当前位置：文档库 › 基于单片机的温度控制系统

基于单片机的温度控制系统

本科毕业设计说明书

基于单片机的温度控制系统

THE TEMPRETURE CONTROL SYSTEM BASED ON SINGLE

CHIP MICROCOMPUTER

学院（部）：电气与信息工程学院

专业班级：电气工程及其自动化

学生姓名：

指导教师：

2013 年05 月25 日

基于单片机的温度控制系统

摘要

本设计以AT89C51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路、PC机与单片机串口通讯电路和一些接口电路。单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的。文中还着重介绍了软件设计部分，在这里采用模块化结构，主要模块有：数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、继电器控制程序、超温报警程。该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记录当前的时间。系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，计算温度子程序、按键处理程序、LCD显示程序以及数据存储程序等。

关键词：AT89C51，单片机，DS18B20温度芯片，温度控制

THE TEMPRETURE CONTROL SYSTEM BASED ON SINGLE

CHIP MICROCOMPUTER

ABSTRACT

The at89c51 monolithic integrated circuit is take as core temperature control system's principle of work and design method. The temperature signal by the temperature chip DS18B20 gathering, and transmits by digital signal's way for the monolithic integrated circuit. The control system's hardware part is introduced.Including:Temperature,examination,electric,circuit,temperature-contr ol circuit, PC machine and monolithic integrated circuit serial port communication channel and some interface circuit. The monolithic integrated circuit through carries on corresponding processing to the signal, thus realizes the temperature control goal. In the article also emphatically introduced the software design part, uses the modular structure in here, the main module includes: Nixietube display sequence, keyboard scanning and pressed key disposal procedure, temperature signal processing procedure, black-white control procedure, excess temperature warning procedure.

KEYWORDS：AT89C51 monolithic integrated circuit，DS1820 temperature chip，temperature control，serial port communication

摘要（中文）.............................................................. I 摘要（英文）............................................................. II 1绪论.. (1)

1.1 中外温度控制系统的发展状况 (1)

1.1.1 国外温度测控系统研究 (1)

1.1.2 国内温度测控系统研究 (1)

1.2 温度控制系统研究意义 (1)

1.3 温度控制系统的实现方法 (4)

2方案设计 (6)

2.1 系统工作原理 (6)

2.2 各模块设计 (6)

2.2.1 温度传感器电路 (6)

2.2.2 通用键盘显示电路设计 (8)

2.2.3 温度控制及超温报警电路 (9)

2.2.4 数模转换模块设计 (11)

2.2.5 数据存储器扩展模块 (12)

3硬件介绍 (14)

3.1 AT89C51单片机简介 (14)

3.1.1 主要特性 (14)

3.1.2 管脚说明 (15)

3.1.3 振荡器特性 (16)

3.1.4 芯片擦除 (16)

3.2 8279芯片简介 (17)

3.2.1 引脚介绍 (17)

3.2.2 8279的编程方法 (19)

3.2.3 8279的操作 (21)

3.2.4 8279 编程举例 (23)

3.3 62256芯片简介 (25)

3.3.1 62256 引脚功能 (25)

3.3.2 62256引脚图 (26)

3.4 74LS373简介 (27)

3.5 DS1820简介 (27)

3.5.1 DS18B20的内部结构 (28)

3.5.2 DS18B20温度传感器的存储器 (28)

3.5.3 DS1820使用中注意事项 (29)

4软件设计 (31)

4.1 程序结构分析 (31)

4.2 子程序设计 (34)

4.2.1 读出温度子程序 (34)

4.2.2 LED数码显示管程序 (35)

4.2.3 键盘扫描及按键处理子程序 (36)

5结束语 (38)

参考文献 (40)

致谢 (41)

1绪论

1.1 中外温度控制系统的发展状况

1.1.1 国外温度测控系统研究

国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。

1.1.2 国内温度测控系统研究

我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。

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。成熟的温控产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主，它们只能适应一般温度系统控制，而用于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，国内技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少。随着我国经济的发展及加入WTO，我国政府及企业对此都非常重视，对相关企业资源进行了重组，相继建立了一些国家、企业的研发中心，开展创新性研究，使我国仪表工业得到了迅速的发展。

