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基于STM32单片机的温度控制系统设计一、本文概述本文旨在探讨基于STM32单片机的温度控制系统的设计。
我们将从系统需求分析、硬件设计、软件编程以及系统测试等多个方面进行全面而详细的介绍。
STM32单片机作为一款高性能、低功耗的微控制器，广泛应用于各类嵌入式系统中。
通过STM32单片机实现温度控制，不仅可以精确控制目标温度，而且能够实现系统的智能化和自动化。
本文将介绍如何通过STM32单片机，结合传感器、执行器等硬件设备，构建一套高效、稳定的温度控制系统，以满足不同应用场景的需求。
在本文中，我们将首先分析温度控制系统的基本需求，包括温度范围、精度、稳定性等关键指标。
随后，我们将详细介绍系统的硬件设计，包括STM32单片机的选型、传感器和执行器的选择、电路设计等。
在软件编程方面，我们将介绍如何使用STM32的开发环境进行程序编写，包括温度数据的采集、处理、显示以及控制策略的实现等。
我们将对系统进行测试，以验证其性能和稳定性。
通过本文的阐述，读者可以深入了解基于STM32单片机的温度控制系统的设计过程，掌握相关硬件和软件技术，为实际应用提供有力支持。
本文也为从事嵌入式系统设计和开发的工程师提供了一定的参考和借鉴。
二、系统总体设计基于STM32单片机的温度控制系统设计，主要围绕实现精确的温度监测与控制展开。
系统的总体设计目标是构建一个稳定、可靠且高效的环境温度控制平台，能够实时采集环境温度，并根据预设的温度阈值进行智能调节，以实现对环境温度的精确控制。
在系统总体设计中，我们采用了模块化设计的思想，将整个系统划分为多个功能模块，包括温度采集模块、控制算法模块、执行机构模块以及人机交互模块等。
这样的设计方式不仅提高了系统的可维护性和可扩展性，同时也便于后续的调试与优化。
温度采集模块是系统的感知层，负责实时采集环境温度数据。
我们选用高精度温度传感器作为采集元件，将其与STM32单片机相连，通过ADC（模数转换器）将模拟信号转换为数字信号，供后续处理使用。
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。
基于单片机的温度控制系统设计原理基于单片机的温度控制系统设计概述•温度控制系统是在现代生活中广泛应用的一种自动控制系统。
它通过测量环境温度并对温度进行调节，以维持设定的温度范围内的稳定状态。
本文将介绍基于单片机的温度控制系统的设计原理。
单片机简介•单片机是一种集成电路芯片，具有强大的计算能力和丰富的输入输出接口。
它可以作为温度控制系统的核心控制器，通过编程实现温度的测量和调节功能。
温度传感器•温度传感器是温度控制系统中重要的部件，用于测量环境温度。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶和数字温度传感器等。
在设计中，需要选择适合的温度传感器，并通过单片机的模拟输入接口对其进行连接。
温度测量与显示•单片机可以通过模拟输入接口读取温度传感器的信号，并进行数字化处理。
通过数值转换算法，可以将传感器输出的模拟信号转换为温度数值，并在显示器上进行显示。
常见的温度显示方式有数码管和LCD等。
温度控制算法•温度控制系统通常采用PID（比例-积分-微分）控制算法。
这种算法通过比较实际温度和设定温度，计算出调节量，并通过输出接口控制执行机构，实现温度的调节。
在单片机程序中，需要编写PID控制算法，并根据具体系统进行参数调优。
执行机构•执行机构是温度控制系统中的关键部件，用于实际调节环境温度。
常见的执行机构有加热器和制冷器。
通过单片机的输出接口，可以控制执行机构的开关状态，从而实现温度的调节。
界面与交互•温度控制系统还可以配备界面与交互功能，用于设定目标温度、显示当前温度和执行机构状态等信息。
在单片机程序中，可以通过按键、液晶显示屏和蜂鸣器等外设实现界面与交互功能的设计。
