基于单片机的温度控制系统

收稿日期:2011-09-06;修订日期:2012-10-18作者简介:夏志华（1976-）,女，河北保定人，讲师，本科，研究方向：自动化技术应用。

0引言

近年来，随着社会的发展，温度的测量及控制变得越来越重要，但在实际测量和控制中，如何保证快速实时地对温度进行采样，确保数据的正确传输，并能对所测温度场进行较精确的控制，是当前温控系统

需要迫切关注并给予解决的重要问题之一。

在具体的应用中，经常采用单片机对温度进行控制，因为它不仅具有控制方便、使用简单和灵活性强等诸多优点，而且还可以大幅度地提高并满足被控温度的技术指标要求，从而对提高产品的质量和数量有极大的帮助。因此，基于单片机的温度控制系统在处理工业生产中的控温问题方面具有很好的应用前景。1单片机及背景介绍

单片机就是单片微型计算机的简称。它是一种

集CPU 、RAM 、ROM 、I/O 接口和中断系统等多个部件

于一体的器件，体积虽小但功能强大，只需要外加电

源和晶振就可以轻松实现对数字信息的处理和控制。

因此，单片机在现代工业控制中得到很好的应用。

单片微型计算机是随着超大规模集成电路的技

术的发展而诞生的。由于它具有体积小，功能强，性价比高等优点，主要作用是改善劳动条件，节约能源，防止生产和设备事故，以获得好的技术指标和经济效益。因此，基于单片机的温度控制系统在国内外都受到越来越多的重视，并得到非常广泛的应用。2实现温度控制的方法（1）采用纯硬件的闭环控制系统。该系统的优点在于速度较快，但可靠性比较差、控制精度比较低、灵活性小、线路复杂、调试、安装都不方便，要实现题目所有的要求难度较大。（2）FPGA/CPLD 或采用带有IP 内核的FPGA/CPLD 方式。即用FPGA/CPLD 完成采集，存储，显示及A/D 等功能，由IP 核实现人机交互及信号测量分析等功能。这种方案的优点在于系统结构紧凑，可以实现复杂的测量与控制，操作方便；缺点是调试过程复杂，成本较高。（3）单片机与高精度温度传感器结合的方式。即用单片机完成人机界面，系统控制，信号分析处理，由前端温度传感器完成信号的采集与转换。这种方

第32卷第2期2013年2期煤炭技术Coal Technology Vol.32,No.02February,2013

基于单片机的温度控制系统的研究与实现

夏志华

（保定职业技术学院，河北保定071000）

摘要:文章采用51单片机作为样本，来实现对温度的有效控制，不仅具有控制简便、组态简单和很好的灵活性等

优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标。在详细阐述了基于单片机的温度控制系统的硬件组成、软件设计及相关的接口电路设计基础上，讨论了在过程控制中单片机温度控制系统中的应用，最后提出了单片机的温度控

制系统实现的合理性和有效性。

关键词:单片机；温度传感器；检测与控制

中图分类号:TP273文献标识码:A 文章编号:1008-8725（2013）02-0191-03

Research and Implementation of Temperature Control

System Based on Single Chip

XIA Zhi-hua

（Baoding Vocational and Technical College,Baoding 071000,China ）

Abstract:In this article,the 51SCM as sample,and to achieve the effective control of

temperature,not only has the control configuration is simple,convenient,simple and good

flexibility and other advantages,and can greatly improve the technical index is accused of

temperature.This paper expounds in detail the temperature control system based on single chip

computer hardware composition,software design and relevant interface circuit based on design,

and discussed the process control of single chip microcomputer temperature control system,the

application,and finally puts forward some of the single chip microcomputer temperature control

system realization,reasonable and effective.

Key words:SCM ；temperature sensors ；detection and control

法克服了前2种方法的缺点，所以本文采用基于单片机和温度传感器实现对温度的控制。

3单片机的选型与系统框架

3.1单片机的选型

单片机的选择在整个系统设计中至关重要，要满足大内存、高速率、通用性、价格便宜等要求，本文选择AT89S51作为主控芯片。

（1）指令集和芯片引脚可以与Intel公司的8051实现兼容；

（2）具有4KB片内的可编程Flash程序存储器128字节片内可随机读写存储器（RAM）；

（3）时钟频率可以达到0～33MHz；

（4）包含32个可编程输入/输出引脚和2个16位定时/计数器及2个数据指针；

（5）含有6个中断源及2级优先级；

（6）具有相对先进的全双工串行通信接口。

3.2传感器选择

该系统采用DALLAS半导体公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20采集温度数据，DS18B20属于全新一代的专门适合配置微处理器的智能温度传感器,在工业、民用、军事等诸多领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中有着非常广泛的应用。它的优势特别明显，具有体积小巧，接口方便，传输距离较远等特点。

3.3系统框架

系统主要包括数据采集模块，单片机控制模块，显示模块，温度设置模块和驱动电路5个部分。其中数据采集模块负责实时采集温度数据，采集到的温度数据传输到单片机，由单片机处理后的数据送到显示部分显示。设置模块可设置预定温度，当检测到的温度低于设定温度时，单片机控制驱动电路启动加热，并发出报警声；当检测温度高于设定温度时，停止加热。

