基于单片机的恒温箱温度控制系统毕业论文带pid控制
基于单片机的PID恒温控制系统设计
基于单片机的PID恒温控制系统设计摘要：本文设计了一种基于单片机的PID恒温控制系统。
该系统可以测量和控制温度，从而实现对温度的恒定控制。
通过分析PID控制器，建立PID控制模型，并进行系统模拟和实验验证。
实验结果表明，该系统具有良好的控制性能和稳定性，可以满足工业、医疗、生物学等领域对恒温控制的需求。
关键词：单片机，PID控制，恒温控制，温度测量Abstract:This paper presents a design of PID constant temperature control system based on single-chip microcomputer. The system can measure and control the temperature, achieving constant control of temperature. The PID control model is establishedby analyzing the PID controller, and the simulation and experimental verification of the system are carried out. The experimental results show that the system has good control performance and stability, and can meet the needs of constant temperature control in industrial, medical, and biological fields.Keywords: Single-chip microcomputer, PID control, Constant temperature control, Temperature measurement一、引言随着各种行业的发展，对温度进行精确的控制越来越重要。
基于单片机的PID恒温控制系统设计
基于单片机的PID恒温控制系统设计1. 引言恒温控制系统在现代工业生产中起着至关重要的作用，它能够确保生产过程中的温度稳定，从而保证产品质量和生产效率。
而PID控制器作为一种常用的控制器，具有简单易实现、稳定可靠等优点，被广泛应用于恒温控制系统中。
本文基于单片机的PID恒温控制系统设计，旨在研究和实现一种高效、精确的恒温控制方案。
2. 系统设计原理2.1 PID控制原理PID控制器是由比例项（P项）、积分项（I项）和微分项（D项）组成的。
比例项根据当前误差与设定值之间的差距来调整输出；积分项根据误差累积来调整输出；微分项根据误差变化率来调整输出。
PID控制器通过不断调整输出值与设定值之间的差距，使得系统能够快速、稳定地达到设定值。
2.2 单片机原理单片机是一种高度集成化、功能强大的微处理器芯片。
它具有处理能力强、可编程性好等特点，在工业控制领域得到广泛应用。
单片机可以通过输入输出端口与外部设备进行信息交互，通过控制算法调整输出信号，实现对恒温控制系统的精确控制。
3. 系统硬件设计3.1 传感器恒温控制系统中的传感器用于实时监测温度值，并将其转化为电信号输入给单片机。
常用的温度传感器有热电偶、热敏电阻等。
本设计中选择热敏电阻作为温度传感器。
3.2 控制器本设计中选择常用的STC89C52单片机作为控制器，它具有丰富的外设接口和高性能的处理能力，能够满足恒温控制系统的需求。
3.3 作动器作动器是恒温控制系统中负责调节环境参数（如加热、冷却等）以实现恒温目标的设备。
本设计中选择继电器作为作动器，它可以根据单片机输出信号来切换加热和冷却设备。
4. 系统软件设计4.1 温度采集与处理单片机通过模拟输入端口采集到来自传感器的模拟信号，然后通过模数转换器将其转化为数字信号。
接下来，通过算法对采集到的温度值进行处理，得到误差值。
4.2 PID算法实现PID算法的实现是整个恒温控制系统的核心。
根据采集到的误差值，通过比例、积分和微分三个参数来调整输出信号。
基于单片机的温度控制系统设计毕业论文单片机温度控制系统设计毕业论文
基于单片机的温度控制系统设计毕业论文单片机温度控制系统设计毕业论文职业学院毕业论文题目：单片机温度控制系统研制系院：工程技术学院学生姓名：学号：专业：机电一体化年级：指导教师：完成日期：X月X日毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目单片机温度控制系统研制学生姓名专业机电一体化指导教师姓名下发日期20XX年12月29日任务起止日期：20XX年12月29日至20XX年5月15日设计（论文）的主要内容：进度安排序号设计（论文）工作任务日期1指导教师指导毕业生选题2015.12.29—2016.3.42指导教师指导论文提纲2016.3.4—2016.3.113指导教师指导论文第一稿2016.3.12—2016.3.314指导教师指导论文第二稿2016.4.1—2016.4.305指导教师指导论文定稿2016.5.1—2016.5.126论文答辩2014.5.13—2016.5.14主要参考文献：[1]张耀宗.机械加工实用手册编写组.机械工业出版社，2009[2]李军.数控机床参考点的设定间.制造技术与机床，2013[3]许镇宇.机械零件.北京：高等教育出版社,2012[4]孔庆复.计算机辅助设计与制造.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2011[5]雷宏，机械工程基础.哈尔滨：黑龙江出版社2012[6]王中发.实用机械设计。
北京：北京理工大学出版社2013[7]唐宗军，机械制造基础。
大连：机械工业出版社.2010系负责人意见：摘要温度是表征物体冷热程度的物理量，是工农业生产过程中一个很重要而普遍的参数。
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。
温度控制的发展引入单片机后，可以降低对某些硬件电路的要求。
基于单片机的温度控制系统，可以实现对温度的精确控制。
本文以温室为研究对象，以AT89C51单片机为核心所实现的温度控制系统具有自动完成数据采集、数据处理、数据转换控制、键盘终端处理及显示的功能。
基于单片机的pid温度控制系统设计
