自动温控系统设计(微机原理三级项目)

摘要：本设计采用直接数字控制（DDC ）对加热炉进行控制，使其温度稳定在在某一个值上。

并且具有键盘输入温度给定值，LED 数码管显示温度值和温度达到极限时提醒操作人员注意的功能。

1 概述温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。

对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。

例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等；控制方案有直接数字控制（DDC ），推断控制，预测控制，模糊控制（Fuzzy ），专家控制(Expert Control)，鲁棒控制（Robust Control ），推理控制等。

本设计的控制对象为一电加热炉，输入为加在电阻丝两断的电压，输出为电加热炉内的温度。

输入和输出的传递函数为：G (s)=2/(s(s+1))。

控温范围为100~500℃，所采用的控制方案为直接数字控制（DDC ）中的最少拍控制。

2 温度控制系统的组成框图采用典型的反馈式温度控制系统，组成部分见下图。

其中数字控制器的功能由微型机算机实现。

3 控制系统结构图及总述图中由4~20mA 变送器，I/V ，A/D 转换器构成输入通道，用于采集炉内的温度信号。

其中，变送器选用XTR101，它将热电偶信号（温度信号）变为4~20mA 电流输出，再由高精密电流/电压变换器RCV420将4~20mA 电流信号变为0~5V 标准电压信号，以供A/D 转换用。

转换后的数字量与与炉温的给定值数字化后进行比较，即可得到实际炉温和给定炉温的偏差。

炉温的设定值由键盘输入。

由微型计算机构成的数字控制器按最小拍进行运算，计算出所需要的控制量。

数字控制器的输出经标度变换后送给8253，由8253定时计数器转变8086 CPU定时计数器SCR 触发回路SCR 主回路电 加 热 炉4~20mA 变送器I/V A/D 数字滤波为高低电平的不同持续时间，送至SCR触发电路，触发晶闸管并改变其导通角大小，从而控制电加热炉的加热电压，起到调温的作用。

自动温控系统本三级项目要求根据给定芯片设计一个自动温度采集、显示、报警、控制降温设备的应用系统。

我们以8086微处理器为控制器，将直流电源模拟的温度信号送至A/D转换器，转换成数字量，8088CPU将其获取并转换成温度在数码管上显示，同时系统在温度超过限定值的情况下有报警和启动降温系统的功能。

关键词：温度数码管显示A/D转换前言：温度测控系统是一个闭环反馈控制系统，它是用温度传感器将检测到的实际温度A/D 转换，送入计算机中，与设定值进行比较，得出偏差。

对此偏差进行修正，从而实现对温度的控制[2]。

温度测控系统在现实生产、生活中有着广泛的应用，如仓库存储、家禽养殖以及许多工业生产，都需要对环境温度进行监视和控制。

有一种采用模糊控制来设计温控系统，模糊控制技术是基于模糊集合理论发展起来的一门前沿高新技术，具有精度高，响应快，过度过程超调量小适应性强，控制规律简单等特点，应用日益广泛。

目前大多数温度控制系统都具有温度时延、控制精度不够、智能程度低等缺点，而单片机温控系统可以很好的运用于实际的生活和生产中，同时投入也不大，成本低，具有很好的实际运用价值，所以对于温度控制系统的研究单片机温控系统是个很好的典范，也是主要的发展方向，同时加入一些先进的控制整定技术可以使其控制的精度大大提高，对未来的发展有很大的意义。

在本次三级项目中我们预期的目标如下：温度控制系统能够在高温下启动声光报警的功能，并对于不同范围的高温启动不同转速的直流电机。

但是在实现过程中，我们仅仅做了最基本的功能，报警与降温，对降温系统直流电机的转速也没有体现。

项目组分工：正文1、总体设计1.1总体设计方案总体要求：三级项目要求利用实验箱中的ADC0809、DAC0832、8253、8255。

项目三水温自动控制系统第一节系统分析1.1水温控制系统概述温度控制无论在工业生产过程中，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。