4基于单片机的温度控制原理

传感器是测量温度信息的主要载体，通过传感器把经过的温度信息放大到电路，先转换成为毫伏级的电压信号，把弱电压信号慢慢放大到单片机能够自由处理的可调控范围之内，然后再通过输入A／D转换器把电压信号转换成为数字信号，然后，通过相应的软件把得到的数字信号成功地输入到主机中去。在使用单片机对信号进行采集的时候，一般为了提高测量的准确度，必须要求在采样的同时对信号进行数字滤波。同时，经过数字滤波的信号，就会逐渐转换成为相应的标度，把得到的温度指数显示在lED屏上。此外，还可以把得到的温度值与提前设定的温度值进行比较，然后按照积分分离的PID控制算法分析两者之间存在偏差的大小，并由此得出最后的输出控制量值。再通过输出控制量的数值来确定导通的时间及加热的功率，从而达到有效的调节温度环境的目的。

在温度控制系统的整个设计环节当中，其主要初衷也就是为了使单片机能够对温度进行实时有效的检测和精准的控制，从而解决工业生产及日常生活中对温度控制难以掌握的难题。面对这种难以控制的情况，运用十进制的数码来显示实际的温度值，这样做有利于人们很简单方便的实现对温度的监视。当然这还远远不够，还需要通过键盘在系统内提前输入人工设置的温度范围，这样可以使温度控制器能够在不同的范围内都满足其查看温度的需要。当实际的温度没有出现规定的温度范围内时，系统将会启动自动调节温度的功能，以保持不间断地提供稳定的温度，从而实现自动控温的目的。

5单片机的温度控制系统的开发与应用

5.1硬件电路的开发与应用

在硬件电路的研究开发过程中，经常选用单片机作为主机，然后再给其配以两路传感变送器和多路开关，结合D／A转换器、V／l转换器和调节阀等设备，就基本可以达到预先的设计要求，轻松实现对贮液容器温度有效的自动控制。当然，也可以根据各自实际应用过程中的不同需求，适当搭配设置一些诸如键盘、报警电路和显示电路等设备以更好地完善系统功能。

5.2软件开发与应用

系统的软件主要是采用C语言，对单片机进行编程实现各项功能。主程序对模块进行初始化，而后调用读温度、处理温度、显示、键盘等模块。用的是循环查询方式，来显示和控制温度，主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理AT89S51的测量的当前温度值并负责调用各子程序。

在此之后，热电偶测量的温度值会逐渐由模数转换电路为数字，再经过P11：3把其传送到单片机内。然后每隔10s，时间自动中断控制系统开始发挥作用，来对实际测量的温度进行集中采样，并统一将采集到的温度与之前设定的温度值进行比对分析。根据不同的比对结果，系统会自动进行调节控制。如果实际测量的温度与预先在系统内设定的温度有一定的差距时，系统自动执行截断功能就会生效，或者通过全功率的输出指令来控制可控硅的导通角，达到修正偏差的目的；如果所测量的温度的升降情况完全合乎原先所设定的范围，也就是说在其正常的测控范围之内，那么它就会按照原先设定的温度预定值开启自动恢复功能。

5.3温度检测的开发与应用

热电偶传感器是对系统进行温度检测时经常采

煤炭技术第32卷·192·

用的一种传感器。这种热电偶传感器不仅质优价廉，并且具有非常高的精度，与其他一些传感器相比较，它的整体构造看似简单，但是其测量的范围却极其广泛，且有反应速度较快的良好优势。但是，目前的热电偶传感器所输出的电压信号还比较微弱，只能识别几毫伏到几十毫伏之间的电压，因此，一般在进行AID 转换的时候，首先必须对其信号进行一定的调节处理，然后通过使用高放大倍数的电路放在AID 转换器上来得以实现。一般情况下，运用热电偶调理模板来实现这项工作，是比较实用且操作简单、便捷的一种途径。另外，还有一个问题值得关注，那就是在使用热电偶传感器的时候的冷端补偿的方法，也就是说，当

热电偶的温度不在0℃的时候，热电偶传感器所输出的电势就会逐渐偏离冷端0℃的温度数值．因此，在这种情况下，必须采取冷端补偿的措施来纠正，以解决在出现异常情况的时候对系统进行及时地修正处理，从而保证提供恒定不变的温度。

6结语基于单片机的温度控制系统在当前的工业生产中非常实用，不仅可以实现对环境温度的实时有效的检测和精确测量，还能够根据提前设定的温度数值来调节温度、控制温度。该系统具有研制成本低、精度高、可靠性强、操作灵活、可扩展性强的特点，可以极大地方便使用者查询,大大地提高生产效率,具有很强的推广价值和较好的应用前景。参考文献:[1]赵娜，赵刚.基于51单片机的温度测量系统[J].微计算机信息，2007(6)：146-148.

[2]刘伯春.智能PID 调节器的设计及应用[J].电子自动化，2005(3)：

20-25.[3]王忠飞,胥芳.MCS-51单片机原理及嵌入式系统应用[M].西安：

西安电子科技大学出版社，2007.[4]刘攀,俞杰.基于单片机的温度测控系统[J].兰州交通大学学报，2005(6)：12.

