基于单片机温度控制系统的设计DS18B20
基于DS18B20的温度采集控制系统
，
如 图 2 中 的 U3
，
，
以动态方式显 示
口
显示
送 出
位 控 信 号 由 P2
【] 3
，
送 出
，
经 U2 (
图 1
总体控 制框 图
7 4 LS 2 4 4 ) 进
行信号放 大
以 产生足 够 大 的 电流驱 动数
、
码 管显 示
。
数码 管 与单 片机 的连 接 见 图 2 所示 U3
。
U2 和
这里 我们采用单 片机最小系统 图 2 所示
2 1
．
，
系统硬件 电路 图如
U 1 的连 接
。
2 4
．
电机 控 制 模块
电机 采 用 直 流 电机
，
主控 制模块
由于 系统控制方案 简单
，
如 图 2 中的 B
，
1
，
额 定 电压 5 V
．
，
数据量也不 大
’
，
考虑 到 电路
调速采用
PW M
调速方法
利用单片机
P0 1 口
，
通过软
，
的 简单 和成 本 等 因 素
３Ｉ
０ＮＤ
一 Ｄ Ｍ ７ ＬＳ ４ ４ Ｚ
Ｐ Ｏ ２
２２
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Ｒ １ ｃ １ ｌ‘ 千 一 Ｆ 亍 ｛ －＿ ＿一 ３ ０ ｐ
Ｇ ＸＬ Ｎ Ｔ１ Ａ Ｄ
８５ ９１ ５
自动
匐
基于
DS 188 2 0
基于51单片机的温度监测系统(DS18B20)
DS18B20读时序
所有的读时隙都由拉低总线，持续至少1us后再释放总线（由于上拉电阻的作用，总线恢复为 高
配置寄存器
8 位 CRC 生成器
DS18B20的时序
DS18B20复位时序
DS18B20的所有通信都由由复位脉冲组成的初始化序列开始。该初始化序列由主 机发出，后跟由DS18B20发出的存在脉冲（presence pulse）。在初始化步骤中，总线 上的主机通过拉低单总线至少480μs来产生复位脉冲。然后总线主机释放总线并进入接收 模式。当总线释放后，5kΩ的上拉电阻把单总线上的电平拉回高电平。当DS18B20检测 到上升沿后等待15到60us，发出存在脉冲，拉低总线60-240us至此，初始化和存在时序 完毕。时序图如下：
1.主控制器电路和测温
电路的设计
主控制器电路由AT89S52 及外围时钟和复位电路构成， 测温电路由DS18B20、报警 电路组成。AT89C52是此硬 件电路设计的核心，通过 AT89S52的管脚P2.7与 DS18B20相连，控制温度的 读出和显示。硬件电路的功 能都是与软件编程相结合而 实现的。具体电路原理图如 右图2所示。
送1，以拉低总线的方式表示发送0.当发送0的时候，DS18B20在读时隙的末期将会释放总线，总线
将会被上拉电阻拉回高电平（也是总线空闲的状态）。DS18B20输出的数据在下降沿（下降沿产 生读时隙）产生后15us后有效。因此，主机释放总线和采样总线等动作要在15μs内完成。
基于单片机的智能温控系统设计
基于单片机的智能温控系统设计随着科学技术的发展，人们需要更加便捷高效的生活方式。
智能家居作为一种新兴的科技应用，吸引了越来越多的人的关注。
其中，智能温控系统是人们更为关心的一部分，因为温度直接关系到人们的身体健康。
通过单片机技术的应用，可以设计出一种高效智能的温控系统。
一、智能温控系统的设计方案1. 系统硬件设计：主机采用单片机AT89S52和温度传感器DS18B20组成，温度控制功能通过智能继电器，整个系统实现了硬件基础框架。
2. 系统软件设计：主要涉及到单片机程序的编写和控制，具体涉及到诸如温度检测、温度控制、屏幕显示等功能。
3. 系统人机交互设计：通过显示屏幕和按键控制实现人机交互操作。
4. 系统通信设计：通过WiFi模块实现远程通信功能。
二、温度传感器DS18B20的原理及应用DS18B20是一款基于数字信号输出的温度传感器，原理是利用温度对半导体器件的电阻或电压的变化，来达到测量温度的目的。
它具有精度高、响应速度快、口径小的特点，因此常被应用于智能家居领域中的温控系统。
三、智能继电器的原理及应用智能继电器是利用单片机技术，将微处理器县的高低电平输出与继电器的通断控制相结合，达到了计算机智能化的效果。
它的最大优点就是可以通过计算机远程控制，从而实现智能化管理。
在温控系统中，可以根据温度的不同值，实现启动或关闭继电器，调节温度的稳定值。
四、智能温控系统的应用前景智能温控系统作为智能家居领域中的一部分，已经逐渐开始运用到人们的现实生活中。
随着人们对于生活品质的不断提高，智能家居的应用市场不断扩大，而温控系统作为其一部分也将得到更加广泛的应用。
尤其在一些高结构化的场所中，例如办公楼、酒店等场所，都需要通过温度的调节来实现舒适性的提升。
因此，智能温控系统的发展前途广阔。
总之，通过单片机技术的应用，可以实现智能温控系统的设计，这样的设计不仅降低了使用成本，提高使用效率，还具有自动化、智能化、人性化的特点，深受人们欢迎。
基于单片机的空调温度控制系统设计
基于单片机的空调温度控制系统设计作者姓名：杨耀武专业名称：信息工程指导教师：黄宇讲师摘要在自动控制领域中，温度检测与控制占有很重要地位。
温度测控系统在工农业生产、科学研究和在人们的生活领域，也得到了广泛应用。
因此，温度传感器的应用数量居各种传感器之首。
目前，温度传感器正从模拟式向数字集成式方向飞速发展。
本论文概述了温控器的发展及基本原理，介绍了温度传感器的原理及特性。
分析了DS18B20温度传感器的优劣。
在此基础上描述了系统研制的理论基础，温度采集等部分的电路设计，并对测温系统的一些主要参数进行了讨论。
同时在介绍温度控制系统功能的基础上，提出了系统的总体构成。
针对测温系统温度采集、接收、处理、显示部分的总体设计方案进行了论证，进一步介绍了单片机在系统中的应用，分析了系统各部分的硬件及软件实现。
利用Proteus7.6进行了可行性的仿真，利用单片机开发板验证在实际电路中能起到的效果。