以单片机为核心的水温自动控制系统，可以实时采集现场温度数据，并和目标温度进行比较，根据两者之差采用PID 等控制算法调整是电热丝的功率实现水温的精确控制，从而提高生产效率，改善人民的生活水平。

1.2设计任务和主要内容1.基本要求一升水由1kW的电炉加热，要求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调整，以保持设定的温度基本不变。

2.主要性能指标①温度设定范围：40~90o C，最小区分度为1o C。

②控制精度：温度控制的静态误差1o C≤。

③用十进制数码显示实际水温。

3.扩展功能①具有通信能力，可接收其他数据设备发来的命令，或将结果传送到其他数据设备。

②采用适当的控制方法实现当设定温度或环境温度突变时，减小系统的调节时间和超调量。

≤。

③温度控制的静态误差0.2o C第二节系统设计温度测控系统结构框图如图3. 1所示，设计中被控对象为 lL净水，采用 lkW 电炉进行加热。

本设计主要以单片机为控制核心，利用 PID控制算法进行水温度的恒温控制。

AC220V 图3.1 系统结构图单片机系统由电源模块、温度测量模块、功率调节模块、人机接口模块和单片机核心模块五个部分组成，电源模块为系统提供±12V、+5V直流工作电源；温度测量模块完成对水的温度测量；功率调节模块实现对水的加热控制；人机接口模块实现温度值的设定、显示、单片机和PC之间的通信等功能。

下面分别讲述各模块的具体设计思想和应用功能。

模块一、电源模块电源模块选用标准的开关电源模块，其中±12V直流电源的输出电流为1A，+5V直流电源的输出电流为500mA。

2 温度自动测控系统硬件设计本章将通过PID控制技术，设计一个温度自动测控系统，实现对加热系统温度的自动控制。

下面首先介绍一下PID控制.2.1 数字PID控制器PID控制器以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。

当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。

即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。

PID控制，实际中也有PI和PD控制。

PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。

数字PID控制在生产过程中是一种最普遍采用的控制方法，在冶金、机械、化工等行业中获得广泛应用。

下面介绍PID控制的基本原理、数字PID控制算法和几种常用的数字PID控制系统，并给出应用实例。

2.1.1 PID控制原理在控制系统中，控制器最常用的控制规律是PID控制。

常规PID控制系统原理框图如图2-1所示。

系统由模拟PID控制器和被控对象组成。

图2-1 模拟PID控制系统原理框图PID 控制器是一种线性控制器，它根据给定值r (t)与实际输出值c(t)构成控制偏差e(t)=r(t)-c(t) (2-1)将偏差的比例(P)、积分(I) 和微分(D)通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制,故称PID 控制器。

其控制规律为0()1()()()t D P I T de t u t K e t e t dt T dt ⎡⎤=++⎢⎥⎣⎦⎰ (2-2) 或写成传递函数形式()1()1()P D I U s G s K S T s E s T ⎛⎫==++ ⎪⎝⎭（2-3） 式中 P K —比例系数;I T —积分时间常数;D T —微分时间常数。

简单说来，PID 控制器各校正环节的作用如下:1.比例环节 即时成比例地反映控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差。

南通大学电子信息学院微机原理课程设计报告书课题名温度测控系统班级 ________ _集成092__ _姓名 ___ 杜轶群指导教师胡慧日期 2012.6.11—2012.6.15组长：刘奇组员：宋林峰张伟杜轶群目录一、设计目的-------------------------------------------- 3二、设计内容和要求-------------------------------------- 3三、设计原理-------------------------------------------- 3四、程序代码-------------------------------------------- 6五、硬件系统调试---------------------------------------- 10六、设计总结与体会-------------------------------------- 13七、参考文献-------------------------------------------- 14Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真及印制电路板设计软件，它可以仿真、分析各种模拟电路与集成电路。

