基于单片机的电烤箱温度控制系统 (1)
(毕业论文)基于单片机的电烤箱温度控制设计
本科毕业论文开题报告拟定论文题目:基于单片机的电烤箱温度控制设计学院:专业：班级：学号: 学生姓名：物理学物理与电子工程学院凯里学院教务处制2013年9月9 日填写填表须知、本表从凯里学院教务处下载专区下载，不得随意改变表格结构。
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五、本表一式三份，学生自存一份，教学单位存档一份，教务处存档一份。
一、选题背景及研究意义（选题背景应对该选题的国内外研究现状进行综述，研究意义应从理论和实践两个方面进行阐述。
要 1 2 3求字数在800字左右）（一）选题背景国内外温度控制系统发展迅速，并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得很大的成果。
目前温度控制大多数采用智能调节器，国内生产调节器分辨率和精度都较低，温度控制效果不是很理想，但价格便宜；国外生产调节器分辨率和精度都比较高，但价格昂贵。
美国、德国、瑞典、日本等国家技术领先，都各自生产了一批商品化的性能优异的温度控制器及仪器仪表，并在各个行业都得到了广泛的应用。
其主要特点为：一是用于大惯性、大滞后等复杂温度控制系统的控制;二是能够适应于受控系统数学模型难以建立的温度控制系统的控制；三是能够适应于受控系统复杂参数时变的温度控制系统的控制；四是温度控制系统普片采用自适应控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理论及计算机技术，运用先进的算法，适应的范围广泛；五是温度控制普遍具有参数自整定功能。
借助计算机软件技术，温控器具有对控制对象控制参数及特性进行自动调定的功能。
有的还以具有自学习功能，能够根据历史经验及控制对象的变化自动调整相关控制参数, 以保证控制效果的最优化；六是具有控制精度高、抗干扰能力强等特点。
目前，国内外温度控制系统及仪表正朝着高精度、智能化、小型化等方面迅速发展。
近年来，温度的检测在理论上发展比较成熟，但在实际测量和控制中，如何保证快速实时地对温度进行采样，确保数据的正确传输, 并能所测温度场进行较精确的控制，仍然是目前要解决的问题。
基于双单片机的电烤箱温度控制系统设计_赵济景
到 单 片 机 的 I/O 口 P1.0、P1.1、P1.2、P1.3 上 ，这 四 位 分 别 是 四
位数码管的片选口， 通过此四位决定是哪位数码管进行显
－78－
图 4 nRF24L01 引脚排列图 Fig. 4 Pin diagram of nRF24L01
示。 数码管的 a~dp 通过电阻接到单片机的 P0 口上，通过 P0 口接收需要显示数字的段码，从而实现数字的显示。
蜂 鸣 器进 行 报 警， 即 将 蜂 鸣器 接 在 单片 机 的 I/O 口 P2.7 上 ， 重 发 这 包 数 据 （自 动 重 发 开 启 的 情 况 下 ）直 到 接 收 这 包 数 据
当出现超限时，将 P2.7 口置高电平，蜂鸣器报警。
或重发次数超 过 了 在寄 存 器 SETUP_RETR_ARC 设置 的 所 允
生技术，采用 PID 算法，设计了一种基于双单片机的电烤箱温度控制系统。 采用多点测温，提高温度控制精度；利用无
线传输芯片 nRF24L01 进行两单片机之间的通信，实现检测和控制的分离。 同时进行键盘显示电路设计，实现数据的
输入、显示功能；进行超限报警电路的设计，防止温度出现大的超调。 经过硬件结合软件调试，整个系统运行良好，很
在 生 产 生 活 过 程 中 ，控 制 对 象 各 种 各 样 ，温 度 控 制 在 生 单 片 机 为 控 制 核 心 ， 采 用 数 字 PID 的 控 制 算 法 实 现 自 动 控
产过程中占有相当大的比例， 其关键在于测温和控温两方 制， 达到控制温度的恒定。 将多个温度传感器置于电烤箱
面[1]。 由于单片 机 具有 集 成 度高 、功 能 强、体 积 小 、价格 低 、抗 中 ，传 感 器 测 得 多 个 信 号 ，将 这 些 信 号 加 权 平 均 之 后 与 设 定
基于单片机的温度控制系统设计与应用
基于单片机的温度控制系统设计与应用温度控制系统是一种常见的自动控制系统，用于维持设定温度范围内的温度稳定。
本文将介绍基于单片机的温度控制系统的设计与应用。
一、系统设计1.功能需求：（1）温度检测：获取环境温度数据。
（2）温度显示：将检测到的温度数据以数字方式显示。
（3）温度控制：通过控制输出信号，自动调节温度以维持设定温度范围内的稳定温度。
2.硬件设计：（1）单片机：选择适合的单片机，如51系列、AVR系列等，具有较强的计算和控制能力。
