当前温度。同时，处理器将收集的温度和阈值进行比对，在控制继电器的吸合使风扇转动或者加热片加热。
由于要控制的环境温度属于常温，系统要求温度传感器能精确地测量，达到这样的高温阈值系统仍能够正常工作和报警，并使系统稳定在一定的工作范围之内。
第二节系统方案论证
一、主控芯片的选择
1、方案一
使用FPGA（现场可编程门列阵）当成整个系统的处理器。FGPA属于高度集成的芯片，各个器件都已经提前安装在芯片上。所以可以完成各种复杂的功能要求，并且体积小，平稳性高。而且可以进行电子设计自动化（EDA）软件的仿真，也支持器件的增加。总体来说，FGPA比较适合作为大量元素的实时控制器。本次设计只是对环境温度的一次模拟控制，所测的数据和大小都不高，传输速度也没有很高的要求。并且FGPA成本高，价格不菲，硬件电路非常复杂，系统实物搭建比较困难。无论软硬件，FGPA都不是特别好的选择。
2、方案二
英特尔公司生产的STC89C51作为系统核心处理器。51系列单片机体系发展成熟，软件编程很容易实现。而且本次课题主要是为了实现逻辑控制，对计算速度没有特别要求。而51就很适合实时的逻辑控制，用程序很容易实现。再加上其功耗不高，价格低廉。恰巧本设计要求的功耗低，要求的硬件电路也较为简单，整体系统搭建比较方便。基于以上分析拟订方案二。
二、显示模块的选择
1、方案一
采用4位共阴极数码管记录实时温度。数码管作为一种常见的显示器材，具有价格低廉，功耗低，能在各种条件下工作而且编程也比较容易实现控制。2、方案二
使用LCD1602作为系统的显示模块。相较于数码管，液晶显示内容较多，分辨率相对也较高。同时，功耗也较低，比较小巧，硬件电路也比较容易实现。但成本较高，编程复杂。考虑到本次研究的要求，决定选用方案一。
三、温度传感器选择
1、方案一
使用热电偶来测量温度。热电偶属于直触式的测温方式即测量时与被测物体直接接触。测温范围跨度比较大，不容易被环境外物影响。但是热电偶要加上补偿电路且材料价高,还得经过专门的接口电路转换成数字信号（即AD转换电路）才能由微处理器进行处理。硬件方面稍微复杂，而且不是很实惠。
2、方案二
使用热敏电阻测量温度，热敏电阻比较适用于常温的测量，连接电路非常简单。但是精度不高，而且比较容易被环境影响，尤其不适合测量1℃信号的收集。
3、方案三
采用数字温度传感器DS18B20作为测温元件，且有防水的DS18B20可供使用，使测量的物件范围进一步扩大。18B20被称为一线器件，主要优点可以总结如下：
(1)采用的是单总线方式与控制芯片连接仅需一根数据线即可实现传感器与单片机的双向通讯，单总线经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量。
(2)测量的温度范围较宽，测量精度较高，测温范围为-55~125℃，在-10~+85℃范围内，精度为±0.5℃。
(3)因为是数字式温度传感器，直接输出数字信号，在使用中不需要任何外围部件即可实现测温，简洁方便，实用性强，对于本设计的模拟系统功能足够。综上所述，测温元件我们选择数字式温度传感器DS18B20，功能齐全，硬件电路连接简单，就已经足够实现我们要求的功能[5]。
四、掉电保持方案论证
为了增加实用性，还连接了I2C总线方式的芯片AT24C02。该芯片在电源关闭之后能够自己记录上一次的数据。加上连接电路简单，使用方便被广泛应用于生产实际当中。本设计就是采用了其掉电保持功能。
本章节主要讨论了对完成系统设计所必需的硬件的选择问题，主要针对包括主控芯片，温度采集模块，温度实时显示模块的选择，进行了较为仔细的斟酌和选择。
其中中央处理器采用ATMEL公司的STC89C51作为系统主机，其逻辑运算能力强，体积较小，软件实现简单且灵活多变，硬件电路连接也不复杂，被广泛应用于实时控制中。
而显示模块选用数码管进行实时显示数据，提前设置好阈值，再加上掉电保
护，能够实时显示当前温度。
温度传感器选择了数字温度传感器DS18B20作为测温元件，DS18B20能够达到课题要求，而且只需一根数据线与单片机相连，简化了硬件电路，使对系统的模拟更加简便易懂。
综上，在选择好了相关硬件器材之后，即可对软件部分进行编写和调试了。
第三章硬件各单元的设计
第一节主控芯片简介
本课题设计的温控中央处理器选型为STC89C51单片机，其管脚封装如图3.1.1所示：
一、S TC89C51单片机简介
图3.1.1 STC89C51单片机
STC89C51是一种带8K可反复擦写Flash ROM的单片机[1]，其制造工艺属于高性能CMOS 8位微处理器。阿特美儿（Atmel）公司制造的该芯片同时收集了工业标准的MCS-51工业指令集，兼容管脚的输出。该芯片同时把多功能的8位处理器和存储器集成在单个芯片中，实现了高效率控制。其为多数控制系统提供了一种价格低廉且可靠性高的选择方式。
二、STC89C52单片机引脚介绍
STC89C52芯片总共有40个引脚，包含2个电源引脚，2个时钟信号引脚，4个控制和32个I/O口，4个控制引脚还可以连接其他外界电源。下面按引脚功能分为4个部分叙述个引脚的功能：
①主电源引脚（2根）
VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V电源
GND(Pin20)：接地线
P0口（Pin39～Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0～P0.7
P1口（Pin1～Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0～P1.7
P2口（Pin21～Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0～P2.7
P3口（Pin10～Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0～P3.7
第二节单片机最小系统电路的设计
在课题设计的温度控制系统设计中，控制主机是STC89C51单片机，该单片机为51系列8位单片机，它有32个双向I/O口，片内含有一个程序存储器，工艺为8K FLASH，可以采用上电的方式对信息进行改变，并且成本低廉。其片外所接的时钟电路频率为12MHz，执行一条指令的时间为1us。本次课题所要求的目标都完全能够用该芯片达成。晶振电路，复位电路和片内外存储器的选择电路组成了改芯片的最小电路系统。连接如下图所示：
图3.3.2 单片机最小系统
第三节温度传感器电路
一、DS18B20简介
选择DS18B20作为本次系统设计的温感元件。它和单片级之间通过一根总线相连接于P3.7口，同时加上一个10K的下拉电阻。
DS18B20是美国哒拉丝公司（DALLAS）制造的集温敏元件、A\D转换器、存储器于一体的单线式温度传感器。具有高度集成，连接电路简单等多方面优点。作
为本次温度模块的核心元件，主要考虑到有以下几方面的因素：
