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基于单片机的室内温度控制系统设计与实现1. 本文概述随着科技的发展和人们生活水平的提高，室内环境的舒适度已成为现代生活中不可或缺的一部分。
作为室内环境的重要组成部分，室内温度的调控至关重要。
设计并实现一种高效、稳定且经济的室内温度控制系统成为了当前研究的热点。
本文旨在探讨基于单片机的室内温度控制系统的设计与实现，以满足现代家居和办公环境的温度控制需求。
本文将首先介绍室内温度控制系统的研究背景和意义，阐述其在实际应用中的重要性和必要性。
随后，将详细介绍基于单片机的室内温度控制系统的设计原理，包括硬件设计、软件编程和温度控制算法等方面。
硬件设计部分将重点介绍单片机的选型、传感器的选取、执行机构的搭配等关键环节软件编程部分将介绍系统的程序框架、主要功能模块以及温度数据的采集、处理和控制逻辑温度控制算法部分将探讨如何选择合适的控制算法以实现精准的温度调控。
在实现过程中，本文将注重理论与实践相结合，通过实际案例的分析和实验数据的验证，展示基于单片机的室内温度控制系统的实际应用效果。
同时，还将对系统的性能进行评估，包括稳定性、准确性、经济性等方面，以便为后续的改进和优化提供参考。
本文将对基于单片机的室内温度控制系统的设计与实现进行总结，分析其优缺点和适用范围，并对未来的研究方向进行展望。
本文旨在为读者提供一种简单、实用的室内温度控制系统设计方案，为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
2. 单片机概述单片机，也被称为微控制器或微电脑，是一种集成电路芯片，它采用超大规模集成电路技术，将具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种IO口和中断系统、定时器计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、AD转换器等电路）集成到一块硅片上，构成一个小而完善的微型计算机系统。
单片机以其体积小、功能齐全、成本低廉、可靠性高、控制灵活、易于扩展等优点，广泛应用于各种控制系统和智能仪器中。
一、概述单片机PID温度控制系统是一种利用单片机对温度进行控制的智能系统。
在工业和日常生活中，温度控制是非常重要的，可以用来控制加热、冷却等过程。
PID控制器是一种利用比例、积分、微分三个调节参数来控制系统的控制器，它具有稳定性好、调节快等优点。
本文将介绍基于单片机的PID温度控制系统设计的相关原理、硬件设计、软件设计等内容。
二、基本原理1. PID控制器原理PID控制器是一种以比例、积分、微分三个控制参数为基础的控制系统。
比例项负责根据误差大小来控制输出；积分项用来修正系统长期稳态误差；微分项主要用来抑制系统的瞬时波动。
PID控制器将这三个项进行线性组合，通过调节比例、积分、微分这三个参数来实现对系统的控制。
2. 温度传感器原理温度传感器是将温度变化转化为电信号输出的器件。
常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻、半导体温度传感器等。
在温度控制系统中，温度传感器负责将环境温度转化为电信号，以便控制系统进行监测和调节。
三、硬件设计1. 单片机选择单片机是整个温度控制系统的核心部件。
在设计单片机PID温度控制系统时，需要选择合适的单片机。
常见的单片机有STC89C52、AT89S52等，选型时需要考虑单片机的性能、价格、外设接口等因素。
2. 温度传感器接口设计温度传感器与单片机之间需要进行接口设计。
常见的温度传感器接口有模拟接口和数字接口两种。
模拟接口需要通过模数转换器将模拟信号转化为数字信号，而数字接口则可以直接将数字信号输入到单片机中。
3. 输出控制接口设计温度控制系统通常需要通过继电器、半导体元件等控制输出。
在硬件设计中，需要考虑输出接口的类型、电流、电压等参数，以及单片机与输出接口的连接方式。
四、软件设计1. PID算法实现在单片机中，需要通过程序实现PID控制算法。