软件提供了大量模拟与数字元器件及外部设备，各种虚拟仪器，特别是它具有对单片机及其外围电路组成的综合系统的交互仿真功能。

Proteus 7主要由ISIS和ARES两部分组成，ISIS的主要功能是原理图设计及与电路原理图的交互仿真，ARES主要用于印制电路板的设计。

一、设计目的1.巩固和加深课堂所学知识；通过课程设计，熟悉和掌握微机系统的软件、硬件设计的方法、设计步骤，得到微机开发应用方面的初步训练。

2.学习掌握一般的硬件的设计方法和查阅、运用资料的能力；真正做到理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力，实现由学习知识到应用知识的初步过渡。

3.熟练掌握微机系统与接口扩展电路的设计方法，熟练应用8086汇编语言编写应用程序和实际设计中的硬软件调试方法和步骤，熟悉微机系统的硬软件开发工具的使用方法4.通过温度测控系统仿真系统设计与制作，深入了解与掌握数模转换，数码管显示和电动机驱动的方法，熟悉proteus软件操作。

恒温控制电路设计一．概述：本设计的主要内容是用单片机系统进行温度实时采集与控制。

温度信号由AD590K和温度／电压转换电路提供，对AD590K进行了精度优于正负0.1°C的非线性补偿，温度实时控制采用分段非线性和积分分离PI算法，其分段点是设定温度的函数。

控制输出来用脉冲移相触发可控硅来调节加热丝有效功率。

系统具备较高的测量精度和控制精度。

二．实施方案：本题目是设计制作一个恒温箱控制系统，为测量和温度调节方便，内加2L纯净水，加热器为100W电炉。

要求能在40度到100度范围内设定控制水温，静态控制精度为0.2°C，并具有较好的快速性与较小的超调．含有十进制数码管显示、温度曲线打印等功能。

关键词：非线性补偿：大多数被测参数与显示值之间呈现非线性关系，为了消除非线性误差，必须在仪表中加入非线性补偿电路。

常用的方法有：模拟式非线性补偿法、非线性数模转换补偿法、数字式非线性补偿法等。

分段非线性：由于热敏电阻的阻值与温度之间的关系存在着非线性，需通过计算机进行非线性改正，消除非线性的影响。

为克服非线性的影响，采用分段线性法补偿。

如果该温度计的测量范围为5℃至45℃，将整个温度测量范围等分为10个小区间，每4度为一个区间，在每个区间内温度与频率的关系可视为线性。

过零检测光耦：过零检测光藕就是在交流电网过零检测光藕.在电网过零时干扰最小,不会影响模拟测量的结果，这种光耦是在直流电时导通的.它的前级结构是二极管。

热惯性：系统在升温过程中，加热器温度总是高于被控对象温度，在达到设定值后，即使减小或切断加热功率，加热器存储的热量在一定时间内仍然会使系统升温，降温有类似的反向过程，这称之为系统的热惯性。

超调：系统在达到设定值后一般并不能立即稳定在设定值，而是超过设定值后经一定的过渡过程才重新稳定。

传感器滞后是指由于传感器本身热传导特性或是由于传感器安装位置的原因，使传感器测量到的温度比系统实际的温度在时间上滞后，系统达到设定值后调节器无法立即作出反应，产生超调。

瓶装饮品灌装的计算机控制技术的实现班级：机制2班学号：姓名：课程名称：微机原理、汇编语言和接口技术指导教师：2016年5月摘要本次三级项目的题目是瓶装饮品生产线的自动控制，通过分析题目给定的要求确定了5个主要的步骤，分别是空瓶检测、自动灌装、质量检测、不合格处理、记录不合格数。

选择使用的芯片有8255、8155、8253，外接设备有步进电机、数码管、LED灯、液晶屏、逻辑笔。

其中8255C端口控制步进电机模拟的是灌装过程，A口和B口控制数码管显示不合格数。

LED的闪烁表示检测到质量不合格瓶子。

逻辑笔检测8253输出口的状态，便于观察。

液晶屏用于显示程序运行的状态。

通过调试和接线，实现了预定的功能和要求。

关键字：自动控制、8255、8253、8155、步进电机、数码管、液晶屏。

目录1.项目的描述和要求12.项目的模拟方案12.1硬件设备和功能12.2系统接线图23.控制程序33.1详细程序33.2程序流程图134.模拟的实验结果134.1程序调试的情况144.2程序运行的结果的分析145.项目的结论145.1结论描述和分析145.2程序设计改进146.感言147.参考文献15前言本次三级项目的题目是瓶装饮品的生产线自动控制，工程实际要求实现自动检测空瓶到位、自动开启灌装、自动检测质量是否合格、不合格处理、记录不合格件数。

