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基于单片机的水温控制系统设计摘要：水温控制系统在工业、农业、生活等各个领域广泛应用。
随着技术的发展，单片机控制技术正在越来越多的应用到水温控制领域中。
本文通过对水温控制系统原理的分析，进行了设计和制作，并通过实验结果验证了本设计的可行性和稳定性。
关键词：单片机控制技术；水温控制系统；可行性；稳定性1. 引言水温控制系统在现代社会中应用广泛，水温控制技术的发展和进步为现代社会的科技进步做出了巨大的贡献。
单片机技术作为一种广泛应用的控制技术，可以实现多种不同的控制操作，因此被广泛应用到水温控制系统中。
本文将针对单片机水温控制系统进行分析设计，并进行实验验证。
2. 水温控制系统原理分析水温控制系统的基本结构由传感器、控制器以及执行机构等组成。
其中，传感器负责温度数据的采集，控制器负责处理和分析数据，并控制执行机构实现温度控制。
单片机水温控制系统的实现原理基于以下几个步骤：1）传感器采集温度数据并将数据转换为数字信号。
2）单片机控制器通过间接方式获取传感器采集的温度数字信号，并将其传输到外围设备中。
3）控制器将传输的信息根据其程序所设定的算法进行计算，得到温度数据，从而调整执行机构的作用。
4）执行机构实现接收计算出的数据并通过温度调节装置将温控装置的工作状态调节到所设定的工作状态，最终实现水温控制。
3. 单片机水温控制系统设计根据以上原理设计单片机水温控制系统，具体实现过程如下：1）传感器：选用DS18B20数字温度传感器，将其与单片机进行连接；2）控制器：选用AT89S52单片机，作为水温控制器，通过程序将传感器所采集到的数字信号转化为温度信息，并与设定温度进行比较和判断，控制继电器开关；3）执行机构：选用继电器作为执行机构，通过继电器的开关控制加热器的加热状态，调节水温。
4. 实验验证将设计好的单片机水温控制系统进行实验，实验过程中将设定温度为30℃，获得的实验结果显示在图1中。
图1 实验结果实验结果表明，本设计的单片机水温控制系统能够在设定温度为30℃时以及系统正常工作的情况下，实现对水温的有效控制。
前言温度控制是无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，过低的温度或过高的温度都会使水资源失去应有的作用，从而造成水资源的巨大浪费。
特别是在当前全球水资源极度缺乏的情况下，我们更应该掌握好对水温的控制，把身边的水资源好好地利用起来。
本次设计为一个基于单片机的饮水机的温度控制系统，该系统可以实时检测饮水机水箱的水温，并且可以通过数码管显示饮水机水箱水温度数，可以通过键盘或开关选择制冷或加热，可以人为设置水的温度的上下限，如加热，当温度在设定的范围内时正常工作，当低于水温下限时控制加热器加热；如制冷，当温度高于水温上限时控制压缩机制冷，温度检测范围0~95℃，精度±1℃，当温度超过设定值时具有示警功能。
第1章电路设计1.1 单片机最小系统设计单片机最小系统如图1.0所示，由主控器AT89C51、时钟电路和复位电路三部分组成。
单片机AT89C51作为核心控制器控制着整个系统的工作，而时钟电路负责产生单片机工作所必需的时钟信号，复位电路使得单片机能够正常、有序、稳定地工作。
图1.0 单片机最小系统1.1.1 单片机选择AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
其管脚图如图1.1所示。
基于单片机的温度控制系统设计基于单片机的温度控制系统设计摘要：现今，单片机在检测和控制系统中得到了广泛的应用。
与此同时,温度是一个系统经常需要测量、控制和保持的量，而温度是一个模拟量，不能直接与单片机交换信息，因此需要采用适当的技术将模拟的温度量转化为数字量，在原理上虽然不困难但成本却较高，还会遇到其它方面的问题。
因此对单片机温度控制系统的研究有重要目的和意义。
The design of the temperature control system based on singlechip Abstract: Nowadays,the singlechip has a extensive application in the detect and control system.Meanwhile,the temperature is a variable parameter which need to test ,control and maintain in the system,however,the temperature is a analog quantity so that we cannot exchange message with the singlechip directly.In case that we should take appropriate technology to turn the temperature of the analog into the digital quantity. Even though the theory is not difficuilt ,the cost is sharply high.what is more,we would encounter others problems,too.Therefore,the research of the temperature control system based on singlechip is of high significance.一、系统参数要求：1.1温度参数：要求温度控制为（学号+50）℃，在本方案中标准温度为63℃；1.2外设口地址：以（学号+30）H为起始地址，本方案中以63H为起始地址，同时每增加一个外设，口地址+1。