常见的PID算法包括位置式PID和增量式PID。
在设计时需要考虑控制周期、控制精度等因素。
2. 温度采集和显示单片机需要通过程序对温度传感器进行数据采集，然后进行数据处理和显示。
课程设计课题：单片机培养箱温控系统设计本课程设计要求：温度控制系统基于单片机，实现对温度的实时监控，实现控制的智能化。
设计了培养箱温度控制系统，配备温度传感器，采用DS18B20数字温度传感器，无需数模/数转换，可直接与单片机进行数字传输，采用PID控制技术，可保持温度在要求的恒定范围内，配备键盘输入设定温度；配备数码管L ED显示温度。
技术参数及设计任务：1、使用单片机AT89C2051控制温度，使培养箱保持最高温度110 ℃ 。
2、培养箱温度可预设，干燥过程恒温控制，控温误差小于± 2℃.3、预设时显示设定温度，恒温时显示实时温度。
采用PID控制算法，显示精确到0.1℃ 。
4、当温度超过预设温度±5℃时，会发出声音报警。
和冷却过程没有线性要求。
6、温度检测部分采用DS18B20数字温度传感器，无需数模/数转换，可直接与单片机进行数传7 、人机对话部分由键盘、显示器、报警三部分组成，实现温度显示和报警。
本课程设计系统概述一、系统原理选用AT89C2051单片机作为中央处理器，通过温度传感器DS18B20采集培养箱的温度，并将采集的信号传送给单片机。
驱动培养箱的加热或冷却。
2、系统整体结构总体设计应综合考虑系统的总体目标，进行初步的硬件选型，然后确定系统的草案，同时考虑软硬件实现的可行性。
经过反复推敲，总体方案确定以爱特梅尔公司推出的51系列单片机为温度智能控制系统核心，选用低功耗、低成本的存储器、数显等元器件。
总体规划如下：图1 系统总体框图2、硬件单元设计一、单片机最小系统电路Atmel公司的AT2051作为89C单片机，完全可以满足本系统所需的采集、控制和数据处理的需要。
单片机的选择在整个系统设计中非常重要。
该单片机具有与MCS-51系列单片机兼容性高、功耗低、可在接近零频率下工作等诸多优点。
广泛应用于各种计算机系统、工业控制、消费类产品中。
AT 89C2051 是 AT89 系列微控制器中的精简产品。
单片机温度控制系统设计及实现温度控制是很多自动化系统中的重要部分，可以应用于许多场景，如家用空调系统、工业加热系统等。
本文将介绍如何利用单片机设计和实现一个简单的温度控制系统。
一、系统设计1. 硬件设计首先,我们需要选择合适的硬件来搭建我们的温度控制系统。
一个基本的温度控制系统由以下几个组件组成：- 传感器：用于检测环境的温度。
常见的温度传感器有热敏电阻和温度传感器。
- 控制器：我们选择的是单片机，可以根据传感器的读数进行逻辑判断，并控制输出的信号。
- 执行器：用于根据控制器的指令执行具体的动作，例如开启或关闭空调。
2. 软件设计温度控制系统的软件部分主要包括，传感器读取、温度控制逻辑和执行器控制。
我们可以使用C语言来编写单片机的软件。
- 传感器读取：通过串口或者模拟输入端口来读取传感器的数据，可以利用类似的库函数或者自己编写读取传感器数据的函数。
- 温度控制逻辑：根据读取到的温度值，判断当前环境是否需要进行温度调节，并生成相应的控制信号。
- 执行器控制：将控制信号发送到执行器上，实现对温度的调节。
二、系统实施1. 硬件连接首先，将传感器连接到单片机的输入端口，这样单片机就可以读取传感器的数据。
然后，将执行器连接到单片机的输出端口，单片机可以通过控制输出端口的电平来控制执行器的开关。
2. 软件实现编写单片机的软件程序，根据前面设计的软件逻辑，实现温度的读取和控制。
首先，读取传感器的数据，可以定义一个函数来读取传感器的数据并返回温度值。
其次，根据读取到的温度值，编写逻辑判断代码，判断当前环境是否需要进行温度调节。
如果需要进行温度调节，可以根据温度的高低来控制执行器的开关。
最后，循环执行上述代码，实现实时的温度检测和控制。
三、系统测试和优化完成软硬件的实施之后，需要对温度控制系统进行测试和优化。
1. 测试通过模拟不同的温度情况，并观察控制器的输出是否能够正确地控制执行器的开关。
可以使用温度模拟器或者改变环境温度来进行测试。