[5]夏晓南.基于单片机的温箱温度和湿度的控制[J].现代电子技术，

2005(24)：117-118.（责任编辑赵勤）

收稿日期:2012-05-07;修订日期:2012-10-17

作者简介:潘锋（1979-），男,重庆人，讲师，硕士，研究方向：计算机软件与理论、教育管理。0引言互联网数据中心存放网站的服务器称之为网站服务器，服务器是网站的一个重要硬件设施，没有服

务器网站就不能正常运作。服务器的安全维护是整个网络最重要的一部分，稍有不适就会使整个网络陷入瘫痪。目前对服务器的威胁行为有两大类，一个

第32卷第2期2013年2期煤炭技术Coal Technology Vol.32,No.02February,2013

基于网站服务器的计算机安全维护研究

潘

锋（重庆科技学院，重庆401331）摘要:网站是计算机技术和网络技术发展过程中所必然的产物，随着计算机网络技术的发展兴起了很多大大

小小的网站，简单的来说网站是一种通讯工具，人们可以通过网站来发布、浏览获取所需的资讯信息，同时也可

以享受网站提供的网络服务。然而网站的存放需要服务器来完成，如果服务器受到攻击整个网络就瘫痪了，不能

正常使用。

关键词:网站服务器；安全维护；日常维护

中图分类号:TP393.08文献标识码:A 文章编号:1008-8725（2013）02-0193-03

Research on Computer Security Maintenance Based on

Web Server

PAN Feng

（Chongqing University of Science ＆Technology,Chongqing 401331,China ）

Abstract:Web site is the computer technology and network technology in the development of inevitable product,along with the development of the computer network technology up many greatly small website,simple for it web site he is a kind of communication tools,people can browse through the website to distribute and get the information of the information,and at the same time also can enjoy web site provides network services.But the web site for the need for a server is to finish,if the server was attacked ，the entire network would be paralyzed and can not use normal.Key words:web server;security maintenance;routine maintenance !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

基于51单片机的温度控制系统

创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王*

毕业论文设计 基于51单片机的温度控制系统

摘要 在日常生活中温度在我们身边无时不在，温度的控制和应用在各个领域都有重要的作用。很多行业中都有大量的用电加热设备，和温度控制设备，如用于报警的温度自动报警系统，热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，这些都采用单片机技术，利用单片机语言程序对它们进行控制。而单片机技术具有控制和操作使用方便、结构简单便于修改和维护、灵活性大且具有一定的智能性等特 点，可以精确的控 制技术标准，提高了温控指标，也大大的提高了产品的质量和性能。 由于单片机技术的优点突出，智能化温度控制技术正被广泛地采用。本文介绍了基于单片机AT89C51 的温度控制系统的设计方案与软硬件实现。采用温度传感器DS18B20 采集温度数据，7段数码管显示温度数据，按键设置温度上下限，当温度低于设定的下限时，点亮绿色发光二极管，当温度高于设定的上限时，点亮红色发光二极管。给出了系统总体框架、程序流程图和Protel 原理图，并在硬件平台上实现了所设计功能。 关键词：单片机温度控制系统温度传感器

Abstract In daily life, the temperature in our side the ever-present, the control of the temperature and the application in various fields all have important role. Many industry there are a large number of electric heating equipment, and the temperature control equipment, such as used for alarm automatic temperature alarm systems, heat treatment furnace, used to melt metal crucible resistance furnace, and all kinds of different USES of temperature box and so on, these using single chip microcomputer, using single chip computer language program to control them. And single-chip microcomputer technology has control and convenient in operation, easy to modify and maintenance of simple structure, flexibility is large and has some of the intelligence and other characteristics, we can accurately control technology standard to improve the temperature control index, also greatly improve the quality of the products and performance. Because of the advantages of the single chip microcomputer intelligent temperature control technology outstanding, is being widely adopted. This paper introduces the temperature control based on single chip microcomputer AT89C51 design scheme of the system and the hardware and software implementation. The temperature sensor DS18B20 collection temperature data, 7 period of digital pipe display, the upper and lower limits of temperature button when temperature below the setting of the lower limit, light green leds, when the temperature is higher than the set on the limit, light red leds. Given the system framework and program flow chart and principle chart, and in Protel hardware platform to realize the function of the design. Keywords：SCM Temperature control system Temperature sensors

基于单片机的温度测量系统设计

基于STC单片机的温度测量系统的研究 摘要：本文针对现有温度测量方法线性度、灵敏度、抗振动性能较差的不足，提出了一种基于STC单片机，采用Pt1000温度传感器，通过间接测量铂热电阻阻值来实现温度测量的方案。重点介绍了，铂热电阻测量温度的原理，基于STC实现铂热电阻阻值测量，牛顿迭代法计算温度，给出了部分硬件、软件的设计方法。实验验证，该系统测量精度高，线性好，具有较强的实时性和可靠性，具有一定的工程价值。 关键词：STC单片机、Pt1000温度传感器、温度测量、铂热电阻阻值、牛顿迭代法。 Study of Temperature Measurement System based on STC single chip computer Zhang Yapeng,Wang Xiangting,Xu Enchun,Wei Maolin Abstract:A method to achieve temperature Measurement by the Indirect Measurement the resistance of platinum thermistor is proposed. It is realized by the single chip computer STC with Pt1000temperature sensor.The shortcomings of available methods whose Linearity, Sensitivity, and vibration resistance are worse are overcame by the proposed method. This paper emphasizes on the following aspects:the principle of temperature measurement by using platinum thermistor , the measurement of platinum thermistor’s resistance based on STC single chip computer, the calculating temperature by Newton Iteration Method. Parts of hardware and software are given. The experimental results demonstrate that the precision and linearity of the method is superior. It is also superior in real-time character and reliability and has a certain value in engineering application. Keywords: STC single chip computer，Pt1000temperature sensor，platinum thermistor’s resistance，Newton Iteration Method 0 引言 精密化学、生物医药、精细化工、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高，而温度控制的核心正是温度测量。 目前在国内，应用最广泛的测温方法有热电偶测温、集成式温度传感器、热敏电阻测温、铂热电阻测温四种方法。 (1) 热电偶的温度测量范围较广，结构简单，但是它的电动势小，灵敏度较差，误差较大，实际使用时必须加冷端补偿，使用不方便。 (2) 集成式温度传感器是新一代的温度传感器，具有体积小、重量轻、线性度好、性能稳定等优点，适于远距离测量和传输。但由于价格相对较为昂贵，在国内测温领域的应用还不是很广泛。 (3) 热敏电阻具有灵敏度高、功耗低、价格低廉等优点，但其阻值与温度变化成非线性关系，在测量精度较高的场合必须进行非线性处理，给计算带来不便，此外元件的稳定性以及互换性较差，从而使它的应用范围较小。 （4）铂热电阻具有输出电势大、线性度好、灵敏度高、抗振性能好等优点。虽然它 的价格相对于热敏电阻要高一些，但它的综合性能指标确是最好的。而且它在0~200°C范

