温度控制系统设计报告
温度控制系统设计开题报告
温度控制系统设计开题报告温度控制系统设计开题报告一、研究背景随着科技的不断进步和人们生活水平的提高，温度控制系统在各个领域的应用越来越广泛。
无论是家庭、工业生产还是医疗设备，温度控制都是确保设备正常运行和人们舒适生活的关键因素。
因此，设计一套高效可靠的温度控制系统对于提高生产效率和生活品质具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在设计一套温度控制系统，通过对环境温度进行实时监测和调节，实现温度的精确控制。
具体目标包括：1. 确定适用于不同环境的温度控制算法；2. 开发一套高效的温度传感器，能够准确快速地获取环境温度数据；3. 设计一个可靠的控制器，能够根据温度数据进行智能调节；4. 提供用户友好的界面，方便用户对温度控制系统进行操作和监测。
三、研究内容1. 温度控制算法本研究将探索不同的温度控制算法，包括PID控制算法、模糊控制算法和神经网络控制算法等。
通过比较不同算法的性能和适用范围，选择最合适的算法用于温度控制系统。
2. 温度传感器设计为了准确获取环境温度数据，本研究将设计一种高效的温度传感器。
传感器应具备高精度、快速响应和抗干扰能力，以确保温度数据的准确性。
3. 控制器设计基于所选的温度控制算法，本研究将设计一个可靠的控制器。
控制器应能够根据温度数据实时调节温度，同时具备稳定性和快速响应的特点。
4. 用户界面设计为了方便用户对温度控制系统的操作和监测，本研究将设计一个用户友好的界面。
界面应具备直观、简洁和易于操作的特点，使用户能够轻松地进行参数设置和实时监测。
四、研究方法本研究将采用实验研究和仿真模拟相结合的方法进行研究。
首先，通过实验测试不同温度控制算法的性能和适用范围。
然后，利用仿真软件对温度传感器和控制器进行设计和验证。
最后，搭建实际的温度控制系统原型，并进行实际操作和测试。
五、研究意义本研究的成果将具有以下意义：1. 提供一套高效可靠的温度控制系统，为各个领域的设备和生产提供重要支持；2. 提高生产效率和产品质量，减少能源消耗和资源浪费；3. 提升人们的生活品质，提供舒适的居住和工作环境；4. 推动温度控制技术的发展，为相关领域的研究提供参考和借鉴。
课程设计报告空调温度控制系统设计Word
课程设计课程设计名称：空调温度控制系统设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：课程设计地点：课程设计时间： 2008.12.29-01.04计算机控制技术课程设计任务书摘要近几年，随着人民生活水平的逐步提高，居住条件也越来越宽敞；另一方面，环境保护运动的蓬勃发展，也要求进一步提高制冷和空调系统的利用率。
此外，人们对舒适的生活品质与环境愈来愈重视，要求也愈来愈高，不仅对室内温、湿度提出了较高的要求，也希望室内环境趋于自然环境。
综观空调器的发展过程，有三个主要的发展阶段：(1)从异步电机的定频控制发展到变频控制。
(2)从异步电机变频控制发展到无刷直流电机的变频控制。
(3)控制方法从简单的开关控制向智能控制转变。
随着对变频空调器研究的日渐深入，控制目标逐渐从单一的室温控制向温湿度控制、舒适度控制转移;控制方法从简单的开关控制向PID控制、神经网络控制、专家系统控制等智能控制方向发展。
由于神经网络控制和专家系统控制实现难度较大而且效果不一定很理想，因此本设计采用PID控制算法。
本设计从硬件和软件两方面完成了空调的温度控制系统，主要是以PIC系列单片机为核心的控制系统设计，采用PID控制算法，即通过A/D转换器将温度传感器采集来的温度数据送入单片机，单片机将采集的数据与设定温度相比较决定压缩机的工作状态，单片机通过对制冷压缩机的控制，调节压缩机的转速，实现了空调的制冷。
空调的硬件电路只是起到支持作用，因为作为自动化控制的大部分功能，只能采取软件程序来实现，而且软件程序的优点是显而易见的。
它既经济又灵活方便，而且易于模块化和标准化。
同时，软件程序所占用的空间和时间相对来说比硬件电路的开销要小得多。
同时，与硬件不同，软件有不致磨损、复制容易、易于更新或改造等特点，但由于它所要处理的问题往往远较硬件复杂，因而软件的设计、开发、调试及维护往往要花费巨大的经历及时间。
对比软件和硬件的优缺点，本设计采用软硬件结合的办法设计。
水温控制系统设计与报告总结
水温控制系统摘要：本系统以MSP430F149超低功耗MCU为核心,以DS18B20为温度传感器进行温度检测，采用电热棒进行加热。
该控制系统可根据设定的温度，通过PID算法调节和控制PWM波的输出，控制电磁继电器的通断时间从而控制水温的自动调节。
该系统主要包括MSP430F149单片机控制器模块、DS18B20测温模块、键盘模块、继电器控制模块及LCD12864液晶显示模块等构成。
具有电路结构简单、程序简短、系统可靠性高、操作简便等特点。
关键词：MSP430 DS18B20 PID算法PWM LCD12864目录一、任务及要求 (1)1.1设计任务 (1)1.2要求 (1)1.2.1基本要求 (1)1.2.2发挥部分 (1)二、方案设计与论证 (2)2.1 温度检测电路方案选择 (2)2.2显示电路的方案选择 (2)2.3加热和控制方案选择 (2)2.4控制算法选择与论证 (3)三、系统硬件电路设计 (3)3.1系统结构框图 (3)3.2控制器模块 (3)3.3温度检测电路设计 (4)3.4加热控制电路设计 (5)3.5键盘及显示电路设计 (5)3.6电源电路设计 (6)四、软件设计 (6)4.1 PID算法设计 (6)4.2程序流程图 (8)4.2.1主程序框图 (8)4.2.2 LCD12864程序流程图 (9)4.2.3 PID程序流程图 (10)4.2.4 DS18B20水温检测程序流程图 (11)五、系统测试及分析 (12)5.1系统调试 (12)5.1.1控制模块的调试 (12)5.1.2 温度检测模块 (12)5.1.3 继电器的检测 (12)5.2测试结果及分析 (12)5.2.1测试仪器 (12)5.2.2测试方法 (13)5.2.3测试结果 (13)六、设计总结 (14)七、附录 (15)附录1 仪表器件清单 (15)附录2 水温控制系统原理图 (16)附录3 程序设计 (17)一、任务及要求1.1设计任务该水温控制系统是一个典型的检测、控制型应用系统，它要求系统完成从水温检测、信号处理、输入、运算输出控制加热装置以实现水温控制的全过程。
温度控制系统实验报告
温度控制系统实验报告温度控制系统实验报告一、引言温度控制系统作为现代自动化领域的重要组成部分，广泛应用于工业生产、家电和环境控制等领域。
本实验旨在通过搭建一个简单的温度控制系统，了解其工作原理和性能特点。
二、实验目的1. 了解温度控制系统的基本原理；2. 掌握温度传感器的使用方法；3. 熟悉PID控制算法的应用；4. 分析温度控制系统的稳定性和响应速度。
三、实验装置本实验使用的温度控制系统由以下组件组成：1. 温度传感器：用于测量环境温度，常见的有热敏电阻和热电偶等；2. 控制器：根据温度传感器的反馈信号，进行温度控制；3. 加热器：根据控制器的输出信号，调节加热功率；4. 冷却装置：用于降低环境温度，以实现温度控制。