基于单片机的水温控制系统设计引言在能源日益紧张的今天，电热水器，饮水机，电饭煲之类的家用电器在保温时，由于其简单的温控系统，利用温敏电阻来实现温控，因而会造成很大的能源浪费浪费。
利用 AT89C51 单片机为核心，配合温度传感器，信号处理电路，显示电路，输出控制电路，故障报警电路等组成，软件选用汇编语言编程。
单片机可将温度传感器检测到的水温模拟量转换成数字量，显示于LED 显示器上。
该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，将会有更广阔的开发前景。
本设计任务和主要内容设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。
水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。
本设计主要内容如下：（1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。
（2）环境温度降低时温度控制的静态误差≤1℃。
（3）用十进制数码管显示水的实际温度。
（4）采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。
（5）温度控制的静态误差≤0.2℃。
系统主要硬件电路设计单片机控制系统原理框图温度采样电路选用传感器AD590。
其测量范围在-50℃--+150℃，满刻度范围误差为±0.3℃，当电源电压在5—10V之间，稳定度为1﹪时，误差只有±0.01℃。
此器件具有体积小、质量轻、线形度好、性能稳定等优点。
系统的信号采集电路主要由温度传感器（AD590）、基准电压（7812）及A/D转换电路（ADC0804）三部分组成。
信号采集电路温度控制电路此部分电路主要由光电耦合器MOC3041和双向可控硅BTA12组成。
MOC3041光电耦合器的耐压值为400v，它的输出级由过零触发的双向可控硅构成，它控制着主电路双向可控硅的导通和关闭。
100Ω电阻与0.01uF 电容组成双向可控硅保护电路。
部分控制电路系统主程序设计主程序流程图。
单片机DS18B20水温控制系统设计一．引言在一些温控系统电路中，广泛采用的是通过热电偶、热电阻或PN结测温电路经过相应的信号调理电路，转换成A／D转换器能接收的模拟量，再经过采样／保持电路进行A／D 转换，最终送入单片机及其相应的外围电路，完成监控。
但是由于传统的信号调理电路实现复杂、易受干扰、不易控制且精度不高。
本文介绍单片机结合DS18B20水温控制系统设计，因此，本系统用一种新型的可编程温度传感器（DS18B20），不需复杂的信号调理电路和A／D转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理，实现方便、精度高，可根据不同需要用于各种场合。
目录一．引言...二．设计目的...三．系统功能...四．系统设备...五．温度控制总体方案与原理...1．系统模块图...2．系统模块总关系图...六．温度转换核心及其算法...1.温度传感器DS18B20原理与特性...DSl8B20的管脚及特点...DS18B20的内部结构...DS18B20的内存结构...DS18B20的测温功能...DSl820工作过程中的协议...温度传感器与单片机通讯时序...2.温度转换算法及分析...七．硬件设计说明...1．系统总体电路图...2．各个模块电路图...输入系统...输出系统...芯片系统...八．软件设计说明...1．总模块的流程图...2．各个模块的流程图...读取温度DS18B20模块的流程...键盘扫描处理流程...九．操作指引...按键功能...显示温度...设定温度...十．参考文献...程序源代码...二．设计目的设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。
水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。
利用单片机AT89S52实现水温的智能控制，使水温能够在40-90 度之间实现控制温度调节。
利用仪器读出水温，并在此基础上将水温调节到我们通过键盘输入的温度（其方式是加热或降温），而且能够将温度显示在我们的七段发光二极管板上。
攀枝花学院本科毕业设计（论文）基于单片机的水温控制系统学生姓名：学生学号：指导教师：助理指导教师：攀枝花学院本科毕业设计（论文）摘要二〇一五年五月摘要随着工农业生产水平和人们生活水平的提高，对工农业环境和生活环境的要求也越来越高，工农业生产设备越来越趋向于自动控制控制乃至于智能控制，人们的日常用品也越趋于智能化和自动化，针对目前社会发展的实际需要，自动控制水温报警系统能应用于许多日常生活和工农业，所以本文的设计也应运而生。