总结•基于单片机的温度控制系统设计涉及到温度传感器、温度测量与显示、温度控制算法、执行机构以及界面与交互等多个方面。
通过合理的设计和编程实现，可以实现对环境温度的自动调节，提高生活和工作的舒适性和效率。
以上是对基于单片机的温度控制系统设计原理的简要介绍。
《基于51单片机的温度控制系统设计与实现》篇一一、引言在现代工业控制领域，温度控制系统的设计与实现至关重要。
为了满足不同场景下对温度精确控制的需求，本文提出了一种基于51单片机的温度控制系统设计与实现方案。
该系统通过51单片机作为核心控制器，结合温度传感器与执行机构，实现了对环境温度的实时监测与精确控制。
二、系统设计1. 硬件设计本系统以51单片机为核心控制器，其具备成本低、开发简单、性能稳定等优点。
硬件部分主要包括51单片机、温度传感器、执行机构（如加热器、制冷器等）、电源模块等。
其中，温度传感器负责实时监测环境温度，将温度信号转换为电信号；执行机构根据控制器的指令进行工作，以实现对环境温度的调节；电源模块为整个系统提供稳定的供电。
2. 软件设计软件部分主要包括单片机程序与上位机监控软件。
单片机程序负责实时采集温度传感器的数据，根据设定的温度阈值，输出控制信号给执行机构，以实现对环境温度的精确控制。
上位机监控软件则负责与单片机进行通信，实时显示环境温度及控制状态，方便用户进行监控与操作。
三、系统实现1. 硬件连接将温度传感器、执行机构等硬件设备与51单片机进行连接。
具体连接方式根据硬件设备的接口类型而定，一般采用串口、并口或GPIO口进行连接。
连接完成后，需进行硬件设备的调试与测试，确保各部分正常工作。
2. 软件编程编写51单片机的程序，实现温度的实时采集、数据处理、控制输出等功能。
程序采用C语言编写，易于阅读与维护。
同时，需编写上位机监控软件，实现与单片机的通信、数据展示、控制指令发送等功能。
3. 系统调试在完成硬件连接与软件编程后，需对整个系统进行调试。
首先，对单片机程序进行调试，确保其能够正确采集温度数据、输出控制信号。
其次，对上位机监控软件进行调试，确保其能够与单片机正常通信、实时显示环境温度及控制状态。
最后，对整个系统进行联调，测试其在实际应用中的性能表现。
四、实验结果与分析通过实验测试，本系统能够实现对环境温度的实时监测与精确控制。
基于单片机的温度控制系统设计1. 简介温度控制系统是指通过控制设备来维持特定环境或设备的温度在预设范围内的系统。
本文将介绍基于单片机的温度控制系统设计。
2. 系统设计原理该系统的设计原理是通过感应温度传感器获取环境的温度信息，然后将温度信息输入到单片机中进行处理，最后由单片机控制执行器或调节器，如加热电阻或风扇等，来维持环境温度在预设范围内。
3. 硬件设计首先，我们需要选择合适的单片机来实现系统的功能。
基于具体要求，如采集速度、内存和GPIO的需求等，选择适合的单片机芯片。
在电路设计方面，需要连接温度传感器与单片机，可以选择常用的数字温度传感器，例如DS18B20等。
同时，还需根据要求选择适当的执行器或调节器，如继电器、加热电阻或风扇等，并将其与单片机相连。
4. 软件设计系统的软件设计包括两个主要部分：温度采集和控制算法。
- 温度采集：通过编程将温度传感器与单片机相连，并实现数据采集功能。
单片机读取传感器的输出信号，并将其转换为数字信号进行处理。
可以使用模拟转数字转换技术（ADC）将模拟信号转换为数字信号。
- 控制算法：根据采集到的温度数据，设计合理的控制算法来控制执行器或调节器的工作。
可以使用PID控制算法，通过不断地调整执行器或调节器的输出，实现温度的稳定控制。
5. 系统功能实现系统的功能实现主要包括以下几个方面：- 温度采集与显示：通过程序实现温度传感器的读取和温度数值的显示，可以通过数码管、LCD显示屏或者串口通信方式显示温度数值。
- 温度控制：通过在程序中实现控制算法，将温度保持在设定的范围内。