四、实验步骤1. 搭建温度控制系统：将温度传感器与控制器、加热器和冷却装置连接起来，确保各组件正常工作。
2. 设置控制器参数：根据实际需求，设置控制器的比例、积分和微分参数，以实现稳定的温度控制。
3. 测量环境温度：使用温度传感器测量环境温度，并将测量结果输入控制器。
4. 控制温度：根据控制器输出的控制信号，调节加热器和冷却装置的工作状态，使环境温度保持在设定值附近。
5. 记录数据：记录实验过程中的环境温度、控制器输出信号和加热器/冷却装置的工作状态等数据。
五、实验结果与分析通过实验数据的记录和分析，我们可以得出以下结论：1. 温度控制系统的稳定性：根据控制器的调节算法，系统能够在设定值附近维持稳定的温度。
但是，由于传感器的精度、控制器参数的选择等因素，系统可能存在一定的温度波动。
2. 温度控制系统的响应速度：根据实验数据，我们可以计算出系统的响应时间和超调量等参数，以评估系统的控制性能。
3. 温度传感器的准确性：通过与已知准确度的温度计进行对比，我们可以评估温度传感器的准确性和误差范围。
六、实验总结本实验通过搭建温度控制系统，探究了其工作原理和性能特点。
通过实验数据的分析，我们对温度控制系统的稳定性、响应速度和传感器准确性有了更深入的了解。
温度监控系统课程设计报告
温度监控系统课程设计报告1 设计背景设计目的及意义随着现代计算机和自动化技术的发展，作为各种信息的感知、采集、转换、传输相处理的功能器件，温度传感器的作用日益突出，成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具，其应用已遍及工农业生产和日常生活的各个领域。
本设计就是为了满足人们在生活生产中对温度测量系统方面的需求。
（1）在学习了课程后，为了加深对理论知识的理解，学习理论知识在实际中的运用，培养动手能力和解决实际问题的经验。
（2）通过实验提高对单片机的认识，提高软件调试能力。
（3）进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理，通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术。
（4）通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。
（5）熟悉温度控制的工作原理，选择合适的元件，绘制系统电路原理图，运用单片机原理及其应用，进行软硬件系统的设计和调试，加深对单片机的了解和运用，进而提高自己的应用知识能力、设计能力和调试能力。
总体设计思路本设计以单片机为基础，温度监控系统大致上可以分为以下几个步骤：系统分析过程（1）根据系统的目标，明确所采用温度监控系统的目的和任务。
（2）确定系统所在的工作环境。
（3）根据系统的工作要求，确定系统的基本功能和方案。
系统设计内容(1）构思设计温度监控系统的工作流程。
（2）对要求设计的系统进行功能需求分析，考虑多种设计方案，比较各方案的特点，并确定合理可行的方案，并设计相应的功能结构。
（3）根据系统的控制要求，选择合适型号的芯片及元器件。
(4) 设计以单片机为核心的控制程序。
(5) 电路板及其结构的设计。
(6) 进行系统的调试，完成最终的设计。
2 总体设计方案设计系统框图本设计为无线电控制电路，系统框图如下所示：图1-1 系统框图系统功能此设计以单片机为核心的温度监控系统，其功能是：平常状态下可以做温度计使用。
当温度超过预设温度时二极管会闪烁报警，当温度降下时二极管则停止闪烁。
温度控制系统设计开题报告
温度控制系统设计开题报告1. 引言随着科技的不断发展，温度控制系统在各个领域得到了广泛的应用。
温度是一个重要的物理量，对于人们的生活和工作环境有着重要的影响。
在一些特定的工业领域，如化工、食品、医药等，精确的温度控制是非常关键的。
设计一种高效准确的温度控制系统对于提高生产效率、保障产品质量具有重要意义。
本文档着重介绍了温度控制系统的设计开题报告，包括系统的概述、需求分析、系统设计方案以及预期结果等内容。
2. 系统概述本温度控制系统旨在实现对温度的精确控制，提供一个稳定的温度环境。
系统将通过传感器感知温度，并根据预设的温度设定值自动控制加热或制冷设备，实现对温度的调节。
此外，系统还将提供实时监测和数据记录功能，以便用户可以随时了解温度曲线和系统状态。
3. 需求分析基于对温度控制系统的需求分析，我们得到以下系统功能需求：•温度测量功能：系统需要能够准确测量温度，并提供可靠的温度数据。
•温度控制功能：根据用户设定或预设的温度设定值，系统能够自动控制加热或制冷设备，实现对温度的精确调节。
•实时监测功能：用户可以通过系统界面实时监测温度曲线和系统状态。
•数据记录功能：系统能够记录温度数据，并提供数据导出和分析功能。
4. 系统设计方案基于需求分析，我们设计了以下系统设计方案：•硬件设计：系统将包括温度传感器、加热器、制冷器、控制器和显示器等组件。
温度传感器负责测量环境温度，加热器和制冷器根据控制器的指令实现温度调节，而显示器则用于显示温度曲线和系统状态。
•软件设计：系统将采用嵌入式软件设计，使用C语言编写。
软件将包括温度测量算法、温度控制算法以及数据记录和显示算法等。
此外，系统将使用图形界面设计，用户可以通过界面操作设定温度设定值和监测温度曲线。
•数据存储：系统将使用数据库管理温度数据，数据可以通过网络传输或导出到外部存储介质进行分析。
5. 预期结果通过本温度控制系统的设计和实现，我们预期可以达到以下目标：•温度测量误差小于0.5摄氏度，满足精确测量需求。
温度测量控制系统的设计与制作实验报告
北京电子科技学院课程设计报告( 2010 – 2011年度第一学期)名称：模拟电子技术课程设计题目：温度测量控制系统的设计与制作学号：学生姓名：指导教师：成绩：日期：2010年11月17日目录一、电子技术课程设计的目的与要求 (3)二、课程设计名称及设计要求 (3)三、总体设计思想 (3)四、系统框图及简要说明 (4)五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等） (4)六、总体电路 (5)七、仿真结果 (8)八、实测结果分析 (9)九、心得体会 (9)附录I：元器件清单 (11)附录II：multisim仿真图 (11)附录III：参考文献 (11)一、电子技术课程设计的目的与要求（一）电子技术课程设计的目的课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。
按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。
通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。
（二）电子技术课程设计的要求1．教学基本要求要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。
教师应事先准备好课程设计任务书、指导学生查阅有关资料，安排适当的时间进行答疑，帮助学生解决课程设计过程中的问题。
