【精品】基于单片机的温度控制系统的设计_毕业论文设计

基于单片机的数字温度计的设计与实现摘要采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便，简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。

在生产过程中，为了高效地进行生产，必须对它的主要参数，如温度、压力、流量等进行有效的控制。

传统的测温元件有热电偶和二电阻。

而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，这些方法相对比较复杂，需要比较多的外部硬件支持。

我们用一种相对比较简单的方式来测量。

温度范围为-55~125 ºC,最高分辨率可达0.0625 ºC。

DS18B20可以直接读出温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。

本文介绍一种基于AT89C51单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量范围0℃-～+100℃，使用七级数码管LED模块显示，能设置温度报警上下限。

正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了集成温度传感器DS18B20的原理，AT89C51单片机功能和应用，该电路设计新颖、功能强大、结构简单。

关键词：温度测量;DS18B20 ; AT89C51Design of Digital Thermomer Based on SCMABSTRACTControlled by single-chip microcomputer to control not only to them, advantages of simplicity and flexibility, and can significantly increase the temperature specifications, which can significantly increase the quality and quantity of the products. In the process of production, in order to efficiently produce, it must be the main parameters, such as temperature, pressure, flow, and other effective control. Traditional temperature measuring component thermocouple and resistance. Are generally voltage of thermocouple and thermal resistance measured, then converted to the corresponding temperature, these methods are relatively complex and requires more external hardware support. We are in a relatively simple way to measure.-55~125 ºc temperature range, maximum resolution up to 0.0625 ºc. DS18B20 can read temperature value, and wire connected to the microcontroller, reduced external hardware circuits, low cost and ease of use features.The introduction of a cost-based AT89C51 MCU a temperatur measurement circuits, the circuits used DS18B20 high-precision temperatur sensor, measuring scope 0℃-～+100℃,can set the warning limitation, the use of Seven digital tube seven segments LED that can be display the current temperature. The paper focuses on providing a software and hardware system components circuit, introduced the theory of DS18B20, the founctions and applications of AT89C51 .This circuit design innovative, powerful, can be expansionary strong.Keywords：Temperature measurement ；DS18B20 ；AT89C51目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.1.1 国内外现状 (1)1.1.2 课题背景及研究意义 (2)1.2 设计内容及性能指标 (2)1.3 系统概述 (3)1.3.1 系统方案论证与比较 (3)1.3.2 系统设计原理与组成 (5)第二章开发工具Proteus与Keil (6)2.1 Proteus软件 (6)2.1.1 Proteus简介 (6)2.1.2 4大功能模块 (6)2.1.3 Proteus简单应用 (8)2.2 Keil软件 (8)2.2.1 Keil软件简介 (8)2.2.2 Keil软件调试功能 (9)第三章系统硬件设计 (10)3.1 单片机的选择 (10)3.1.1 AT89C51单片机的介绍 (10)3.1.2 AT89C51单片机主要特性 (11)3.2 温度传感器的选择 (13)3.3 硬件电路设计 (17)第四章系统软件设计 (20)4.1 各模块的程序设计 (20)4.2 Protues测温仿真 (25)4.3 系统调试 (28)4.4 结果分析 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录1 全部程序清单 (34)附录2 系统总体设计图 (41)第一章绪论1.1引言1.1.1 国内外现状温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。

东华理工大学毕业设计题目：基于单片机的温度控制系统的研究英文题目：Design of Temperature Control SystemBased on SCM作者： XXXXXXX摘要单片微型计算机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的，由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点，把单片机应用于温度控制中，采用单片机做主控单元，无触点控制，可完成对温度的采集和控制的要求。

所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、机器人、工业控制等诸多领域，使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。