根据采集到的温度数值，判断当前环境的温度状态，根据算法计算出执行器或调节器的合适输出，并控制其工作。
- 报警功能：当温度超出预设范围时，系统可以通过声音报警、闪烁等方式进行警示，提醒操作人员或者自动采取控制措施。
6. 系统可扩展性和应用领域基于单片机的温度控制系统具有良好的可扩展性，可以根据实际需求增加其他传感器、执行器或调节器等模块，以满足特定的应用场景需求。
基于51单片机的温度控制系统设计引言：随着科技的不断进步，温度控制系统在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
特别是在一些需要精确控制温度的场合，如实验室、医疗设备和工业生产等领域，温度控制系统的设计和应用具有重要意义。
本文将以基于51单片机的温度控制系统设计为主题，探讨其原理、设计要点和实现方法。
一、温度控制系统的原理温度控制系统的基本原理是通过传感器感知环境温度，然后将温度值与设定值进行比较，根据比较结果控制执行器实现温度的调节。
基于51单片机的温度控制系统可以分为三个主要模块：温度传感器模块、控制模块和执行器模块。
1. 温度传感器模块温度传感器模块主要用于感知环境的温度，并将温度值转换成电信号。
常用的温度传感器有热敏电阻、热敏电偶和数字温度传感器等，其中热敏电阻是最常用的一种。
2. 控制模块控制模块是整个温度控制系统的核心，它负责接收传感器传来的温度信号，并与设定值进行比较。
根据比较结果，控制模块会输出相应的控制信号，控制执行器的工作状态。
51单片机作为一种常用的嵌入式控制器，可以实现控制模块的功能。
3. 执行器模块执行器模块根据控制模块输出的控制信号，控制相关设备的工作状态，以实现对温度的调节。
常用的执行器有继电器、电磁阀和电动机等。
二、温度控制系统的设计要点在设计基于51单片机的温度控制系统时，需要考虑以下几个要点：1. 温度传感器的选择根据具体的应用场景和要求，选择合适的温度传感器。
考虑传感器的测量范围、精度、响应时间等因素，并确保传感器与控制模块的兼容性。
2. 控制算法的设计根据温度控制系统的具体要求，设计合适的控制算法。
常用的控制算法有比例控制、比例积分控制和模糊控制等，可以根据实际情况选择适合的算法。
3. 控制信号的输出根据控制算法的结果，设计合适的控制信号输出电路。
控制信号的输出电路需要考虑到执行器的工作电压、电流等参数，确保信号能够正常控制执行器的工作状态。
4. 系统的稳定性和鲁棒性在设计过程中，需要考虑系统的稳定性和鲁棒性。
基于单片机的温度控制系统设计与应用温度控制系统是一种常见的自动控制系统，用于维持设定温度范围内的温度稳定。
本文将介绍基于单片机的温度控制系统的设计与应用。
一、系统设计1.功能需求：（1）温度检测：获取环境温度数据。
（2）温度显示：将检测到的温度数据以数字方式显示。
（3）温度控制：通过控制输出信号，自动调节温度以维持设定温度范围内的稳定温度。
2.硬件设计：（1）单片机：选择适合的单片机，如51系列、AVR系列等，具有较强的计算和控制能力。
（2）温度传感器：选择适当的温度传感器，如DS18B20、LM35等，能够准确检测环境温度。
（3）显示屏：选择适当的数字显示屏，如LCD显示屏、数码管等，用于显示温度数据。
（4）执行机构：根据具体需求选择合适的执行机构，如继电器、风扇等，用于控制温度。
3.软件设计：（1）温度检测：通过单片机采集温度传感器的模拟信号，并通过数字转换获得温度数据。
（2）温度显示：将获取到的温度数据进行处理，通过数字显示屏显示。
（3）温度控制：通过控制执行机构，如继电器等，根据温度数据的变化进行调节，将温度维持在设定范围内。
二、系统应用1.家居温控系统：家庭中的空调、暖气等设备可以通过单片机温度控制系统实现智能控制。
通过温度传感器检测室内温度，并将温度数据显示在数字显示屏上。
通过设定温度阈值，当室内温度超出设定范围时，系统控制空调或暖气进行启停，从而实现室内温度的调节和稳定。