2．能力培养要求（1）通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。
（2）通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
（3）掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。
基于单片机的温度控制系统课设报告
基于单片机的温度控制系统摘要：该实验设计基于飞思卡尔MC9S12DG128开发板平台，根据实验任务要求，完成了水温自动控制系统的设计，该系统的温度给定值可由人工通过键盘进行设定，测量温度经过A/D转换由数码管显示，通过PID控制算法对温度进行调节，使温度输出值在给定值上下波动，控制该系统的静态误差为1℃，用LED灯模拟加热强度，并用串口将输出的水温随时间的变化数值发到PC机上。
关键字：飞思卡尔单片机水温控制MC9S12DG1281、设计题目与设计任务σ≤；3.温度误要求：1温度连续可调范围是30-150摄氏度；2 超调量20%<±；4尝试使用能预估大滞后的方法，如史密斯预估，或大林算法；也可差0.5用PID及改进算法。
内容：1．根据题目的技术要求，画出系统组成的原理框图；2. 给出系统硬件电路图；3．确定温度控制方案；4. 给出控制方法及控制程序；5．整理设计数据资料，课程设计总结，撰写设计计算说明书。
2、前言：随着电子技术和计算机的迅速发展，计算机测量控制技术拥有操作简单、控制灵活、使用便捷以及性价比较高的优点，从而得到了广泛的应用。
单片机是一种集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统等部分于一体的器件，只需要外加电源和晶振就可以实现对数字信息的处理和控制，因此，单片机广泛应用于现代工业控制中。
利用单片机对温度测量控制会大大提高系统的可靠性和准确性。
该设计实验是在实验室完成，实验任务是设计制作一个水温自动控制系统，控制对象为1L净水，容器为搪瓷器皿。
水温由人工通过4*4的键盘设定，并能在环境温度改变时实现对水温的自动控制，采用PWM技术控制电阻丝的加热，加热强度由8个LED小灯模拟，以保持设定的温度基本不变，测量温度经过A/D 转换在4位数码管上显示（保留一位小数），并将温度每秒钟向计算机发送一次。
一、系统设计的功能该系统的闭环控制系统框图如图所示。
图水温控制系统结构框图单片机对温度的测量控制是基于传感器、A/D转换器以及扩展接口和执行机构来进行的。
温度控制系统开题报告
温度控制系统开题报告温度控制系统开题报告一、引言温度控制系统是一种常见的自动化控制系统，广泛应用于工业、农业、医疗等领域。
随着科技的发展和人们对生活质量的要求不断提高，对温度控制系统的需求也日益增加。
本开题报告旨在探讨温度控制系统的设计、原理和应用，以期为相关领域的研究和实践提供参考。
二、温度控制系统的设计原理温度控制系统的设计原理主要包括传感器、执行器、控制算法和人机界面四个方面。
传感器用于感知环境温度，并将其转化为电信号；执行器根据控制算法的指令，调节加热或制冷设备的工作状态，以达到设定的温度；控制算法根据传感器反馈的温度信号，计算出执行器的控制指令；人机界面则提供了用户与温度控制系统进行交互的接口，方便用户设置温度设定值和监控系统运行状态。
三、温度控制系统的应用领域1. 工业领域在工业生产过程中，许多生产设备需要在特定的温度范围内运行，以确保产品的质量和生产效率。
温度控制系统可以实时监测和调节设备的温度，提高生产过程的稳定性和可控性。
2. 农业领域温度对于农作物的生长和发育有着重要的影响。
温度控制系统可以在温室、大棚等农业环境中，调节温度，为农作物提供适宜的生长条件，提高产量和品质。
3. 医疗领域医疗设备和药品的存储、运输和使用都需要在特定的温度条件下进行。
温度控制系统可以确保医疗设备和药品的质量和安全性，提高医疗服务的可靠性和效果。
四、温度控制系统的设计考虑因素在设计温度控制系统时，需要考虑以下因素：1. 精度要求：不同应用领域对温度控制的精度要求不同，需要根据实际需求选择合适的传感器和控制算法。
2. 响应速度：某些应用场景对温度变化的响应速度要求较高，需要选择响应速度较快的传感器和执行器。
3. 稳定性：温度控制系统需要具备较好的稳定性，能够在外界环境变化的情况下保持温度的稳定性。
4. 能耗和成本：温度控制系统的能耗和成本也是设计考虑的重要因素，需要在满足性能要求的前提下，尽可能降低能耗和成本。
大棚温度控制系统设计报告
课程设计主要任务基于AT89S52单片机的温度测量控制系统，数字温度传感器DS18B20通过单总线与单片机连接，实现温度测量控制，主要性能为：（1）通过该系统实现对大棚温度的采集和显示；（2）对大棚所需适宜温度进行设定；（3）当大棚内温度参数超过设定值时控制通风机进行降温，当温度低于设定值时利用热风机进行升温控制；（4）通过显示装置实时监测大棚内温度变化，便于记录和研究；系统的设计指标（1）温度控制范围：0℃~+50℃；（2）温度测量精度：±2℃；（3）显示分辨率：0.1℃；（4）工作电压：220V/50Hz ±10％目录第一章序言 1 第二章总体设计及个人分工 2 第三章传感器设计及应用 4 第四章总结8第一章序言随着人口的增长，农业生产不得不采取新的方法和途径满足人们生活的需要，大棚技术的出现改善了农业生产的窘迫现状。
塑料大棚技术就是模拟生物生长的条件，创造人工的气象环境，消除温度对农作物生长的限制，使农作物在不适宜的季节也能满足市场的需求。
随着大棚技术的普及，对大棚温度的控制成为了一个重要课题。
早期的温度控制是简单的通过温度计测量，然后进行升温或降温的处理，进行的是人工测量，耗费大量的人力物力，温度控制成为一项复杂的程序。
大多数的蔬菜大棚以单个家庭作业为主，种植户为蔬菜大棚配备多参数的智能设备，经济成本很高，因此将温度控制由复杂的人为控制转化为自动化的机械控制成为必然。
目前现代化的温度控制已经发展的很完备了，通过传感器检测基本上可以实现对各个执行机构的自动控制，应用自动控制和电子计算机实现农业生产和管理的自动化，是农业现代化的重要标志之一。
近年来电子技术和信息技术的飞速发展，温度计算机控制与管理系统正在不断吸收自动控制和信息管理领域的理论和方法，结合温室作物种植的特点，不断创新，逐步完善，从而使温室种植业实现真正意义上的现代化，产业化。
温度计算机控制及管理技术便函先在发达国家得到广泛应用，后来各发展中国家也都纷纷引进，开发出适合自己的系统。
基于单片机的温度控制系统设计开题报告
基于单片机的温度控制系统设计开题报告基于单片机的温度控制系统设计开题报告一、引言在现代科技飞速发展的时代，单片机技术已经成为各种智能控制系统的核心。
本文旨在探讨基于单片机的温度控制系统设计，从简单的温度监测到复杂的温度控制，通过对单片机技术的灵活运用，实现对温度的精确控制，以及实现一定的智能化操作。
二、温度控制系统的基本原理温度控制系统是利用各种传感器检测环境温度，通过单片机进行数据处理，并利用执行器对环境温度进行调节的系统。
温度控制系统的基本原理是通过对环境温度的实时监测和分析，准确调节加热或降温装置，使环境温度保持在设定的范围内。
三、基于单片机的温度监测系统设计在温度控制系统中，温度监测是至关重要的一环。