基于AT89C5单片机的数字温度计设计

基于AT89C5单片机的数字温度计设计

CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 科研实践 题目：基于单片机的数字温度计的设计

目录 目录 (2) 1.绪论 (3) 1.1课题研究背景及意义 (3) 1.2课题研究的内容 (3) 2.数字温度计的系统概论 (5) 2.1系统的功能 (5) 2.2温度计的分析 (5) 3.设计方案和要求 (6) 3.1设计任务和要求 (6) 3.2元器件的选取 (6) 3.3系统最终设计方案 (7) 4.硬件设计 (8) 4.1总体设计结构图 (8) 4.2硬件电路概述 (8) 4.2.1最小系统 (8) 4.2.2输入电路设计 (11) 4.2.3输出电路设计 (12) 5.硬件仿真 (15)

6.实物制作 (18) 6.1电路板焊接 (18) 6.2电路板调试 (19) 7.小结 (20) 附录 (21) 1.参考文献 (21) 2.原理图 (22) 3.元器件清单 (23) 4.软件程序 (24) 5.实物图 (30) 1.绪论 1.1课题研究背景及意义 单片机技术作为计算机技术的一个分支，广泛地应用于工业控制，智能仪器仪表，机电一体化产品，家用电器等各个领域。“单片机原理与应用”在工科院校各专业中已作为一门重要的技术基础课而普遍开设。学生在课程设计，毕业设计,科研项目中会广泛应用到单片机知识，而且，进入社会后也会广泛接触到单片机的工程项目。鉴于此，提高“单片机原理及应用”课的教学效果，让学生参与课程设计

实习甚为重要。单片机应用技术涉及的内容十分广泛，如何使学生在有限的时间内掌握单片机应用的基本原理及方法，是一个很有价值的教学项目。为此，我们进行了“单片机的学习与应用”方面的课程设计，锻炼学生的动脑动手以及协作能力。 单片机课程设计是针对模拟电子技术，数字逻辑电路，电路，单片机的原理及应用课程的要求，对我们进行综合性实践训练的实践学习环节，它包括选择课设任务、软件设计，硬件设计，调试和编写课设报告等实践内容。通过此次课程设计实现以下三个目标:第一，让学生初步掌握单片机课程的试验、设计方法，即学生根据设计要求和性能约束，查阅文献资料，收集、分析类似的相关题目，并通过元器件的组装调试等实践环节，使最终硬件电路达到题目要求的性能指标；第二，课程设计为后续的毕业设计打好基础，毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际运用，从已学过的定性分析、定量计算的方法，逐步掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法。第三，培养学生勤于思考乐于动手的习惯，同时通过设计并制作单片机类产品，使学生能够自己不断地学习接受新知识（如在本课设题目中存在智能测温器件DS18B20，就是课堂环节中不曾提及的“新器件”），通过多人的合作解决现实中存在的问题，从而不断地增强学生在该方面的自信心及兴趣，也提高了学生的动手能力，对学生以后步入社会参加工作打下一定良好的实践基础。 1.2课题研究的内容 本文主要介绍了一个基于AT89C51单片机的测温系统，详细描述了利用数 字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机喜爱的硬 件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也进 行一一介绍，该系统可以方便的是实现温度采集和显示，并可以根据需要任意 设定上下限报警温度，它使用起来方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体 积小、功耗低等优点，适合我们日常生活和工农业生产中的温度测量，也可以 当做温度处理模块嵌入其他系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20和AT89C51结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合 与恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。 本设计首先是确定目标，气候是各个功能模块的设计，再在Proteus软件上 进行仿真，修改，仿真。 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。