试验证明，这套温度控制器具有较强的可操作性，很好的可拓展性，控制简单方便。
课题初步计划是在普通环境下的测温，系统的设计及器件的选择也正是在这个基础上进行的。
关键词：DS18B20 单片机温度控制 1602液晶显示AbstractIn the automatic control area,temperature monitoring and controling have a very important position. The temperature monitoring system has a wildly applying in industry, agriculture, science reasearching and daily life of people. Therefore, the number of applying of the temperature monitoring comes first of all kinds of sensor. At present, the temperature monitoring is transformed from analog type to digital integrated type with a very fast speed.This paper introduces the developing and fundamental of the temperature monitoring, including the character of this kind of sensor. It also analyses the advantage and disadvantage of the temperature monitoring which named DS18B20. On that basis, the paper also has a further analysis of the theoretical basis of the system developing and the circuit design of temperature monitoring. Besides, some discussions about the important parameters also took on desk. At the same time, the auther of this paper also puts forward the composition of totality about this system, which including the different function of the thermometer system. Then a detailed analysis which is about the applying of Microcontrollers and the applying of different parts made by different hardwares and softwares in the system. In order to check the maneuverability and the expansibility of the Microcontrollers system, the auther used Proteus 7.6 to do the testing and got a pretty good result.This system puts the temperature measured in normal situation as a confirm condition. All design and selection of页脚内容component is also based on this suppose.keywords: DS18B20, Microcontrollers, Temeperature Controling, 1602 Liquid Crystal Display页脚内容目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (IV)前言 (1)1 系统总体设计方案及功能 (2)1.1 温度传感器产品分类与选择 (2)1.1.1 常用的测温方法 (2)1.1.2 温度传感器产品分类 (2)1.1.3 温度传感器的选择 (4)1.2 总体方案的确定 (6)1.3 系统实现框图 (7)2 系统单元电路设计 (7)2.1 系统工作原理 (7)2.2 系统相关硬件及模块介绍 (8)页脚内容2.2.1 温度采集电路 (8)2.2.2 信号处理与控制电路 (9)2.2.3 温度显示电路 (10)2.2.4 按键功能设置电路 (11)2.2.5 继电器控制电路 (12)2.2.6 存储数据电路 (13)2.2.7 报警、音乐电路 (13)2.2.8 电动机电路 (14)3 仿真软件介绍 (15)3.1 Keil uVision2软件 (15)3.2 Proteus软件 (16)4 系统硬件设计 (18)5 系统软件设计 (20)5.1 DS18B20数据通信概述 (20)5.2 LCD1602液晶数据显示概述 (23)5.2.1 接口信号说明 (23)5.2.2 控制器接口说明 (24)页脚内容5.2.3 控制接口时序说明 (26)5.3 存储器24C02数据存储概述 (26)5.3.1 I2C 总线的定义 (26)5.3.2 I2C 总线的时序 (27)5.3.3 数据传送 (28)5.4 软件程序设计 (28)6 仿真及实验结果 (31)6.1 程序调试过程中遇到的问题及解决办法 (31)6.2 调试结果 (31)总结 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附件1 系统硬件电路图 (37)附件2 系统软件程序 (38)页脚内容前言现代信息技术的三大基础是信息采集控制(即温度控制器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。