我们可以使用单片机搭建一个简单的温度监测系统，通过传感器获取环境温度，并将数据传输给单片机进行实时监测和显示。
这里可以采用LM35温度传感器，并通过单片机的模拟输入引脚来获取温度数据。
通过LED数码管或LCD屏幕，实现对环境温度的实时显示。
还可以设置温度报警功能，一旦温度超出设定范围，系统会自动报警，提醒用户及时处理。
四、基于单片机的温度控制系统设计在温度监测系统的基础上，我们可以进一步设计出一个温度控制系统。
通过对温度控制器的灵活配置，实现对加热或降温设备的精确控制。
在这个系统中，单片机不仅需要实现对环境温度的实时监测，还需要根据监测到的数据进行相应的控制操作。
当环境温度过高时，单片机可以控制风扇或空调进行降温操作；当环境温度过低时，单片机可以控制加热设备进行加热操作。
这种基于单片机的温度控制系统，不仅可以实现对环境温度的精确控制，还可以节省能源，提高系统的智能化水平。
五、个人观点和理解通过对基于单片机的温度控制系统设计的探讨，我对单片机在智能控制领域的应用有了更深入的理解。
单片机不仅可以实现简单的温度监测，还可以实现复杂的温度控制，通过对传感器的数据采集和单片机的运算处理，实现对环境温度的精确控制。
pid温度控制实验报告
pid温度控制实验报告本实验旨在设计和实现PID温度控制系统，通过控制电热水壶水温，检验PID控制系统在温度控制方面的效果。
一、设计和建立PID温度控制系统本实验采用Arduino开发板作为控制器，其中温度传感器采用DS18B20数字温度传感器，用于感知电热水壶内部的温度。
为了控制电热水壶的加热和停止加热，我们采用继电器模块，通过控制继电器的开关状态来实现电热水壶的加热和停止加热。
本实验还采用了LCD1602液晶显示屏，显示实时温度数据和PID控制结果。
PID控制器由三个部分组成，分别是P(proportional)、I(integral)、D(derivative)，它能够根据被控对象的反馈信号及预设值，计算出控制量，实现控制目标。
在本实验中，我们需要控制电热水壶加热时的水温，设定的目标温度为40℃。
二、实验步骤1、硬件连接连接Arduino开发板和其他硬件模块，电热水壶的加热和停止加热分别由继电器的开关状态来实现。
2、编程实现编写程序，包括温度检测、PID控制计算、控制电热水壶加热和停止加热、LCD显示等功能模块。
具体的程序实现细节见下文。
3、调试进行调试，测试温度控制系统的效果。
三、实验结果电热水壶温度控制的PID算法具体实现如下：``` c++// 定义PID控制器struct PID{float Kp; // P参数float Ki; // I参数float Kd; // D参数float pre_error; //上次误差float integral; //积分值} pid;pid.Kp = 5; // 由系统特性等确定pid.Ki = 0.1;pid.Kd = 1;const int relayPin = 2; // 继电器控制引脚2const int ledPin = 13; // LED控制引脚13void setup(){Serial.begin(9600);lcd.begin(16,2);pinMode(relayPin, OUTPUT);lcd.display();lcd.clear();// 变量初始化pid.pre_error = 0;pid.integral = 0;}void loop(){// 读取温度float temp = getTemperature();// 计算PIDfloat error = setpoint - temp;pid.integral += error * sampleTime;float derivative = (error - pid.pre_error) / sampleTime;float output = pid.Kp * error + pid.Ki * pid.integral + pid.Kd *derivative;// 控制电热水壶if(output > 0){digitalWrite(relayPin, HIGH); digitalWrite(ledPin, HIGH); }else{digitalWrite(relayPin, LOW); digitalWrite(ledPin, LOW); }// 保存本次误差pid.pre_error = error;// 显示温度和PID值lcd.setCursor(0, 0);lcd.print("Temp:");lcd.print(temp, 1);lcd.setCursor(0, 1);lcd.print("PID :");lcd.print(output, 1);// 延时一段时间delay(sampleTime);}// 读取温度float getTemperature(){byte data[12];byte addr[8];if ( !ds.search(addr)){ds.reset_search();delay(250);return -1000;}if ( OneWire::crc8( addr, 7) != addr[7]){Serial.println("CRC is not valid!");return -1000;}if ( addr[0] != 0x28){Serial.println("Device is not a DS18B20 family device."); return -1000;}ds.reset();ds.select(addr);ds.write(0x44,1);byte present = ds.reset();ds.select(addr);ds.write(0xBE);for (int i = 0; i < 9; i++){data[i] = ds.read();}int16_t raw = (data[1] << 8) | data[0];if (type_s){raw = raw << 3;if (data[7] == 0x10){raw = (raw & 0xFFF0) + 12 - data[6];}}else{byte cfg = (data[4] & 0x60);if (cfg == 0x00) raw = raw & ~7; // 9 bit resolution, 93.75 ms else if (cfg == 0x20) raw = raw & ~3; // 10 bit res, 187.5 ms else if (cfg == 0x40) raw = raw & ~1; // 11 bit res, 375 ms// default is 12 bit resolution, 750 ms conversion time}float celsius = (float)raw / 16.0;return celsius;}```实验通过控制器成功将水温控制在设定值40℃左右，且温度波动很小，表明PID控制器具有很好的控制效果。
基于PID算法的水温控制系统设计报告