这不仅提高了居住舒适度，还能节约能源。
2.工业过程控制：在工业生产过程中，一些特定的应用需要严格控制温度，以确保产品质量或生产过程的稳定。
通过单片机温度控制系统，可以实时检测并控制生产环境的温度。
当温度超过或低于设定的阈值时，系统可以自动调整控制设备，如加热器、冷却器等，以实现温度的控制和稳定。
3.温室农业：温室农业需要确定性的环境温度来保证作物的生长。
通过单片机温度控制系统，可以监测温室内的温度，并根据预设的温度范围，自动启停加热或降温设备，以维持温室内的稳定温度。
基于单片机的温度控制系统设计及应用温度控制系统是一种广泛应用于各个工业领域的自动化系统，它能够实时监测环境温度，并根据预设的温度值来控制相关设备的工作状态。
本文将介绍基于单片机的温度控制系统的设计和应用。
一、温度控制系统的设计1. 系统组成基于单片机的温度控制系统主要由温度传感器、单片机、显示屏、执行器等组成。
其中，温度传感器用于实时感知环境温度，单片机作为控制中心负责处理数据和控制设备的动作，显示屏用于显示当前温度和系统状态，执行器用于根据需要控制设备的工作状态。
2. 硬件设计硬件设计包括电路设计和外设连接。
电路设计中，需要把温度传感器与单片机相连接，以便传输温度数据。
外设连接中，需要将显示屏和执行器与单片机相连，以便实时显示温度和控制设备的开关。
此外，还需考虑电源供应、电路保护等方面的设计。
3. 软件设计软件设计主要包括程序编写和算法设计。
首先，需要编写程序来读取温度传感器的数据，并根据预设的温度值进行比较和控制。
其次，需要设计合适的控制算法来保持温度在设定范围内稳定控制。
二、温度控制系统的应用1. 家居应用基于单片机的温度控制系统可广泛应用于家居环境中，如空调控制、地暖控制等。
通过设置合适的温度范围和控制算法，系统可以根据实时温度自动调节空调或地暖的工作状态，使室内温度保持在舒适的范围内。
2. 工业应用在工业生产中，温度控制系统可以应用于各种设备和过程的温度控制，如炉温控制、冷却控制等。
通过实时监测和控制环境温度，可以确保设备稳定运行和产品质量。
3. 农业应用农业领域也可以应用基于单片机的温度控制系统，如温室控制系统。
通过对温室内温度的控制，可以提供适宜的生长环境，促进作物的快速生长和高产。
4. 医疗应用在医疗领域，温度控制系统可以应用于病房、手术室等环境的温控。
通过精确的温度控制可以提供舒适的环境，有助于病人的康复和手术的顺利进行。
总结：基于单片机的温度控制系统在各个领域都有广泛的应用。
基于单片机的温度控制系统设计方案设计方案：1. 系统概述：本温度控制系统采用单片机作为核心控制器，通过对温度传感器的采集并对温度进行处理，控制继电器的开关状态，实现对温度的精确控制。
系统可广泛应用于家庭、工业、医疗等领域中的温度控制需求。
2. 硬件设计：a. 单片机选择：根据系统需求，我们选择适用于温度控制的单片机，如8051、PIC、STM32等，具备较高的性能和稳定性。
b. 传感器：采用温度传感器（如DS18B20）进行温度的精确测量，传感器将温度值转化为数字信号进行输出，供单片机进行处理。
c. 屏幕显示：选用LCD液晶屏幕，实时显示当前温度值和设定的目标温度值。
3. 软件设计：a. 数据采集：单片机通过GPIO口连接温度传感器，采集传感器输出的数字信号，并进行AD转换，将模拟信号转化为数字信号。
b. 控制策略：单片机通过比较当前温度值和设定的目标温度值，根据控制算法判断是否需要开启或关闭继电器，从而实现对温度的控制。
c. 温度显示：单片机通过串口通信或I2C通信与LCD屏幕进行数据传输和显示，使用户能够随时了解当前温度和设定的目标温度。
4. 控制算法设计：a. ON/OFF控制：当当前温度值超过设定的目标温度值时，继电器闭合，使制冷或加热设备开始工作；当当前温度值低于设定的目标温度值时，继电器断开，使制冷或加热设备停止工作，实现温度的维持控制。