基于单片机的空调温度控制系统设计
基于单片机的空调温度控制系统设计下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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基于C51单片机的温度控制系统应用系统设计(附程序)
基于C51单片机的温度控制系统应用系统设计（附程序）基于C51单片机的温度控制系统应用系统设计--------- 单片机原理及应用实践周设计报告姓名：班级：学号：同组成员：指导老师：成绩：时间：2011 年7 月3 日单片机温度控制系统摘要温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域都有积极的意义。
很多行业中都有大量的用电加热设备，如用于热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，采用单片机对它们进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量。
因此，智能化温度控制技术正被广泛地采用。
本温度设计采用现在流行的AT89S51单片机，配以DS18B2数字温度传感器，上、下限进行比较，由此作出判断是否触发相应设备。
本设计还加入了常用的液晶显示及状态灯显示灯常用电路，使得整个设计更加完整，更加灵活。
关键词：温度箱；AT89C52 LCD1602单片机；控制目录1引言11.1温度控制系统设计的背景、发展历史及意义11.2温度控制系统的目的11.3温度控制系统完成的功能12总体设计方案22.1方案一 22.2方案二 23DS18B20温度传感器简介73.1温度传感器的历史及简介73.2DS18B20的工作原理7DS18B20工作时序7ROM操作命令93.3DS18B20的测温原理98B20的测温原理：9DS18B20的测温流程104单片机接口设计124.1设计原则124.2引脚连接12晶振电路12串口引脚12其它引脚135系统整体设计145.1系统硬件电路设计14主板电路设计14各部分电路145.2系统软件设计16 系统软件设计整体思路系统程序流图176结束语2116附录22参考文献391引言1.1温度控制系统设计的背景、发展历史及意义随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。
基于单片机的温度控制系统设计
基于单片机的温度控制系统设计摘要：温度是在生产与生活中都常涉及到的表征物体的冷热程度的物理量，故温度控制在各生产领域中都会受到重视。
以stc89c52单片机为主控制单元，以ds18b20为温度传感器，从硬件电路和系统程序这两个方面设计了一种温度控制系统。
结果表明：该系统可以实时存储及显示相关温度数据，并能调控相关温度。
关键词：单片机；温度控制；stc89c52；ds18b20由于系统受其他热源的干扰，系统在实际生产环境下热交换较难控制的，故系统温度往往会因受到外界干扰的影响。
目前，51系列单片机在工业检测领域中得到了广泛的应用，因此我们可以在许多单片机应用领域中，配接各种类型的语音接口，构成具有合成语音输出能力的综合应用系统，以增强人机对话的功能。
stc89c52属于51系列增强型的8位单片机。
为此，本文拟以stc89c52单片机为主控制单元，以ds18b20为温度传感器，来设计温度实时测量及控制系统，该系统能够根据温度传感器ds18b20 所采集的温度在液晶屏上实时显示，并能通过stc89c52单片机的控制把温度控制在设定的范围之内。
一、硬件电路设计本文所设计的系统是一种以stc89c52单片机为主控制单元，以ds18b20为温度传感器的温度控制系统，其主要模块有：单片机最小系统模块、温度采集模块、电源模块、按键处理模块、实时时钟模块、数据存储模块、lcd显示模块以及通讯模块。
该系统可以实时存储及显示相关温度数据，并能调控相关温度。
1、单片机最小系统模块设计在本文所设计的系统中，其控制核心是51系列增强型8位单片机stc89c52。
stc89c52单片机是深圳宏晶科技有限公司生产的一种单片机，在一小块芯片上集成了一个微型计算机的各个组成部分。
每一个单片机包括：一个8位的微型处理器cpu；一个512k的片内数据存储器ram；4k片内程序存储器；四个8位并行的i/o接口p0-p3，每个接口既可以输入，也可以输出；两个定时器/记数器；五个中断源的中断控制系统；一个全双工uart的串行i/o口；片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容需要外接。
DS18B20温度控制系统设计
DS18B20温度控制系统设计【摘要】本设计通过以stc89c52单片机为核心，控制温度传感器ds18b20采集温度信号并直接以数字信号的方式传送给单片机，所测量结果由lcd1602显示出来，单片机将检测的温度与预先设定的温度值进行比较，该设定温度可以通过按键以1℃为单位进行调节。
当所测温度超过设定的温度值时，单片机将控制一个发光二极管和一个蜂鸣器进行声光报警，同时控制一个继电器的通断，达到简单调温的目的。
【关键词】单片机；ds18b20；lcd1602；声光报警一、功能简介本设计主要是以数字温度传感器ds18b20采集温度信号，将采集到的温度信号送给stc89c52单片机。
单片机将检测的温度与预先设定的温度值进行比较，该设定温度可以通过两个按键以1℃为单位进行调节。
当超过设定的温度值时，单片机将控制一个发光二极管和一个蜂鸣器进行声光报警，同时控制一个继电器的通断，达到简单调温的目的。
按模块可分为：（1）报警控制模块（2）温度采集模块（3）显示模块。