基于PID的水温控制系统设计摘要本次设计采用proteus仿真软件，以AT89C51单片机做为主控单元，运用PID控制算法，仿真实现了一个恒温控制系统。
设计中使用温度传感器DS18B20采集实时温度，不需要复杂的信号调理电路和A/D转换电路，能直接与单片机完成数据的采集和处理，使用PID算法控制加热炉仿真模型进行温度控制，总体实现了一个恒温控制仿真系统。
系统设计中包含硬件设计和软件设计两部分，硬件设计包含显示模块、按键模块、温度采集模块、温度加热模块。
软件设计的部分，采用分层模块化设计，主要有：键盘扫描、按键处理程序、液晶显示程序、继电器控制程序、温度信号处理程序。
另外以AT89C51 单片机为控制核心，利用PID 控制算法提高了水温的控制精度，使用PID 控制算法实施自动控制系统，具有控制参数精度高、反映速度快和稳定性好的特点。
关键词：proteus仿真，PID，AT89C51，DS18B20温度控制目录1 系统总体设计方案论证 (1)1.1 设计要求 (1)1.2 总体设计方案 (2)2 系统的硬件设计 (3)2.1 系统硬件构成概述 (3)2.2 各单元总体说明 (4)2.3 按键单元 (5)2.4 LCD液晶显示单元 (6)2.5 温度测试单元 (7)2.6 温度控制器件单元 (8)3 恒温控制算法研究（PID）............................................................................. 错误!未定义书签。
3.1 PID控制器的设计 (10)3.2 PID算法的流程实现方法与具体程序 (12)4 系统的软件设计 (17)4.1 统软件设计概述 (17)4.2 系统软件程序流程及程序流程图 (18)4.3 温度数据显示模块分析 (19)4.4 测试分析 (22)5 模拟仿真结果 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。
水温控制系统
设计报告 1. 设计原理水温控制系统以ＳＴＣ８９Ｃ５２单片机作为控制核心，采用开关控制和ＰＩＤ控制算法相结合，通过控制单位时间内加热时间所占的比例（即控制波形占空比）来控制水的加热速度，实现对１Ｌ水的全量程（１０℃――７０℃）内的升温、降温功能的自动控制。
根据设计要求系统可划分为控制模块、温度测量模块、水温调节模块、键盘输入模块、显示电路模块等。
系统原理图如图所示ＳＴＣ８９Ｃ５２首先写命令给ＤＳ１８Ｂ２０开始转换数据，将转换后的温度数据送入８９Ｃ５２进行处理，处理后在液晶屏上实时显示。
并将实际测量温度值与键盘设定值进行比较，根据比较结果进行温度调节，当温差比较大时采用开关量调节，既全速加热和制冷，当温差小时采用ＰＩＤ算法进行调节，最终达到温度的稳定控制。
其中，加热采用内置（水中）电加热器实现，热量直接与水传递，加热效果好，控温方便；降温采用半导体制冷片实现。
其体积小，安装简单，易于控制，价格便宜，可短时间内反复启动，但其制冷速率不高，所以设计中配套散热风扇以达到快速降温的目的。
２．温度控制算法实际温度控制系统，常采用开关控制或数字ＰＩＤ控制方式。
开关控制的特点是可以使系统以最快的素的向平衡点靠近，但在实际应用却很容易造成系统在平衡点附近震荡，精度不高；而数字ＰＩＤ控制具有稳态误差小特点，实用性广泛的特点，但误差较大时，系统容易出现积分饱和，从而份致系统出现很大的超调量，甚至出现失控现象。
因此，本设计将开关控制，放积分饱和、防参数突变积分饱和等方法溶入ＰＩＤ控制算法组成复式数字ＰＩＤ控制方法，集各种控制策略的优点，既改善了常规控制的动态过程又保持了常规控制的稳态特性。
2.1控制算法的确定温度控制过程为 : 当水温温差大时，采用开关控制方式迅速减小温差，以缩短调节时间；当温差小于某一值后采用PID 控制方式，以使系统快速稳定并保持系统无静态误差。
在这种控制方法中， PID 控制在较小温差时开始进入，这样可有效避免数字积分器的饱和。
MATLAB温度控制系统课程设计报告 案例范本
MATLAB温度控制系统课程设计报告案例范本一、课程设计题目基于MATLAB的温度控制系统设计二、设计背景温度控制是工业生产、家庭生活中常见的一种控制过程，其目的是通过控制温度来保持环境的稳定性和舒适性。
本次课程设计旨在通过MATLAB软件，设计一种基于PID控制的温度控制系统，实现对温度的精确控制。
三、设计目标1.熟悉PID控制器的基本原理和控制算法；2.掌握MATLAB软件的基本操作和编程技巧；3.设计出一种基于PID控制的温度控制系统，实现对温度的稳定控制；4.学会分析和优化控制系统的性能。
四、设计流程1.建立模型根据实际情况，建立温度控制系统的数学模型，可以采用传热学原理，建立温度传递方程，得到系统的状态空间模型。
2.设计控制器采用PID控制器对温度控制系统进行控制，根据系统的状态空间模型，设计PID控制器的参数，可以采用自整定PID控制器或手动调整PID 控制器的参数。
3.仿真分析使用MATLAB软件进行系统仿真分析，对控制系统的性能进行评估，包括稳态误差、响应速度、稳定性等指标。
4.优化控制器根据仿真分析的结果，对控制器进行参数调整和优化，提高系统的控制性能。
5.实际实验将控制器实现到实际温度控制系统中，进行实际实验，验证控制器的性能和稳定性。
五、设计结果通过以上流程，设计出一种基于PID控制的温度控制系统，实现对温度的稳定控制。
在仿真分析中，系统的稳态误差小、响应速度快、稳定性好，满足实际控制需求。
在实际实验中，控制器的性能和稳定性得到了验证，达到了预期的控制效果。
六、设计总结本次课程设计通过MATLAB软件，设计出一种基于PID控制的温度控制系统，深入理解了PID控制器的基本原理和控制算法，掌握了MATLAB软件的基本操作和编程技巧。
通过仿真分析和实际实验，对控制系统的性能进行了评估和优化，提高了系统的控制性能和稳定性。
本次课程设计对于提高学生的实际操作能力和掌握控制理论知识有一定的帮助。
管式加热炉出口温度串级控制系统设计报告
管式加热炉出口温度串级控制系统设计报告本文将详细介绍管式加热炉出口温度串级控制系统的设计方案。
1.系统结构管式加热炉出口温度串级控制系统的结构由两个级联的控制回路组成。
第一个回路为内环控制回路，负责控制燃烧系统的燃气量和进气量，以达到对加热炉温度的快速调节。
第二个回路为外环控制回路，负责控制进料速度和加热炉的出口温度。
2.内环控制回路设计内环控制回路采用比例-积分（PI）控制器。
控制器的输入信号为加热炉温度偏差，输出信号为燃气量和进气量的调节量。
采用PI控制的主要原因是为了避免过度调节，保证系统的稳定性。
3.外环控制回路设计外环控制回路以内环控制回路的调节量作为输入信号，输出信号为进料速度的调节量。
为了达到出口温度的稳定性，可以采用模糊控制器。
模糊控制器的输入信号为加热炉温度偏差和燃气量的调节量，输出信号为进料速度的调节量。
4.控制算法设计内环控制回路采用PI控制算法。
PI控制器的参数调节可以根据系统的响应速度和稳定性进行优化。
外环控制回路采用模糊控制算法。
模糊控制器的参数调节可以通过模糊化和解模糊化的方式进行，以适应不同的工况。
5.控制器实现控制器可以采用嵌入式系统实现。
嵌入式控制器可以根据实时的温度和燃气量数据进行计算和控制，以实现对加热炉温度的稳定控制。