b. PID控制：根据温度的测量值和设定值，通过比例、积分、微分三个环节的控制，精确调节控制设备的工作状态，使温度尽可能接近设定值。
5. 系统实现和调试：a. 硬件连接：根据设计制作电路板，并连接单片机、温度传感器、继电器、液晶显示器等组件。
b. 程序编写：按照软件设计进行程序编写，并进行单片机的初始化设置、温度数据的采集和处理、继电器的控制等功能的实现。
c. 系统调试：通过实际应用场景中的温度测试数据，验证系统的稳定性和准确性，并根据实际情况进行调试和优化，确保系统达到要求的温度控制效果。
《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。
基于单片机温度控制系统——硬件部分摘要：本系统采用STC89C52单片机为检测控制中心,在硬件方面，主要应用性价比高的STC89C52单片机、LCD1602液晶显示屏、DS18B20温度传感器、7805三端稳压器等使用方便，价格适中的元器件，而软件方面，则使用C语言进行程序编写。
基于设计成本和制作工艺的考虑，该系统设计在能满足基本的功能要求基础上尽量以低成本、高性能、可拓展原则来进行设计。
关键词：温度控制、单片机、温度传感器、温度测量Based on the single chip microcomputer temperaturecontrol system -- the hardware partAbstract:this system adopts the STC89C52 single-chip microcomputer to detect and control center, in the aspect of hardware, the main application of cost-effective STC89C52 SCM,LCD1602 LCD 7805 three-terminal voltage regulator, DS18B20 temperature sensor, such as easy to use, moderate price of components, and software, using C language for programming. The whole system design on the basis of can realize the basic function as far as possible at low cost, high performance and scalable principles for design.Keywords: temperature control, microcontroller, temperature sensors, temperature measurement目录第1章绪论 (1)1.1课题的背景及意义 (1)1.2课题研究的内容及要求 (1)1.2.1课题研究的内容 (1)1.2.2课题研究的要求 (2)1.3课题的研究方案 (2)第2章设计理论基础 (4)2.1STC89C52系列单片机介绍 (4)2.1.1 STC89C52系列引脚功能 (4)2.2LCD1602液晶显示屏[4] (6)2.3DS18B20温度传感器 (7)2.47805三端稳压器 (7)第3章硬件电路设计[5] (8)3.1单片机控制单元 (8)3.2电源输入模块 (9)3.3温度采样模块 (10)3.4显示模块 (10)3.5温度控制模块 (11)3.6晶振电路模块 (12)3.7复位电路模块 (12)3.8蜂鸣器模块 (13)第4章软件设计 (14)4.1主程序流程图 (14)4.2按键流程图 (14)4.3温度流程图 (15)4.4显示流程图 (16)第5章电路总体PCB设计及制版 (16)5.1PCB设计和制版[6] (16)5.2最终成品 (18)第6章系统硬件调试[7]及结论分析 (19)6.1硬件电路故障及解决方法 (19)6.2系统仿真图 (19)6.3作品整体调试 (20)6.4结论分析 (23)第7章心得体会 (23)致谢 (25)参考文献 (26)附录温度控制系统元件清单 (27)基于单片机温度控制系统——硬件部分专业班级：10通信工程（1）班王明敏指导老师：祁浩东讲师第1章绪论1.1 课题的背景及意义在日趋发达的社会工农业生产中，温度测量变得越来越重要，同时，对测量精度的要求也随之提高，于是，各种新型的温度传感器[1]也如雨后春笋般出现在各行业中，与此同时，人们对温度的检测和控制方法也相应的提出了更高的要求，于是，智能化逐步成为温度控制的主流。
一个足够智能的温度控制系统，可以广泛应用在室内温度监视、蔬菜大棚保温以及保证孵化棚温度等众多工农业生产中，并创造可观的收入和发展前景。
另外，在某些特殊环境下，如果人工的去调试温度的测量会存在一定的危险性，考虑到作业人员的人身安全和一些突发状况，还有系统生产的成本，基于单片机智能化的温度控制系统逐渐将占据工农业生产中极其重要的位置。
目前，相当多的温度控制系统使用的是电子式控制方式，其缺点：（1）由于系统整体比较复杂及受到限制的模拟仪表的实现功能，导致这些控制系统均采用最简单的控制方式，不能很好的提供控制性能；（2）系统使用的逻辑元器件过多而且残旧，使整个电路结构变得更为复杂，同时也让设备的日常维护与管理变得更为困难，综上所述，我们认为，此类控制系统已无法满足目前飞速增加的性能需求，而必须研发新的控制方式。
通过不断查找资料和探索，我们提出了基于单片机的温度控制方式。
1.2 课题研究的内容及要求1.2.1课题研究的内容本毕业设计研究的是基于单片机[2]的温度控制系统，在原本模拟控制系统的基础上做出改变。
其主要思路如下:以STC89C52单片机为系统控制中心，通过外部按键人为设定系统温度的上下限值，利用DS18B20温度传感器完成环境温度的采集，温度会实时显示在LCD液晶显示屏上。
当采集的温度高过设定温度值上限时，单片机通过三极管驱动控制制冷模块的继电器1开始工作，此时该继电器的红灯闪烁，蜂鸣器响一声，提醒制冷模块开始工作，风扇开始向外送风，制冷片开始制冷，当温度下降到低于设定值1℃时，制冷模块停止工作，温度保持在该温度。
当采集的环境温度低于设定的温度值下限时，单片机通过控制三极管启动控制加热模块的继电器2工作。
此时该继电器的红灯闪烁，蜂鸣器响一声，提醒加热模块开始工作，加热板开始加热，直到温度上升到高于设定下限值1℃时，加热模块停止工作，温度传感器继续实时监测环境的温度，通过液晶显示屏显示出来。
整个系统有外接电源提供能源，12V的外接电压通过7805三端稳压器[3]稳压后向系统提供5V电源。
按下开关按键系统即可工作。
1.2.2课题研究的要求（1）能够在设定的温度范围内保持恒温。
（2）能够实现加热或降温控制。
（3）通过STC89C52单片机控制，温度的设定值由外部按键人为设定，采集到的温度值显示在使用的液晶显示屏上。
（4）能够设定室内的温度值，设定范围是15℃~45℃。
（5）能够持续测量环境内的温度，采集到的温度值实时显示在使用的显示屏上。
1.3 课题的研究方案在这次设计之前，经过对比、商议几种不同设计方案的利弊与实现难易度，我们得出的结果如下：方案一：（见图1-1）图1-1方案一图该方案是一种比较传统的采用模拟电路来进行控制的系统，负载是否进行加热或降温处理取决于反馈电路反馈回来的温度值与系统设定的温度值的比较，系统通过继电器驱动负载工作。
另外，系统的温度值设定工作由电位器执行，比较难以随时改变。
尽管采用了上下限比较电路，但还是无法达到要求的控制精度。
另外也不能使用液晶显示屏或数码管显示。
方案二：（见图1-2)图1-2 方案二图此方案采用STC89C52单片机来实现系统控制。
使用单片机软件编程具有很多优点，而且系统的温度值可以由外部按键认为设定设定，并通过显示屏来实时显示室内实际值，为生产和生活带来极大方便。