温度检测及显示要求实现以下功能：（1）用lcd直接显示读数、显示清晰直观。
（2）温度测量范围：0-100℃。
（3）可通过按键实现调节报警温度大小，单位1℃。
（4）精确度高。
（5）稳定性好。
二、方案简介理简单化。
采用温度芯片ds18b20测量温度，体现了作品芯片化这个趋势。
部分功能电路的集成，使总体电路更简洁，搭建电路和焊接电路时更快。
而且，集成块的使用，有效地避免外界的干扰，提高测量电路的精确度。
所以芯片的使用将成为电路发展的一种趋势。
本方案应用这一温度芯片，也是顺应这一趋势。
单片机温度控制系统是以ms-52单片机为控制核心，报警电路对温度监控的微机控制系统。
基本控制原理：ds18b20检测温度并将信号传送给单片机通过lcd显示出来，键盘设定温度上下限值，当所测温度超出所设置的初始温度时，报警装置响起，同时控制一个继电器的通断，达到简单调温的目的。
三、温度传感器的选取及特性选用美国dallas公司推出的一款单线数字温度传感器，此器件具有体积小，功耗低，精度高，可靠性好，易于单片机接口等优点其各方面特性都满足此系统的设计要求。
单片机温度控制
Keywords：AT89S51MonolithicIntegratedCircuit；DS18B20TemperatureChip；TemperatureControl；SerialPortCommunication
目 次
1引言…………………………………………………………………………………1
2设计要求……………………………………………………………………………1
此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
河北工业大学
毕业论文
作者：XXX学号：XXXXXX
学院：
系(专业)：
题目：基于单片机的温度控制系统的设计
指导者：
评阅者：
XXXX年XX月XX日
毕业论文中文摘要
题目：基于单片机的温度控制系统的设计
摘要：
本设计以AT89S51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、超温报警程序。
2设计要求
设计基于单片计算机的温度控制器，用于控制温度。具体要求如下:
基于51单片机的DS18B20温度检测_设计报告
课程名称：微机原理课程设计题目：温度检测课程设计随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的温度检测仪。
本设计使用简便，功能丰富。
可以实现温度采集，温度报警，重设上下限温度值等功能。
在现代化的工业生产中，需要对周围环境的温度进行检测和控制。
本设计对温控报警问题展开思考，设计一个能根据需求设置低温到高温进行报警并通过数码管显示的系统。
该系统使用STC89C51单片机，同时运用单线数字温度传感器DS18B20，四位共阴数码管显示，按键控制等模块可实现温度的检测与设置。
课题经过实验验证达到设计要求，具有一定的使用价值和推广价值。
本作品使用四位共阴数码管显示，可以清晰地显示当前的报警温度，一定程度避免使用者使用时出错，安全可靠，可使用于各种食品储存室，植物养殖所等地方，实用性很高。
关键字：温度报警器 STC89C51单片机数码管 DS18B20一、课程设计目的和要求 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计要求 (1)二、总体设计方案 (1)三、硬件设计 (2)3.1 DS18B20传感器 (2)3.2 STC89C51功能介绍 (6)3.3 时钟电路 (8)3.4 复位电路 (8)3.5 LED显示系统电路 (9)3.6 按键控制电路 (11)3.7 蜂鸣器电路 (11)3.8 总体电路设计 (12)四、软件设计 (14)4.1 keil软件 (14)4.2 系统主程序设计 (14)4.3 系统子程序设计 (15)五、仿真与实现 (18)5.1 PROTEUS仿真软件 (18)5.2 STC-ISP程序烧录软件 (19)5.3 使用说明 (20)六、总结 (21)一、课程设计目的和要求1.1 设计目的熟悉典型51单片机，加深对51单片机课程的全面认识和掌握，对51单片机及其接口的应用作进一步的了解，掌握基于51单片机的系统设计的一般流程、方法和技巧，为我们解决工程实际问题打下坚实的基础。
基于单片机和DS18B20的空调温控系统毕业设计
目录第一章绪论11.1 课题研究背景11.1.1 空调的工作原理11.1.2 空调的功能21.2 控制技术介绍21.3 总体方案设计3第二章空调温度控制系统硬件设计52.1 单片机的选择52.1.1 AT89S52单片机简介52.1.2 AT89S52单片机引脚介绍52.1.3 AT89S52单片机的外围电路62.2 温度传感器的选择72.3 键盘的设计82.3.1 行列式键盘和独立键盘的接口设计82.3.2 矩阵键盘和独立键盘的工作原理92.4 液晶显示的设计92.4.1液晶1602的接口电路92.4.2 液晶1602工作原理92.4.3 液晶1602的其他参数102.5 DA转换电路设计112.5.1 DA转换器的选择112.5.2 DAC0832简介122.5.3 DAC0832结构12第三章空调温度控制设计133.1 PID调节器控制原理133.2 位置式PID算法143.3 数字PID参数的整定143.3.1 采样周期选择的原则153.3.2 PID参数对系统性能的影响153.3.3 PID计算程序17第四章空调温度控制系统软件设计204.1 系统部件的软件设计方案204.2 系统软件设计框图204.3 主程序和子程序流程图设计214.3.1 主程序流程图214.3.2 液晶1602流程图224.3.3 温度转换子程序流程图224.3.4 键盘处理子程序流程图23结束语24 参考文献26第一章绪论1.1 课题研究背景温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量，也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量，是国际单位制七个基本量之一。