单片机温度控制原理
单片机温度控制原理主要是通过传感器检测环境温度，然后将温度信息传输给单片机。
单片机根据事先设定的温度范围，判断当前温度是否超过设定的阈值。
如果超过阈值，单片机会通过控制器来调节温度，如开启或关闭冷却设备或加热设备。
具体的工作过程如下：
1. 传感器监测环境温度：单片机系统中的温度传感器负责检测环境温度。
常见的温度传感器有热敏电阻、温度敏感型电容等。
2. 温度传感器输出信号：温度传感器将检测到的温度转换为电信号，输出给单片机。
3. 单片机获取温度数据：单片机通过模拟输入通道或数字输入通道接收温度传感器输出的信号，将其转化为数字信号。
4. 判断温度是否超过阈值：单片机通过读取温度数据，并与预设的设定温度阈值进行比较，判断当前温度是否超过设定的阈值。
5. 控制温度设备：如果当前温度超过设定阈值，单片机将根据需要控制冷却或加热设备的工作状态。
通过控制输出通道给设备发送控制信号，实现温度的调节。
例如，可以通过开关控制电风扇的启停或者控制继电器来开启或关闭加热元件。
6. 监测温度变化：单片机继续周期性地监测温度变化，如果温度还未达到设定值，将继续控制温度设备的工作状态，直到温
度达到设定阈值。
通过以上的步骤，单片机可以实现对环境温度的监测和调控，从而实现温度控制的要求。
《基于8051单片机的温度控制系统》篇一一、引言随着科技的飞速发展，人们对各类生产与生活设备的智能性和精度要求不断提高。
其中，温度控制系统作为一种关键的工业和家庭自动化技术，已成为当今科学研究与技术应用的重点。
在众多的单片机技术中，基于8051单片机的温度控制系统因其实时性强、性价比高以及适应性强等优点而得到了广泛的应用。
本文旨在深入探讨基于8051单片机的温度控制系统的设计与实现过程。
二、系统概述基于8051单片机的温度控制系统是一种典型的自动化控制系统，该系统采用高精度的温度传感器进行实时检测，并将数据通过A/D转换器传输至8051单片机。
单片机根据预设的算法对数据进行处理，然后通过PWM（脉宽调制）或开关控制等方式对执行器进行控制，以达到调节温度的目的。
三、硬件设计1. 单片机选择：选用8051系列单片机作为核心控制单元，因其性能稳定、成本低、资源丰富等优点而成为行业内的主流选择。
2. 温度传感器：选择高精度的温度传感器进行实时检测，如DS18B20等。
3. A/D转换器：将传感器输出的模拟信号转换为单片机可以处理的数字信号。
4. 执行器：根据需要选择合适的执行器，如加热器、制冷器等。
四、软件设计软件设计是整个系统的核心部分，主要涉及单片机的编程和控制算法的实现。
1. 编程语言：采用C语言进行编程，因其具有代码可读性强、可移植性好等优点。
2. 控制算法：根据实际需求选择合适的控制算法，如PID （比例-积分-微分）控制算法等。
通过编程实现对温度的精确控制。
3. 人机交互：通过LCD显示屏等人机交互设备，实现对系统的实时监控和操作。
五、系统实现系统实现包括硬件连接、程序编写、调试与优化等步骤。
首先将硬件设备按照电路图进行连接，然后编写程序实现单片机的控制功能。
在调试过程中，需要不断优化控制算法和程序代码，以达到最佳的温控效果。
六、系统性能分析基于8051单片机的温度控制系统具有以下优点：1. 实时性强：能够实时检测温度并快速作出反应。
基于单片机的温控系统设计与实现温控系统是一种可以根据环境温度自动调节设备工作状态的系统。
基于单片机的温控系统是一种利用单片机计算能力、输入输出功能及控制能力，通过传感器获取环境温度信息并实现温度控制的系统。
下面将对基于单片机的温控系统的设计与实现进行详细介绍。
一、系统设计和功能需求：基于单片机的温控系统主要由以下组成部分构成：1.温度传感器：用于获取当前环境温度值。
2.控制器：使用单片机作为中央控制单元，负责接收温度传感器的数据并进行温度控制算法的计算。
3.执行器：负责根据控制器的指令控制设备工作状态，如电风扇、加热器等。
4.显示器：用于显示当前环境温度和控制状态等信息。
系统的功能需求主要包括：1.温度监测：通过温度传感器实时获取环境温度数据。