这些功能的实现需要用到不同的芯片的外接设备。

结合实际情况和所学的知识编写了程序，通过外接设备的功能来模拟工程实际现象，做到了理论与实际相结合。

在实际生产中，遇到的情况比较多，由于无法一一地模拟，所以设计的结果还有很大改善的空间。

程序的设计过程需要反复的调试，才能顺利的出现现象和结果。

项目报告的内容主要包括了题目的分析，程序流程图和详细程序，系统接线图，结果分析以和对程序的改进。

最后是感言和参考文献，详细地介绍了项目的实施过程和结果。

1.项目的描述和要求项目描述：某厂生产瓶装保健饮品，要求设计自动化控制装置，检测每个空瓶到位后，启动灌装，装满600克，停止该瓶的灌装。

自动恒温控制课程设计。

一、课程目标知识目标：1. 学生能理解自动恒温控制系统的基本原理和组成部分；2. 学生能掌握传感器的工作原理，并了解其在自动恒温控制中的应用；3. 学生能解释温度调节过程中涉及到的数学模型和算法。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的自动恒温控制系统；2. 学生能够通过实验和数据分析，优化恒温控制策略；3. 学生能够运用编程语言实现温度控制算法。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动恒温控制技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 学生能够认识到自动恒温控制在节能环保方面的重要性，增强社会责任感；3. 培养学生合作、交流、分享的学习习惯，提高团队协作能力。

课程性质：本课程属于科学探究与实践领域，注重理论知识与实际应用的结合。

学生特点：学生处于高年级阶段，具备一定的物理、数学基础，具有较强的逻辑思维能力和动手实践能力。

教学要求：结合学生特点和课程性质，采用讲授、实验、讨论等多种教学方式，充分调动学生的主观能动性，培养其解决问题和创新能力。

通过分解课程目标为具体的学习成果，使学生在掌握知识的同时，提升技能和情感态度价值观。

后续教学设计和评估将围绕这些具体目标展开。

二、教学内容1. 自动恒温控制系统原理：介绍自动恒温控制的基本概念、工作原理及系统组成，关联教材第三章第一、二节内容。

- 热工学基础- 传感器原理与应用2. 温度控制算法：讲解温度控制过程中涉及的数学模型和算法，关联教材第三章第三节内容。

- PID控制算法- 模糊控制算法3. 自动恒温控制系统设计：教授如何设计自动恒温控制系统，关联教材第三章第四节内容。

- 系统设计方法- 硬件选型与连接- 软件编程与调试4. 实践与优化：通过实验和数据分析，优化恒温控制策略，关联教材第三章第五节内容。

- 实验操作方法- 数据处理与分析- 控制策略优化5. 节能环保与创新发展：探讨自动恒温控制在节能环保方面的意义，激发学生创新意识，关联教材第三章第六节内容。

自动温控系统项目设计报告自动温控系统本三级项目要求根据给定芯片设计一个自动温度采集、显示、报警、控制降温设备的应用系统。

我们以8086微处理器为控制器，将直流电源模拟的温度信号送至A/D转换器，转换成数字量，8088CPU将其获取并转换成温度在数码管上显示，同时系统在温度超过限定值的情况下有报警和启动降温系统的功能。

关键词：温度数码管显示A/D转换前言：温度测控系统是一个闭环反馈控制系统，它是用温度传感器将检测到的实际温度A/D转换，送入计算机中，与设定值进行比较，得出偏差。

对此偏差进行修正，从而实现对温度的控制[2]。

温度测控系统在现实生产、生活中有着广泛的应用，如仓库存储、家禽养殖以及许多工业生产，都需要对环境温度进行监视和控制。

有一种采用模糊控制来设计温控系统，模糊控制技术是基于模糊集合理论发展起来的一门前沿高新技术，具有精度高，响应快，过度过程超调量小适应性强，控制规律简单等特点，应用日益广泛。