温度的变化会给我们的生活、工作、生产等带来重大影响，因此对温度的测量至关重要。
其测量控制一般使用各式各样形态的温度传感器。
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显突出，已成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具，其应用已遍与工农业生产和日常生活的各个领域。
(完整word版)基于单片机的DS18B20设计实验报告
第1章引言在日常生活及工农业生产中经常要涉及到温度的检测及控制，传统的测温元件有热点偶，热敏电阻还有一些输出模拟信号得温度传感器，而这些测温元件一般都需要比较多的外部硬件支持。
其硬件电路复杂，软件调试繁琐，制作成本高，阻碍了其使用性。
因此美国DALLAS半导体公司又推出了一款改进型智能温度传感器——DS18B20。
本设计就是用DS18B20数字温度传感器作为测温元件来设计数字温度计。
本设计所介绍的数字温度计与传统温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于测温比较准确得场所，或科研实验室使用。
该设计控制器使用单片机STC89C51，测温传感器使用DS18B20,显示器使用LED.第2章任务与要求2.1测量范围-50~110°C，精确到0.5°C；2.2利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号；2.3所测得温度采用数字显示，计算后在液晶显示器上显示相应得温度值；第3章方案设计及论证3.1温度检测模块的设计及论证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出现较大的偏差。
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，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。
3.2显示模块的设计及论证LED是发光二极管Light Emitting Diode 的英文缩写。
LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。
基于单片机的温度控制系统的设计毕业论文
第二章.设计任务及方案分析
2.1设计任务及要求
设计一个以单片机为核心的温度测量系统，可实现的功能为：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ（1）测量温度值精度为±1℃。
（2）系统允许的误差范围为1℃以内。
（3）系统可由用户预设温度值，测温范围为－55℃～＋125℃。
（4）超出预置值时系统会自动报警，即发光二极管亮。
（5）系统具有数码显示功能，能实时显示设定温度值和测得的实际温度值。
在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器(例如执行MOVX @DPTR指令)时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器(如执行MOVX @RI指令)时，P2口输出P2锁存器的内容。
（6）P3口:P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流(ILL)。
编号
淮安信息职业技术学院
毕业论文
题 目
基于单片机的温度控制系统的设计
学生姓名
学 号
系 部
电气工程
专 业
电气自动化
班 级
指导教师
顾问教师
摘
基于单片机的温度控制系统设计
基于单片机的温度控制系统设计引言：随着技术的不断发展，人们对于生活质量的要求也越来越高。
在许多领域中，温度控制是一项非常重要的任务。
例如，室内温度控制、工业过程中的温度控制等等。
基于单片机的温度控制系统能够实现智能控制，提高控制精度，降低能耗，提高生产效率。
一、系统设计原理系统设计的原理是通过传感器检测环境温度，并将温度值传递给单片机。
单片机根据设定的温度值和当前的温度值进行比较，然后根据比较结果控制执行器实现温度控制。
二、硬件设计1.传感器：常见的温度传感器有NTC热敏电阻和DS18B20数字温度传感器。
可以根据具体需求选择适合的传感器。
2. 单片机：常见的单片机有ATmega、PIC等。
选择单片机时需要考虑性能和接口的需求。
3.执行器：执行器可以是继电器、电机、气动元件等。
根据具体需求选择合适的执行器。
三、软件设计1.初始化：设置单片机的工作频率、引脚输入输出等。
2.温度读取：通过传感器读取环境温度，并将温度值存储到变量中。
3.设定温度：在系统中设置一个目标温度值，可以通过按键输入或者通过串口通信等方式进行设置。
4.温度控制：将设定温度和实际温度进行比较，根据比较结果控制执行器的开关状态。
如果实际温度高于设定温度，执行器关闭，反之打开。
5.显示：将实时温度和设定温度通过LCD或者LED等显示出来，方便用户直观判断当前状态。
四、系统优化1.控制算法优化：可以采用PID控制算法对温度进行控制，通过调节KP、KI、KD等参数来提高控制精度和稳定性。
2.能耗优化：根据实际需求，通过设置合理的控制策略来降低能耗。
例如，在温度达到目标设定值之后，可以将执行器关闭，避免过多能量的消耗。
3.系统可靠性：在系统设计中可以考虑加入故障检测和自动切换等功能，以提高系统的可靠性。
总结：基于单片机的温度控制系统设计可以实现智能温度控制，提高生活质量和工作效率。
设计过程中需要考虑硬件和软件的设计，通过合理的算法和控制策略来优化系统性能，提高控制精度和稳定性。