6.系统优化系统的优化可以通过参数调节和控制策略的优化来实现。
参数调节可以通过系统的建模和仿真分析来进行，以找到最优的控制参数。
控制策略的优化可以通过实时监测和调整来实现，以适应不同的工况和控制要求。
总结：通过设计一个管式加热炉出口温度串级控制系统，可以实现对加热炉温度的稳定控制。
内环控制回路负责快速调节温度，外环控制回路负责稳定控制温度。
通过控制算法的设计和优化，可以实现系统的稳定性和响应速度的改善。
通过嵌入式控制器的实现，可以实时计算和控制温度的调节量。
最后，通过参数调节和控制策略的优化，可以进一步提高系统的效果。
基于单片机的温度控制系统设计开题报告
开题报告主题：基于单片机的温度控制系统设计一、概述在现代工业生产和生活中，温度控制系统在各个领域发挥着至关重要的作用。
无论是工业生产中的恒温恒湿设备，还是家用电器中的空调和冰箱，都需要进行温度控制。
而基于单片机的温度控制系统设计，能够结合先进的控制算法和传感器技术，实现精准的温度控制，提高效率，降低能耗，确保产品质量和生活舒适度。
本开题报告旨在探讨基于单片机的温度控制系统设计的相关内容，为后续的研究工作提供理论基础和技术支持。
二、概述基于单片机的温度控制系统设计，是将单片机作为控制核心，通过传感器采集环境温度数据，经过控制算法计算和处理，输出控制信号以调节加热或制冷设备实现温度控制。
该系统具有控制精度高、响应速度快、稳定性好等特点，适用于各种场景的温度控制需求。
三、技术原理1. 传感器模块温度控制系统设计中，常用的温度传感器有NTC热敏电阻、PTC热敏电阻、热电偶、温度传感器芯片等。
传感器模块负责采集环境温度数据，并将其转换为电信号输入到单片机系统中。
2. 控制算法控制算法是温度控制系统的核心部分，其设计直接影响到系统的稳定性和响应速度。
常用的控制算法包括PID算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等，通过对采集到的温度数据进行计算和处理，输出控制信号以实现温度调节。
3. 单片机系统单片机作为控制核心，接收传感器模块采集的温度数据，并经过控制算法处理后输出控制信号，驱动执行机构实现温度控制。
常用的单片机包括STC系列、AT89C系列、PIC系列等，选择合适的单片机对系统性能和成本都有重要影响。
四、应用场景基于单片机的温度控制系统设计可以在工业、农业、家用电器等领域得到广泛应用。
1. 工业应用：恒温恒湿设备、热处理设备、温控风扇等2. 农业应用：温室大棚、孵化器、水产养殖等3. 家用电器应用：空调、冰箱、温控水壶等五、研究内容基于单片机的温度控制系统设计涉及到传感器技术、控制算法设计、单片机系统开发等多个方面的内容，具体研究工作包括但不限于以下几点：1. 传感器模块的选型和接口设计2. 控制算法的设计与优化3. 单片机系统的硬件设计与软件开发六、个人观点基于单片机的温度控制系统设计是一项具有挑战性和实用价值的研究课题。
温度测量与控制系统课程设计报告
目录课程设计题目及要求： (2)一、任务可行性分析 (2)二、温度测量流程图及程序 (2)[1]主程序流程图 (2)[2] C语言程序的关键程序段及说明 (3)三、温度控制流程图及程序 (5)[1]主程序流程图 (5)[2] C语言程序的关键程序段及说明 (6)四、总结（对自己工作的评价、改进与提高的设想等） (9)课程设计报告课程设计题目及要求：温度测量与控制系统对于给定的硬件系统编写相应的软件，实现基本的温度测量与显示功能，测量精度为0.1度。
然后在此基础上利用电阻加温进行温度控制。
利用键盘操作实现温度的设定，使受控元件的温度可以保持在设定温度附近（30-99度）。
发挥部分（1）：用不同的方法进行温度控制，并比较优缺点。
（2）：在外界干扰下（小风扇吹风）能够尽快达到新的稳定点。
设计报告要求：（1）任务可行性分析（所需要的功能如何实现）。
（2）程序结构流程框图。
（3） C语言程序的关键程序段及说明。
（4）总结（对自己工作的评价、改进与提高的设想等）。
（5）源程序电子文档。
一、任务可行性分析本设计利用温度传感器DS18B20将读取温度并将数据传递给中央处理模块SST89E516RD2，然后通过数码管将读取的温度显示出来，显示温度为四位，前两位为整数，后两位为小数。
在此基础上利用热电阻加温进行温度控制，先用短路块接通J5（如下图）的两个引脚，给电路板上电之后，电阻R6、R7便开始加热，温度传感器DS18B20就置于两个加热电阻之间，实时读取热电阻的温度，并写入SST89E516RD2中，利用单片机提供的四个按键实现对控制参数的设定，起初显示设定温度，可以通过按键增减来修改设定温度，确认后，数码管显示测量所得温度。
然后通过软件控制的方式控制电阻的加热与否，即若温度低于设定温度，则电阻加热，反之不加热。
二、温度测量流程图及程序[1]主程序流程图[2] C语言程序的关键程序段及说明（1）DS18B20的初始化：初始化是DS18B20的底层基本操作之一。
MATLAB温度控制系统设计报告
温度控制系统一．温度控制系统概述：本设计是利用MATLAB软件仿真技术实现的温度控制系统演示动画。
水的温度以一个下限温度（本设计为27℃）起始，该系统启动，并对水进行加热，使其温度持续上升，直至上限温度（本设计为100℃），之后为使温度保持在60℃-100℃范围内，则该系统开始冷却，直至中间温度60℃，系统又开始对水加热至100摄氏度，再冷却至60摄氏度，如此循环，即可实现水温控制在60℃-100℃范围内保持不变。
分别有指示灯指示。
二．温度控制系统程序：hf=figure('name','温度控制系统','color',[.96 .96 .96]);%设置标题名字 axis([-1 1 -1 1]);axis('off');hold on;x1=[0.2 0.2 0.4 0.4];y1=[-0.46 -1 -1 -0.46];t=-0.46;%存储温度纵坐标k=1;k1=1;%k为运行标志位，当k=1时，运行；当k=0时，停止；k1为温度上下降标志位，当k1=1时，温度上升;当k1=0时，温度下降line([0.2;0.2],[1;-1],'color','k','linewidth',2); %温度区域左边line([0.2;0.4],[-1;-1],'color','k','linewidth',2);%温度区域下边line([0.4;0.4],[1;-1],'color','k','linewidth',2);%温度区域右边line([0.2;0.4],[1;1],'color','k','linewidth',2);%温度区域上边line([0.4;0.5],[1;1],'color','r','linewidth',2);%刻度标记100text(0.5,1,'100摄氏度','color','r');line([0.4;0.5],[0.2;0.2],'color','b','linewidth',2);%刻度标记60text(0.5,0.2,'60摄氏度','color','b');line([0.4;0.5],[-0.46;-0.46],'color','g','linewidth',2);