基于单片机的温度测量系统

基于51单片机的温度测量系统 来源：微计算机信息作者：赵娜赵刚于珍珠郭守清 摘要: 单片机在检测和控制系统中得到广泛的应用, 温度则是系统常需要测量、控制和保持的一个量。本文从硬件和软件两方面介绍了AT89C2051单片机温度控制系统的设计，对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述。 关键词: 单片机AT89C2051;温度传感器DS18B20;温度;测量 引言 单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛,并且在很多电子产品中也将其用到温度检测和温度控制。为此在本文中作者设计了基于atmel公司的AT89C2051的温度测量系统。这是一种低成本的利用单片机多余I/O口实现的温度检测电路, 该电路非常简单, 易于实现, 并且适用于几乎所有类型的单片机。 一.系统硬件设计 系统的硬件结构如图1所示。 数据采集 数据采集电路如图2所示, 由温度传感器DS18B20采集被控对象的实时温度, 提供给AT89C2051的口作为数据输入。在本次设计中我们所控的对象为所处室温。当然作为改进我们可以把传感器与电路板分离，由数据线相连进行通讯，便于测量多种对象。 DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，支持3V～的电压范围，使系统设计更灵活、方便；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。DS18B20使电压、特性有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。如图2所示DS18B20的2脚DQ为数字信号输入/输出端；1脚GND为电源地；3脚VDD为外接供电电源输入端。 AT89C2051（以下简称2051）是一枚8051兼容的单片机微控器，与Intel的MCS-51完全兼容，内藏2K的可程序化Flash存储体，内部有128B字节的数据存储器空间，可直接推动LED，与8051完全相同，有15个可程序化的I/O点，分别是P1端口与P3端口（少了）。 接口电路 图2 单片机2051与温度传感器DS18B20的连接图 接口电路由ATMEL公司的2051单片机、ULN2003达林顿芯片、4511BCD译码器、串行EEPROM24C16（保存系统参数）、MAX232、数码管及外围电路构成, 单片机以并行通信方式从～口输出控制信号,通过4511BCD译码器译码，用2个共阴极LED静态显示温度的十位、

基于51单片机的数字温度计设计

基于51单片机的数字温度计设计 一．课题选择 随着时代的发展，控制智能化，仪器小型化，功耗微量化得到广泛关注。单片机控制系统无疑在这方面起到了举足轻重的作用。单片机的应用系统设计业已成为新的技术热点，其中数字温度计就是一个典型的例子，它可广泛应用与生产生活的各个方面，具有巨大的市场前景。 二．设计目的 1.理解掌握51单片机的功能和实际应用。 2.掌握仿真开发软件的使用。 3.掌握数字式温度计电路的设计、组装与调试方法。 三．实验要求 1.以51系列单片机为核心器件，组成一个数字式温度计。 2.采用数字式温度传感器为检测器件，进行单点温度检测。 3.温度显示采用4位LED数码管显示，三位整数，一位小数。 四．设计思路 1.根据设计要求，选择STC89C51RC单片机为核心器件。 2.温度检测采用DS18B20数字式温度传感器。与单片机的接口为P 3.6引脚。 3.采用usb数据线连接充电宝供电，接电后由按钮开关控制电路供电。 硬件电路设计总体框图为图1： 五．系统的硬件构成及功能 1.主控制器 单片机STC89C51RC具有低电压供电和体积小等特点，有40个引脚,其仿真图像如下图所示：

2.显示电路 显示电路采用4位共阳LED数码管，从P3口RXD,TXD串口输出段码。LED数码管在仿真软件中如下图所示： 3.温度传感器 DS18B20是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下： 1.独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯。 2.简单的多点分布应用。 3.无需外部器件。 4.可通过数据线供电。 5.零待机功耗。 6.测温范围-55~+125摄氏度。 其电路图如下图所示：

基于单片机的温控器

天津理工大学 课程设计报告 题目：基于单片机的温控器设计 学生姓名李天辉学号 20101009 届 2013 班级电气4班 指导教师专业电气工程及其自动化

说明 1. 课程设计文本材料包括设计报告、任务书、指导书三部分，其中 任务书、指导书由教师完成。按设计报告、任务书、指导书顺序装订成册。 2. 学生根据指导教师下达的任务书、指导书完成课程设计工作。 3. 设计报告内容建议主要包括：概述、系统工作原理、系统组成、设计内容、小结和参考资料。 4. 设计报告字数应在3000-4000字，采用电子绘图、采用小四号宋 体、1.25倍行距。 5.课程设计成绩由平时表现（30%）、设计报告（30%）和提问成绩（40%） 组成。

课程设计任务书、指导书 课程设计题目： Ⅰ.课程设计任务书 一、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作量） 当今社会，温控器已经广泛应用于电冰箱、空调和电热毯等领域中。其优点是控制精度高，稳定性好，速度快自动化程度高，温度和风速全自动控制，操作简单可靠，对执行器要求低，故障率低，效果好。目前国内外生产厂家正在研究开发第三代智能型室温空调温控器，应用新型控制模型和数控芯片实现智能控制。现在已有国内厂家生产出了智能型室温空调温控器，并已应用于实际工程。 本课程设计要求设计温度控制系统，主要由温度数据采集、温度控制、按键和显示、通讯等部分组成。温度采集采用NTC或PTC热敏电阻（或由电位器模拟）或集成温度传感器、集成运算放大器构成的信号调理电路、AD转换器组成。温控部分采用交流开关BT136通过改变导通角进行调压限流达到控制加热丝温度的目的。 温度控制算法采用PID控制，可以采用普通PID或模糊PID。对控制PID参数进行整定，进行MATLAB仿真，说明控制效果。进行程序编制。 设计通讯协议，并能够通过RS485总线将数据传回上位机。2．课程设计的要求 1、选择相应元器件设计温度控制系统原理图并绘制PCB版图。 2、进行PID控制算法仿真，设计PID参数，或模糊PID规则。 3、系统功能要求：a要能够显示实时温度；b能够进行温度设置；c 能够进行PID参数设定；d能够把数据传回上位机；e可以设定本机地址。F温度控制范围0~99.9度。 4、编制程序并调试通过，并有程序流程图。