目前大多数温度控制系统都具有温度时延、控制精度不够、智能程度低等缺点，而单片机温控系统可以很好的运用于实际的生活和生产中，同时投入也不大，成本低，具有很好的实际运用价值，所以对于温度控制系统的研究单片机温控系统是个很好的典范，也是主要的发展方向，同时加入一些先进的控制整定技术可以使其控制的精度大大提高，对未来的发展有很大的意义。

在本次三级项目中我们预期的目标如下：温度控制系统能够在高温下启动声光报警的功能，并对于不同范围的高温启动不同转速的直流电机。

但是在实现过程中，我们仅仅做了最基本的功能，报警与降温，对降温系统直流电机的转速也没有体现。

项目组分工：正文1、总体设计1.1总体设计方案总体要求：三级项目要求利用实验箱中的ADC0809、DAC0832、8253、8255等芯片设计并实现一个自动温度采集、显示、报警、控制降温设备的应用系统。

本次设计以8086微处理器为控制器，将温度传感器输出的小信号经过放大和低通滤波后，送至A/D转换器，由于实验条件有限，以0~5V可调的直流电来模拟，0809采集直流电转换成数字量，8088CPU获得数字量转换成温度让数码管显示，同时系统还可以通过DAC0832来驱动直流电机进行降温工作和声光报警系统。

毕业设计温度自动控制系统的设计内容摘要利用单片机技术、温度检测技术、温度控制技术等知识设计一个基于凌阳单片机控制的温度自动控制箱。

系统采用温度采集装置DS18B20来检测盒内温度，采用驱动芯片L298N控制制冷片的运作，以凌阳SPCE061A单片机作为系统主控芯片，分析处理相关数据，并借用PID算法精确调整温度控制技术，单片机通过对测得的温度与要求的温度进行比较分析，然后驱动制冷片，调节盒内温度。

用按键显示模块进行人机交互。

本系统硬件配置合理，控制方案优化，实现了温度控制的全部功能，能精确测量温度，对温度控制量可以通过键盘在一定范围内任意设定。

关键词单片机；制冷片；温度自动控制；驱动芯片ABSTRACTUsing single-chip microcomputer, temperature detection technology, temperature control technology to design an automatic temperature control box based on single-chip microcomputer control temperature gathering devices DS18B20 is used to detect temperature of box in this system, drive chip L298N is used to control operation of refrigeration plate , LingYang singlechip SPCE061A is used as microprocessor control system to analyze and deal with data, while using PID algorithm precisely adjust control technology of temperature, using key display module to realize human-machine interaction.single chip adjust temperature inside the box by driving refrigeration plate after comparing temperature of measurement and requirement.The hardware configuration and control scheme of this system is reasonable,realizing the temperature control function fully with the ability of setting numerical value arbitrarily in certain limit by using keyboard.KEY WORDSSinglechip;Refrigeration Plate;Thermostatic Control;Driving Chip目录1 绪论 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 课题的研究现状和发展趋势 (1)1.2.1 课题的研究现状 (1)1.2.2 发展趋势 (4)1.3 设计要求 (5)1.4 设计方法 (6)1.5 设计内容 (7)2 模糊PID的控制原理 (8)2.1 PID控制技术 (8)2.2 模糊控制原理 (9)2.3 模糊PID控制的基本原理分析 (9)3 系统总体设计 (12)3.1 系统方案比较与选择 (12)3.1.1 控制模块 (12)3.1.2 温度检测模块 (12)3.1.3 制冷片模块 (13)3.1.4 制冷片驱动模块 (14)3.1.5 显示模块方案比较与论证 (14)3.1.6 电源模块方案比较与论证 (14)3.1.7 系统最终方案 (15)3.2 系统总体设计 (15)3.2.1 总体结构框图 (15)3.2.2 系统实现方法 (16)3.3 控制方法 (16)3.3.1 温度控制 (16)3.3.2 模糊PID控制 (16)4 硬件电路的设计 (17)4.1 主控模块的电路设计 (17)4.1.1 芯片介绍 (17)4.1.2 主控电路设计及端口分配 (19)4.2 制冷片驱动电路设计与实现 (20)4.3 键盘显示电路设计与实现 (21)4.4 温度检测电路设计与实现 (22)4.5 故障排除 (22)5 软件设计 (23)5.1 主程序说明及流程图 (23)5.2 温度检测设计及流程图 (23)5.3 制冷片驱动设计及流程图 (24)5.4 键盘显示程序设计及流程图 (25)6 系统测试 (26)6.1 测试仪器 (26)6.2 测试方法、步骤及注意事项 (26)6.3 测试结果 (26)7 结束语 (27)参考文献 (28)致谢 (30)附录A (31)附录C (33)附录D (34)附录E (35)附录F (36)附录G (37)温度自动控制系统的设计1 绪论1.1 设计目的本设计利用单片机技术、温度检测技术、温度控制技术等知识制作一个基于凌阳单片机控制的温度自动控制箱，单片机通过对测得的温度与要求的温度进行比较分析，然后驱动制冷片，调节盒内温度。