1.2 温度控制系统研究意义

二十一世纪是科技高速发展的信息时代，电子技术、微型单片机技术的应用更是空前广泛，伴随着科学技术和生产的不断发展，需要对各种参数进行温度测量。因此温度一词在生产生活之中出现的频率日益增多，与之相对应的，温度控制和测量也成为了生活生产中频繁使用的词语，同时它们在各行各业中也发挥着重要的作用。如在日趋发达的工业之中，利用测量与控制温度来保证生产的正常运行。在农业中，用于保证蔬菜大棚的恒温保产等。

温度是表征物体冷热程度的物理量，温度测量则是工农业生产过程中一个很重要

而普遍的参数。温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用。由于温度测量的普遍性，温度传感器的数量在各种传感器中居首位。而且随着科学技术和生产的不断发展，温度传感器的种类还是在不断增加丰富来满足生产生活中的需要。

在单片机温度测量系统中的关键是测量温度、控制温度和保持温度，温度测量是工业对象中主要的被控参数之一。因此，单片机温度测量则是对温度进行有效的测量，并且能够在工业生产中得到了广泛的应用，尤其在电力工程、化工生产、机械制造、冶金工业等重要工业领域中，担负着重要的测量任务。在日常生活中，也可广泛实用于地热、空调器、电加热器等各种家庭室温测量及工业设备温度测量场合。但温度是一个模拟量，如果采用适当的技术和元件，将模拟的温度量转化为数字量虽不困难，但电路较复杂，成本较高。

现代工业设计，工程建设及日常生活中温度控制都起着重要的作用，早期的温度控制主要用于工厂时间生产中，能起到实时采集温度数据，提高生产效率，产品质量之用。随着人们生活质量的提高，现代社会中的温度控制不仅应用在工厂生产方面也应用于酒店，厂房以及家庭生活中，在有些应用中，如高精度的生产厂房，对温度的要求极其严格，温度的变化极有可能对生产的产品造成极大的影响。因此，这就需要一种能够及时检测温度变化以及温度变化的设备，提供温度数据值，使人们对温度的变化做及时的调整，多点温度控制可根据人们不同的应用环境自行设置该环境的温度值，及时反映生产，生活中温度变化使人们能及时看到温度变化的第一手资料，提示人们温度变化情况，协助人们能及时的调整，起到温度报警作用，使温度控制更好的服务于社会生产，生活。电子技术的飞速发展，给人类的生活带来了根本的的变革，特别是随着大规模集成电路的产生而出现了微型计算机，更是将人类社会带入了一个新的时代。利用微机的强大功能。人们可以完成各种各样的控制。

然而，微机造价高，对于大多数的工业控制来说，也并不需要微机那样强大的功能，于是单片机就运用而生了。单片机其实就是一个简化的微机，将微机的CPU，存储器，I/O接口。定时器/计数器等集成在一片芯片上就是单片机了，它主要用来完成各种控制功能。相对微机来说，单片机价格低，非常适合于应用在简单的控制场合以降低成本。另外，单片机是按照工业控制要求设计的，其可靠性很高，可在工业现场复杂的环境下运行。单片机依靠其高的可靠性和极高的性价比，在工业控制，数据采集，智能化仪表，家用电器等方面得到极为广泛的应用。温度是表征物体冷热程度的物理量，温度测量则是工农业生产过程中一个很重要而普遍的参数。温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用。由于温度测量的普遍性，温度传感器的数量在各种传感器中居首位。而且随着科学技术和生产的不断发展，温度传感器的种类还是在不断增加丰富来满足生产生活中的需要。在

单片机温度测量系统中的关键是测量温度、控制温度和保持温度，温度测量是工业对象中主要的被控参数之一。因此，单片机温度测量则是对温度进行有效的测量，并且能够在工业生产中得到了广泛的应用，尤其在电力工程、化工生产、机械制造、冶金工业等重要工业领域中，担负着重要的测量任务。在日常生活中，也可广泛实用于地热、空调器、电加热器等各种家庭室温测量及工业设备温度测量场合。但温度是一个模拟量，如果采用适当的技术和元件，将模拟的温度量转化为数字量虽不困难，但电路较复杂，成本较高。

温度、湿度和人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工业生产中最常见最基本的工艺参数，例如机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要对温度湿度的检测与控制。并且随着人们生活水平的提高，人们对自己的生存环境越来越关注。而空气中温湿度的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的影响，所以对温度湿度的检测及控制就非常有必要了。