一、概述单片机PID温度控制系统是一种利用单片机对温度进行控制的智能系统。
在工业和日常生活中，温度控制是非常重要的，可以用来控制加热、冷却等过程。
PID控制器是一种利用比例、积分、微分三个调节参数来控制系统的控制器，它具有稳定性好、调节快等优点。
本文将介绍基于单片机的PID温度控制系统设计的相关原理、硬件设计、软件设计等内容。
二、基本原理1. PID控制器原理PID控制器是一种以比例、积分、微分三个控制参数为基础的控制系统。
比例项负责根据误差大小来控制输出；积分项用来修正系统长期稳态误差；微分项主要用来抑制系统的瞬时波动。
PID控制器将这三个项进行线性组合，通过调节比例、积分、微分这三个参数来实现对系统的控制。
2. 温度传感器原理温度传感器是将温度变化转化为电信号输出的器件。
常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻、半导体温度传感器等。
在温度控制系统中，温度传感器负责将环境温度转化为电信号，以便控制系统进行监测和调节。
三、硬件设计1. 单片机选择单片机是整个温度控制系统的核心部件。
在设计单片机PID温度控制系统时，需要选择合适的单片机。
常见的单片机有STC89C52、AT89S52等，选型时需要考虑单片机的性能、价格、外设接口等因素。
2. 温度传感器接口设计温度传感器与单片机之间需要进行接口设计。
常见的温度传感器接口有模拟接口和数字接口两种。
模拟接口需要通过模数转换器将模拟信号转化为数字信号，而数字接口则可以直接将数字信号输入到单片机中。
3. 输出控制接口设计温度控制系统通常需要通过继电器、半导体元件等控制输出。
在硬件设计中，需要考虑输出接口的类型、电流、电压等参数，以及单片机与输出接口的连接方式。
四、软件设计1. PID算法实现在单片机中，需要通过程序实现PID控制算法。
常见的PID算法包括位置式PID和增量式PID。
在设计时需要考虑控制周期、控制精度等因素。
2. 温度采集和显示单片机需要通过程序对温度传感器进行数据采集，然后进行数据处理和显示。
基于单片机的软件实现PID温度控制系统
姓名：专业：学号：学科：基于单片机的软件实现PID温度控制系统引言随着控制理论和电子技术的发展，工业控制器的高精度性要求越来越高，其中以单片机为核心实现的数字控制器因其体积小，成本低，功能强，简便易行而得到广泛应用。
温度控制器作为一种重要的控制设备，在化工，食品等诸多工业生产过程和家用电器中得到了广泛的应用，本文主要讨论在家用电器电冰箱中得到广泛应用的数字PID控制，在单片机温度控制系统中的应用。
通过对实验数据的分析表明单片机的温度控制系统设计的合理性和有效性。
1硬件系统设计本文所研究的温度控制系统硬件部分按功能大致可以分为以下几个部分：单片机主控模块，输入通道输出通道等。
硬件总体结构框图如图所示。
图1中，温度控制系统以单片机为核心，并扩展外部存储器，构成主控模块零度保鲜箱的温度由铂Pt100电阻温度传感器检测并转换成微弱的电压信号，再通过位的转换器转换成数字量，此数字量经过数字滤波之后，一方面将零度保鲜箱的温度通过控制面板上的液晶显示器显示出来，另一方面将该温度值与设定的温度值进行比较，根据其偏差值的大小，采用控制算法进行运算，最后通过控制双向可控硅控制周期内的通断占空比，即控制零度保鲜箱制冷平均功率的大小，进而达到对零度保鲜箱温度进行控制的目的。
控制系统电路的核心器件是Atmel公司生产的单片机,图2所示.它是一种低功耗低电压高性能的位单片机片，内带有一个的可编程可擦除只读存储器，它采用的工艺是Atmel公司的高密度非易失存储器技术。
其输出引脚和指令系统都与MCS51兼容且价格低廉,性能可靠,抗干扰能力强,因此广泛应用于工业控制和嵌入式系统中。
为了节省成本和体积采用多路选择开关和AD7705模数转换器协同工作，组成多路数据采集系统.AT24C02是Atmel公司生产的EEPROM器件,存储容量256字节可擦写次数达100万次,主要用来存储设定温度。
2软件实现PID控制PID控制是最早发展起来的控制策略之一,在微机测控系统中,软件与硬件同样重要.硬件是系统的躯体,软件则是灵魂,当系统的硬件电路设计好之后,系统的主要功能还是要靠软件来实现,而且软件的设计在很大程度上决定了测控系统的性能,很多的单片机软件系统都是采用如图2所示的前后台系统也称超循环系统。
基于单片机的pid温度控制系统设计 -回复
基于单片机的pid温度控制系统设计-回复基于单片机的PID温度控制系统设计摘要：本文将介绍一种基于单片机的PID温度控制系统的设计方法。
该系统利用单片机的强大计算处理能力和易编程特性，通过PID控制算法实现对温度的精确调节和稳定控制。
文章将从系统的硬件设计和软件编程两个方面逐步讲解具体设计步骤和实施方法，旨在帮助读者理解和掌握该技术。
第一节：引言温度控制是很多工程领域中常用的一项自动化控制技术。
在一些需要保持稳定温度或者按设定温度进行自动控制的应用中，如温室、恒温箱、冷藏室等，PID控制算法广泛应用。
而采用基于单片机的PID温度控制系统，无论是从成本、体积还是功能扩展等方面都具有一定优势。
第二节：系统硬件设计PID温度控制系统的硬件设计主要包括传感器模块、智能温控器模块和执行器模块。
1. 传感器模块：选择适合应用场景的温度传感器，如热敏电阻、热电偶等。
将传感器与单片机相连，通过模拟输入口将传感器输出的模拟电压信号转换为数字信号。
2. 智能温控器模块：使用单片机作为智能温控器的核心，通过LCD显示屏和按键，实现温度的设定和显示。
单片机利用PID控制算法对设定温度和实际温度进行比较，并输出控制信号。
3. 执行器模块：执行器模块用于控制温度。
根据具体系统要求，可以选择继电器、加热器、风扇等。
执行器根据控制信号的输入来执行相应的操作，从而实现温度的调节控制。
第三节：软件编程PID温度控制系统的软件编程主要包括单片机的初始化设置和PID控制算法的实现。
1. 单片机的初始化设置：包括系统时钟设置、IO引脚设置、模拟输入口配置、LCD显示配置、按键操作配置等。
这些设置可以利用单片机提供的开发工具或者编程软件完成。
2. PID控制算法的实现：PID控制算法是PID温度控制系统的核心部分。
PID控制器由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。
通过不断调节三个参数的大小以及权衡不同参数的影响，实现对温度的稳定控制。
基于单片机的PID温度控制系统
1.