本设计就通过51 系列单片机做出一个自动控制水温报警系统的模型。
本设计主要包括硬件和软件设计两个部分。
硬件部分包括单片机控制电路、传感器电路、驱动执行报警电路、数码管控制电路等部分组成。
处理器采用51 系列单片机AT89C51。
整个系统是在系统软件控制下工作的。
软件部分可以归划成以下几个模块：数据采集、按键控制、蜂鸣器报警、外接温度控制设备和显示等子函数模块。
本设计实现自动控制水温功能，即实时感测当前系统工作区的温度信息，温度信息通过数码管显示屏直观的显示出来，我们再根据自己对水温的实用需求，通过按键可以设置一个温度的控制范围，当温度值小于或者超出我们设定的范围时，本系统可以自动执行相应的加热和制冷工作，并接通蜂鸣器使其报警。
关键词：AT89c51 单片机，按键控制，数码管显示，AT24C02，DS18B20攀枝花学院本科毕业设计（论文）ABSTRACTABSTRACTAs the level of industrial and agricultural production and peopleliving standard rise, demand for industrial and agricultural environment and living environment is becoming more and more high, industrial and agricultural production equipment is more and more tend to automaticcontrol and intelligent control, People's Daily supplies are more tend to be more intelligent and automation, aiming at the practical needs of social development, the automatic control water temperature alarm system can be applied to a lot of daily life and industry and agriculture, so the design of this article also arises at the historic moment.This design by 51 series single chip microcomputer to make a model of automatic control temperature alarm system. This design mainly includes the design of hardware and software two parts. Hardware part includes single chip microcomputer control circuit, sensor circuit, driver execution alarm circuit, digital tube control circuit and other parts. The processor with 51 series microcontroller AT89C51. The whole system is the system software work under control. Software part can be as the following several modules: data collection, button control, buzzer alarm, external temperature control equipment and display DengZi function module.This design to realize automatic control water temperature function, the real-time temperature sensing the current system of information, the temperature information through digital tube display intuitive display, we again according to the practical demand for water temperature, through the buttons can set a temperature control range, when the temperature is less than or beyond the scope of we set, the system can automatically perform the corresponding heating and cooling, and turn on the buzzer alarm.Key words：AT89c51, button control, digital tube display, AT24C02,DS18B20,目录摘要 (I)ABSTRAC.T (II)前言 (1)1绪论 (2)1.1课题背景 (2)1.2国内外现状及研究水平 (2)1.3本课题的发展趋势 (3)2设计要求与方案论证 (4)2.1设计要求 (4)2.2系统基本方案选择和论证 (4)2.2.1单片机芯片的选择方案和论证 (4)2.2.2温度传感器设计方案论证 (5)2.2.3掉电保持方案论证 (5)2.3电路设计最终方案决定 (5)3系统的硬件设计 (7)3.1AT89C51 介绍 (7)3.1.1................................................................................................................. AT89C51 主要功能及 PDIP封装 (7)3.1.2............................................................................................................... A T89C51 引脚介绍 (7)3.1.3单片机最小系统 (8)3.2DS18B20 传感器介绍 (9)3.2.1............................................................................................................... D S18B20 概述 (9)3.2.2............................................................................................................. D S18B20 的内部结构 (10)3.3数码管介绍 (11)3.4AT24C02 简介 (11)4系统的软件设计 (14)4.1软件设计架构 (14)4.2主控制程序 (15)4.3DS18B20 的程序流程图 (16)5系统仿真 (17)5.1仿真软件 Proteus 的简介 (17)5.2keil uVision2 ..................................................... 编程开发工具的简介175.3仿真设计的预期目标 (17)5.3.1仿真设计的实现 (17)5.3.2最终仿真图 (18)6PCB 画图及实物制作 (19)6.1制作过程理论实践概述 (19)6.2设计原理图 (19)6.3印制电路板制作流程 (21)6.4最终实物图 (22)7组装与调试 (24)7.1系统组装 (24)7.2硬件调试 (24)7.3软件调试 (25)7.4硬件软件联合调试 (25)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附录 A 电路仿真图 (29)附录 B 实物展示 (30)附录 C C 语言程序 (31)附录 D PCB原理图 (43)前言随着社会的发展, 科学技术的进步和增强安全意识,在锅炉房大型工厂和学校越来越多关注工作环境是否是安全的, 所以水温控制变得尤为重要,因此, 本文的设计也应运而生。
前言温度是表征物体冷热程度的物理量。
在很多生产过程中，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。
因此，温度的测量与控制在国民经济各个领域中均受到了相当程度的重视。
单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，自动化、智能化均离不开单片机的应用。
将单片机控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。
现代自动控制越来越朝着智能化发展，在很多自动控制系统中都用到了工控机，小型机、甚至是巨型机处理机等，当然这些处理机有一个很大的特点，那就是很高的运行速度，很大的内存，大量的数据存储器。
但随之而来的是巨额的成本。
在很多的小型系统中，处理机的成本占了系统成本的比例高达20%，而对于这些小型的系统来说，配置一个如此高速的处理机没有任何必要，因为这些小系统追求经济效益，而不是最在乎系统的快速性，所以用成本低廉的单片机控制小型的，而又不是很复杂，不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。
随着电子技术以及应用需求的发展，单片机技术得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。
现在完全可以运用单片机和电子温度传感器对某处进行温度检测，而且可以很容易地做到多点的温度检测，如果对此原理图稍加改进，还可以进行不同地点的实时温度检测和控制。
1绪论1.1研究的目的和意义温度是工业生产中主要被控参数之一，温度控制自然是生产的重要控制过程。
工业生产中温度很难控制，对于要求严格的的场合，温度过高或过低将严重影响工业生产的产质量及生产效率，降低生产效益。
这就需要设计一个良好温度控制器，随时向用户显示温度，而且能够较好控制。
单片机具有和普通计算机类似的强大数据处理能力，结合PID，程序控制可大大提高控制效力，提高生产效益[9]。