《基于单片机的温度控制系统的设计》

序号（学号）：040930727 长春大学光华学院 毕业设计（论文） 姓名魏明岩 系别 专业 班级0409307 指导教师马春龙 年月日

目录 摘要 (1) 第一章前言 (3) 1.1课题背景和意义 (3) 1.2温度控制系统的使用 (3) 1.3毕业设计任务 (4) 第二章系统方案 (5) 2.1水温控制系统设计任务和要求 (5) 2.2水温控制系统部分 (5) 2.3控制方式 (7) 第三章系统硬件设计 (8) 3.1总体设计框图及说明 (8) 3.2外部电路设计 (8) 3.3单片机系统电路设计 (9) 第四章系统软件设计和调试 (13) 4.1 程序框架结构 (13) 4.2程序流程图及部分程序 (13) 4.3 系统安装调试和测试 (17) 第五章结论 (18) 致谢 (19) 参考文献 (20) 附件1（程序代码） (20) 附件2（电路原理图） (27)

基于单片机的水温控制系统 【摘要】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，使得控制性能难以提高，有些工艺过程其温度控制的好坏直接影响着产品的质量，因而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单片机为核心，以PID算法控制以及PID参数整定相结合的控制方法来实现的水温控制系统，其硬件电路还包括温度采集、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】单片机AT89C51；温度控制；温度传感器PT1000；PID 调节算法 The summary: Temperature is the main control of industrial control of parameters,In temperature control, due to temperature controlled object properties (such as inertia big, big, lagging effect of nonlinear, etc.), to improve performance, some process temperature control of its direct impact on the quality of the product, and designed a kind of ideal temperature control system is a very valuable.In order to realize high precision temperature measurement and control, this paper introduces a meter taking Atmel company low-power high-performance CMOS chip as the core, and the PID control algorithm with PID parameters combination of control method to realize the temperature control system, the hardware circuit including temperature, temperature

单片机课程设计(温度控制系统)

温度控制系统设计 题目: 基于51单片机的温度控制系统设计姓名: 学院: 电气工程与自动化学院 专业: 电气工程及其自动化 班级: 学号: 指导教师:

2015年5月31日 摘要： (3) 一、系统设计 (3) 1.1 项目概要 (3) 1.2设计任务和要求： (4) 二、硬件设计 (4) 2.1 硬件设计概要 (4) 2.2 信息处理模块 (4) 2.3 温度采集模块 (5) 2.3.1传感器DS18b20简介 (5) 2.3.2实验模拟电路图 (7) 2.3.3程序流程图 (6) 2.4控制调节模块 (9) 2.4.1升温调节系统 (9) 2.4.2温度上下限调节系统 (8) 2.43报警电路系统 (9) 2.5显示模块 (12) 三、两周实习总结 (13) 四、参考文献 (13) 五、附录 (15)

5.1原理图 (15) 摘要： 在现代工业生产中，温度是常用的测量被控因素。本设计是基于51单片机控制，将DS18B20温度传感器实时温度转化，并通过1602液晶对温度实行实时显示，并通过加热片（PWM波，改变其占空比）加热与步进电机降温逐次逼近的方式，将温度保持在设定温度，通过按键调节温度报警区域，实现对温度在0℃-99℃控制的自动化。实验结果表明此结构完全可行，温度偏差可达0.1℃以内。 关键字：AT89C51单片机；温控；DS18b20 一、系统设计 1.1 项目概要 温度控制系统无论是工业生产过程，还是日常生活都起着非常重要的作用，过低或过高的温度环境不仅是一种资源的浪费，同时也会对机器和工作人员的寿命产生严重影响，极有可能造成严重的经济财产损失，给生活生产带来许多利的因素，基于AT89C51的单片机温度控制系统与传统的温度控制相比具有操作方便、价价格便宜、精确度高和开展容易等优点，因此市场前景好。

基于单片机测温系统意义

摘要 目前，在自动控制领域用温度作为一种控制量对系统进行自动控制已经越来越普遍。针对这种实际情况本文设计了一种简单实用的温度报警系统。本设计采用了单片机AT89S52和温度传感器DS18B20组成了温度自动测控系统，可根据实际需要任意设定温度值，并进行自动控制。在此设计中利用了AT89S52单片机作为主控制器件，DS18B20作为测温传感器通过LCD数码管串口传送数据，实现温度显示。通过DS18B20直接读取被测温度值，进行数据转换，能够设置温度上下限来设置报警温度。并且在到达报警温度后，系统会自动报警。 关键词：自动控制温度单片机报警

Abstract Now it is very common to use temperature as a control volume to achieve automatic control. This paper designed a simple and practical auto temperature alarm system to meet the actual condition. This design uses a microcontroller AT89S52 and temperature sensor DS18B20 automatic temperature control system formed can be arbitrarily set the temperature according to the actual value and for automatic control. In this design using the AT89S52 microcontroller as the main control device, DS18B20 as an LCD digital temperature sensor tube through the serial transmission of data, to achieve temperature display. DS18B20 measured by direct reading temperature values, data conversion, to set the temperature to set the alarm on the lower temperature. And the temperature reaching the alarm, the system will automatically alarm. Keywords: achieve automatic control temperature AT89S52 alarm