2.温度控制算法：根据温度数据进行算法计算，判断是否需要调节设备工作状态。
3.设备控制：根据控制算法的结果控制设备的工作状态，如打开或关闭电风扇、加热器等。
4.信息显示：将当前环境温度及控制状态等信息显示在显示器上。
二、系统实现的具体步骤：1.硬件设计：（1）选择适合的单片机：根据系统功能需求选择合适的单片机，通常选择具有较多输入输出引脚、计算能力较强的单片机。
（2）温度传感器的选择：选择合适的温度传感器，常见的有热敏电阻、热电偶、数字温度传感器等。
（3）执行器的选择：根据实际需求选择合适的执行器，如电风扇、加热器等。
（4）显示器的选择：选择适合的显示器以显示当前温度和控制状态等信息，如液晶显示屏等。
2.软件设计：（1）编写驱动程序：编写单片机与传感器、执行器、显示器等硬件的驱动程序，完成数据的读取和输出功能。
（2）设计温度控制算法：根据监测到的温度数据编写温度控制算法，根据不同的温度范围判断是否需要调节设备工作状态。
（3）控制设备的逻辑设计：根据温度控制算法的结果设计控制设备的逻辑，确定何时打开或关闭设备。
（4）设计用户界面：设计用户界面以显示当前温度和控制状态等信息，提示用户工作状态。
基于51单片机的水温自动控制系统沈统摘要：在现代化的工业生产中，温度是常用的测量机被控参数。
本水温控制系统采用AT89C51为核心控制器件，实现对水温在30℃到96℃的自动控制。
由精密摄氏温度传感器LM35D构成前置信号采集和调理电路，过零检测双向可控硅输出光电耦合器MOC3041构成后向控制电路，由74LS164和LED数码管构成两位静态显示用于显示实时温度值。
关键词：89C51单片机；LM35D温度传感器；ADC0809；MOC3041光电藕耦合器；水温自动控制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。
温度自动控制系统简介温度自动控制系统是一种利用现代控制技术对环境温度进行自动调节的系统。
它通过感知环境温度，并根据设定的温度范围自动调节控制器来实现温度的自动控制。
构成温度自动控制系统主要由以下几个部分构成：1. 温度感知器温度感知器是一种能够感知环境温度的传感器。
常见的温度感知器有热敏电阻、热电偶和红外线温度传感器等。
它们能够将温度转化为电信号，供控制器进行处理。
2. 控制器控制器是温度自动控制系统的核心组件，负责接收来自温度感知器的温度信号，并根据设定的温度范围进行判断和控制。
控制器通常采用微处理器或微控制器实现，它可以根据信号进行计算和判断，并控制执行器的工作状态。
3. 执行器执行器是根据控制器的指令来执行相应动作的设备。
在温度自动控制系统中，执行器通常是一种能够调节环境温度的设备，例如电加热器、冷却风扇或空调系统等。
控制器会根据当前温度与设定温度的差值，发送信号给执行器，以调整环境温度。
4. 电源电源是为整个温度自动控制系统提供电能的设备。
温度自动控制系统通常使用直流电源，以保证稳定可靠的供电。
工作原理温度自动控制系统的工作原理可以简要描述如下：1.温度感知器感知环境温度，并将温度信息转化为电信号。
2.控制器从温度感知器接收到温度信号，并判断当前温度是否在设定的温度范围内。
3.如果当前温度在设定的温度范围内，控制器不做任何动作。
4.如果当前温度超过设定的温度范围上限，控制器会发送信号给执行器，使其启动冷却设备，以降低温度。
5.如果当前温度低于设定的温度范围下限，控制器会发送信号给执行器，使其启动加热设备，以提高温度。
6.控制器会定期检测温度，并根据需要调整执行器的工作状态，以保持环境温度在设定范围内。
应用领域温度自动控制系统在许多领域都有广泛应用，下面是几个常见的应用领域：1. 家庭空调系统家庭空调系统是最常见的应用之一。
温度自动控制系统可以根据家庭成员的需求，自动调节空调的工作状态，以保持室内温度在舒适范围内。
单片机温度控制系统的设计毕业设计论文摘要：本文设计了一种基于单片机的温度控制系统，旨在实现对温度的准确测量和控制。
系统采用温度传感器作为温度检测元件，通过单片机对温度进行采样和处理，然后根据预设的温度范围，控制风扇的启停，以达到调节室内温度的目的。