（2）温度传感器：选择适当的温度传感器，如DS18B20、LM35等，能够准确检测环境温度。
（3）显示屏：选择适当的数字显示屏，如LCD显示屏、数码管等，用于显示温度数据。
（4）执行机构：根据具体需求选择合适的执行机构，如继电器、风扇等，用于控制温度。
3.软件设计：（1）温度检测：通过单片机采集温度传感器的模拟信号，并通过数字转换获得温度数据。
（2）温度显示：将获取到的温度数据进行处理，通过数字显示屏显示。
（3）温度控制：通过控制执行机构，如继电器等，根据温度数据的变化进行调节，将温度维持在设定范围内。
二、系统应用1.家居温控系统：家庭中的空调、暖气等设备可以通过单片机温度控制系统实现智能控制。
通过温度传感器检测室内温度，并将温度数据显示在数字显示屏上。
通过设定温度阈值，当室内温度超出设定范围时，系统控制空调或暖气进行启停，从而实现室内温度的调节和稳定。
这不仅提高了居住舒适度，还能节约能源。
2.工业过程控制：在工业生产过程中，一些特定的应用需要严格控制温度，以确保产品质量或生产过程的稳定。
通过单片机温度控制系统，可以实时检测并控制生产环境的温度。
当温度超过或低于设定的阈值时，系统可以自动调整控制设备，如加热器、冷却器等，以实现温度的控制和稳定。
3.温室农业：温室农业需要确定性的环境温度来保证作物的生长。
通过单片机温度控制系统，可以监测温室内的温度，并根据预设的温度范围，自动启停加热或降温设备，以维持温室内的稳定温度。
基于单片机的电烤箱温度控制系统毕业设计论文
基于单片机的电烤箱的温度控制系统毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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基于单片机的温度控制系统设计方案
基于单片机的温度控制系统设计方案设计方案：1. 系统概述：本温度控制系统采用单片机作为核心控制器，通过对温度传感器的采集并对温度进行处理，控制继电器的开关状态，实现对温度的精确控制。
系统可广泛应用于家庭、工业、医疗等领域中的温度控制需求。
2. 硬件设计：a. 单片机选择：根据系统需求，我们选择适用于温度控制的单片机，如8051、PIC、STM32等，具备较高的性能和稳定性。
b. 传感器：采用温度传感器（如DS18B20）进行温度的精确测量，传感器将温度值转化为数字信号进行输出，供单片机进行处理。
c. 屏幕显示：选用LCD液晶屏幕，实时显示当前温度值和设定的目标温度值。
3. 软件设计：a. 数据采集：单片机通过GPIO口连接温度传感器，采集传感器输出的数字信号，并进行AD转换，将模拟信号转化为数字信号。
b. 控制策略：单片机通过比较当前温度值和设定的目标温度值，根据控制算法判断是否需要开启或关闭继电器，从而实现对温度的控制。
c. 温度显示：单片机通过串口通信或I2C通信与LCD屏幕进行数据传输和显示，使用户能够随时了解当前温度和设定的目标温度。
4. 控制算法设计：a. ON/OFF控制：当当前温度值超过设定的目标温度值时，继电器闭合，使制冷或加热设备开始工作；当当前温度值低于设定的目标温度值时，继电器断开，使制冷或加热设备停止工作，实现温度的维持控制。
b. PID控制：根据温度的测量值和设定值，通过比例、积分、微分三个环节的控制，精确调节控制设备的工作状态，使温度尽可能接近设定值。
5. 系统实现和调试：a. 硬件连接：根据设计制作电路板，并连接单片机、温度传感器、继电器、液晶显示器等组件。
b. 程序编写：按照软件设计进行程序编写，并进行单片机的初始化设置、温度数据的采集和处理、继电器的控制等功能的实现。
c. 系统调试：通过实际应用场景中的温度测试数据，验证系统的稳定性和准确性，并根据实际情况进行调试和优化，确保系统达到要求的温度控制效果。
基于单片机的烘箱温度控制器设计说明
基于单片机的烘箱温度控制器设计目录1.项目概述 (1)1.1.该设计的目的及意义 (1)1.2.该设计的技术指标 (2)2.系统设计 (3)2.1.设计思想 (3)2.2.方案可行性分析 (4)2.3.总体方案 (5)3.硬件设计 (6)3.1.硬件电路的工作原理 (6)3.2.参数计算 (7)4.软件设计 (8)4.1.软件设计思想 (8)4.2.程序流程图 (9)4.3.程序清单 (10)5.系统仿真与调试 (11)5.1.实际调试或仿真数据分析 (11)5.2.分析结果 (13)6.结论 (12)7.参考文献 (13)8.附录 (14)1.项目概述：1.1．该设计的目的及意义温度的测量及控制，随着社会的发展，已经变得越来越重要。
而温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数，准确测量和有效控制温度是优质，高产，低耗和安全生产的重要条件。