目录摘要 (4)第1节课题任务要求 (5)第2节总体方案设计 (5)2.1 总体方案确定 (6)2.1.1 控制方法选择 (6)2.1.2 系统组成 (7)2.1.3 单片机系统选择 (7)2.1.4 温度控制 (7)2.1.5 方案选择 (7)第3节系统硬件设计 (8)3.1 系统框图 (8)3.2 程序流程图 (12)第4节参数计算 (16)4.1 系统模块设计 (16)4.1.1 温度采集及转换 (16)4.1.2 传感器输出信号放大 (17)4.1.3模数转换 (18)4.1.4 外围电路设计 (19)4.1.5 数值处理及显示部分 (19)4.1.6 PID算法介绍 (19)4.1.7 A/D转换模块 (20)4.1.8 控制模块 (21)4.2 系统硬件调试 (21)第5节 CPU软件抗干扰 (24)5.1 看门狗设计 (24)第6节测试方法和测试结果 (27)6.1 系统测试仪器及设备 (27)6.2 测试方法 (27)6.3 测试结果 (27)结束语 (29)参考文献 (30)基于单片机的水温控制系统设计摘要：本系统以AT89C51，AT89C2051单片机为核心，主要包括传感器温度采集，A/D模/数转换，按扭操作，单片机控制，数码管数字显示等部分。
本系统采用PID算法实现温度控制功能，通过串行通信完成两片单片机信息的交互而实现温度设定、控制和显示。
本设计还可以通过串口与上位机（电脑）连接，实现电脑控制。
系统设计有体积小、交互性强等优点。
为了实现高精度的水温控制，本单片机系统采用PID算法控制和PWM脉宽调制相结合的技术，通过控制双向可控硅改变电炉和电源的接通、断开，从而改变水温加热时间的方法来实现对水温的控制。
本系统由键盘显示和温度控制两个模块组成，通过模块间的通信完成温度设定、实温显示、水温升降等功能。
具有电路结构简单、程序简短、系统可靠性高、操作简便等特点。
第1节课题任务与要求：1.基本要求一升水由1kw的电炉加热，要求水温可以在一定围由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动调整，以保持设定的温度基本不变。
2.主要性能指标a.温度设定围：30-90℃，最小区分度为1℃。
b.控制精度：温度控制的静态误差≤1℃。
c.用十进制数码显示实际水温。
d.能打印实测水温值。
3.扩展功能a.具有通信能力，可接受其他数据设备发来的命令，或将结果传送到其他数据设备。
b.采用适当的控制方法实现当设定温度与环境温度突变时，减小系统的调节时间和超调量。
c.温度控制的静态误差≤1℃。
d.能自动显示水温随时间变化的曲线。
第2节总体方案设计2.1总体方案的确定2.1.1、控制方法选择由于水温控制系统的控制对象具有热存储能力大，惯性也较大的特点。
水在容器的流动或热量传递都存在一定的阻力，因而可以归于具有纯滞后的一阶大惯性环节。
一般来说，热过程大多具有较大的滞后，它对任何信号的响应都会推迟一段时间，使输出与输入之间产生相移。
对于这样一些存在大的滞后特性的过渡过程控制，一般来说可以采用以下几种控制方案：（1）输出开关量控制：对于惯性较大的过程可以简单地采用输出开关量控制的方法。
这种方法通过比较给定值与被控参数的偏差来控制输出的状态：开关或者通断，因此控制过程十分简单，也容易实现。
但由于输出控制量只有两种状态，使被控参数在两个方向上变化的速率均为最大，因此容易硬气反馈回路产生振荡，对自动控制系统会产生十分不利的影响，甚至会因为输出开关的频繁动作而不能满足系统对控制精度的要求。
因此，这种控制方案一般在大惯性系统对控制精度和动态特性要求不高的情况下采用。
（2）比例控制（P控制）比例控制的特点是控制器的输出与偏差成比例，输出量的大小与偏差之间有对应关系。
当负荷变化时，抗干扰能力强，过渡时间短，但过程终了存在余差。
因此它适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、允许被控量在一定围变化的系统。
使用时还应注意经过一段时间后需将累积误差消除。
a.比例积分控制（PI控制）由于比例积分控制的特点是控制器的输出与偏差的积分成比例，积分的作用使得过渡过程结束时无余差，但系统的稳定性降低。
虽然加大比例度可以使稳定性提高，但又使过渡时间加长。
因此，PI控制适用于滞后较小、负荷变化不大、被控量不允许有余差的控制系统，它是工程上使用最多、应用最广的一种控制方法。
b.比例积分加微分控制（PID控制）比例积分加微分控制的特点是微分的作用使控制器的输出与偏差变化的速度成正比例,它对克服对象的容量滞后有显著的效果。
在比例基础上加上微分作用，使稳定性提高，再加上积分作用，可以消除余差。
因此，PID控制适用于负荷变化大、容量滞后较大、控制品质要求又很高的控制系统。
结合本例题设计任务与要求，由于水温系统的传递函数事先难以精确获得，因而很难判断哪一种控制方法能够满足系统对控制品质的要求。
但从以上对控制方法的分析来看，PID控制方法最适合本例采用。
另一方面，由于可以采用单片机实现控制过程，无论采用上述哪一种控制方法都不会增加系统硬件成本，而只需对软件作相应改变即可实现不同的控制方案。
因此本系统可以采用PID的控制方式，以最大限度地满足系统对诸如控制精度、调节时间和超调量等控制品质的要求。
2.1.2、.系统组成就控制器本身而言，控制电路可以采用急经典控制理论和常规模拟控制系统实现水温的自动团结。