本方案选择的STC89C52内含存储器，没有外加元器件的冗余使整个系统变得更简洁，制作工艺变得更为容易。
结论：方案一采用的是传统控制方式，无论是控制运算还是控制方式都很难进行修改，甚至有很多不能满足方案的可行性。
而方案二选择以单片机为核心的控制系统，无论是系统的测试精度还是智能性都有了很大突破，另外，还可以通过按键实现温度控制值的设定，并显示出来，为人们的生活和生产带来极大方便。
所以，经过对比、分析讨论方案的利弊、可行性、元器件采购的难易度等问题后，我们慎重的选择了方案二作为我们本毕业设计的执行方案。
第2章设计理论基础本设计系统主要由：输入电源、环境温度采集、温度显示、单片机控制、升温模块、降温模块等基本单元组成，接下来将对各单元进行详细的介绍。
2.1 STC89C52系列单片机介绍本次设计中我们选用的是STC89C52[4]芯片，它是一种低电压、超强抗干扰、高性能COMOS8位的带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的微处理器，其指令代码完全兼容传统的8051单片机，通过烧入程序实现相应的功能。
图2-1 STC89C52芯片实物图2.1.1 STC89C52系列引脚功能STC89C52共有40个引脚，其逻辑引脚图如图2-2所示：图2-2 STC89C52引脚图STC89C52引脚的各项功能具体解释如下表2-3所示：表2-1 STC89C52引脚功能说明2.2 LCD1602液晶显示屏[5]LCD1602是指显示内容为16×2的液晶模块，2表示两行， 16表示16个字符，工作电压3.3V或5V，通过调节按钮可改变它的亮度，消耗的功率很小、实物的形状轻小，经常用于消耗功率低的应用系统中，采用标准的16脚接口，其引脚图如图2-4所示，具体说明如表2-4所示：图2-3 LCD1602实物图图2-4 LCD1602引脚图表2-2 LCD1602显示屏引脚说明表2.3 DS18B20温度传感器在以往的温度测量系统中，要想获得比较精确的测量值，需要解决很多问题，例如几个点之间的切换存在误差以及三极管放大电路中零点漂移产生的误差等，另外测试环境的恶劣程度，也会影响测量精度。
所以，在温度测试系统中解决该类问题最好方法之一就是使用抗干扰强、测量精度高的新型传感器，特别是目前该类传感器价格低廉、性能较高，很受欢迎。
这类传感器在实际生产过程中也被广泛使用，并且取得很好的测试效果，带来可观的经济效益。
图2-5 DS18B20实物图DS18B20温度传感器的主要特征如下：1、测温范围为-55℃~+125℃2、使用过程中，不需要外加任何元件，大大简化了电路的结构。
3、工作电压比较低，一般为3-5.5V，由于可以数据线寄生电源，所以可以不增设外部工作电源，简单方便。
4、测量得出的结果可以直接的输出十进制的9位数字信号，以“一线总线”方式传输给单片机进行处理，并且本身还有非常强的抗干扰纠错能力。
2.4 7805三端稳压器7805三端稳压集成电路，其外表和普通的三极管很像，TO-220的标准封装，三端是指输出端、输入端和接地端，。
用78系列三端稳压器来组成稳压电源，不仅所需的外围元件少，而且电路内部还包含过热、过流以及调整管的保护电路，使用起来方便、可靠，价格便宜，经常用于电子制作。
图2-6 7805三端稳压器第3章硬件电路设计[6]系统设计整体电路图如图3-1所示：图3-1 整体电路图3.1 单片机控制单元单片机STC89C52通过与温度传感器连接的P2.3引脚获得DS18B20温度传感器在所处环境中采集的温度，然后把得到的稳定值通过与显示屏连接的P0.0~P0.7引脚传输给显示屏显示出来，再通过与当前设定的温度上下限值进行对比，当温度大于设定值上限，通过与压缩制冷器连接的P2.0引脚驱动继电器1开启压缩制冷器；当温度小于设定的温度值下限时，通过与加热器连接的P2.1引脚驱动继电器2开启加热器进行工作，当温度处于设定值上下限之间时，两者皆不工作。