在工业的研制和生产中，为了保证生产过程的稳定运行并提高控制精度，采用微电子技术是重要的途径。
它的作用主要是改善劳动条件，节约能源，防止生产和设备事故，以获得好的技术指标和经济效益。
而本设计正是为了保证生产过程的稳定运行并提高控制精度，采用以51系列单片机为控制核心，对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标。
通过本设计的实践，将以往学习的知识进行综合应用，是对知识的一次复习与升华，让以往的那些抽象的知识点在具体的实践中体现出来，更是对自己自身的挑战。
1.2．该设计的技术指标设计并制作一个基于单片机的温度控制系统，能够对炉温进行控制。
炉温可以在一定范围内由人工设定，并能在炉温变化时实现自动控制。
若测量值高于温度设定范围，由单片机发出控制信号，经过驱动电路使加热器停止工作。
当温度低于设定值时，单片机发出一个控制信号，启动加热器。
通过继电器的反复开启和关闭，使炉温保持在设定的温度范围内。
（1）1KW 电炉加热(电阻丝)，最度温度为120℃(软件实现)（2）恒温箱温度可设定，温度控制误差≦±2℃（软件实现PID）（3）实时显示温度和设置温度，显示精度为1℃(LED)。
基于51单片机的温度控制系统说明书
中北大学课程设计说明书学生姓名：学号：学院：机械与动力工程学院专业：机械电子工程题目：基于51单片机的温度控制系统设计职称: 讲师2015 年 1 月 19 日目录第1章绪论 (2)1.1 题目背景 (2)1.2 题目简介 (2)第2章系统总体设计及方案 (3)2.1单片机的介绍 (3)2.2系统功能的确定 (3)2.3温度传感器DS18B20的介绍 (3)2.3.1DS18B20的内部结构 (4)2.3.2 DS18B20的引脚介绍 (6)2.4人机交互与串口通信 (6)第3章硬件设计 (8)3.1系统结构框图 (8)3.2人机交互与串口通信单元设计 (9)3.2.1 键盘输入电路 (9)3.2.2 串口通信电路 (9)3.2.3 LED七段数码动态显示电路 (10)3.2.4 控制执行单元设计 (11)第4章软件设计 (12)4.1设计思路、程序代码 (12)结束语 (22)参考文献 (23)第1章绪论1.1 题目背景不论是对于工业生产还是对于人们的日常生活，温度的变化都会对其产生一定程度的影响。
所以，适时和恰当的温度控制对生产生活具有非常重要的作用。
在过去，对温度的控制总是采用常规的模拟调节器，然而，这种调节器存在的缺点是控制精度低，具有滞后、非线性等特点。
-本文将采用微电子技术来提高温度控制的精度，因为微电子技术的电路设计简单，控制效果好，具有很强的实用性。
众所周知，在现代工业以及家用电器测控领域中，单片机系统的开发和运用给其带来了全新的技术创新和变革。
而且，自动化和智能化程度的高低均依赖于是否使用单片机。
试想：将单片机的温度控制方法如果能够运用到温度控制系统中的话，那么，就可以在一定程度上缓减和克服温度控制系统中存在的滞后现象，同时在很大程度的上，单片机的使用可以提高温度的控制效果以及控制精度。
在工业自动化控制中，温度的控制一直都占有非常特殊的地位。
在本文中作者针对电烤箱的温控系统利用单片机进行设计，从而达到精确控制电烤箱温度目的。
基于AT89C51单片机电烤箱的温度控制系统设计与实现
基于单片机的电烤箱控制系统设计学生：XXX 指导教师：XX内容摘要：随着社会的不断发展，人们改造自然的能力也在不断的提高。
机器的诞生，为我们减少了部分或者全部的脑力劳动和体力劳动。
电子技术的诞生更是带来了翻天覆地的变化。
机电控制系统成为机械技术与微电子技术集成的共性关键技术。
人们通过它可以使机械完全按照自己的意愿来执行。
随着机电控制技术的发展，主要体现出了单片机和PLC两种控制方式。
本设计采用单片机控制。
单片机在日常生活中的运用越来越广泛。
温度控制在工业生产中经常遇到。
从石油化工到电力生产，从冶金到建材，从食品到机械都要对温度进行控制.甚至在有些产品生产过程中温度的控制直接影响到产品的质量。
单片机温度控制无论是现在还是未来都会起到重要作用。
本文介绍了以AT89C51单片机为核心的电烤箱温度控制系统。
电烤箱的温度控制系统有两个部分组成：硬件部分和软件部分。
其中硬件部分包括：单片机电路、传感器电路、放大器电路、转换器电路、以及键盘和显示电路。
软件部分包括：主程序、运算控制程序、以及各功能实现模块的程序。
文章最后对本设计进行了总结。
对温度控制系统的发展提出了几点建议。