①芯片的测温范围：DS18B20能够测量的温度范围是（-55℃，+125℃），能够完成常温的检测。而且它的测温精度高达士0.5℃；功耗低，可以通过USB供电；可以将所测量的数据通过16位二进制的方式串行输出[5]。
②传感器的成本：随着大规模集成电路的飞速发展，导致芯片的作用越来越丰富，体积迅速减小，价格愈发低廉。一支DS18B20的体积与普通三极管相差无几，价格也就几块钱，便宜而且实用。
③传感器的连接方式：DS18B20与单片机的连接只需要一根总线，但同时单片机同时也可以通过这一根总线与多个DS18B20相连，若是忽略掉硬件电路，理论上是可以连接无限的芯片。无形中减少了总线的占用，简化了系统。
DS18B20温度传感器只有三根外引线，所以硬件电路非常简单。一根接地线GND，一根电源线VDD和数据交互接口DQ。芯片有两种常见的供电方法：一种叫做数据线供电，这个时候电源线接地，通过内部电容完成信号收集，花费时间较长；另一种就是大多数人采取的方法，叫做外部电源法。直接给电源线VCC一个5V的电源即可，温度信号采集转化较快。本次设计采用的是第二种外部电源法，较为方便。
二、DS18B20在系统中的连接电路
DS18B20一端是金属探头，另一端分别引出地线，电源线，数据线。本次通过DS18B20传感器与单片机的直接连接实现对DS18B20的供电，称作外部供电方式。其接口电路如图3.3所示，其中STC89C51单片机采用P3.7和DS18B20通信。
图3.3 DS18B20接口电路
第四节数码管介绍
数码管是由发光二极管构成的半导体发光元件，通过电流的导通使二极管发亮，本次设计采用的是4位共阴极的八段数码管。
上面的4位共阴极的八段数码管中的4指的是能够最多同时显示4个数据。八段就是一个数码管里里面由8个发光二极管组成，常用的还有7段的数码管，比前者少了一个显示小数点的二极管。数码管按连接方式分为共阳极和共阴极。我们
C
第五节独立按键输入模块
一、键盘功能介绍
由于只有三个按键，所以采用独立式键盘设计。相应的按键接口电路设计较为简单，单片机相应的I/O口设定为输入状态，每个独立键盘电路加上拉电阻，保
证未按下时为对应引脚是高电平。当按键按下时，通过软件设置端口，判断是否按下，就是是否为“0”。在分别进行相应的工作，本次系统采用的是软件消抖。
二、本设计的按键功能及接口电路
本系统电路中设计了三个按键，第一个按键设置系统的阈值和测量环境的实时温度，按第一下设置大值，第二下设置最小值，第三下次即为当前的实时温度。后两个按键为加减按钮，即是对设置的温度范围进行认为更改，设定自己想要的范围。
图3.5 按键接口电路
第六节继电器控制模块
一、固态继电器SSR工作原理
本系统采用固态继电器进行控制,它的控制原理是：固态继电器两端各有三个管脚口，一端标明VCC，GND和数据口，其中数据口连接单片机的I/O口，单片机与继电器的通信全靠单片机给数据口的高低电平来控制通断；另一端是三个接口，分别是常闭端，公共端和常开端。将连接要加热的电阻丝的导线拆开一根，一端必须接公共端，另一端可以选择：若接常闭端，则一插上电源，继电器就导
电器是低电平导通。当单片机I/O口给数据口一个低电平是就触发，继电器由常开变为常闭，继电器导通，电阻丝开始加热，再可根据后续要求进行控制。
二、本设计采用的继电器接口电路
设计的继电器选用低电平触发类型，保持断开。继电器的数据口接到P1.4和P1.2口，单片机通过控制P1.4口和P1.2口的高低电平的输出来控制继电器的开关
目录 一、系统设计方案的研究 (2) （一）系统的控制特点与性能要求 (2) 1.系统控制结构组成 (2) 2.系统的性能特点 (3) 3.系统的设计原理 (3) 二、系统的结构设计 (4) （一）电源电路的设计 (4) （二）相对湿度电路的设计 (6) 1.相对湿度检测电路的原理及结构图 (6) 3.对数放大器及相对湿度校正电路 (7) 3.断点放大器 (8) 4.温度补偿电路 (8) 5.相对湿度检测电路的调试 (9) （三）转换模块的设计 (9) 1.模数转换器接受 (9) 2.A/D转换器ICL7135 (9) （四）处理器模块的设计 (11) 1.单片机AT89C51简介及应用 (11) 2.单片机与ICL7135接口 (14) 3.处理器的功能 (15) 4.CPU 监控电路 (15) （五）湿度的调节模块设计 (15) 1.湿度调节的原理 (15) 2.湿度调节的结构框图 (16) 3.湿度调节硬件结构图 (16) 4.湿度调节原理实现 (16) （六）显示模块设计 (17) 1.LED显示器的介绍 (17) 2.单片机与LED接口 (17) （七）按键模块的设计 (18) 1.键盘接口工作原理 (18) 2.单片机与键盘接口 (19) 3.按键产生抖动原因及解决方案 (19) 4.窜键的处理 (19) 三、软件的设计及实现 (19) （一）程序设计及其流程图 (20) （二）程序流程图说明 (21) 四、致谢 (22) 参考文献： (22)
智能温度控制系统设计 摘要: 此系统采用了精密的检测电路（包刮精密对称方波发生器、对数放大及半波整流、温度补偿及温度自动校正及滤波电路等几部分电路组成），能够自动、准确检测环境空气的相对湿度,并将检测数据通过A/D转换后，送到处理器（AT89C51）中，然后通过软件的编程，将当前环境的相对湿度值转换为十进制数字后，再通过数码管来显示；而且，通过软件编程，再加上相应的控制电路（光电耦合及继电器等部分电路组成），设计出可以自动的调节当前环境的相对湿度：当室内空气湿度过高时，控制系统自动启动抽风机，减少室内空气中的水蒸气，以达到降低空气湿度的目的；当室内空气湿度过低时，控制系统自动启动蒸汽机，增加空气的水蒸气，以达到增加湿度的目的，使空气湿度保持在理想的状态；键盘设置及调整湿度的初始值，另外在设计个过程当中，考虑了处理器抗干扰，加入了单片机监视电路。 关键词： 湿度检测; 对数放大; 湿度调节; 温度补偿 一、系统设计方案的研究 （一）系统的控制特点与性能要求 1.系统控制结构组成 （1）湿度检测电路。用于检测空气的湿度[9]。 （2）微控制器。采用ATMEL公司的89C51单片机，作为主控制器。 （3）电源温压电路。用于对输入的200V交流电压进行变压、整流。 （4）键盘输入电路。用于设定初始值等。 （5）LED显示电路。用于显示湿度[10]。 （6）功率驱动电路（湿度调节电路）
文献综述 题目基于单片机的温度控制 系统设计 学生姓名 X X X 专业班级自动化07-2 学号20070x0x0x0x 院（系） xxxxxxxxxxxxxxxx 指导教师 x x x 完成时间 2011年06月10日