随着科技的飞速发展和普及，高性能设备越来越多，各行各业对温湿度的要求也越来越高。传统的温湿度检测模式是以人为基础，依靠人工轮流值班，人工巡回查看等方式来测量和记录环境状况信息。在这种模式下，不仅效率低不利于人才资源的充分利用，而且缺乏科学性，许多重大事故都是由人为因素造成的，人工维护缺乏完整的管理系统。而问世监控系统就可以解决这样人才资源浪费，管理不及时的问题，这是由于它的智能化设计所决定的。故本次设计对于类似项目还具有普遍意义。

8051单片机是常用于控制的芯片，在智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面取得了令人瞩目的成果，用其作为温湿度控制系统的实力也很多。使用8051单片机能够实现温湿度全程的自动控制，而且8051单片机易于学习掌握，性价比高。

使用8051型单片机设计温湿度控制系统，可以即时精确的反应温室内的温度以及适度的变化。完成诸如升温到特定的温度、降温到特定的温度。在温度上下限范围内保持恒温等多种控制方式，在湿度控制方面也是如此。将此系统应用到温室当中无疑为植被生长提供了更加适宜的环境。对于大棚种植和花圃、花卉栽培，必须在某些特定环境安装温湿度装置对其进行监控。本系统可以及时、精确的反映室内的温度以及湿度的变化，能够满足温湿度的控制要求。

温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域 ,如家电、汽车、材料、电力电子等 ,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同 , 在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。传统的继电器调温电路简单实用 ,但由于继电器动作频繁 ,可能会因触点不良而影响正常工作。控制领域还大量采用传统的PID控制方式,但PID控制对象的模型难以建立,并且当扰动因素不明确时,

参数调整不便仍是普遍存在的问题。而采用数字温度传感器DS18B20，因其内部集成了A/D转换器，使得电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片机更加具有扩展性。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头，探入到狭小的地方，增加了实用性。更能串接多个数字温度传感器DS18B20进行范围的温度检测。

1.3 温度控制系统的实现方法

温度控制电路广泛应用于社会生活的各个领域,如家电、汽车、材料、电力电子等,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同,传统的继电器调温电路简单实用,但由于继电器动作频繁,可能会因触点不良而影响正常工作。采用主回路无触点控制,克服继电器接触不良的缺点,且维修方便,缺点是温度控制范围小,精度不高。本文就最近几年快速发展的PID温控,模糊控制,神经网络控制在温度控制中的应用做一综述。

模糊控制是基于模糊逻辑的描述一个过程的控制算法,主要嵌入操作人员的经验和直觉知识。它适用于控制不易取得精确数学模型和数学模型不确定或经常变化的对象。电力系统的模型通常是不完善的,即使模型已知,也存在参数变化的问题。PID控制简单、方便,但难以解决非线性和参数的变化,模糊控制不需要装置的精确模型,仅依赖于操作人员的经验和直观判断,非常容易应用。模糊温控的实现:(1)将温控对象的偏差和偏差变化率以及输出量划分为不同的模糊值,建立规则,例如,IF温度太高OR温度正在上升,THEN 减少控制输入,或风冷。将这些模糊规则写成模糊条件语句,形成模糊模型。(2)根据控制查询表,形成模糊算法。(3)对温度误差采样的精确量模糊化,经过数学处理输入计算机中,计算机根据模糊规则推理做出模糊决策,求出相应的控制量,变成精确量去驱动执行机构,调整输入,达到调节温度,使之稳定的目的。同传统的PID控制比较,模糊控制响应快,超调量小,参数变化不敏感。

人工神经网络是当前主要的、也是重要的一种人工智能技术,是一种采用数理模型的方法模拟生物神经细胞结构及对信息的记忆和处理而构成的信息处理方法。它用大量简单的处理单元广泛连接形成各种复杂网络,拓扑结构算法各异,其中误差反向传播算法(即BP算法)应用最为广泛。温度控制系统由于负载的变化以及外界干扰因素复杂,而PID控制只能对电参数的影响做精确的计算,对于外界环境的变化只能做近似的估算,影响控制精度。人工神经网络以其高度的非线映射,自组织,自学习和联想记忆等功能,可对复杂的非线性系统建模。该方法响应速度快,抗干扰能力强,算法简单,且易于用硬件和软件实现。训练方法实际是网络的自学习过程,即根据事先定义好的学习规则,按照提