基于DS18B20的温度控制系统设计
摘 要： 该温度控制系统以STC89C52单片机为核心，采用DS18B20数字温度传感器采集温度，并以PWM形式输出，确保温度输出的稳定，再结合PID闭环控制，使系统能够更稳定地运行。先利用Proteus软件结合Keil软件仿真，再用STC89C52单片机进行实测，从而进一步验证了设计的可靠性和准确性，所控制温度的精度能达到±1 ℃范围之内。该系统具有灵活性强、电路简单、可靠性高、易于操作等优点，能够实现对温度的稳定控制。关键词： STC89C52；DS18B20；PID闭环控制；Proteus
LCD1602字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的两条线是背光电源线。该模块用D0~D7作为8 bit双向数据线，4 bit数据分两次传送，可以节省CPU的I/O口资源[4]。 VSS、VDD分别接地和5 V电源。VEE为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高。RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。E（或EN）端为使能（Enable）端，下降沿使能。DB0~DB7为双向数据总线。2 温度控制系统软件设计 系统程序主要包括主程序、初始化子程序、PID计算子程序、温度比较处理子程序、延时子程序、T0中断服务子程序和DS18B20驱动程序等。主程序流程图。
void PIDInit（struct PID*pp）{……{unsigned int dError，Error；Error=pp->SetPoint-NextPoint；//偏差pp->SumError+=Error；//积分dError=pp->LastError-pp->PrevError；//当前微分pp->PrevError=pp->LastError；pp->LastError=Error；return（pp->Proportion*Error//比例+pp->Integral*pp->SumError//积分项+pp->Derivative*dError）；//微分项}3 实验结果 现利用Keil编辑程序结合Proteus所做的原理图进行仿真处理，仿真结果可以达到设计要求。本设计制作了硬件设计实物，通过PID控制，当加热电阻靠近温度传感器时，测量温度明显上升，并达到31℃（设置温度）。此后加热变缓，温度维持在31℃，系统温度误差精度可达到±1℃之内，并且用蜂鸣器发出鸣响。当加热电阻离开温度传感器，测量温度会降低，当实测温度低于设置温度，蜂鸣器不响。再次设置温度，当加热电阻再次靠近温度传感器时，测量温度又明显上升到设置温度。 为了更好地观察实验结果，证明仿真结果的可靠性，体现本设计对温度控制的稳定性和精确性，经过多次设置不同的温度，实验记录数据如表1所示。从记录数据分析可知，本设计达到了预期的设计目标，控制温度误差范围在±1℃之内。
基于单片机的温度控制报警系统设计
基于单片机的温度控制报警系统设计摘要近年来随着计算机与控制技术的蓬勃发展与广泛应用，人们从中受益良多，生活中也随处可见电子产品，自动化，智能化成为发展趋势，而以单片机为核心的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测的日新月益。
本设计论述了一种以STC89C51单片机为控制单元，以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。
该控制系统可以实时存储相关的温度数据并可设置温度上下限值，实现对环境温度测量并在超出范围的情况下发出警告。
系统设计了相关的硬件电路和相关应用程序。
硬件电路主要包括STC89C51单片机最小系统，测温电路、LCD液晶显示电路以及报警电路等。
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：STC89C51单片机；DS18B20；LCD显示电路AbstractIn recent years, along with the computer of technology and control booming development and wide application, people benefit a lot from it, life also can be seen everywhere electronic products, automation, intelligent become development trend, and with the single chip processor as the core application is continuously to the deepening, and push the traditional control examination on the new victims. This design is discussed in STC89C51 micro control is a control unit, with the temperature sensor DS18B20 for the temperature control system. The control system can store related temperature data real-time and set up and down temperature limits, and to realize the environment temperature measurement and beyond the scope of the warning. The system design of the related hardware circuit and