本课题以水为测量对象，温度测量电路接收传感器的信号，并将模拟信号通过模/数转换器转换为数字信号，送入单片机系统，与预设的温度对比，通过一定的控制算法，控制继电器的通断，从而控制加热器的工作，使得水温维持在设定的温度。温度控制算法精确控制温度加热，以温度最小为优化目标。
单片机是指芯片本身，而单片机系统则是为实现某一个控制应用需要由用户设计的，是一个围绕单片机芯片而组建的计算机应用系统。单片机自问世以来，其性能就在不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点，因此，应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。
本文从硬件和软件两方面来讲述水温的自动控制过程，在控制过程中主要应用AT89C51、DS18B20、MAX232等，而主要是通过DS18B20数字温度传感器采集环境温度，以单片机为核心控制部件。软件方面采用汇编语言来进行程序设计，这样可以使指令的执行速度快，节省存储空间。为了便于扩展和更改，软件设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加的简洁明了，使硬件在软件的控制下协调运作。
而系统的过程则是：首先，设定恒温运行时的温度值。然后，在运行过程中将采样的温度数字量送入单片机，最后用单片机来控制加热器，进行加热或停止加热，直到能在规定的温度下恒温加热。
关键词：单片机系统传感器数据采集模数转换器温度
DESIGN OFTEMPERATURECONTROLSYSTEM BASEDONSCM
PID温度控制(毕业论文)
摘要本文主要从硬件和软件两方面介绍了MCS-51单片机温度控制系统的设计思路，简单说明如何实现对温度的控制，并对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述。
还介绍了在单片机温度控制系统的软硬件设计中的一些主要技术关键环节,该系统主要以51系列单片机为核心,由温度检测电路,模/数转换电路, 电桥转换电路, 报警与指示电路, 功率放大电路等构成。
但用51系列单片机设计的温度检测电路是本次设计的主要内容，是整个单片机温度控制系统设计中不可缺少的一部分，该系统对温度进行了实时采集与检测。
本设计介绍的单片机温度自动控制系统的主要内容包括：系统方案、元器件选择、系统理论分析、硬件设计、软件设计、系统调试及主要技术性能参数。
关键词：单片机；温度传感器；温度检测；温度控制；PID算法IAbstractThe design of single-chip’s temperature control system is introduced from hardware and software, and simply explains how to actualize the temperature control. The hardware principle and software case fig are described. Some important techniques in a design scheme of the hardware and the software of the temperature control by single-chip microcomputer are introduced. The system mostly takes 8031 single-chip microcomputer as core, it is structured by temperature testing circuit, A/D switch circuit, zero passage testing circuit, warning and indication circuit, optical-electrical isolation and power amplifier circuit and so on.The main content of this design is temperature testing circuit that uses AT89C51 single-chip microcomputer .It is a part of the whole design that cannot be lacked. The system is used to collect and control temperature in real time. The temperature automatic control system based on single-chip microcomputer is described in the article including system scheme，parts of an apparatus choice, theoretical analysis，the design of hardware and software, system testing，and the main technical performance parameters．Key Words：Single—Chip Microcomputer；Temperature sensor；Temperature collecting；Temperature controlling；PID algorithm.I I目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1．1 课题的背景与意义 (1)1．3 课题举例简介 (2)第2章总体方案 (3)2．1 系统结构 (3)2．2 具体设计考虑 (3)本章小结 (4)第3章元器件简介 (5)3．1 AT89C51单片机 (5)3．1．1 概述 (5)3．1．2 主要特性 (5)3．1．3 引脚功能 (5)3．2 PT100温度传感器 (7)3．2．1 概述 (7)3．2．2 主要特性 (7)3．2．3 PT100工作原理 (8)3．3 ADC0804模数转换器 (9)3．3．1 主要特性 (9)3．3．2 ADC0804工作原理 (10)本章小结 (11)第4章硬件设计 (12)4．1 外围电路设计 (12)4．2 电机驱动电路设计 (12)4．3 按键电路设计 (12)4．4 电桥电路设计 (13)4．4．1 桥路形式 (13)4．4．2 工作方式 (13)I I I4．4．3 根据PT100的经典电路 (14)4．5 LCD显示电路设计 (14)4．5．1 引脚功能 (15)4．6 设计目标 (15)4．6．1 设计的出发点 (16)4．6．2 设计原理 (16)4．7 A/D转换电路 (16)本章小结 (16)第5章软件设计 (17)5．1 PID控制算法 (18)5．1．1 PID控制作用 (18)5．1．2 PID算法的微机实现 (18)5．1．3 PID算法的程序设计 (20)5．2 LM016L显示程序设计 (21)5．3 直流电机PWM控制程序 (26)5．4 ADC0804 A/D转换程序 (27)本章小结 (28)第6章系统调试 (29)6．1 硬件调试方法 (29)6．1．1 常见的硬件故障 (29)6．1．2 联机调试 (30)6．1．3 脱机调试 (31)6．2 软件调试方法 (31)6．3 误差分析 (32)本章小结 (32)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (36)附录1 译文 (37)附录2 英文参考资料 (46)附录3 (61)I VV第1章绪论1．1 课题的背景与意义在近四十年的时间里，电子计算机的发展经历了从电子管、晶体管、中小规模集成电路到大规模集成电路这样四个阶段，尤其是随着半导体集成技术的飞跃发展，七十年代初诞生了一代新型的电子计算机——微型计算机，使得计算机应用日益广泛；而单片微型计算机的问世，则更进一步推动了这一发展趋势，使计算机应用渗透到各行各业，达到了前所未有的普及程度。