关键词：单片机温度电烤箱控制Single-chip based on the oven’s temperature controlsystem designAbstract: With the continuous development of society, people's ability to transform nature of the advance has been. The birth of the machine for us to reduce some or all of the mental and physical. The birth of electronic technology has brought even more earth-shaking changes. Electrical and mechanical engineering control systems become integrated with the microelectronic technology common key technologies. People can make through its machinery in full accordance with the wishes of their own to implement.With the development of electrical and mechanical control techniques, mainly reflecting the two types of single-chip computer and PLC control. The design uses a single-chip control. Single-chip microcomputer use in their daily lives more and more widely. Temperature control in industrial production are often encountered. Chemicals from oil to electricity production, Or even some products in the production process control of temperature directly affects the quality of the product. Single-chip temperature control both now and will play an important role in the future.This paper introduces the AT89C51 single-chip microcomputer as the core of the oven temperature control system. Hardware components which include: Single-chip circuit, sensor circuit, amplifier circuit, converter circuit, as well as the keyboard and display circuit. Software include: the main program, operator controlprocedures, as well as the realization of the functional modules of the program. Finally.Keywords: Microcontroller Temperature Electric ovens Control目录前言 (1)1 概述 (1)1.1技术指标 (1)1.2控制方案 (2)2 硬件部分设计 (2)2.1单片机电路设计 (2)2.1.1 中央处理器CPU (3)2.1.2 运算器 (3)2.1.3 AT89C51单片机引脚功能 (4)2.1.4 引脚功能 (5)2.1.5 控制线 (6)2.1.6 AT89C51单片机的存储器结构 (6)2.1.7 AT89C51单片机的并行I/O端口 (6)2.1.8 AT89C51单片机时钟电路及时序 (7)2.1.9 复位电路 (8)2.1.10 AT89C51单片机的指令系统 (9)2.2传感器电路设计 (9)2.2.1 传感器概述 (9)2.2.2 传感器的基本特性 (10)2.2.3 热电阻的测量电路及应用 (11)2.3A/D转换电路设计 (12)2.3.1 逐次逼近型A/D转换器ADC0809 (12)2.4放大器电路设计 (15)2.4.1 交流放大器电路 (15)2.4.2 直流放大器电路 (18)2.4.3 运算放大器电路 (18)2.4.4 集成运算放大器概述 (19)2.5键盘及显示电路的设计 (20)2.5.1 键盘接口电路 (20)2.5.2 LED显示器接口电路 (21)2.6抗干扰电路设计 (23)2.6.1 电磁干扰的形成因素 (23)2.6.2. 