%刻度标记27text(0.5,-0.46,'室温27摄氏度','color','g');pp=line([0.2;0.4],[-0.46;-0.46],'color','r','linewidth',3);Fun1=plot(-0.95,0.6,'color','k','marker','.','markersize',30);%加热显示text(-1,0.5,'加热');Fun2=plot(-0.5,0.6,'color','k','marker','.','markersize',30);%冷却显示text(-0.55,0.5,'冷却');Fun3=plot(-0.95,0.2,'color','k','marker','.','markersize',30);%电源开显示text(-1,0.1,'ON');Fun4=plot(-0.5,0.2,'color','r','marker','.','markersize',30);%电源关显示text(-0.53,0.1,'OFF');text(-0.9,0,'电源指示灯'); %停止按钮pushbutton1=uicontrol(hf,...'units','normalized',...'style','pushbutton',...'string','停止',...'backgroundcolor',[0.75 0.75 0.75],...'position',[0.1 0.3 0.1 0.1],...'callback','k=0;');%关闭按钮pushbutton2=uicontrol(hf,...'units','normalized',...'style','pushbutton',...'string','关闭',...'backgroundcolor',[0.75 0.75 0.75],... 'position',[0.3 0.3 0.1 0.1],...'callback','close');temp=patch(x1,y1,[0 1 1]); %初始温度while k==1 %产生温度上升、下降动画set(Fun4,'color','k');set(Fun3,'color','r');if k1==1 %温度上升set(Fun1,'color','r');set(Fun2,'color','k');for i=1:1600a=t+(1-t)/1600*i;y1=[a -1 -1 a];set(temp,'ydata',y1);set(pp,'ydata',[a,a]);drawnow;endt=a;k1=0;else if k1==0 %温度下降set(Fun1,'color','k');set(Fun2,'color','r');for i=1:1000a=t-(t-0.2)/1000；y1=[a -1 -1 a];set(temp,'ydata',y1);set(pp,'ydata',[a,a]);drawnow;endt=a;k1=1;endendendset(Fun1,'color','k'); %停止还原set(Fun2,'color','k');set(Fun3,'color','k');set(Fun4,'color','r');二．温度控制系统动画截图：1．开启系统，则系统以27℃的下限温度开始加热：电源指示灯和加热指示灯同时点亮：2．温度低于中间温度，系统处于加热状态：加热指示灯仍旧点亮3．温度高于中间温度，系统仍处于加热状态：4．当温度到达上限温度100℃，系统开始冷却：冷却指示灯点亮，加热指示灯熄灭。
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温度控制系统设计报告TEMPERATURE AUTOCONTROL SYSTEM中国·王文涛、志超、喻伟2009-8-8摘要本系统主要基于DS18B20和51单片机为核心来实现系统的温度自动化控制，通过使用PID算法和PWM脉宽调制实现温度的精确控制，由温度传感器返回温度值后与设定温度比较，经过单片机的处理后发出相应的控制信号使一定空间围的温度保持基本恒定，通过实际应用加深对系统设计和PID算法的理解，提高应用能力。
关键词：PID算法 DS18B20 温度控制 51单片机Abstract:This system mainly based on DS18B20 and 51 single-chip microcomputer as the coreto realize automation control system of temperature, through the use of PID algorithm and PWM pulse width modulation realize accurate temperature control of the temperature sensor, the temperature and the temperature returned after comparison, through the processing chip out the corresponding control signal after that certain space within the scope of the temperature is kept constant, through the actual application of the basic of system design and PID algorithm of understanding, improve application ability.Keyword：PID algorithm DS18B20 temperature control 51-series microcomputer设计要求：1、基本要求①容器环境温度设定围：，最小区分度为1℃；②当容器环境温度降低时（例如用电风扇降温），温度控制的静态误差≤1℃；③显示容器环境的实际温度。
2、发挥部分①采用适当的控制方法，当设定容器环境温度突变（由30℃提高到50℃）时，减小系统的调节时间和超调量，同时自动打印其温度随时间变化的曲线；②温度控制的静态误差≤0.2℃；③采用发光二极管光柱形式和数码形式显示白炽灯灯壁上的温度；④其它。
基本设计思路：由题目要求可知，本系统对温度控制的精度要求比较高，因此考虑使用PID 控制来控制系统温度，而热源的控制采用PWM波来进行精确控制。
由温度传感器来传回温度数据，由单片机处理数据并发出相应的动作，从而保证温度的恒定。
方案论证：（1）温度传感器方案一：采用AD590作温度传感器，AD590是一种恒流源形式的温度传感器,只要在其二端加上一定工作电压,则其输出电流随温度变化而变化,其线性电流输出为1uA/K，电流信号再由运放转换为电压信号，通过A/D转换器将输入的模拟电压量转换为数字量，并通过并行接口芯片将数字量送给计算机。
具体接口电路如下：方案二：DS18B20是达拉斯公司生产的数字温度传感器，测温围在－55℃～＋125℃，采用单总线通信微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