本文主要介绍单片机在热处理炉温度控制中的应用，对温度控制模块的组成及主要所选器件进行了详细的介绍。

并根据具体的要求本文编写了适合本设计的软件程序。

温度控制在热处理工艺过程中,是一个非常重要的环节。

控制精度直接影响着产品质量的好坏。

本文研究的电炉是一种具有纯滞后的大惯性系统，传统的加热炉控制系统大多建立在一定的模型基础上，难以保证加热工艺要求。

因此本文将模糊控制算法引入传统的加热炉控制系统构成智能模糊控制系统。

关键词：单片机；热处理温度控制；模糊 PID。

AbstractThe single slice of microcomputers emerges with development of very large scale integration technology, because it has small , the function is strong , high characteristic of cost performance, applies the one-chip computer to temperature control, adopt the one-chip computer to do the top management unit, control contactlessly , can finish the requisition for collection and control of temperature . So apply to such a great deal of fields as electronic instrument , household appliances , energy-conservation fitting , the robot , industrial control ,etc. extensively, make the products miniaturized , intelligented , has already improved the function and quality of the products, have lower costs again, has simplified and designed. This text introduces the application of the one-chip computer in the temperature control of heat-treatment furnace mainly, composition and selecting to introduce the detailed one with device mainly of the temperature control module . And has written the suitable software procedure originally designed according to the concrete demand this text.Temperature in heat treatment craft is very important. Control precision effect directly the quality of the product. The electric stove is a kind pure great inertia system, and the traditional heat control system is based on some certain model, so is hard to satisfy the technological requirement.This paper will adopt fuzzy control algorithm to build a intelligent fuzzy control system.Keyword：SCM；Temperature control；Fuzzy PID.目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 控制器发展现状 (1)1.2.1 PID 控制器的发展现状 (1)1.2.2 模糊 PID 控制 (2)1.2.3 模糊自整定 PID 控制 (2)1.3 电炉采用模糊自整定 PID 控制的可行性 (3)第2章方案简介 (4)2.1 课题背景与意义 (4)2.2 系统方案概述 (5)2.3 系统设计方案 (6)第3章系统硬件和电路设计 (7)3.1引言 (7)3.2 系统的总体结构 (7)3.3 温度检测电路 (8)3.3.1 温度传感器 (8)3.3.2 测量放大器的组成 (8)3.3.3 热电偶冷端温度补偿方法 (9)3.4 多路开关的选择 (9)3.5 A/D转换器的选择及连接 (10)3.6 单片机系统的扩展 (11)3.6.1 系统扩展概述 (11)3.6.2 常用扩展器件简介 (12)3.7 存储器的扩展 (13)3.7.1 程序存储器的扩展 (13)3.7.1.1只读存储器简介 (13)3.7.1.2 EPROM2764简介 (13)3.7.2 数据存储器的扩展 (15)3.7.2.1数据存储器概述 (15)3.7.2.2静态RAM6264简介 (15)3.7.2.3数据存储器扩展举例 (15)3.8 单片机I/O口的扩展（8155扩展芯片） (16)3.8.1 8155的结构和引脚 (16)3.8.2 8155的控制字的及其工作方式 (17)3.8.3 8155与8031的连接 (18)3.9 看门狗、报警、复位和时钟电路的设计 (19)3.9.1看门狗电路的设计 (19)3.9.2报警电路的设计 (20)3.9.3复位电路的设计 (20)3.9.4 时钟电路的设计 (21)3.10 键盘与显示电路的设计 (22)3.10.1 LED数码显示器的接口电路 (22)3.10.2键盘接口电路 (23)3.11 DAC7521数模转换接口 (24)3.12 隔离放大器的设计 (25)3.13 可控硅调功控温 (26)3.13.1过零触发调功器的组成 (25)3.13.2主要电路介绍 (27)3.14 单片机开关稳压电源设计 (28)第4章系统软件设计 (30)4.1 主要程序的框图 (30)4.1.1主程序框图 (30)4.1.2显示子程序 (31)4.1.3键盘中断服务子程序 (32)4.1.4恒温及升温测控子程序 (33)4.1.5降温测控子程序 (34)4.2 模糊自整定 PID 控制算法 (35)参考文献 (38)设计总结 (38)致谢 (40)附录 (41)第1章 绪论1.1 引言工业生产中使用的热处理设备种类繁多，如窖炉、鼓风炉、烘炉、退火炉、锅炉等。