单片机温度控制系统毕业设计论文
单片机温度控制系统毕业设计论文标题：基于单片机的温度控制系统设计与实现摘要：本论文设计和实现了一种基于单片机的温度控制系统。
该系统利用单片机的强大计算和控制能力，通过传感器采集环境温度，并运用PID控制算法，控制温度在预定的范围内波动。
本系统具有设计灵活、控制精度高、反应迅速等优势，非常适合温度控制领域应用。
关键词：单片机、温度控制、传感器、PID算法第一章引言1.1研究背景随着科技的进步和人们生活质量的提高，温度控制在各个领域都变得日益重要。
例如，家庭中的恒温器、温室中的温度调节、工业生产过程中的温度控制等。
传统的温度控制方法费时费力，且精度和效率较低，因此需要开发一种新的温度控制系统来满足各种需求。
1.2目的和意义本论文旨在设计和实现一种基于单片机的温度控制系统，以提高温度控制的精度和效率，满足不同领域对温度控制的需求。
通过论文的研究，可以为相关领域的温度控制系统设计提供参考，并促进温度控制技术在各个领域的应用。
第二章设计与实现方法2.1系统硬件设计本系统的硬件设计主要包括单片机选择、传感器选择以及执行设备选择等。
选用一款功能强大的单片机，例如ATmega328P，作为系统的核心控制器。
此外，选择一个高精度的温度传感器用于采集环境温度，并根据采集到的数据进行控制。
2.2系统软件设计本系统的软件设计主要包括温度采集与控制算法的设计和实现。
采用PID控制算法，通过单片机进行计算和控制，实现温度控制的闭环反馈。
同时，设计界面友好的人机交互界面，使操作更加简便。
第三章系统测试与分析3.1硬件测试对系统硬件进行测试，包括传感器的准确性测试、单片机的功能性测试以及执行设备的工作状态测试。
通过测试，验证系统的硬件设计的正确性和稳定性。
3.2软件测试对系统的软件进行测试，包括温度控制算法的准确性测试以及人机交互界面的操作测试。
通过测试，验证系统的软件设计的正确性和可靠性。
第四章结果与讨论4.1实验结果通过实验，得到了系统在不同环境下的温度控制效果，并进行数据统计和分析。
单片机温度控制及PID控制程序的设计
摘要随着生产的发展，自动化程度越来越高，热电设备对温度的控制要求也越来越高。
随着人们生活水平的提高，对日常用品的自动化也提出了更高的要求，单片机的不断更新换代，既要满足了上述的要求，又要达到提高自动化品质的目的。
因此设计出此温度控制系统。
本温度控制系统的对象是一热水电磁炉的水温，深入日常生活，要求所设计的系统具有软硬件结构简单、成本低廉、可靠性高（即不易出错）等特点。
关键字:单片机 PID A/D反馈并行I／O口AbstractWith the development of the production, in industry, the equipment to control temperature rising demand, as people's living standards improve, the automation of daily necessities also a higher demand, the continuous upgrading of SCM, Meet the above requirements, to achieve the purpose of quality control. The temperature control system is the object of a hot water resistance furnace, for daily life, requested by the design of hardware and software systems with simple, low-cost, high reliability (that is, less error-prone), and other characteristics. The design of the system while these characteristics for the purpose of the design.Keyword:MCU PID A / D feedback LPT I / O port目录第一章绪论 (1)第一节引言 (1)第二节系统设计的宗旨 (1)第二章系统概述 (2)第一节系统简介 (2)第二节系统主要硬件简介 (3)一、MCS-51系列8051单片微机简介 (3)二、ZLG7289A（串行接口8 位LED 数码管及64 键键盘智能控制芯片） (3)第三章测温及控制执行电路的设计 (5)第一节测量电路 (5)第二节控制执行电路 (6)一、MOC3041工作原理 (6)二、执行电路 (7)第四章采用PID控制算法的原因 (8)第一节PID控制器的应用 (8)第二节 PID调节温度的分析 (9)一、温度控制的基本方法 (9)二、PID参数的确定 (11)第三节抗干扰的设计 (11)一、产生干扰的原因以及结果 (11)二、抗干扰的措施 (12)第五章分析与结论 (15)参考文献 (16)致谢 (17)附录 1 (18)第一章绪论第一节引言随着集成电路技术的发展，单片微型计算机的功能也不断增强，许多高性能的新型机种不断涌现出来。
单片机温度控制系统PID设计
毕业论文(论文)题目名称：单片机温度控制系统PID设计题目类别：毕业设计系（部）：专业班级：学生姓名：指导教师：辅导教师：时间：至目录任务书 (I)毕业设计(论文)开题报告 (IV)毕业设计(论文)指导教师审查意见..................... 错误!未定义书签。
教师评语........................................... 错误!未定义书签。