但随着计算机与超大规模集成电路的迅速发展，以现代控制理论和计算机为基础，采用数字控制、显示、A/D与D/A转换，配额后执行器与控制阀构成的计算机控制系统，在过程控制过程中得到越来越广泛的应用。
由于本例是一个典型的检测、控制型应用系统，它要求系统完成从水温检测、信号处理、输入、运算到输出控制电炉加热功率以实现水温控制的全过程。
因此，应以单片微型计算机为核心组成一个专用计算机应用系统，以满足检测、控制应用类型的功能要求。
另外，单片机的使用也为实现水温的智能化控制以及提供完善的人机交互界面及多机通讯接口提供了可能，而这些功能在常规数字逻辑道路中往往是难以实现或无法实现的。
所以，本例采用以单片机为核心的直接数字控制系统（DDC）。
2.1.3、.单片机系统选择AT89C2051、AT89C51单片机是最常用的单片机，是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器。
AT89C2051与MCS-51系列的单片机在指令系统和引脚上完全兼容，而且能使系统具有许多MCS-51系列产品没有的功能，功能强、灵活性高而且价格低廉。
AT89S51可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，增加系统的可靠性，降低了系统成本。
只要程序长度小于4K，四个I/O口全部提供给拥护。
系统运行中需要存放的中间变量较少，可不必再扩充外部RAM。
1.1.4、温度控制键盘输入一个需要控制的温度，通过单片机2051的串口把数据传送到AT89C51，AT89C51通过数据比较，PID分析，T0，T1产生PWM波来控制电炉是否继续加热还是停止加热。
1.1.5、方案选择方案一：用热敏电阻：通过电阻的变化来获得电压的变化，起价格虽然便宜但是精度不是很高。
对于一个精度要求高的系统不宜采用方案二：用A/D590：通过AD590温度传感器采集温度，由于AD590是电流传感器，经过电阻转换为电压。
虽然价格较高但是精度高。
经比较，我们选择方案二第3节系统硬件设计3.1系统框图图3-1 单片机控制系统原理框图3.1.2键盘显示电路本模块以AT89C2051单片机为核心，利用138译码器对显示器动态扫描及作为键盘的扫描线，采用此方法大大简化了硬件，充分的利用了单片机的资源，这也是本设计的巧妙所在。
可同过键盘来设置温度，并显示在数码管上，并通过串口发送出去，另外检测到温度通过串口接收进来，并显示在相应的数码管上键盘的扫描输入与显示器的扫描输出由单片机控制，但考虑到键盘与接口需要较多的I/O口线，如果直接由单片机控制，一方面必须扩充系统I/O口，另一方面，键盘与LED显示的扫描处理占用大量机时，增加软件编程负担。
为此在组成系统人机对话通道时采用了可编程的键盘。
显示接口芯片8051，由8051负责键盘扫描、消抖处理和显示输出工作。
根据认为的要求，8051键盘被设计为2*8行，扫描线有SL0~SL8经译码输出，接入键盘列线，查询RL0~RL1提供，采用键盘扫描法对16个按键进行读取状态。
使用行列式，把这16个按键分为8 2，采用74LS138对8行键盘轮流扫描，再通过P3.2和P3.7这2列读进来，从而判断按键是否按下。
电路如图3所示。
键盘的系统框图如下：键盘显示图一键盘显示图二2系统温度控制前向通道:以AT89C51单片机为控制核心，采集到温度，经放大，AD转换后送单片机处理，再通过串行口发送到显示模块因为考虑到PID运算时需要调用浮点数运算程序库,程序需要占用很大的存储空间,8051部的能满足此要求,所以不需要扩展外部ROM,系统中运行中需要存放的中间变量只有给定温度和实测,PID运算中间结果及输出结果等十几个变量.因而8051片的RAM能够满足要求,可不必再扩展。
后向通道:后向通道是实现控制型号输出的通道,单片机系统产生的控制信号经过功率放大器的放大控制电炉的输入功率,以实现水温的控制的目的.根据系统的总误差要求,后向通道的控制精度也要应控制在0.83%之.以上就是整个电路的框图, 将前述各单元电路连接起来，就可构成完整的系统硬件电路图。
系统硬件电路中除了包含前、后向通道的输入、输出插座外，还应考虑增加苦干个插座，以方便主控板与各部件的连接。
硬件电路制作包括印刷线路板制作、焊接和系统连接等几个方面。
印刷线路板的设汁一般都是在计算机上利用Protel 99 SE软件进行辅助设计。
3.2 程序流程图系统软件由主程序、键盘扫描、LED显示、串行口中断组成。
由于本模块就进行键盘与显示任务，且键盘扫描与LED扫描是用同个74LS138来完成，可以将程序精简，即把键盘和显示的程序合在一起放在主程序里。
（1）初始化。
设定可编程芯片的工作方式，对存中的工作参数区进行初始化，显示系统初始状态。
（2）读温度程序. 通过DS18B20的侧温.（3）调用PID算法子程序通过键盘模块发送过来的数据,即给定值,和测量值进行计算,输出PWM波.对电炉的水温度进行控制.（4）返回(2)定时中断服务程序:采样定时由定时器o的定时操作完成，定时器o的定时初值时间由PID 的运算结果控制。
程序流程如图所示:(3)脉宽调制输出子程序:第4节参数计算系统调试包括硬件调试和软件调试。
按+键设定温度值加一；按-键设定温度值减一；按设温键，可任意设置温度，输入相应的数值，按确定键即可，按取消键则返回前一次设置的值；按初始键则返回刚一开机的状态。