基于单片机的温度控制 系统设计文献综述 1．前言 温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常遇到的一个物理量。而且随着现代工业的发展，人们需要对工业生产中有关温度系统进行控制，如钢铁冶炼过程需要对刚出炉的钢铁进行热处理，塑料的定型及各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行实时监测和精确控制。而有很多领域的温度可能较高或较低，现场也会较复杂，有时人无法靠近或现场无需人力来监控。如加热炉大都采用简单的温控仪表和温控电路进行控制, 存在控制精度低、超调量大等缺点, 很难达到生产工艺要求。且在很多热处理行业都存在类似的问题，所以，设计一个较为通用的温度控制系统具有重要意义。这时我们可以采用单片机控制，这些控制技术会大大提高控制精度，不但使控制简捷，降低了产品的成本，还可以和计算机通讯，提高了生产效率. 单片机是指芯片本身，而单片机系统是为实现某一个控制应用需要由用户设计的，是一个围绕单片机芯片而组建的计算机应用系统，这是单片机应用系统。单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点，因此，应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的
多片微机应用系统。 2．历史研究与现状 在工业生产温控系统中采用的测温元件和测量方法不相同，产品的工艺不同，控制温度的精度也不相同，因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。 通常由位式或时间比例式温度调节仪控制的工业加热炉温度控制系统，其主回路由接触器控制时因为不能快速反应，所以控温精度都比较低，大多在几度甚至十几度以上。随着电力电子技术及元器件的发展，出现了以下几种解决的方案： （1）主回路用无触点的可控硅和固态继电器代替接触器，配以PID或模糊逻辑控制的调节仪构成的温度控制系统，其控温精度大大提高，常在±2℃以内，优势是采用模糊控制与PID 控制相结合，对控制范围宽、响应快且连续可调系统有巨大的优越性。 （2）采用单片机温度控制系统。用单线数字温度传感器采集温度数据,打破了传统的热电阻、热电偶再通过A/D 转换采集温度的思路。用单片机对数字进行处理和控制,通过RS - 232 串口传到PC 机对温度进行监视与报警,设置温度的上限和下限。其优势是结构简单，编程不需要用专用的编程器,只需点击电脑鼠标就可以把编好的程序写到单片机中,很方便且调试、修改和升级很容易。 （3）ARM(Advanced RISC Machine)嵌入式系统模糊温度控制。利用ARM处理器的强大功能，通过读取温度传感器数据，并与设定值进行比较，然后对温度进行控制。通过内嵌的操作系统μCLinux获得极好的实时性，并且通过TCP/IP协议能与PC机
创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王*
毕业论文设计 基于51单片机的温度控制系统
摘要 在日常生活中温度在我们身边无时不在，温度的控制和应用在各个领域都有重要的作用。很多行业中都有大量的用电加热设备，和温度控制设备，如用于报警的温度自动报警系统，热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，这些都采用单片机技术，利用单片机语言程序对它们进行控制。而单片机技术具有控制和操作使用方便、结构简单便于修改和维护、灵活性大且具有一定的智能性等特 点，可以精确的控 制技术标准，提高了温控指标，也大大的提高了产品的质量和性能。 由于单片机技术的优点突出，智能化温度控制技术正被广泛地采用。本文介绍了基于单片机AT89C51 的温度控制系统的设计方案与软硬件实现。采用温度传感器DS18B20 采集温度数据，7段数码管显示温度数据，按键设置温度上下限，当温度低于设定的下限时，点亮绿色发光二极管，当温度高于设定的上限时，点亮红色发光二极管。给出了系统总体框架、程序流程图和Protel 原理图，并在硬件平台上实现了所设计功能。 关键词：单片机温度控制系统温度传感器
Abstract In daily life, the temperature in our side the ever-present, the control of the temperature and the application in various fields all have important role. Many industry there are a large number of electric heating equipment, and the temperature control equipment, such as used for alarm automatic temperature alarm systems, heat treatment furnace, used to melt metal crucible resistance furnace, and all kinds of different USES of temperature box and so on, these using single chip microcomputer, using single chip computer language program to control them. And single-chip microcomputer technology has control and convenient in operation, easy to modify and maintenance of simple structure, flexibility is large and has some of the intelligence and other characteristics, we can accurately control technology standard to improve the temperature control index, also greatly improve the quality of the products and performance. Because of the advantages of the single chip microcomputer intelligent temperature control technology outstanding, is being widely adopted. This paper introduces the temperature control based on single chip microcomputer AT89C51 design scheme of the system and the hardware and software implementation. The