干扰的分类 (23)2.6.3 单片机应用系统电磁干扰控制的一般方法 (24)2.6.4 硬件抗干扰措施 (24)3 软件部分设计 (25)3.1工作流程 (25)3.2功能模块 (26)3.3资源分配 (26)3.4功能软件设计 (26)3.4.1 键盘管理模块 (26)3.4.2 显示模块 (30)3.4.3 温度检测模块 (32)3.4.4 温度控制模块 (34)3.4.5 温度越限报警模块 (35)3.4.6 主程序和中断服务子程序 (38)4 结论 (40)附录 (41)参考文献 (42)基于单片机的电烤箱控制系统设计前言随着社会的不断发展，人们对机械的应用也越来越广，进而人们对机械运动的控制要求亦越来越高。
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AT89C51单片机的烤箱温度控制系统的设计
522017年2月下 第4期 总第256期1 电烤箱温度控制背景介绍在近几年里,电烤箱已逐渐成为许多家庭中的必备家电之一,由此观之,电烤箱的需求量还是很高的。
然而市场中电烤箱的生产与创新却还有极大的提升空间,同时已经拥有电烤箱的家庭也对电烤箱的性能与功能提出了更高的要求,如果能够提高上述几点,对于能源节约、方便与否这些方面上还是能够起到相当大的作用。
其次电烤箱用途也较广泛,烤鸡烤鸭、烘焙蛋糕、烘烤制作蛋挞时也都会借助于电烤箱的运行。
本系统以单片机电路为设计核心,借此达到精确控制并及时反映的作用。
对国内而言,电烤箱的发展仍处于逐渐提升与进步的过程中,中国大多数家庭几乎都缺乏对电烤箱这种家电的了解,这也与国人的饮食风格有着密不可分的联系。
中国的饮食大多以煮、炒、蒸、煎、炖等为主,而“烤”在中国传统文化当中从未占有较重要的地位,因而锅、微波炉与电器的普及程度要远大于电烤箱。
然而近年来,随着国内外文化交流愈来愈密切,许多有别于传统饮食的食品逐渐进入中国人一贯的食谱中,致使中国家庭对电烤箱运用的越来越频繁,故而电烤箱的需求逐年上升,相比之下,国内对电烤箱的供应则落后了许多,品种大多较为单一,性能也参差不齐。
这也正是一个良好的契机,为电烤箱在国内初步发展与普及提供了良好的契机,反观国外情况,“烤”在国外家庭中一直扮演着一个相当重要的部分,故电烤箱在国外厨房中普及率丝毫不亚于国内厨房的电饭锅。
而正因电烤箱的发展在国外成熟已久,创新与改良则成为了国外电烤箱进一步发展中亟待解决的一个环节。
向国外千篇一律的电烤箱中注入新鲜的设计与创新,同时加强细节的处理以及功能、性能上的进一步完善可以使得电烤箱的发展迎来第二次巅峰。
故研究电烤箱不论是国内或是国外都是具有很高的研究价值的。
本文所研究的温度控制系统以C 51单片机为核心,以电烤箱为载体,硬件部分包括单片机电路,A /D 转换模块,L E D 显示器等硬件设备,软件部分则由PI D 算法,温度采集系统,温度传感器组成,从而达到实时控温并及时反映。
基于单片机的电烤箱温度系统
基于单片机的电烤箱温度系统摘要由于中国的经济很快进展，人们的生活质量有所改善，群众的创新能力在不断进步。
工人的劳力及其体力，将会由人们发明的机器来代替。
这样一来还能促进工业的进展。
电子技术的运用更加使得社会的格局变得更加的微妙。
机电控制系统现如今慢慢的变成了机械行业以及电子行业技术集成的共性关键技术。
使用者可以根据自己的想法来操作机器的动作。
根据现在的机电控制技术的进展状况，其控制方式可以看到，主要是两种：单片机和PLC。
于是我们决定用单片机控制。
这个机器其实在当今生活中的使用中，已经渐渐普及。
温度控制经常在工业的活动中可以普遍用到，比如：石油化工到电力的生产，冶金到建材的运用，食品机械的加工等，都需要对温度进行控制，温度的合理控制对产品最终的质量也有很大的效果。
由此可见，使用单片机进行温度控制在当代甚至未来都是会占据一定的位置。
这篇文章其实是根据AT89C51单片机在对电烤箱用来控制温度过程的这个系统的设计。
这个系统由两个部分构成：他们分别是硬件部分和软件部分。
其中硬件部分包括:单片机电路、转换器电路以及键盘还有显示电路等等。
软件部分包括:主程序等。
文章最终对本设计进行了总结，并且我们也对用来控制温度的这个系统的进展发表了一些意见。