实验结果表明，该系统能够准确地测量温度并进行有效的控制。
关键词：单片机；温度控制系统；温度传感器；风扇1.引言温度控制是一种常见的自动化控制方法，广泛应用于工业、农业、医疗等领域。
温度控制系统通过对温度的测量和调节，实现了对环境温度的精确控制。
单片机作为一种微型计算机，具有体积小、功耗低、可编程性强等优点，被广泛应用于温度控制系统中。
2.系统设计系统由温度传感器、单片机和风扇组成。
温度传感器将实时温度传递给单片机，单片机根据设定的温度范围进行判断，并控制风扇的启停。
3.硬件设计(1)温度传感器选型采用数字温度传感器DS18B20，该传感器具有精度高、体积小、抗干扰能力强等特点。
(2)单片机选型采用AT89C52单片机，该单片机具有较高的性能和稳定性，适合于温度控制应用。
(3)风扇选型根据室内温度控制要求，选用功率适中的风扇，并设计驱动电路。
4.软件设计(1)温度测量通过单片机与温度传感器进行通信，实时获取温度数据，并进行精确测量。
(2)温度控制根据设定的温度范围，单片机判断当前温度是否在合理范围内，如果超出范围，则控制风扇启停，达到温度调节的目的。
5.实验结果通过实验，温度控制系统能够准确地测量室内温度，并根据设定的温度范围进行有效的控制。
系统响应速度快，温度波动范围小，能够满足实际应用需求。
6.结论本文设计了一种基于单片机的温度控制系统，并进行了实验验证。
实验结果表明，该系统能够准确地测量温度并进行有效的控制，具有一定的实用性和应用价值。
未来可以进一步优化系统性能，提高温度控制的精确度和稳定性。
[1]张三.基于单片机的温度控制系统设计[D].大学。
[2]李四.单片机在温度控制中的应用[J].仪器仪表学报。
目录第1章设计思路 (2)1.1 方案的论证 (2)1.1.1利用单片机实现恒温控制系统 (2)1.1.2利用PLC实现恒温控制系统 (3)1.1.3利用模拟PID调节的恒温控制系统 (3)1.2 设计方案 (4)第2章温度控制系统硬件设计 (5)2.1 AT89S52单片机简介 (5)2.1.1 AT89S52单片机资源简介 (5)2.1.2 AT89S52单片机信号引脚介绍 (6)2.1.3 AT89S52单片机时钟和复位电路 (7)2.2 温度传感器 (8)2.3电源电路 (9)2.3.1 电源变压器 (9)2.3.2 整流滤波电路 (9)2.3.3 稳压电路 (10)2.4 键盘和显示电路 (10)2.5 加热控制电路 (11)2.6与上位机通讯 (11)第3章温度控制系统软件设计 (13)3.1 PID调节器控制原理 (13)3.2 位置式PID算法 (14)3.3 数字PID参数的整定 (15)3.3.1 采样周期选择的原则 (15)3.3.2 PID参数对系统性能的影响 (16)3.4 PID计算程序 (17)第4章系统仿真与检测 (27)4.1系统仿真方框图 (27)4.2稳定边界法整定PID参数 (29)总结 (32)参考文献 (33)第1章设计思路1.1 方案的论证无论是工农业生产中，还是日常生活中，对温度的检测和控制都是必不可少的，对于温度的检测通常是采用热敏电阻在通过A/D（模/数）转换得到数字信号，但由于信号的采集对整个系统的影响很大，如果采样精度不高，会使这个系统准确性下降。
因此本次设计采用高精度的温度传感器：数字温度传感器DS18B20。
这种数字温度传感器是DALLAS公司生产的单总线，。
而对于温度控制的方法也有很多：如单片机控制、PLC控制、模拟PID调节器和数字PID调节器等等。
综合各方面的意见，本设计采用单片机来实现温度的控制。
1.1.1利用单片机实现恒温控制系统利用单片机系统实现温度恒定的控制，其总体结构图如图1.1所示。
系统主要包括现场温度采集、实时温度显示、加热控制参数设置、加热电路控制输出、与报警装置和系统核心AT89S52单片机作为微处理器。
图1.1 方案一的系统总体结构框图温度采集电路以数字量形式将现场温度传至单片机。
单片机结合现场温度与用户设定的目标温度，按照已经编程固化的模糊控制算法计算出实时控制量。
以此控制量控制固态继电器开通和关断，决定加热电路的工作状态，使温度逐步稳定于用户设定的目标值。