related applications. The hardware circuit STC89C51 mainly includes single chip minimize system, temperature measurement circuit, LCD display circuit, alarm circuit, etc. System program mainly includes the main program, read the temperature procedure, the calculation of temperature procedure, key processing program, LCD display procedures and data storage procedures, etc.key words：STC89C51 single-chip microcomputer ; DS18B20 ; LCD displaycircuitII目录摘要 (I)AbstractII (1)绪论 (1)1.1 课题的背景及其意义 (1)1.2 课题研究的内容及要求.................................................................................................... 1.1.3 课题的研究方案.................................................................................................................. 2 .2 电路设计的理论基础 (3)2.1 系统设计的框架..................................................................................................................3.2.2 单片机发展史 (3)2.3 STC89C51系列单片机介绍 (4)2.3.1 STC89C51特性......................................................................................................... 4 .2.3.2 STC89C51系列引脚功能 (5)3 硬件电路设计................................................................................................................................... 8. 3.1 电源电路.. (8)3.2 温度传感器电路.................................................................................................................. 9.3.3 显示电路 (12)3.4 报警电路 (13)3.5 复位电路 (13)4 软件设计 (15).4.1 按键处理子程序................................................................................................................ 15 .5 系统调试及结论分析 (17)5.1 硬件调试 (17)5.1.1 硬件电路故障及解决方法 (17)5.1.2 硬件调试方法 (17)5.2 软件调试 (18)6 总结与展望 (19)6.1 总结 (19)6.2 展望 (19)参考文献 (21)附录 (22)1：系统原理图 (22)2：实物图 (23)3：系统相关程序....................................................................................................................... . 24致谢1 ...........................................................................................................................................................1 绪论1.1 课题的背景及其意义二十一世纪是科技高速发展的信息时代，电子技术、单片机技术更是得到广泛的应用，伴随着科学技术的发展，需要对仪器设备的各种参数进行测量。
基于DS18B20的温度控制系统的设计
统。
２ ． ２温度采集电路的设计 该 系统采用半导体温度传感器作为敏感元件。 传感器我们采 用
图 ３ 键 控 单 元 硬 件 电路
了Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０ 单 总线可编程温度传 感器， 来 实现对温度 的采集 和转 换， 直接输 出数字量 ， 可以直接 和单 片机进行通讯 ， 大大简化 了电路
的复 杂度 。Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０应 用广泛 ，性能 可 以满 足题 目的设 计要 求 。 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０的与单片机的接 口连接电路图如图 ２ 所示 。
稳定 的设定值 （ 在一定温 度误差范 围内） 。 ２ ． Ｉ 单 片 机 的选 择
图２ Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０的与 单 片 机 的 接 口连 接 电 路 图