摘要. (V)Abstract (VI)前言 (VII)1 绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2 PID算法在控制领域中的应用 (2)1.3 课题研究的目的及意义 (3)2 总体方案论证与设计 (4)2.1方案设计的要求与指标 (4)2.2方案的可行性分析与方案选择 (4)2.2.1方案可行性分析 (4)2.2.2 方案的选择与确定 (6)2.2.3系统结构框图 (7)3 温度控制系统硬件设计和软件设计 (8)3.1 系统硬件设计 (8)3.1.1系统硬件组成 (8)3.1.1.1AT89C51单片机的介绍 (8)3.1.1.2测量温度元件的选择 (10)3.1.1.3模数转换器ADC0809的介绍 (11)3.1.1.4键盘和LED显示电路设计 (12)3.1.1.5温度控制电路设计 (13)3.2 系统软件设计 (14)3.2.1主程序流程图及主程序 (14)3.2.2 T0中断子程序 (17)3.2.3 A/D转换子程序 (19)3.2.4 数字滤波子程序 (20)3.2.5温度标度变换子程序 (21)3.2.6键盘显示子程序 (21)3.2.7 PID算法介绍 (23)4 系统仿真与调试分析 (25)4.1系统仿真 (25)4.2系统调试 (25)5 结束语 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录Ⅰ单片机温度控制PID系统仿真电路图 (30)附录Ⅱ PID算法流程图及程序清单 (31)长江大学工程技术学院毕业设计任务书系（部）信息系专业班级 501学生姓名指导教师/职称1.毕业设计(论文)题目：单片机温度控制系统PID设计2. 毕业设计（论文）起止时间：2008年7月 1日～ 2009年6月6日3．毕业设计(论文)所需资料及原始数据（指导教师选定部分）Ⅰ）原始数据：独立完成系统的硬件设计。
温度控制PID研究毕业论文
温度控制PID研究毕业论文第1章绪论1.1 选题的依据和意义随着科学技术的发展，各类精密产品的生产制造以及特种科学实验都要求具有特定的工作环境，恒温就成为了不可缺少的条件之一。
目前我国常见的恒温系统的恒温精度为±1℃及±0.5℃也有±0.1℃。
而一些高精度的恒温系统如光学仪器厂的刻线室恒温精度已达到了±0.0056℃。
但是在某些非凡的科学实验室不仅恒温精度很高，而且干扰量多如渗透风、设备散热、送风温度波动以及电热器供电电压的波动等。
且某些干扰量如渗透风其最大值难以确定而没有采用相应的措施控制渗透风干扰量，导致房间温度的波动过大。
结果使恒温精度很难达到要求。
如何使这些非凡的科学实验的恒温精度达到使用要求成为了恒温控制系统设计的一个巨大的难题。
由于传统的PID控制算法其运算简单、调整方便，在过程控制中这种控制算法仍占据相当重要的地位。
故目前恒温室的空调系统大部分采用PID控制。
在工业生产中，经常需要控制温度、压力、流量、间距等连续变化的模拟量，无论使用模拟控制器的模拟控制系统，还是使用计算机的数字控制系统，PID控制都得到广泛的应用。
PID控制器是比例-积分-微分控制的简称，具有不需要精确的控制系统数学模型，有较强的灵活性和适应性，以及程序设计简单，参数调整方便等优点。
积分控制可以消除系统的静态误差和改善动态响应速度，比例、积分、微分三者有效地结合可以满足不同的控制要求。
目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。
同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。
自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。
目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器、仪表、已经很多产品已在工程实际中得到了广泛的应用。
有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
单片机控制自动恒温箱毕业设计论文
摘要近年来单片机发展十分迅速，单片机的应用已经渗透到各个行业。
而温度的测量及控制变得越来越重要，温度的控制在各个领域都有积极的意义。
传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。
所以采用单片机对温度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。
本设计是基于AT89C51单片机的恒温箱控制系统，系统分为硬件和软件两部分，其中硬件包括：温度传感器、显示、控制和报警的设计；软件包括：显示程序设计、控制程序设计和温度报警程序设计。
编写程序结合硬件进行调试，能够实现设置和调节初始温度值，进行显示屏显示，当加热到设定值后立刻报警。
本设计从实际应用出发选取了体积小、精度相对高的数字式温度传感元件DS18B20作为温度采集器，单片机AT89C51作为主控芯片，LCD1602作为显示输出，并且其中包含了PID算法，实现了对温度的实时测量与恒定控制。
关键词：单片机；恒温；控制；报警；PIDAbstractIn recent years, microcontroller is developed very rapid,microcontroller applications have penetrated into various industries.And the measurement and control of temperature becomes more and more important, the temperature control has a positive significance in various fields.The traditional method of temperature acquisition is not only time-consuming and laborious, but poor accuracy,the emergence of microcontroller makes the problem of data acquisition and processing temperature can get very good settlement.So using microcontroller to control temperature is not only easy to control, simple, flexibility and other characteristics, but also can greatly improve the temperature which was charged with technical indicators, which can greatly improve the quality of the product.Thermostatic control play a decisive role in the process of industrial production, temperature control directly affects the yield and quality of industrial production.This design is the constant temperature box control system based on AT89C51 microcontroller, the system is