供的学习实例,调节网络系统各节点之间相互连接的权值大小,从而达到记忆,联想,归纳等目的。在温控系统中,将温度的影响因素如天气、气温、外加电压、被加热物体性质以及被加热物体温度等作为网络的输入,将其输出作为PID控制器的参数,以实验数据作为样本,在微机上反复迭代,随实验与研究的进行与深入,自我完善与修正,直至系统收敛,得到网络权值,达到自整定PID控制器参数的目的。mnn(memory neuron network)在每个网络节点增加了记忆神经元,在学习动态非线性系统时,不须知道实际系统过多的结构,同时当系统滞后比较大时不会造成网络庞大难以训练。

PID控制即比例、积分、微分控制。自19世纪40年代开始以来,广泛应用在工业生产中,长期以来,由于其结构简单、实用、价格低,在广泛的过程领域内可以实现满意的控制。温控系统将热电偶实时采集的温度值与设定值比较,差值作为PID功能块的输入。PID算法根据比例、积分、微分系数计算出合适的输出控制参数,利用修改控制变量误差的方法实现闭环控制,使控制过程连续,是很普通的调节方法。其缺点是现场PID参数整定麻烦,被控对象模型参数难以确定,外界干扰会使控制漂离最佳状态。提出一种PID参数自整定的温度控制算法,采用简化临界比例度整定法,只需整定一个参数,提高了参数的整定效率,用编程的方法实现在线参数自整定。应用这种规则的系统特点是其瞬态响应超调量小,抗干扰能力强,且振荡有足够的阻尼,具有良好的选择性和灵敏度。效果得到了改善。针对大功率二极管应用中的技术困难,提出开关型大电流双向输出模型和含PID调节器的双闭环控制。本文即采用PID算法来实现温控系统的设计。

2方案设计

2.1 系统工作原理

单片机温度控制系统是以AT89C51单片机为控制核心，辅以采样反馈电路，驱动电路，晶闸管主电路对电炉炉温进行控制的微机控制系统。系统的原理框图如图2-1所示，其基本控制原理为: 用键盘将温度的设定值送入单片机，并在LED 显示，启动运行后，通过信号采集电路将温度信号采集到后，送入单片机系统进行PID 控制运算，将控制量输出，改变可控硅管的接通时间便可改变加热丝功率，以达到调节温度的目的控制电阻炉的加热。

当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障，或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候，单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声。

图2-1 系统原理图 2.2 各模块设计 2.2.1 温度传感器电路

采用一线制数字温度传感器DS18B20来作为本课题的温度传感器。传感器输出信号进4.7K 的上拉电阻直接接到单片机的P1.0引脚上。

DS18B20温度传感器是美国达拉斯(DALLAS)半导体公司推出的应用单总线技术的

AT89C51

8279

键盘与显示

数存扩展

温控电路

电炉

传感器

数模转换

数字温度传感器。该器件将半导体温敏器件、A/D 转换器、存储器等做在一个很小的集成电路芯片上。本设计中温度传感器之所以选择单线数字器件DS18B20，是在经过多方面比较和考虑后决定的，主要有以下几方面的原因：

（1）系统的特性：测温范围为-55℃～+125℃ ，测温精度为士0.5℃；温度转换精度9～12位可变，能够直接将温度转换值以16位二进制数码的方式串行输出；12位精度转换的最大时间为750ms ；可以通过数据线供电，具有超低功耗工作方式。

（2）系统成本：由于计算机技术和微电子技术的发展，新型大规模集成电路功能越来越强大，体积越来越小，而价格也越来越低。一支DS18B20的体积与普通三极管相差无几，价格只有十元人民币左右。

（3）系统复杂度：由于DS18B20是单总线器件，微处理器与其接口时仅需占用1个I/O 端口且一条总线上可以挂接几十个DS18B20，测温时无需任何外部元件，因此，与模拟传感器相比，可以大大减少接线的数量，降低系统的复杂度，减少工程的施工量。