temperature sensor DS18B20 collection temperature data, 7 period of digital pipe display, the upper and lower limits of temperature button when temperature below the setting of the lower limit, light green leds, when the temperature is higher than the set on the limit, light red leds. Given the system framework and program flow chart and principle chart, and in Protel hardware platform to realize the function of the design. Keywords：SCM Temperature control system Temperature sensors
基于51单片机的水温自动控制系统 0 引言 在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。 1 设计任务、要求和技术指标 1.1任务 设计并制作一水温自动控制系统，可以在一定范围（30℃到96℃）内自动调节温度，使水温保持在一定的范围（30℃到96℃）内。 1.2要求 （1）利用模拟温度传感器检测温度，要求检测电路尽可能简单。 （2）当液位低于某一值时，停止加热。 （3）用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。 （4）无竞争-冒险，无抖动。 1.3技术指标 （1）温度显示误差不超过1℃。 （2）温度显示范围为0℃—99℃。 （3）程序部分用PID算法实现温度自动控制。 （4）检测信号为电压信号。 2 方案分析与论证 2.1主控系统分析与论证 根据设计要求和所学的专业知识，采用AT89C51为本系统的核心控制器件。AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。其引脚图如图1所示。 2.2显示系统分析与论证 显示模块主要用于显示时间，由于显示范围为0～99℃，因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。在显示驱动电路中拟订了两种设计方案： 方案一：采用静态显示的方案 采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路，其优点在于占用主控系统的I/O口少，编程简单且静态显示的内容无闪烁，但电路消耗的电流较大。 方案二：采用动态显示的方案 由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示，占用资源少，动态控制节省了驱动芯片的成本，节省了电 ,但编程比较复杂，亮度不如静态的好。 由于对电路的功耗要求不大，因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。
目录 1.原理电路的设计 (1) 1.1总体方案设计 (1) 1.1.1简单原理叙述 (1) 1.1.2设计方案选择 (1) 1.2单元电路的设计 (3) 1.2.1温度信号的采集与转化单元——温度传感器 (3) 1.2.2电压信号的处理单元——运算放大器 (4) 1.2.3电压表征温度单元 (5) 1.2.4电压控制单元——迟滞比较器 (6) 1.2.5驱动单元——继电器 (7) 1.2.6 制冷部分——Tec半导体制冷片 (8) 1.3完整电路图 (10) 2.仿真结果分析 (11) 3 实物展示 (13) 3.1 实物焊接效果图 (13) 3.2 实物性能测试数据 (14) 3.2.1制冷测试 (14) 3.2.2制热测试 (18) 3.3.3性能测试数据分析 (20) 4总结、收获与体会 (21) 附录一元件清单 (22) 附录二参考文献. (23)
摘要 本课程设计以温度传感器LM35、运算放大器UA741、NE5532P及电压比较器LM339N 为电路系统的主要组成元件，扩展适当的接口电路，制作一个温度控制系统，通过室温的变化和改变设定的温度，来改变电压传感器上两个输入端电压的大小，通过三极管开关电路控制继电器的通断，来控制Tec制冷片的工作。这样循环往复执行这样一个周期性的动作，从而把温度控制在一定范围内。学会查询文献资料，撰写论文的方法，并提交课程设计报告和实验成品。 关键词：温度；测量；控制。
Abstract This course is designed to a temperature sensor LM35, an operational amplifier UA741， NE5532P and a voltage comparator LM339N circuit system of the main components. Extending the appropriate interface circuit, make a temperature control system. By changing the temperature changes and set the temperature to change the size of the two input ends of the voltage on the voltage sensor, an audion tube switch circuit to control the on-off relay to control Tec cooling piece work. This cycle of performing such a periodic motion, thus controlling the temperature in a certain range. Learn to query the literature, writing papers, and submitted to the curriculum design report and experimental products. Key words: temperature ; measure ;control
温度控制系统设计 题目: 基于51单片机的温度控制系统设计姓名: 学院: 电气工程与自动化学院 专业: 电气工程及其自动化 班级: 学号: 指导教师:
2015年5月31日 摘要： (3) 一、系统设计 (3) 1.1 项目概要 (3) 1.2设计任务和要求： (4) 二、硬件设计 (4) 2.1 硬件设计概要 (4) 2.2 信息处理模块 (4) 2.3 温度采集模块 (5) 2.3.1传感器DS18b20简介 (5) 2.3.2实验模拟电路图 (7) 2.3.3程序流程图 (6) 2.4控制调节模块 (9) 2.4.1升温调节系统 (9) 2.4.2温度上下限调节系统 (8) 2.43报警电路系统 (9) 2.5显示模块 (12) 三、两周实习总结 (13) 四、参考文献 (13) 五、附录 (15)
5.1原理图 (15) 摘要： 在现代工业生产中，温度是常用的测量被控因素。本设计是基于51单片机控制，将DS18B20温度传感器实时温度转化，并通过1602液晶对温度实行实时显示，并通过加热片（PWM波，改变其占空比）加热与步进电机降温逐次逼近的方式，将温度保持在设定温度，通过按键调节温度报警区域，实现对温度在0℃-99℃控制的自动化。实验结果表明此结构完全可行，温度偏差可达0.1℃以内。 关键字：AT89C51单片机；温控；DS18b20 一、系统设计 1.1 项目概要 温度控制系统无论是工业生产过程，还是日常生活都起着非常重要的作用，过低或过高的温度环境不仅是一种资源的浪费，同时也会对机器和工作人员的寿命产生严重影响，极有可能造成严重的经济财产损失，给生活生产带来许多利的因素，基于AT89C51的单片机温度控制系统与传统的温度控制相比具有操作方便、价价格便宜、精确度高和开展容易等优点，因此市场前景好。
天津理工大学 课程设计报告 题目：基于单片机的温控器设计 学生姓名李天辉学号 20101009 届 2013 班级电气4班 指导教师专业电气工程及其自动化
说明 1. 课程设计文本材料包括设计报告、任务书、指导书三部分，其中 任务书、指导书由教师完成。按设计报告、任务书、指导书顺序装订成册。 2. 学生根据指导教师下达的任务书、指导书完成课程设计工作。 3. 设计报告内容建议主要包括：概述、系统工作原理、系统组成、设计内容、小结和参考资料。 4. 设计报告字数应在3000-4000字，采用电子绘图、采用小四号宋 体、1.25倍行距。 5.课程设计成绩由平时表现（30%）、设计报告（30%）和提问成绩（40%） 组成。
课程设计任务书、指导书 课程设计题目： Ⅰ.课程设计任务书 一、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作量） 当今社会，温控器已经广泛应用于电冰箱、空调和电热毯等领域中。其优点是控制精度高，稳定性好，速度快自动化程度高，温度和风速全自动控制，操作简单可靠，对执行器要求低，故障率低，效果好。目前国内外生产厂家正在研究开发第三代智能型室温空调温控器，应用新型控制模型和数控芯片实现智能控制。现在已有国内厂家生产出了智能型室温空调温控器，并已应用于实际工程。 本课程设计要求设计温度控制系统，主要由温度数据采集、温度控制、按键和显示、通讯等部分组成。温度采集采用NTC或PTC热敏电阻（或由电位器模拟）或集成温度传感器、集成运算放大器构成的信号调理电路、AD转换器组成。温控部分采用交流开关BT136通过改变导通角进行调压限流达到控制加热丝温度的目的。 温度控制算法采用PID控制，可以采用普通PID或模糊PID。对控制PID参数进行整定，进行MATLAB仿真，说明控制效果。进行程序编制。 设计通讯协议，并能够通过RS485总线将数据传回上位机。2．课程设计的要求 1、选择相应元器件设计温度控制系统原理图并绘制PCB版图。 2、进行PID控制算法仿真，设计PID参数，或模糊PID规则。 3、系统功能要求：a要能够显示实时温度；b能够进行温度设置；c 能够进行PID参数设定；d能够把数据传回上位机；e可以设定本机地址。F温度控制范围0~99.9度。 4、编制程序并调试通过，并有程序流程图。
课程设计报告设计名称基于单片机的智能温控系统的设计与实现 学校陕西电子科技职业学院 学院电子工程学院 学生姓名王一飞 班级1507 指导教师聂弘颖 时间2017年10月23日
一、概述 随着嵌入式技术、计算机技术、通信技术的不断发展与成熟。控制系统以其直观、方便、准确、适用广泛而被越来越广泛地应用于工业过程、空调系统、智能楼宇等。恒温控制系统，控制对象是温度。温度控制在日常生活及工作领域应用的相当广泛，比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度控制，而以往温度控制是由人工完成的而且不够重视，其实在很多场所温度都需要监控以防止发生意外。针对此问题，本系统设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度控制系统，它应用广泛，功能强大，小巧美观，便于携带，是一款既实用又廉价的控制系统。 本项目设计是对温度进行实时监测与控制，设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能：被控温度范围可以调整，初始范围25<=T<=35。如果被测温度在25度到35度之间，则既不加热，又不报警；如果被测温度小于25度，则既加热，又报警；如果被测温度大于35度，则报警，不加热。 数码管显示温度，温度精确到整数。 二、方案设计 采用单片机+单总线DS18B20的方案，其中单片机采用51兼容系列 三、详细硬件设计及原件介绍 3.1 单片机最小系统 在基于单片机的应用系统中，其核心是单片机的最小系统，而单片机又是最小系统的核心，为了方便起见，采用的单片机型号是：STC89C52RC,内部资源有：8KB FLASH ,512B SRAM,4个8位I/O,2个TC,1个UART，带ISP和IAP功能。是近年来流行的低端51单片机。时钟电路采用12.0M晶体，复位电路采用简单的RC复位电路。R=10K,C=10uF，详细电路见总体原理图 3.2 DS18B20简介 DS18B20是采用“1-wire”一线总线传输数据的集成温度传感器，信息经过单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出，因此从中央处理器到DS18B20仅需连接一条线。可采用外部电源供电，也可采用总线供电方式，此时，把VDD连接在一起作为数字电源。 因为每一个DS18B20有唯一的系列号（silicon serial number）,因此多个DS18B20可以存在于同一条单线总线上，这允许在许多地方放置温度灵敏器件。此特性的应用范围包括HVAC环境控制，建筑物、设备或机械内的温度检测。 3.2 DS18B20与单片机接口