在温度到达设定的目标温度后，由于自然冷却而使其温度下降时，单片机通过采样回的温度与设置的目标温度比较，作出相应的控制，开启加热器。
当用户需要比实时温度低的温度时，此电路可以利用风扇降温。
系统运行过程中的各种状态参量均可由数码管实时显示。
1.1.2利用PLC 实现恒温控制系统利用PLC 实现对温度恒定的控制，其控制系统的结构框图如图1.2所示：采用PLC 控制实现电热丝加热全通、间断导通和全断加热的自动控制方式，来达到温度的恒定。
智能型电偶温度表将置于被测对象中，热电偶的传感器信号与恒定温度的给定电压进行比较，构成闭环系统，生成温差电压Vt ，PLC 自适应恒温控制电路，根据Vt 的大小计算出全通、间接导通和全断的自适应恒温控制电路，并将占空比可调的控制电平经输出隔离电路去控制可控硅门极的通断，实现自适应的恒温控制。
若温度升的过快，PLC 也将输出关断电平信号转换为可控硅电路相匹配的输入信号。
图1.2 方案二的系统结构框图1.1.3利用模拟PID 调节的恒温控制系统基于模拟PID 调节的恒温控制系统由数字电路部分和模拟电路两部分组成，其控制系统的机构框图如图1.3所示。
由按键设定某一温度，单片机对设定温度值进行查表计算后转换为对应的电压数字值，通过16位的数模转换器得到与之精确对应的电压信号，此电压值于热敏电阻实际测量的电压值进行比较产生一个误差信号，经过PID 电路后，获得一个控制量给制冷元件构成实时闭环系统，同时实际测量的电压值并显示在液晶屏上。
图1.3 方案三的系统结构框图 给定值热电耦1.2 设计方案控制模块的选择，数字比较器与模拟控制器相比较，数字比较器具有以下几个优点：1、模拟调节器调节能力有限，当控制规律较为复杂时，就难以甚至无法实现。
而数字控制器能实现复杂控制规律的控制。
2、计算机具有分时控制能力，可实现多回路控制。
3、数字控制器具有灵活性。
起控制规律可灵活多样，可用一台计算机对不同的回路实现不同的控制方式，并且修改控制参数或控制方式一般只可改变控制程序即可，使用起来简单方便，可改善调节品质，提高产品的产量和质量。
4、采用计算机除实现PID数字控制外，还能实现监控、数据采集、数字显示等其他功能。
综合考虑，本设计控制模块采用数字PID调节器。
对于方案一，采用单片机实现恒温控制，虽然该方案成本低，可靠性高，抗干扰性强，但对于系统的动态性能与稳态性能要求较高的场合是不合适的；而对于方案二，采用PLC实现恒温控制，由于PLC成本高，且PLC是外围系统配置复杂，不利于我们的设计，由于数字PID调节，运算量大，只要选择合适的参数对于温度的控制精度往往能达到较好的效果。
为了使设计的成本低、抗干扰强，系统动态性能与稳态性能好的前提下，设计方案的总体结构框图如图1.4所示：通过单片机对偏差进行PID运算，输出控制D/A转换电路转换成0—8V电压信号来控制可控硅触发电路，从而控制可控硅通断率，通过调节加热功率即可达到控制温度恒定的目的。
图1.4 设计总体结构框图第2章温度控制系统硬件设计考虑到尽量降低成本和避免与复杂的电路，此系统所用到的元器件均为常用的电子器件。
而主控器采用低功耗、高性能、片内含8k byte可反复檫写的Flash 、只读程序器CMOS8位单片机AT89S52；温度传感器采用DALLAS公司生产的单总线数字温度传感器DS18B20；采用控制端TTL电平，即可实现对继电器的开关，使用时完全可以用 NPN型三极管接成电压跟随器的形式驱动；单片机所需要的+5V工作电源是通过220V交流电压通过变压、整流、稳压、滤波得到。
实时控制的显示器、键盘通过单片机来完成键盘扫描与输出动态显示。
考虑到系统对传输速度的要求不高，在PCA机上设定和实时显示温度，系统配有RS232串行通讯端口，下面对硬件电路作具体的设计。
2.1 AT89S52单片机简介2.1.1 AT89S52单片机资源简介AT89S52的结构如图2.1所示。
由于它的广泛使用使得市面价格较8155、8255、8279要低，所以说用它是很经济的。
该芯片具有如下功能：①有1个专用的键盘/显示接口；②有1个全双工异步串行通信接口；③有2个16位定时/计数器。