基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现共3篇基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现1基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现随着人们对生活质量的需求越来越高，温度控制变得愈发重要。

在家庭、医院、实验室、生产车间等场合，温度控制都是必不可少的。

本文将介绍一种基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现。

设计思路本文所设计的温度智能控制系统主要由单片机、温度传感器、继电器和液晶屏幕等部件组成。

其中，温度传感器负责采集温度数据，单片机负责处理温度数据，并实现温度智能控制功能。

继电器用于控制加热设备的开关，液晶屏幕用于显示当前温度和系统状态等信息。

在实现温度智能控制功能时，本设计采用了PID控制算法。

PID控制算法是一种经典的控制算法，它基于目标值和当前值之间的误差来调节控制量，从而实现对温度的精确控制。

具体来说，PID控制器包含三个部分：比例控制器（P）用于对误差进行比例调节，积分控制器（I）用于消除误差的积累，微分控制器（D）用于抑制误差的未来变化趋势。

这三个控制器的输出信号加权叠加后，作为继电器的控制信号，实现对加热设备的控制。

系统实现系统硬件设计在本设计中，我们选择了常见的AT89S52单片机作为核心控制器。

该单片机运行速度快、稳定性好，易于编程，并具有较强的扩展性。

为了方便用户调节温度参数和查看当前温度，我们还选用了4 * 20的液晶屏。

温度传感器采用LM35型温度传感器，具有高精度、线性输出特性，非常适用于本设计。

系统电路图如下所示：系统软件设计在单片机的程序设计中，我们主要涉及到以下几个部分：1. 温度采集模块为了实现温度智能控制功能，我们首先需要获取当前的温度数据。

在本设计中，我们使用了AT89S52单片机的A/D转换功能，通过读取温度传感器输出的模拟电压值，实现对温度的采集。

采集到的温度数据存储在单片机的内部存储器中，以供后续处理使用。

2. PID控制模块PID控制模块是本设计的核心模块，它实现了对温度的精确控制。

毕业设计(论文）题目基于单片机的恒温调控及proteus仿真摘要温度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。

在许多场合,及时准确获得目标的温度是十分重要的，近年来，温度测控领域发展迅速,并且随着数字技术的发展，温度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，能够在工业、农业等各领域中广泛使用。

单片机具有体积小控制精度高的且价格低等诸多特点，将单片机与温度传感器相结合，构成的温度控制电路具有良好的测温温控功能。

8952单片机的温度控制系统由AT89C52单片机、七段温度显示数码管、温度传感器DS18B20、工作状态LED灯等模块组成。

恒温系统除有温度检测功能外,还具有温度报警与外部控制功能，调节温度手动设置、可数显各项系统参数、上限温度报警等相关功能。

理论证明该系统能够简单、经济，有效地提高系统的工作效率。

本设计主要做了如下几方面的工作:一是确定系统温度控制的总体设计,包括实时温度的采集系统应拥有的各项功能，二是进行外部电路设计、显示电路等的设计和基本功能要求。

三是进行软件系统的设计，对于本系统,本人采用单片机汇编语言编写，总体上完成了相应要求。

关键词:温度控制，温度检测，AT89C52,温度显示，上限报警AbstractTraffic control system is a modern society with logistics，travel etc of traffic development a unique set of public management system。

To ensure the effective safety traffic，except for a series of traffic rules, still must through certain technological means to achieve。

Based on analysis of traffic control, based on real—time detection sensor, adjust the implementation technology of intelligent control，real—time monitoring，sensor adjust vehicles time algorithm and single—chip microcomputer control function is proposed, which combines the traffic control system based on single chip design scheme.The 8051 microcontroller control system consists of the traffic lights display，8051 monolithic integrated circuits，and LED the countdown，traffic violation detection, emergency adjustment, manual mode, time as modules。