divided into two parts of hardware and software,the hardware includes:temperature sensor,display,control and alarm design;software includes:a display program design, programdesign and temperature alarm program design. Write a program combining hardware debugging,can realize the setting and adjusting the initial temperature, for display, alarm immediately when heated to the set value.The design from practical application selected small,relatively high accuracy digital temperature sensor DS18B20 as the temperature logger,AT89C51 microcontroller as the master chip, LCD1602 as display output,and also contains the PID algorithm,realize the real-time measurement of temperature and constant control.Keywords：microcontroller；thermostat；control；alarm；PID目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题意义 (1)1.3 课题内容 (2)1.4 恒温箱的发展与趋势 (2)1.5 本文结构安排 (3)第2章系统概述 (4)2.1 设计思路分析 (4)2.2 系统需求分析 (4)2.3 方案选择 (5)2.4 恒温箱的工作过程 (6)2.5 本章小结 (6)第3章系统硬件设计 (7)3.1 硬件电路设计概述 (7)3.2 系统功能介绍 (8)3.3 时钟频率电路设计 (8)3.4 显示电路的设计 (9)3.5 开关键盘设计 (11)3.6 温度报警电路设计 (12)3.7 温度采集电路 (13)3.8 本章小结 (19)第4章系统软件设计 (20)4.1 软件任务分析 (20)4.2 程序流程图 (20)4.3 系统控制算法 (24)4.4 参数整定 (26)4.5 本章小结 (27)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录 (31)第1章绪论1.1 课题背景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，是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的。
基于单片机PID温度控制毕业设计论文LUO
毕业设计说明书设计题目：基于单片机的PID温控器设计与仿真学院计算机科学与信息工程学院专业年级2008级自动化专业学生姓名LYC 学号2008133240指导教师刘传文职称讲师设计地点重庆工商大学日期 2012年2月27日～5月20日摘要本文是关于温度控制的单片机PID控制技术，加热电阻丝作为执行元件。
随着人类生产力的发展，在各行各业中对温度的要求日益提高，如啤酒的发酵、医用药品生产、以及食品加工等等；良好的温度控制技术不仅能提高产品品质而且能够有效节约能源。
而PID技术具有良好的控制能力，可以实现无误差调节，被广泛用于各个行业中。
本设计是以STC89C52RC单片机为核心，结合DS18B20温度传感器，1602LCD显示电路及键盘组成的系统。
采用PID控制技术对温度进行控制，以实现对温度准确控制。
该系统易于操作，灵活性强，方便携带等优点，有较好的发展前景。
关键词单片机，PID ，温度AbstractThis paper is about the temperature control of the single chip microcomputer PID control technology, heat resistance wire as executive components. Along with the de- velopment of the human productivity,In all walks of life to the requirements of the te -mperature is increasing day by day, such as beer fermentation, medical pharmaceu- tical production, and food processing, etc. Good temperature control technology can not only improve the quality of the product and can effectively save energy. And PID technology has good control ability, can achieve without error adjustment, is widely used in various industries. This design is based on STC89C52RC microcontroller as the core, combining the temperature sensor DS18B20, 1602 LCD display and keyboard circuit of the system.PID control technology for temperature control, in order to accurate temperature control. The system is easy to operate, flexibility, easy to carry and other advantages, have good growth prospects.Keywords：Single-chip microcomputer ，PID ，temperature目录摘要 (1)Abstract (3)第一章绪论 (1)1、PID控制系统历史现状及发展趋势 (1)2、本设计的主要工作与任务 (1)（1）主要任务内容 (1)（2）任务的具体要求 (1)第二章系统总体设计 (3)1、系统总体结构设计框图 (3)2、PID控制理论介绍 (3)第三章系统硬件设计 (7)2、单片及其外围电路 (7)2、键盘部分设计 (10)3、显示部分电路设计 (10)4、温度检测部分设计 (12)（1）特性 (13)（2）DS18B20工作时序 (13)（3）初始化时序 (14)5、加热执行部分设计 (15)6、上位机联机模块 (16)第四章系统软件设计 (18)1、程序结构确定 (18)2、程序框图 (18)3、源代码程序 (25)4、Keil C51 集成开发环境以及STC-ISP简介 (25)第五章系统调试与运行 (31)1、实物电路介绍 (31)2、系统PID调试结果与分析 (34)第六章总结 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录1 (40)附录2 (41)第一章绪论1、PID控制系统历史现状及发展趋势温度是生活及生产中最基本的物理量，它表征的是物体的冷热程度。