摘要 在日常生活及工农业生产中，对温度的检测及控制时常显得极其重要。因此，对数字显示温度计的设计有着实际意义和广泛的应用。本文介绍一种利用单片机实现对温度只能控制及显示方案。本毕业设计主要研究的是对高精度的数字温度计的设计，继而实现对对象的测温。测温系数主要包括供电电源，数字温度传感器的数据采集电路，LED显示电路，蜂鸣报警电路，继电器控制，按键电路，单片机主板电路。高精度数字温度计的测温过程，由数字温度传感器采集所测对象的温度，并将温度传输到单片机，最终由液晶显示器显示温度值。该数字温度计测温范围在-55℃~+125℃，精度误差在±0.5℃以内，然后通过LED数码管直接显示出温度值。数字温度计完全可代替传统的水银温度计，可以在家庭以及工业中都可以应用，实用价值很高。 关键词：单片机：ds18b20：LED显示：数字温度. Abstract In our daily life and industrial and agricultural production, the detection and control of the temperature, the digital thermometer has practical significance and a wide range of applications .This article describes a programmer which use a microcontroller to achieve and display the right temperature by intelligent control .This programmer mainly consists by temperature control sensors, MCU, LED display modules circuit. The main aim of this thesis is to design high-precision digital thermometer and then realize the object temperature measurement. Temperature measurement system includes power supply, data acquisition circuit, buzzer alarm circuit, keypad circuit, board with a microcontroller circuit is the key to the whole system. The temperature process of high-precision digital thermometer, from collecting the temperature of the object by the digital temperature sensor and the temperature transmit ted to the microcontroller, and ultimately display temperature by the LED. The digital thermometer requires the high degree is positive 125and the low degree is negative 55, the error is less than 0.5, LED can read the number. This digital thermometer could
本科学年论文（设计） 蔬菜大棚温控系统设计 系别信管系专业电子信息工 程 届别2012级班级12级电子信息工程 学生姓名唐姣学号2012550525 指导教师刘超群职称副教授 二O一五年六月
摘要 温度控制是蔬菜大棚最重要的一个管理因素，温度过高或过低，都会影响蔬菜的生长。主要介绍一种基于ST89C52单片机的温室蔬菜大棚温度控制系统，系统利用DS18B20温度传感器实现对温室大棚温度的测量，通过按键设置需要报警的上下限值。实验证明，该系统具有性价比高，使用寿命长等优点，具有一定实用价值。 【关键词】温度控制；继电器；温度检测
Abstract Temperature control is the most important vegetable greenhouse management factor, the temperature is too high or too low, will affect the growth of vegetables. Mainly introduces a control system based on the temperature in of the vegetable greenhouses in SCM st89c52, system using DS18B20 temperature sensor to realize the greenhouse temperature measurement, through the key set to alarm limit value. Experiments prove that the system has the advantages of high performance ratio, long service life, etc., and has some practical value. [Keywords]Temperature control; Relay; Temperature detection
序号（学号）：040930727 长春大学光华学院 毕业设计（论文） 姓名魏明岩 系别 专业 班级0409307 指导教师马春龙 年月日
目录 摘要 (1) 第一章前言 (3) 1.1课题背景和意义 (3) 1.2温度控制系统的使用 (3) 1.3毕业设计任务 (4) 第二章系统方案 (5) 2.1水温控制系统设计任务和要求 (5) 2.2水温控制系统部分 (5) 2.3控制方式 (7) 第三章系统硬件设计 (8) 3.1总体设计框图及说明 (8) 3.2外部电路设计 (8) 3.3单片机系统电路设计 (9) 第四章系统软件设计和调试 (13) 4.1 程序框架结构 (13) 4.2程序流程图及部分程序 (13) 4.3 系统安装调试和测试 (17) 第五章结论 (18) 致谢 (19) 参考文献 (20) 附件1（程序代码） (20) 附件2（电路原理图） (27)