(完整版)基于51单片机的数字温度计

硬件课程设计实验报告课题：数字温度计 班级： 作者： 学号： 指导老师： 课设评价： 课设成绩：

目录 一．需求分析 (1) 二．概要设计 (1) 三．硬件电路设计 (3) 四．系统软件设计 (5) 五．软件仿真 (8) 六．实际连接与调试 (9) 七．本次课设的收获与感受 (11) 附录（程序源代码） (12)

一．需求分析 功能要求： 测量环境温度，采用接触式温度传感器测量，用数码管显示温度值。 设计要求： （一）功能要求 (1) 由4位数码管显示当前温度。 (2) 具备报警，报警门限通过键盘设置。 (3) 精度为0.5℃。 （二）画出参考的电路原理图 （三）画出主程序及子程序流程图、画出MCS51内部RAM分配图，并进行适当地解释。 （四）写出实现的程序及实现过程。并进行适当地解释说明。 二．概要设计 （一）方案选择 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。进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。 （二）系统框图 该系统可分为以下七个模块： （1）控制器：采用单片机STC89C52对采集的温度数据进行处理； （2）温度采集：采用DS18B20直接向控制器传输12位二进制数据； （3）温度显示：采用了4个LED共阴极七段数码管显示实际温度值； （4）门限设置：主要实现模式切换及上下门限温度的调节； （5）报警装置：采用发光二极管进行报警，低于低门限或高于高门限均使其发光； （6）复位电路：对整个系统进行复位； （7）时钟振荡模块：为整个系统提供统一的时钟周期。

基于液晶显示的单片机温度控制设计

. ... . 《基于液晶显示的单片机温度控制设计》 实习报告 专业班级：电子信息科学与技术11级 组长：彪组别：一 组员：邢路飞王晓东李梁刚蔡云云李德龙宋文杰指导教师：谢艳新王海波 学期：2013-2014学年第1学期 实习地点：组成原理及单片机实验室 《基于液晶显示的单片机温度控制设计》实习报告

一、实验目的 随着现代科技的不段发展，对温度测量的工具越来越多并且精度也是越来高，但随着生活水平的不段提高，越来越多的人健康的关注倍加重视，特别是对暖空气的变化更加注意，在此我们特设计有关温度控制的系统，通过它可以设置度的上下限，当温度低于所设的温度的下限或是高于所设的温度的上限时就会发生报警，因此可以提醒您要注意温度变化。本制作轻巧灵便适合在私人家庭中运用，使用时可以通过四个按键的作用来设置系统初值，即可达到准确提醒您的作用。 二、设计题目：基于液晶显示的单片机温度控制设计 三、功能描述 本次设本系统主要研究的是利用MCS-51系列单片机中的AT89C51单片机来实现温度检测及控制，通过对89C51的P1口的高4位设置上限值、下限值、，因考虑到在设置温度TH和TL，所以本次设计采用四个按键来控制，通过按键之间的协调作用来完成温度设置值，由于温度的不同我们采取不同的信息来作为信号处理，所以在硬件电路中用蜂鸣器来报警做为提醒实现温度从IN0输入89C51的P1口低4位设置报警系统。ADC0809实现模拟输入到数字量的转换，通过1602数码管显示数据。 四、系统硬件设计 4.1时钟振荡电路 时钟振荡电路如图1所示。 图1 时钟振荡电路图

4.2测温电路 测温电路如图2所示。 图2 测温电路图4.3复位电路 复位电路如图3所示。 图3 复位电路图4.4 报警电路 报警电路如图4所示。 图4 报警电路图4.5显示电路 显示电路如图5所示。

(完整word版)基于51单片机的温度控制系统设计

基于51单片机的水温自动控制系统 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。 方案二：采用动态显示的方案 由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示，占用资源少，动态控制节省了驱动芯片的成本，节省了电 ,但编程比较复杂，亮度不如静态的好。 由于对电路的功耗要求不大，因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。

基于单片机的数字温度计设计报告

课程设计报告 引言 随着电子技术的不断发展，我们能应用到的电子产品也越来越多。而生活中我们用的很多电子产品都越来越轻巧，价格也越来越便宜．利用电子芯片实现的东西也越来越来越多，比如数字温度计。当然，非电子产品的常用温度计也很便宜。此次课设论文所介绍的是自己动手制作的一个高精度数字温度计。本次课设不但丰富了课余生活，还从实践中学到并了很多新知识，并从中巩固了以前的知识。 用Protel 99软件来设计制作电路板——PCB(Printed circuit Bound)。在PCB上，布置一系列的芯片、电阻、电容等元件，通过PCB上的导线相连，构成电路，一起实现一定的功能。电路通过连接器或者插槽进行输入/输出，有时还有显示部分（如发光二极管LED、.数码显示器等）。可以说，PCB是一块连接板，它的主要目的是为元件提供连接，为整个电路提供输入输出端口和显示，电气连接通性是PCB最重要的特性之一。PCB在各种电子设备中有如下功能：（1）提供集成电路等各种电子元件固定、装配的机械支撑。（2）实现集成电路等各种电子元件之间的布线和电气连接或电绝缘，提供所要的电气特性。（3）为电动装配提供阻焊徒刑，为元器件插装、检查、维修提供识别符和图形。 做本课题的所用到的知识是我们学过的模拟电子电路以及数字逻辑电路等，当然还用到了刚刚学过不久的单片机知识。本次课设是把理论和实践结合起来，这不但可以锻炼自己的动手能力，而且还可以加深对数字逻辑电路和模拟电子电路的学习和理解。同时也激起了我学好单片机的斗志。为了全面清晰的表达，本论文用图文并茂的方式，尽可能详细的地介绍此次设计的全过程。