基于单片机的温度控制系统的毕业设计论文
基于单片机的温度控制系统的毕业设计论文温度控制系统是一种通过控制温度传感器感知到的温度值，以达到用户设定的目标温度的自动控制系统。
在工业、农业、医疗和家庭等领域中，温度控制系统广泛应用于保温、散热、恒温和冷却等需要稳定温度环境的场合。
本论文将重点介绍基于单片机的温度控制系统的设计与实现。
该系统采用单片机作为控制核心，结合温度传感器、显示器、执行器等硬件，通过软件实现对温度的监测和控制。
首先，系统硬件部分包括温度传感器、单片机、显示器、执行器等元件的选取和电路的搭建。
温度传感器负责实时感知环境的温度，将采集到的温度值通过模拟信号传递给单片机。
单片机作为控制核心，负责接收和处理温度传感器的数据，通过控制执行器的开关状态，实现对温度的调节。
同时，可以将温度数值通过显示器显示出来，方便用户实时监测。
其次，系统软件部分包括单片机程序的编写和功能实现。
通过编写程序，实现温度的读取、控制和显示等功能。
具体包括读取温度传感器的数值，判断是否达到用户设定的目标温度，如果超过目标温度，控制执行器关闭，否则控制执行器打开，以使温度保持在设定的范围内。
同时，将温度数值转化为适合显示的格式，并通过显示器显示出来。
系统软件的编写需要考虑实时性和准确性，确保温度控制的稳定性和精确性。
最后，论文还将介绍系统的测试和优化。
通过对温度控制系统的测试，验证系统硬件和软件的正确性和稳定性。
并在测试的基础上，对系统进行优化，提高控制效果和系统性能。
本论文的研究内容主要包括基于单片机的温度控制系统的硬件设计和软件编程，以及系统的测试和优化。
通过对温度控制系统的设计和实现，研究单片机在温度控制领域的应用，为进一步的研究和应用提供参考和借鉴。
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第1章绪论1.1研究的目的和意义温度是工业生产中主要被控参数之一，温度控制自然是生产的重要控制过程。
工业生产中温度很难控制，对于要求严格的的场合，温度过高或过低将严重影响工业生产的产质量及生产效率，降低生产效益。
这就需要设计一个良好温度控制器，随时向用户显示温度，而且能够较好控制。
单片机具有和普通计算机类似的强大数据处理能力，结合PID,程序控制可大大提高控制效力，提高生产效益。
本文采用单片机STC89C52设计了温度实时测量及控制系统。
单片机STC89C52能够根据温度传感器DS18B20所采集的温度在LCD1602液晶屏上实时显示，通过PID控制从而把温度控制在设定的范围之内。
通过本次课程实践，我们更加的明确了单片机的广泛用途和使用方法，以及其工作的原理。
1.2国内外发展状况温度控制采用单片机设计的全数字仪表，是常规仪表的升级产品。
温度控制的发展引入单片机之后，有可能降低对某些硬件电路的要求，但这绝不是说可以忽略测试电路本身的重要性，尤其是直接获取被测信号的传感器部分，仍应给予充分的重视，有时提高整台仪器的性能的关键仍然在于测试电路，尤其是传感器的改进。
现在传感器也正在受着微电子技术的影响，不断发展变化。
恒温系统的传递函数事先难以精确获得，因而很难判断哪一种控制方法能够满足系统对控制品质的要求。
但从对控制方法的分析来看，PID控制方法最适合本例采用。
另一方面，由于可以采用单片机实现控制过程，无论采用上述哪一种控制方法都不会增加系统硬件成本，而只需对软件作相应改变即可实现不同的控制方案。
因此本系统可以采用PID的控制方式，以最大限度地满足系统对诸如控制精度、调节时间和超调量等控制品质的要求。
现在国内外一般采用经典的温度控制系统。
采用模拟温度传感器对加热杯的温度进行采样,通过放大电路变换为 0～5V 的电压信号,经过A/D 转换,保存在采样值单元;利用键盘输入设定温度,经温度标度转换转化成二进制数,保存在片内设定值单元;然后调显示子程序,多次显示设定温度和采样温度,再把采样值与设定值进行 PID 运算得出控制量,用其去调节可控硅触发端的通断,实现对电阻丝加热时间的控制, 以此来调节温度使其基本保持恒定。
1.3温度控制系统的设计内容本系统从硬件和软件两方面来讲述恒温箱温度自动控制过程,在控制过程中主要应用STC89C52、LCD1602液晶显示器，而主要是通过DS18B20数字温度传感器采集环境温度，以单片机为核心控制部件，并通过LCD1602显示实时温度的一种数字温度计。
软件方面采用C语言来进行程序设计，使指令的执行速度快，节省存储空间。
而系统的过程则是：首先,通过设置按键,设定恒温运行时的温度值，并且用LCD1602显示这个温度值.然后,在运行过程中将DS18B20采样的温度经过处理后的数字量用LCD1602进行显示，结合PID 控制得出的信号传给单片机，用单片机的相应引脚来控制加热器,进行加热或停止加热，直到能在规定的温度下恒温加热，如果温度超过了恒温设定值，用单片机控制制冷片对恒温箱进行降温，最后保证恒温箱在设定的温度下运行。
第2章总体方案设计2.1 方案一测温电路的设计，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。
2.2 方案二考虑使用温度传感器，结合单片机电路设计，温度传感器的选择，采用温度芯片DS18B20测量温度，该芯片的物理化学性能很稳定，它能用做工业测温元件，且此元件线性较好。
在0-100摄氏度时，最大线性偏差小于1摄氏度。
该芯片直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。
本制作的最大特点之一是直接采用温度芯片对为温度进行测量，使数据传输和处理简单化，直接读取被测温度值，之后进行转换，依次完成设计要求。
比较以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计容易实现，故实际设计中拟采用方案二。
电路设计方框图如图2-1所示，它主要由五部分组成:控制部分主芯片采用单片机STC89C52；显示部分采用LCD1602液晶显示；温度设定部分采用按键设定；温度温度采集部分采用DS18B20温度传感器；加温部分采用光电可控硅MOC3061控制制大功率加热器；降温部分采用继电器控制TEC1-12706半导体制冷片。
图2－1 温度控制系统的总体设计方案第3章温度控制系统的器件和模块选用3.1单片机的选择3.1.1 STC89C52简介STC89C52单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。