Ｐ ｒ ¨
单 片机 采用 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ 作为 本控 制系统 的核心 器件 ， Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ 基本型单片机由 Ｃ Ｐ Ｕ系统（ ８ 位Ｃ Ｐ Ｕ 、 时钟电路、 总线控制） 、 存储系 统 （ ４ Ｋ Ｂ的程序 存 储器 、 ｉ ２ ８ Ｂ的数 据存 储 器 、特 殊 功 能寄 存 器 Ｓ Ｆ Ｒ ） 、 Ｉ ／ Ｏ 口（ ４ 个并行 Ｉ ／ Ｏ 口） 其他单元 （ ２ 个１ ６ 位定时 ／ 计数 器 、 １
其测温电路的实现是依靠单片机软件 的编程实现 的。 当
Ｄ Ｓ Ｉ ８ Ｂ ２ ０ 接收到温度转换命令后 ， 开始启动转换 。转换 完成后 的温 度值 就以 １ ６ 位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储 器的 ０ ， １ 字节 。单 片机可通 过单线接 口 读 到该 数据 ， 读 取时低位在 前， 高位在后 ， 数据格式以０ ．０ ６ ２ ５ ℃／ Ｌ Ｓ Ｂ 形式表示， Ｄ Ｓ Ｉ ８ Ｂ ２ ０ 完 成温度转换后 ， 就把测得的温度值（ ｒ ｒ ） 与设定值ｆ ｆＨ ） 做 比较 ， 若Ｔ ＞ Ｔ Ｈ 或Ｔ ＜ Ｔ Ｌ ， 则将 该器件内的告警标志置位 ， 并对主机发 出的报警搜索 图 ４显 示单元的硬件 电路图 命令做出响应。 调节 、测试则是将独立三键以简单 的硬件 电路与软件程序结合 ， 看 ２ ． ３ 键控单元电路的设计 是否能实现其在程序设计 中的按键功能 。如图 ３ 所示 。 键控单元 电路是以独立 的三键方式实现对 系统 温度 的设 定与
基于单片机的温度控制系统设计
基于单片机的温度控制系统设计温度控制系统是现代生活中不可或缺的一部分，常见于家庭的的空调、电饭煲、烤箱等家用电器，以及工业生产中的各种自动化设备。
本文基于单片机设计针对室内温度控制系统的实现方法进行说明，包括温度采集、温度控制器的实现和人机交互等方面。
一、温度采集温度采集是温度控制系统的核心部分。
目前比较常见的温度采集器主要有热电偶、热敏电阻和半导体温度传感器。
在本文中我们以半导体温度传感器为例进行说明。
常见的半导体温度传感器有DS18B20、LM35等，本次实验中采用DS18B20进行温度采集。
DS18B20是一种数字温度传感器，可以直接与单片机通信，通常使用仅三根导线连接。
其中VCC为控制器的电源正极，GND为电源负极，DATA为数据传输引脚。
DS18B20通过快速菲涅耳射线（FSR）读取芯片内部的温度数据并将其转换为数字信号。
传感器能够感知的温度范围通常为-55℃至125℃，精度通常为±0.5℃。
为了方便使用，DS18B20可以通过单片机内部的1-Wire总线进行控制和数据传输。
具体实现方法如下：1.首先需要引入相关库文件，如：#include <OneWire.h> //引用1-Wire库#include <DallasTemperature.h> //引用温度传感器库2.创建实例对象，其中参数10代表连接传感器的数字I/O引脚：OneWire oneWire(10); //实例化一个1-Wire示例DallasTemperature sensors(&oneWire); //实例化一个显示温度传感器示例3.在setup中初始化模块：sensors.begin(); // 初始化DS18B204.在主循环中，读取传感器数据并将温度值输出到串口监视器：sensors.requestTemperatures(); //请求温度值float tempC = sensors.getTempCByIndex(0); // 读取温度值Serial.println(tempC); //输出温度值二、温度控制器的实现温度控制器是本次实验的关键部件，主要实现对温度的控制和调节，其基本原理是根据温度变化情况来控制输出电压或模拟脚电平，驱动继电器控制电器设备工作。
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基于单片机温度控制系统的设计DS18B20
设计步骤如下：
1.硬件设计：
a.使用DS18B20温度传感器进行温度测量。
将DS18B20的VCC引脚连
接到5V电源，GND引脚连接到地，以及数据引脚连接到单片机的一些
GPIO口。
b.设计一个控制电路，可通过单片机的输出控制继电器或者电阻电路
对温度进行调节。
根据具体需求，可以使用继电器进行开关控制，也可以
使用调节电阻来实现温度控制。
c.将单片机的GPIO口与控制电路的输入端连接，以便通过电平控制
控制电路的工作状态。
2.软件设计：
a.在单片机的开发环境中，编写硬件驱动程序，以实现与DS18B20传
感器的通信。
这包括初始化传感器、发送读取温度命令、接收并解析温度
数据。
b.使用单片机的模拟/数字转换功能，将测量到的温度值转换为数字
数据，并存储在单片机的内存中。
c.编写控制算法，根据所需的温度范围和精度，设置控制电路的工作
状态。
这可以通过设置GPIO口的电平来实现。
d.设置一个循环，不断读取温度传感器的数据，与目标温度进行比较，并根据需要，调节控制电路的工作状态以实现温度控制。
3.系统测试：
b.测试传感器的功能，确保能够准确读取到温度值。
c.设置一个合适的目标温度，并观察控制电路的工作状态，以确保能够实现温度控制。
d.通过改变目标温度，并观察系统的响应，调整控制算法，以优化温度控制的性能。
基于单片机温度控制系统的设计主要依赖于DS18B20温度传感器和单片机的硬件和软件设计。
通过适当地设计传感器和控制电路，以及编写合适的控制算法，可以实现对环境温度的精确控制。
设计完成后，可以应用于各种需要温度控制的场景，如恒温箱、温室等。