1．设计务任和要求 1.1、基本范围-20℃——100℃ 1.2、精度误差小于0.5℃ 1.3、LED 数码直读显示 1.4、可以任意设定温度的上下限报警功能 2. 系统总体方案及硬件设计 2.1数字温度计设计方案论证 2.1.1方案一 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，其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算，感温电路比较麻烦。而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影响从而出现较大的偏差。 2.1.2 方案二 考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，电路简单，精度高，软硬件都以实现，而且使用单片机的接口便于系统的再扩展，满足设计要求。 从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，费用较低，可靠性高，软件设计也比较简单，故采用了方案二。 2.2系统总体设计 温度计电路设计总体设计方框图如图2.1所示，控制器采用单片机STC89C52，温度传感器采用DS18B20，用4位LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。

基于单片机的温度控制器附程序代码

生产实习报告书 报告名称基于单片机的温度控制系统设计姓名 学号0138、0140、0141 院、系、部计算机与通信工程学院 专业信息工程10-01 指导教师 2013年 9 月 1日

目录 1.引言.................................. 错误!未定义书签。 2.设计要求.............................. 错误!未定义书签。 3.设计思路.............................. 错误!未定义书签。 4.方案论证.............................. 错误!未定义书签。方案一................................................. 错误!未定义书签。方案二................................................. 错误!未定义书签。 5.工作原理.............................. 错误!未定义书签。 6.硬件设计.............................. 错误!未定义书签。单片机模块............................................. 错误!未定义书签。 数字温度传感器模块 .................................... 错误!未定义书签。 DS18B20性能......................................... 错误!未定义书签。 DS18B20外形及引脚说明............................... 错误!未定义书签。 DS18B20接线原理图................................... 错误!未定义书签。按键模块............................................... 错误!未定义书签。声光报警模块........................................... 错误!未定义书签。数码管显示模块......................................... 错误!未定义书签。 7.程序设计.............................. 错误!未定义书签。主程序模块............................................. 错误!未定义书签。 读温度值模块.......................................... 错误!未定义书签。 读温度值模块流程图： ................................. 错误!未定义书签。

基于单片机的温湿度检测及显示

1设计的意义 最近几年来,随着科技的飞速发展,单片机领域正在不断的走向社会各个角落,还带动传统控制检测日新月异更新。在实时运作与自动控制的单片机应用到系统中,单片机如今就是作为一个核心部件来使用,仅掌握单片机方面知识就是不够的,还应根据其具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,加以完善。“单片机原理及应用课程设计”就是电子类专业的学科基础科,它就是继“汇编语言程序设计”,“接口技术”等课程之后开出的实践环节课程。 与此同时,现代社会越来越多的场所会涉及到温度与湿度并将其显示。由于温度与湿度不管就是从物理量本身还就是在实际人们的生活中都有着密切的关系,例如:冬天温度为18至25℃,湿度为30%至80%;夏天温度为23至28℃,湿度为30%至60%。在此范围内感到舒适的人占95%以上。在装有空调的室内,室温为19至24℃,湿度为40%至50%时,人会感到最舒适。如果考虑到温、湿度对人思维活动的影响,最适宜的室温度应就是工作效率高。18℃,湿度应就是40%至60%,此时,人的精神状态好,思维最敏捷。所以,本课程设计就就是通过单片机驱动LCD1602,液晶显示温湿度,通过此设计,可以发现本设计有一定的扩展性,而且可以作为其她有关设计的基础。

2设计原理 2、1设计目标 2.1.1基本功能 检测温度、湿度 显示温度、湿度 过限报警 2.1.2主要技术参数 温度检测范围: -30℃至+55℃ 测量精度: ±2℃ 湿度检测范围: 20%-90%RH 检测精度:±5%RH 显示方式: 温度:四位显示湿度:四位显示 报警方式: 三极管驱动的蜂鸣器报警 2、2设计原理 温湿度监测系统要满足以下条件:温湿度监测系统能完成数据采集与处理、显示、串行通信、输出控制信号等多种功能。由数据采集、数据调理、单片机、数据显示等4个大的部分组成。该测控系统具有实时采集(检测粮库内的温湿度)、实时显示(对监测到的进行显示)、实时警报(根据监测的结果,超出预设定的值的进行蜂鸣警告)的功能。 传感器就是实现测量首要环节,就是监测系统的关键部件,如果没有传感器对原始被测信号进行准确可靠的捕捉与转换,一切准确的测量与控制都将无法实现。工业生产过程的自动化测量与控制,几乎主要依靠各种传感器来检测与控制生产过程中的各种参量,使设备与系统正常运行在最佳状态,从而保证生产的高效率与高质量。 一般温湿度控制系统中的温湿度测量均采用热敏电阻与湿敏电容,这种传统的模拟式温湿度传感器一般都需要设计信号调理电路并经过复杂的校准与标定过程,因此测量精度难以保证,且在线性度、重复性、互换性等方面也存在一定问