主要特性如下：（1）增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051。
（2）工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V单片机）。
（3）工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz。
（4）用户应用程序空间为8K字节,片上集成512字节RAM。
（5）通用I/O口（32个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。
（6）具有EEPROM功能,具有看门狗功能。
（7）共3个16位定时器/计数器,即定时器T0、T1、T2。
（8）外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒。
（9）通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART。
（10）工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）。
3.1.2 STC89C52单片机的工作模式（1）掉电模式：典型功耗<0.1μA,可由外部中断唤醒，中断返回后，继续执行原程序。
（2）空闲模式：典型功耗2mA；正常工作模式：典型功耗4Ma～7mA。
（3）掉电模式可由外部中断唤醒，适用于水表、气表等电池供电系统及便携设备。
3.1.3 单片机最小系统结构本系统以STC89C52单片机为核心，本系统选用11.05926MHZ的晶振，使得单片机有合理的运行速度,复位电路为按键高电平复位。
STC89C52单片机最小系统电路设计如图3-1所示。
图3-1 单片机最小系统框3.1.4 STC89C52的引脚说明STC89C52的引脚图如图3-2:图3－2 STC89C52引脚图VCC（40引脚）：电源电压。
VSS（20引脚）：接地。
P0端口（P0.0～P0.7，39～32引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。
作为输出端口，每个引脚能驱动8个TTL负载，对端口P0写入“1”时，可以作为高阻抗输入。
在访问外部程序和数据存储器时，P0口也可以提供低8位地址和8位数据的复用总线。
此时，P0口内部上拉电阻有效。
在Flash ROM编程时，P0端口接收指令字节；而在校验程序时，则输出指令字节。
验证时，要求外接上拉电阻。
P1端口（P1.0～P1.7，1～8引脚）：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。
P1的输出缓冲器可驱动（吸收或者输出电流方式）4个TTL输入。
对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。
P1口作输入口使用时，因为有内部上拉电阻，那些被外部拉低的引脚会输出一个电流。
此外，P1.0和P1.1还可以作为定时器/计数器2的外部技术输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体参见表3-1。
在对Flash ROM编程和程序校验时，P1接收低8位地址。
端口。
P2的输出缓冲器可以驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。
对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，这时可用作输入口。
P2作为输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。
P3端口（P3.0～P3.7，10～17引脚）：P3是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。
P3的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。
对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。
P3做输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输入一个电流。
在对Flash ROM编程或程序校验时，P3还接收一些控制信号。
P3口除作为一般I/O口外，还有其他一些复用功能，如表3-2所示。
单片机单片机的复位初始化操作。
看门狗计时完成后，RST引脚输出96个晶振周期的高电平。
特殊寄存器AUXR（地址8EH）上的DISRTO位可以使此功能无效。
DISRTO默认状态下，复位高电平有效。
ALE/PROG（30引脚）：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。
在Flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。
在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。
然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。
如果需要，通过将地址位8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作将无效。
这一位置“1”，ALE仅在执行MOVX或MOV指令时有效。
否则，ALE将被微弱拉高。
这个ALE使能标志位（地址位8EH的SFR的第0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。
PSEN（29引脚）：外部程序存储器选通信号PSEN是外部程序存储器选通信号。
当STC89C52从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而访问外部数据存储器时，PSEN将不被激活。
EA/VPP（31引脚）：访问外部程序存储器控制信号。
为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。
注意加密方式1时,将内部锁定位RESET。
为了执行内部程序指令，EA应该接VCC。
在Flash编程期间，EA也接收12伏VPP电压。
XTAL1（19引脚）：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。
XTAL2（18引脚）：振荡器反相放大器的输入端。
3.2温度传感器的选择DS18B20温度传感器是美国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。
这一部分主要完成对温度信号的采集和转换工作，由DS18B20数字温度传感器及其与单片机的接口部分组成。
数字温度传感器DS18B20把采集到的温度通过数据引脚传到单片机的P3.7口，单片机接受温度并存储。
此部分只用到DS18B20和单片机，硬件很简单，DS18B20引脚图如3-3所示。