基于单片机的水温控制系统 【摘要】温度是工业控制对象主要被控参数之一，在温度控制中，由于受到温度被控对象特性（如惯性大、滞后大、非线性等）的影响，使得控制性能难以提高，有些工艺过程其温度控制的好坏直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。为了实现高精度的水温测量和控制，本文介绍了一种以Atmel公司的低功耗高性能CMOS单片机为核心，以PID算法控制以及PID参数整定相结合的控制方法来实现的水温控制系统，其硬件电路还包括温度采集、温度控制、温度显示、键盘输入以及RS232接口等电路。该系统可实现对温度的测量，并能根据设定值对温度进行调节，实现控温的目的。 【关键词】单片机AT89C51；温度控制；温度传感器PT1000；PID 调节算法 The summary: Temperature is the main control of industrial control of parameters,In temperature control, due to temperature controlled object properties (such as inertia big, big, lagging effect of nonlinear, etc.), to improve performance, some process temperature control of its direct impact on the quality of the product, and designed a kind of ideal temperature control system is a very valuable.In order to realize high precision temperature measurement and control, this paper introduces a meter taking Atmel company low-power high-performance CMOS chip as the core, and the PID control algorithm with PID parameters combination of control method to realize the temperature control system, the hardware circuit including temperature, temperature
基于单片机的智能温控系统的设计与实现 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
课程设计报告设计名称基于单片机的智能温控系统的设计与实现 学校陕西电子科技职业学院 学院电子工程学院 学生姓名王一飞 班级1507 指导教师聂弘颖 时间2017年10月23日
一、概述 随着嵌入式技术、计算机技术、通信技术的不断发展与成熟。控制系统以其直观、方便、准确、适用广泛而被越来越广泛地应用于工业过程、空调系统、智能楼宇等。恒温控制系统，控制对象是温度。温度控制在日常生活及工作领域应用的相当广泛，比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度控制，而以往温度控制是由人工完成的而且不够重视，其实在很多场所温度都需要监控以防止发生意外。针对此问题，本系统设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度控制系统，它应用广泛，功能强大，小巧美观，便于携带，是一款既实用又廉价的控制系统。 本项目设计是对温度进行实时监测与控制，设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能：被控温度范围可以调整，初始范围25<=T<=35。如果被测温度在25度到35度之间，则既不加热，又不报警；如果被测温度小于25度，则既加热，又报警；如果被测温度大于35度，则报警，不加热。 数码管显示温度，温度精确到整数。 二、方案设计 采用单片机+单总线DS18B20的方案，其中单片机采用51兼容系列 三、详细硬件设计及原件介绍 单片机最小系统 在基于单片机的应用系统中，其核心是单片机的最小系统，而单片机又是最小系统的核心，为了方便起见，采用的单片机型号是：STC89C52RC,内部资源有：8KB FLASH ,512B SRAM,4个8位I/O,2个TC,1个UART，带ISP和IAP功能。是近年来流行的低端51单片机。时钟电路采用晶体，复位电路采用简单的RC复位电路。 R=10K,C=10uF，详细电路见总体原理图
基于单片机的温度控制系统设计 1.设计要求 要求设计一个温度测量系统，在超过限制值的时候能进行声光报警。具体设计要求如下： ①数码管或液晶显示屏显示室内当前的温度； ②在不超过最高温度的情况下，能够通过按键设置想要的温度并显示；设有四个按键，分别是设置键、加1键、减1键和启动/复位键； ③DS18B20温度采集； ④超过设置值的±5℃时发出超限报警，采用声光报警，上限报警用红灯指示，下限报警用黄灯指示，正常用绿灯指示。 2.方案论证 根据设计要求，本次设计是基于单片机的课程设计，由于实现功能比较简单，我们学习中接触到的51系列单片机完全可以实现上述功能，因此可以选用AT89C51单片机。温度采集直接可以用设计要求中所要求的DS18B20。报警和指示模块中，可以选用3种不同颜色的LED灯作为指示灯，报警鸣笛采用蜂鸣器。显示模块有两种方案可供选择。 方案一：使用LED数码管显示采集温度和设定温度； 方案二：使用LCD液晶显示屏来显示采集温度和设定温度。 LED数码管结构简单，使用方便，但在使用时，若用动态显示则需要不断更改位选和段选信号，且显示时数码管不断闪动，使人眼容易疲劳；若采用静态显示则又需要更多硬件支持。LCD显示屏可识别性较好，背光亮度可调，而且比LED 数码管显示更多字符，但是编程要求比LED数码管要高。综合考虑之后，我选用了LCD显示屏作为温度显示器件，由于显示字符多，在进行上下限警戒值设定时同样可以采集并显示当前温度，可以直观的看到实际温度与警戒温度的对比。LCD 显示模块可以选用RT1602C。
3.硬件设计 根据设计要求，硬件系统主要包含6个部分，即单片机时钟电路、复位电路、键盘接口模块、温度采集模块、LCD 显示模块、报警与指示模块。其相互联系如下图1所示： 图1 硬件电路设计框图 单片机时钟电路 形成单片机时钟信号的方式有内部时钟方式和外部时钟方式。本次设计采用内部时钟方式，如图2所示。 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别为此放大器的输入端和输出端，其频率范围为~12MHz ，经由片外晶体振荡器或陶瓷振荡器与两个匹配电容一 起形成了一个自激振荡电路，为单片机提供时钟源。 复位电路 复位是单片机的初始化操作，其作用是使CPU 和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，以防止电源系统不稳定造成CPU 工作不正常。在系统中，有时会出现工作不正常的情况，为了从异常状态中恢复，同时也为了系统调试方便，需要设计一个复位电路。 单片机的复位电路有上电复位和按键复位两种形式，因为本次设计要求需要有启动/复位键，因此本次设计采用按键复位，如图3。复位电路主要完成系统 图2 单片机内部时钟方式电路 图3 单片机按键复位电路