上海电力学院电子系统设计实验报告题目：自动温度控制系统的设计院系：电子与信息工程学院专业：电子科学与技术班级：2013142班学号：20132481姓名：当当当自动温度控制系统的设计1、任务要求以单片机为核心控制器件，通过温度传感器进行温度测量，设置温度的上下限。

当温度超出正常范围，则由指示灯和蜂鸣器报警提示。

当温度低于下限值时，要求通风电机停转，当温度高于上限值时，通风电机转动。

2、设计方案本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：设定需求的温度为30~60摄氏度，当温度低于设定温度下限30摄氏度时，指示灯和蜂鸣器报警提示并且通风电机停转，使温度上升。

当温度高于设定温度上限60摄氏度时，指示灯和蜂鸣器报警提示且通风电机转动，使温度下降。

当温度达到设定温度界限时，通风机停止工作。

为了实现以上功能首先完成了系统的整体设计，硬件以及软件的设计。

在硬件上采用了由DS18B20温度传感器采集温度，送入单片机与设定温度进行对比处理，再通过显示器进行显示使其很直观的了解当前的状态。

在软件设计上完成了系统的各个功能程序以及流程图包括系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，复位应答子程序，写入子程序等，并且采用与C51系列单片机相对应的51汇编语言和结构化程序设计方法进行软件编程。

总体设计框图3.硬件电路设计 3.1最小系统按键设置单 片 机降热温度采集显示加热3.1.1 AT89C51的单片机采用STC89C51芯片作为硬件核心。

STC89C51内部具有8KB ROM 存储空间,512字节数据存储空间，带有2K字节的EEPROM存储空间，与MCS-51系列单片机完全兼容,STC89C51可以通过串口下载。

引脚介绍①主电源引脚（2根）VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V电源GND(Pin20)：接地线②外接晶振引脚（2根）XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端③控制引脚（4根）RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。