（4）系统的调试和维护：由于引线的减少，使得系统接口大为简化，给系统的调试带来方便。同时因为DS18B20是全数字元器件，故障率很低，抗干扰性强，因此，减少了系统的日常维护工作。

DS18B20温度传感器只有三根外引线：单线数据传输总线端口DQ ，外供电源线VDD ，共用地线GND 。DS18B20有两种供电方式：一种为数据线供电方式，此时VDD 接地，它是通过内部电容在空闲时从数据线获取能量，来完成温度转换，相应的完成温度转换的时间较长。这种情况下，用单片机的一个I/O 口来完成对DS18B20总线的上拉。另一种是外部供电方式(VDD 接+5V)，相应的完成温度测量的时间较短。

在本设计中采用外部供电方式实现DS18B20传感器与单片机的连接，其接口电路如图2-2所示。

图2-2温度传感器电路

3 2 1

VCC

P1.0

2.2.2 通用键盘显示电路设计

如图2-3所示，ALE信号作为8279的时钟信号，从而与时钟同步。8279的中断信号IRQ接到单片机的P1.1引脚。缓冲器地址A0接到单片机的P2.5引脚，片选信号则接到单片机的P2.6引脚。读写信号分别和单片机的读写信号相连。8279的数据线D0-D7与单片机的数据线直接相连。

8279与AT89C51的许多信号是兼容的，可直接链接，十分方便。8279的8位数据线直接连接到AT89C51的P0口。读写信号分别于89C51的读写信号相连接。AT89C51的锁存信号ALE接8279的CLK，在内部分频后产生共内部时钟信号。8279的终端请求信号经一个反相器反向后接AT89C51的P1.1.AT89C51的三个可寻址寄存器只需要两个地址，即命令/状态寄存器地址和数据寄存器地址。8279中与地址有关的信号为A0和片选信号，它们的链接情况直接决定着寄存器的地址，一旦硬件电路确定，寄存器的地址也就确定下来了。

LED的发光效率和颜色取决于制造的材料，一般常用红色，偶尔也用黄色或绿色。发光二极管LED是智能化测量控制仪表中简单而常用的输出设备，通常用来指示机器的状态或其他信息。它的优点是耗电省，配置灵活，接口方便，价格低，寿命长，对电流电压的要求不高及容易实现多路等。

LCD是一种被动显示器，它本身并不发光，只是调节光的亮度。目前常用的LCD 是根据液晶的扭曲一向列效应原理制成的，可得到黑底白字或白底黑字的显示形式。对于采用电池供电的便携式智能化测量控制仪表，考虑到低功耗的要求，常常需要采用液晶显示器，它体积小，重量轻，功耗极低，因此在仪器仪表中的应用十分广泛。但是必须借助外来光显示。

CRT显示器可以进行图形显示，但接口较复杂，成本也较高。

在多路温度巡检仪中只需要显示4位数字形式的温度和路数，可以不必使用价格较高的CRT；4位LED的工作电流为240mA左右，由于使用交流电源供电，足以提供LED显示器所需要的功率，对于LED而言，仅有4位，体积也很小，这样比较LED和LCD的诸多特点，本系统选择LED显示器。

键盘是一组按键的组合，它的作用主要是控制系统的工作状态以及向系统中输入数据和命令，有编码式键盘和非编码式键盘两类。

编码式键盘除了按键之外，还包括了产生键码的硬件电路、去抖动电路和多键、窜键保护电路。每按下一个键，能自动产生这个键的键码，与此同时，产生一个脉冲信号，通知CPU接收。这种键盘使用方便，接口程序简单，但是需要较多的硬件电路，价格较贵，一般的单片机应用系统较少采用。

非编码式键盘仅由排成行、列矩阵形式的按键组成，按键的作用只是简单的实现接点的接通或断开，键的去抖动、键的编码的形成和键的识别等均由软件来完成。由于它

经济实用，在单片机应用系统中广泛采用。

经过以上对比，可以采用非编码式键盘。

图2-3 键盘与显示电路 2.2.3 温度控制及超温报警电路

AT89C51对温度的控制是通过可控硅调控器实现的。可控硅功输出与通断时间关系草图如图所示。双向可控硅管和加热丝串联接在交流220V ，50Hz 交流试点回路。在给定的周期T 内，8031只要改变可控硅管的接通时间便可改变加热丝功率，以达到调节温度的目的。图示出了可控硅管在给定周期T 内具有不同接通时间的情况。显然，可控硅在给定周期T 的100%时间内接通的功率最大。