精度可以达到0.0625℃。
因此由以上来看我们选用方案二18B20足以满足系统要求而且使设计更加简单可行。
（2）主控芯片方案一： 51系列的8位单片机方案二：DSP、ARM等高速数据处理器本系统对主控芯片的要求不是太高，51系列单片机足以胜任，因此选用方案一51系列的AT89S52。
（3）显示及键盘方案一：八位数码管显示。
方案二：LCD1602液晶显示。
由于需要显示的数据比较多，为电路设计简便起见，我们选用方案二。
系统设计概要：（1）系统外形缩略图（3）PID算法PID算法是本程序中的核心部分。
我们采用PID模糊控制技术,通过Pvar、Ivar、Dvar（比例、积分、微分）三方面的结合调整形成一个模糊控制来解决惯性温度误差问题。
其原理如下：本系统的温度控制器的电热元件之一是发热丝。
发热丝通过电流加热时，部温度都很高。
当容器温度升高至设定温度时，温度控制器会发出信号停止加热。
但这时发热丝的温度会高于设定温度，发热丝还将会对被加热的器件进行加热，即使温度控制器发出信号停止加热，被加热器件的温度还往往继续上升几度，然后才开始下降。
当下降到设定温度的下限时，温度控制器又开始发出加热的信号，开始加热，但发热丝要把温度传递到被加热器件需要一定的时候，这就要视发热丝与被加热器件之间的介质情况而定。
通常开始重新加热时，温度继续下降几度。
所以，传统的定点开关控制温度会有正负误差几度的现象，但这不是温度控制器本身的问题，而是整个热系统的结构性问题，使温度控制器控温产生一种惯性温度误差。
增量式PID算法的输出量为ΔUn = Kp[(en-en-1)+(T/Ti)en+(Td/T)(en-2*en-1+en-2)]式中，en、en-1、en-2分别为第n次、n-1次和n-2次的偏差值，Kp、Ti、Td分别为比例系数、积分系数和微分系数，T为采样周期。
计算机每隔固定时间 T将现场温度与用户设定目标温度的差值带入增量式PID算法公式，由公式输出量决定PWM方波的占空比，后续加热电路根据此PWM 方波的占空比决定加热功率。
现场温度与目标温度的偏差大则占空比大，加热电路的加热功率大，使温度的实测值与设定值的偏差迅速减少；反之，二者的偏差小则占空比减小，加热电路加热功率减少，直至目标值与实测值相等，达到自动控制的目的。
硬件设计1、单片机最小系统单元主控机系统采用了Atmel 公司生产的 AT89S52单片机，它含有256 字节数据存储器，置8K 的电可擦除FLASH ROM，可重复编程，大小满足主控机软件系统设计，所以不必再扩展程序存储器。
复位电路和晶振电路是AT89S52 工作所需的最简外围电路。
单片机最小系统电路图如下图所示。
单片机最小系统图AT89S52 的复位端是一个史密特触发输入，高电平有效。
RST端若由低电平上升到高电平并持续2个周期，系统将实现一次复位操作。
在复位电路中，按一下复位开关就使在RST端出现一段时间的高电平，外接24M 晶振和两个30pF 电容组成系统的部时钟电路。
2、18B20温度传感器美国DALLAS公司的产品可编程单总线数字式温度传感器DS18B20可实现室温度信号的采集，有很多优点：如直接输出数字信号，故省去了后继的信号放大及模数转换部分，外围电路简单，成本低;单总线接口，只有一根信号线作为单总线与CPU连接，且每一只都有自己唯一的64位系列号存储在其部的ROM存储器中，故在一根信号线上可以挂接多个DS18820,便于多点测量且易于扩展。
由图可知，18B20只占用一个IO口，只要将传感器的第二脚接到单片机的P3.7口即可向单片机传输数据。
3、键盘显示部分电路独立按键设计比起中断键盘相对简单很多，因为本系统只有两个按键，及用程序扫描键盘即可，液晶的八个数据口接P0口，三个控制端口R/S、R/W、E分别接P1.2、P1.3、P1.4。
4、PWM驱动电路驱动部分主要采用IRF540N场效应管，它最大可以通过28A电流，驱动能力相当强悍，由R3的的一端接单片机I/O口，高压部分和低压部分使用用光电耦合器隔离，信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。
5、光柱部分电路光柱由74HC373来驱动，由于锁存器可以灌输较大的电流，从而可以保证LED灯的亮度，通过LE锁存端得锁存作用，可以防止灯柱因IO口电平快速变化而造成灯柱闪烁。
当锁存端LE为高电平时，锁存器直通，灯柱跟随IO口的电平变化，结束后LE变回低电平锁存数据。
软件设计1、系统主程序本系统的系统主程序采用C语言编写，基本流程如下：主程序开始后进行各个模块初始化，启动定时器0和定时器1分别用作PWM 发生器和响铃时间控制器，而后18B20开始检测系统环境温度，液晶显示函数输出当前的系统温度，接着键盘扫描函数开始扫描键盘，判断是否有按键按下，并且判断提高设定温度还是降低设定温度，响铃控制函数判断温度是否已达到设定温度，当达到时开启蜂鸣器响铃2S，PID控制器通过18B20的返回值和设定值相比较，通过改变PWM的占空比来改变输出量的大小。
灯柱显示当前的PWM波的占空比。
（1）定时器0中断程序在定时器0中断程序中加入控制PWM占空比的计数变量，当这个变量值在1至71，在PID控制函数中只要改变这个变量的值就可以改变输出PWM的占空比。
变量取1时占空比最小，此时输出功率最小，当变量取70时占空比最大，此时的输出功率最大。
（2）蜂鸣器响铃程序如果响铃程序仅仅简单的判断是否达到设定温度响铃的话，铃声可能就会响很长时间，这是我们不愿看到的情况，因此响铃程序是这样实现的：通过响铃标志位flag的作用，只有温度从低温到达高温的时候系统才会响铃。
（3）灯柱控制函数灯柱所显示的就是当前PWM的占空比，当占空比越高的时候灯柱上的灯亮的越多,为实现这个功能我们采用了多分枝判断函数，具体流程如下：（4）PID控制程序PID及Pvar、Ivar、Dvar（比例、积分、微分），通过PID控制器来控制的灯泡的发热量，测温系统的返回值作为PID控制函数的输入值，经过函数的处理得到相应的控制量，具体函数处理过程为，由测温系统的返回值Temperature，和设定温度Set的差值计算出误差量Error，Error*Kp得出比例项输出量PID1，积分项变量Integral=∑Error，从而得出积分项输出量PID2=Integral*Ti，对本系统实验证明，单用PI控制已经满足要求，因此我们没有再加入微分项。
系统调试与校准（1）18B20校准因为18B20是存在误差，因此需要与标准温度计做矫正。
第一次测量数据：测量误差曲线：较正后测量数据：18B20（℃）T1 温度计温度（℃）T2 误差（℃）T2-T130.15 30 -0.15031.11 31 -0.11032.1 32 -0.10033.12 33 -0.12034.07 34 -0.07034.98 35 0.02036.01 36 -0.01037.15 37 -0.15038.13 38 -0.13039.02 39 -0.02040.08 40 -0.080（2）误差产生原因1、本系统中误差，一部分来自18B20的设计误差，18B20的理论设计上的误差曲线如下：我们的系统工作在30~40℃之间，理论典型误差基本应在±0.2℃。