水温自动控制系统设计摘要水温自动控制系统在工业及日常生活中应用广泛，在生产中发挥着重要作用。

实现水温控制的方法很多，如单片机控制、PLC控制等等。

而其中用单片机控制实现的水温控制系统，具有可靠性高、价格低、简单易实现等多种优点。

单片机用于工业控制是近年来发展非常迅速的领域，现在许多自动化的生产车间里，都是靠单片机来实现的。

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，使得控制性能很难提高，有些工艺过程其温度控制的好坏直接影响着产品的质量，因此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 8位单片机为核心，以PID算法控制以及PID参数整定相结合的方法来实现的水温控制系统，其硬件电路包括温度采集、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：AT89S52；温度控制；PT1000；PIDDesign of Temperature Automatic ControlSystemABSTRACTThe temperature is one of the mainly charged parameters which are industrial control targets. It is difficult to enhance the control performance due to the characteristics of the temperature charged object. Such as inertia, hysteresis and non-linear, etc…Its temperature control process will have a direct impact on the quality of the product in some technological process. Therefore it is absolute valuable to design a ideal temperature control system.In order to realize the high accuracy survey and control of water temperature. Systematic core is AT89S52, which is a low-power loss, high-performance 8-bit MCU of Atmel Company. The system unifies PID control algorithm and PID parameter tuning to control the water temperature. Its hardware circuit also includes temperature gathering, temperature control and temperature display, keyboard input and RS232 interfaces. The system can realize to survey the water temperature, and it can adjust the temperature according to the setting value.Keywords：AT89S52; temperature control; PT1000; PID目录1 引言 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国外研究现状 (1)1.3 研究方法 (1)2 系统方案 (2)2.1 水温控制系统设计任务和要求 (2)2.2 水温控制系统 (2)2.2.1 方案选择 (2)2.2.2 温度控制系统算法分析 (4)3 系统硬件设计 (9)3.1 总体设计框图及说明 (9)3.2 外部电路设计 (9)3.2.1 温度采集电路 (9)3.2.2 温度控制电路 (11)3.3 单片机系统电路设计 (11)3.3.1 A/D转换电路 (11)3.3.2 串口通讯部分电路 (14)3.3.3 数码显示电路 (16)4 系统软件设计 (17)4.1 程序框架结构 (17)4.2 程序流程图及部分程序 (17)4.2.1 主程序模块 (17)4.2.2 系统初始化 (19)4.2.3 按键程序 (19)4.2.4 A/D采样数据处理 (21)4.2.5 PID计算 (24)4.2.6 继电器控制 (25)5 系统安装调试与测试 (27)5.1 串口调试 (27)5.2 继电器测试 (27)5.3 温度采集与测试 (27)6 结论 (28)参考文献 (29)致 (30)1 引言1.1 课题背景温度控制是无论是从工业生产过程中，还是在日常生活中都起着至关重要的作用，过低的温度或者过高的温度都会使水资源失去应用的作用，从而造成水资源的巨大浪费。

天津电子信息职业技术学院毕业设计课题名称自动温控系统的设计姓名王浩学号35班级电信S10-1专业电子信息工程技术所在系电子技术系指导教师刘松完成日期2013-1-25天津电子信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书课题名称：自动温控系统的设计完成期限： 2012年11月1日至2013年1月25日姓名王浩指导教师刘松专业电子信息工程技术职称教授所在系电子技术系系主任刘松接受任务日期 2012-10-30 批准日期 2012-11-1注：1.本任务书由指导教师填写。

2.签字部分用笔填写,其余各项均要求打印。

天津电子信息职业技术学院毕业设计（论文）自动温控系统的设计摘要本文综述了数字温度计的设计与制作过程，介绍了设计制作一个完整的数字温度计需要做的准备与制作过程，通过一段时间的努力制作，从刚开始透彻理解题目要求及所要设计的产品的各项性能功能，然后觉得利用单片机作为控制内核，其次主要的就是温度传感器DS18B20，及其他重要部分电路的配合下设计出一套完整的硬件系统，及它的灵魂软件系统。

得到了一种基于单片机控制的数字温度计，本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。

本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，该设计控制器使用单片机AT89S51，测温传感器使用DS18B20，用4位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。

关键词：单片机；数字控制；温度计；DS18B20；AT89S51目录一、设计方案论证 (1)1.热敏电阻 (1)2.温度传感器DS18B20 (1)3.控制内核不用单片机，用DSP (1)二、数字温度计 (1)1.主控制器AT89S51 (1)（1）AT89S51的功能特性 (1)2.温度采集部分的设计 (2)（1）温度传感器DS18B20 (2)（2）DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 (4)（3）DS18B20的复位时序 (5)（4）DS18B20的读时序 (5)三、系统硬件电路原理 (6)1.电路原理 (6)四、系统软件 (7)1.流程图 (7)2.读出温度子程序 (7)3.温度转换命令子程序 (7)4.计算温度子程序 (7)谢辞 (8)参考文献 (10)附录 (11)一、设计方案论证1.热敏电阻由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。