生产实习报告书 报告名称基于单片机的温度控制系统设计姓名 学号0138、0140、0141 院、系、部计算机与通信工程学院 专业信息工程10-01 指导教师 2013年 9 月 1日
目录 1.引言.................................. 错误!未定义书签。 2.设计要求.............................. 错误!未定义书签。 3.设计思路.............................. 错误!未定义书签。 4.方案论证.............................. 错误!未定义书签。方案一................................................. 错误!未定义书签。方案二................................................. 错误!未定义书签。 5.工作原理.............................. 错误!未定义书签。 6.硬件设计.............................. 错误!未定义书签。单片机模块............................................. 错误!未定义书签。 数字温度传感器模块 .................................... 错误!未定义书签。 DS18B20性能......................................... 错误!未定义书签。 DS18B20外形及引脚说明............................... 错误!未定义书签。 DS18B20接线原理图................................... 错误!未定义书签。按键模块............................................... 错误!未定义书签。声光报警模块........................................... 错误!未定义书签。数码管显示模块......................................... 错误!未定义书签。 7.程序设计.............................. 错误!未定义书签。主程序模块............................................. 错误!未定义书签。 读温度值模块.......................................... 错误!未定义书签。 读温度值模块流程图： ................................. 错误!未定义书签。
综合实验报告 实验题目：智能温控风扇 学生班级: 电子14-2 学生姓名: 学生学号： 38 指导教师： 实验时间: 2016-9-15
智能温控风扇的设计 摘要 基于检测技术和单片机控制技术，设计了一种智能温控调速风扇。阐述了智能温控调速风扇的工作原理、硬件设计、软件实现的过程。系统原理简单，工作稳定，成本低，具有一定的节能效果。 通过单片机的控制我们实现了电风扇的主要功能：当按下开关键时，系统初始化默认的设定温度为25度，如果外界温度高于设定温度电风扇进行运转，如果外界温度高于低于设定温度则风页不转动，同时显示外界的温度。可以设置所需的温度，并同时显示所设定的温度，同时按加减键退出设定功能。 电风扇的自动控制，让电风扇这一家用电器变的更智能化。克服了普通电风扇无法根据外界温度自动调节转速困难。智能电风扇的设计具有重要的现实意义。 关键词AT89C52/温度传感器/直流电机/模拟风扇
1.1 引言 生活中，我们经常会使用一些与温度有关的设备。比如，现在虽然不少城市家庭用上了空调，但在占中国大部分人口的农村地区依旧使用电风扇作为降温防暑设备，春夏（夏秋）交替时节，白天温度依旧很高，电风扇应高转速、大风量，使人感到清凉；到了晚上，气温降低，当人入睡后，应该逐步减小转速，以免使人感冒。虽然电风扇都有调节不同档位的功能，但必须要人手动换档，睡着了就无能为力了，而普遍采用的定时器关闭的做法，一方面是定时时间长短有限制，一般是一两个小时；另一方面可能在一两个小时后气温依旧没有降低很多，而风扇就关闭了，使人在睡梦中热醒而不得不起床重新打开风扇，增加定时器时间，非常麻烦，不能两全其美。为解决上述问题，我们设计了这套温控自动风扇系统。本系统采用高精度集成温度传感器，用单片机控制，能显示实时温度，并根据使用者设定的温度自动在相应温度时作出小风、大风、停机动作，精确度高，动作准确。 2 整体方案的设计思路 2.1 系统整体设计 本设计的整体思路是：利用温度传感器DS18B20检测环境温度并直接输出数字温度信号给单片机AT89C52进行处理，在LED数码管上显示当前环境温度值以及预设温度值。其中预设温度值只能为整数形式，检测到的当前环境温度可精确到小数点后一位。同时采用PWM脉宽调制方式来改变直流风扇电机的转速。并通过两个按键改变预设温度值，一个提高预设温度，另一个降低预设温度值。系统结构框图：如图2-1所示。
温度控制系统设计 目录 第一章系统方案论证错误！未指定书签。 总体方案设计错误！未指定书签。 温度传感系统错误！未指定书签。 温度控制系统及系统电源错误！未指定书签。 单片机处理系统（包括数字部分）及温控箱设计错误！未指定书签。 算法原理错误！未指定书签。 第二章重要电路设计错误！未指定书签。 温度采集错误！未指定书签。 温度控制错误！未指定书签。 第三章软件流程错误！未指定书签。 基本控制错误！未指定书签。 控制错误！未指定书签。 时间最优的控制流程图错误！未指定书签。 第四章系统功能及使用方法错误！未指定书签。 温度控制系统的功能错误！未指定书签。 温度控制系统的使用方法错误！未指定书签。 第五章系统测试及结果分析错误！未指定书签。 硬件测试错误！未指定书签。 软件调试错误！未指定书签。 第六章进一步讨论错误！未指定书签。 参考文献错误！未指定书签。 致谢错误！未指定书签。 摘要：本文介绍了以单片机为核心的温度控制器的设计，文章结合课题《温度控制系统》，从硬件和软件设计两方面做了较为详尽的阐述。 关键词：温度控制系统控制单片机 : . : 引言： 温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本文设计了以单片机为检测控制中心的温度控制系统。温度控制采用改进的数字控制算法，显示采用静态显示。该系统设计结构简单，按要求有以下功能： ()温度控制范围为°; ()有加热和制冷两种功能 ()指标要求： 超调量小于°；过渡时间小于；静差小于℃；温控精度℃ ()实时显示当前温度值，设定温度值，二者差值和控制量的值。 第一章系统方案论证 总体方案设计 薄膜铂电阻将温度转换成电压，经温度采集电路放大、滤波后，送转换器采样、量化，量化后的数据送单片机做进一步处理；