可控硅接通时间可以通过可控硅控制板上控制脉冲控制。该触发脉冲由单片机用软件在P1.2引脚上产生，受过零同步脉冲后经光偶管和驱动器输送到可控硅的控制极上。偏差控制的原理是先求出史册炉温对所需炉温的偏差值，然后对偏差值处理而获得控制信号去调节电阻炉的功率，以实现对电阻炉的炉温控制。

如图所示，利用电压控制信号进行移相控制的触发电路。该电路由同步电源，脉冲形成，放大和移相控制等环节组成。交流电源经同步变压器T1，D1-D4组成的桥式整流电路，以及由R1，1Z D 组成的限幅电路，形成梯形电压，用它作为触发电路的同步电源，同时作为电路中放大器的电源。

脉冲形成电路由单结晶管T B 和半导体三极管T2等组成。Vi 增大，T2的基极电位

驱动器

048C 159D 26A E 3

驱

动器

+5 V

b c d e f g dp 8279

CS A0ALE RD WR D0D7

89C51P2.6P2.5ALE P0

RD WR

OUTA 3

OUTA 2OUTA 1OUTA 0OUTB 3OUTB 2OUTB 1OUTB 0

SL0SL1SL2SL3

RL 3

RL 2RL 1RL 0

5.1 k Ω

100 Ω?á8

减小使其集电极电流增加，电容C1充电加快，相当于充电电阻减小,于是触发脉冲前移。可控硅导通角增大，vi减小，T2的基极电位增加使其集电极电流减小相当于充电电阻增加可控硅导通角减小。由此可见，三极管T2起了可变电阻的作用从而达到改变C1充电时间常数的目的。

当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障，或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候，单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声。具体电路连接如图所示。

电路中有一个三极管的保护电路，即将一个二极管反向接到三机管的两端。

图2-4可控硅输出功与通断时间关系

图2-5 温度控制电路

图2-6 超温报警电路

2.2.4 数模转换模块设计

0832由8位数据输入寄存器，8位DAC 寄存器和8位D/A 转换器组成。它是电流输出型的即将输入的数字量转换成模拟电流量输出。但在单片机系统中，往往需要电压信号输出，为此，将电流输出再通过运算放大器，即可得到输出电压。

蜂鸣器 BT

220V D1

D 组1

图2-7 DAC0832接口电路图

2.2.5 数据存储器扩展模块

系统板扩展了一片32K 的数据存储器62256，如图2-8所示。数据线D0-D7直接与单片机的数据地址复用口P0相连，地址的低8位A0-A7由锁存器74LS373获得，地址的高7位则直接与单片机的P2.0-P2.6相连。片选信号则由地址线A15（P2.7引脚）获得，读写信号分别于89C51的读写信号相连，低电平有效。

P0.7 -

P0.0

P2.6

D7 ILE - fb R D0 1OUT I 2OUT I GND CS XFER WR1 ref V WR2 AT89C51 0832 +5V

+12V

—

OUT U

—12V

ALE P2.7 RD WR

P0.0

P07

P2.0

P2.4

LE OE

D0 Q0

- -

D7 Q7

CS A0

OE -

WE A7

A12

图2-8 数据存储器扩展图

3硬件介绍

3.1 AT89C51单片机简介

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

3.1.1 主要特性

·与MCS-51 兼容

·4K字节可编程闪烁存储器

·寿命：1000写/擦循环

·数据保留时间：10年

·全静态工作：0Hz-24Hz

·三级程序存储器锁定

·128*8位内部RAM

·32可编程I/O线

·两个16位定时器/计数器

·5个中断源

·可编程串行通道

·低功耗的闲置和掉电模式

·片内振荡器和时钟电路

3.1.2 管脚说明

VCC：供电电压。

GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：

管脚备选功能

P3.0 RXD（串行输入口）

P3.1 TXD（串行输出口）

P3.2 /INT0（外部中断0）

P3.3 /INT1（外部中断1）

P3.4 T0（记时器0外部输入）

P3.5 T1（记时器1外部输入）

P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）

P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。

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

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