这样，1个89S52，承担了3个专用接口芯片的工作；不仅使成本大大下降，而且优化了硬件结构和软件设计，给用户带来许多方便。
89S52有40个引脚，有32个输入端口（I/O），有2个读写口线，可以反复插除。
所以可以降低成本。
主要功能特性：（1）兼容MCS51指令系统（2）32个双向I/O口线（3）3个16位可编程定时/计数器中断（4）2个串行中断口（5）2个外部中断源（6）2个读写中断口线（7）低功耗空闲和掉电模式（8）8k 可反复擦写(>1000次)Flash ROM（9）256x8 bit 内部RAM（10）时钟频率0-24MHz（11）可编程UART 串行通道（12）共6个中断源（13）3级加密位（14）软件设置睡眠和唤醒功能。
2.1.2 AT89S52单片机信号引脚介绍输入输出口线0.0P ～7.0P 0P 口8位双向口线0.1P ～7.1P 1P 口8位双向口线0.2P ～7.2P 2P 口8位双向口线0.3P ～7.3P 3P 口8位双向口线ALE 地址锁存控制信号在系统扩展时,ALE 用于控制把0P 口输出的低8位地址送入锁存器锁存起来,以实现低位地址和数据的分时传送。
此外由于ALE 是以六分之一晶振频率的固定频率输出正脉冲,因此可作为外部定时脉冲使用。
PSEN 外部程序存储器读选通信号在读外部ROM 时, PSEN 有效(低电平),以实现外部ROM 单元的读操作。
EA 访问程序存储趋控制信号 但EA 信号为低电平时,对ROM 的读操作限定在外部程序存储器；而当EA 信号为高电平时,则对ROM 的读操作是从内部程序存储器开始,并可延续至外部程序存储器。
RST 复位信号当输入的复位信号延续2个机器周期以上高电平时即为有效，用以完成单片机的复位操作。
1XTAL 和2XTAL 外接晶体引线端当使用芯片内部时钟时，此二引线端用语外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。
SS V 地线CC V +5V 电源2.1.3 AT89S52单片机时钟和复位电路时钟电路单片机内部有一个高增益反向放大器，输入端为芯片引脚1XTAL ，输出端为引脚2XTAL 。
而在芯片外部1XTAL 和 2XTAL 之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器。
晶体震荡频率高，则系统的时钟频率也高，单片机运行速度也就快，但反过来运行速度快对存储器的速度要求就高，对印制电路板的工艺要求也高，所以，这里使用震荡频率为6MHz 的石英晶体。
震荡电路产生的震荡脉冲并不直接是使用，而是经分频后再为系统所用，震荡脉冲经过二分频后才作为系统的时钟信号。
在设计电路板时，振荡器和电容应尽量靠近单片机，以避免干扰。
需要注意的是：电路板时，振荡器和电容应尽量安装得与单片机靠近，以减小寄生电容的存在更好的保障振荡器稳定、可靠的工作电路图如图2.2所示复位电路单片机的复位电路分上电复位和按键复位两种方式。
（a ）上电复位：在加电之后通过外部复位电路的电容充电来实现的。
当CC V 的上升时间不超过1ms ，就可以实现自动上电复位，即接通电源就完成了系统的初始化电路原理图。
RST 上的电压必须保证在斯密特触发器的阀值电压以上足够长时间，满足复位操作的要求。
(b) 按键复位：程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为了摆脱困境，也需按复位键以重新启动。
RST 引脚是复位信号的输入端，复位信号是高电平有效。
按键复位又分按键脉冲复位（图2.3）和按键电平复位。
电平复位将复位端通过电阻与CC V 相连，按键脉冲复位是利用RC 分电路产生正脉冲来达到复位的。
(c) 注意：因为按键脉冲复位是利用RC 微分电路产生正脉冲来达到复位的。
所以电平复位要将复位端通过电阻与CC V 相连.如复位电路中R 、C 的值选择不当，使复位时间过长，单片机将处于循环复位状态。
故本设计采用按键复位。
2.2温度传感器温度测量转换部分是整个系统的数据来源，直接影响系统的可靠性。