关键词：用来控制温度的系统；电烤箱；单片机AbstractWith the development of social economy, people's innovative ability is also constantly improving. Machines invented by people have replaced the labour and physical strength of workers and promoted the development of industry. The application of electronic technology makes the social structure more delicate. The electromechanical control system has gradually become the common key technology of technology integration in mechanical industry and electronic industry. Users can operate the machine according to their own ideas.According to the current development of electromechanical control technology, its control mode can be seen that there are mainly two kinds: single chip computer and PLC. The design of this paper decides to use single chip computer to control. In fact, microcontroller in the use of today's life, has gradually become popular. Temperature control can be widely used in industrial activities, such as: petrochemical industry to power production, metallurgy to building materials, food machinery processing, etc., all need to control temperature, reasonable control of temperature has great effect on the final quality of products. It can be seen that the use of single-chip temperature control in the contemporary and even in the future will occupy a certain position.This paper is mainly based on AT89C51 MCU to design the temperature control system of electric oven. The temperature control system of electric oven has two parts: hardware part and software part. The hardware part includes: single chip circuit, sensor circuit, amplifier circuit, converter circuit, keyboard and display circuit. The software part includes the main program, the operation control program and the program of each function realization module. Finally, the design is summarized. Some suggestions for the development of temperature control system are put forward.Key words: temperature control system; electric oven; single chip computer目录摘要 (I)Abstract (II)1引言 (1)2 概述 (2)2.1技术指标 (2)2.2控制方案 (2)3硬件部分设计 (3)3.1 单片机电路设计 (3)3.1.1中央处理器CPU (4)3.1.2 AT89C51单片机引脚功能 (5)3.1.3 AT89C51单片机的存储器结构 (7)3.1.4 AT89C51 单片机的并行1/0端口 (7)3.1.5 AT89C51 单片机时钟电路准时序 (8)3.1.6 复位电路 (9)3.1.7 AT89C51 单片机的指令系统 (10)3.2 传感器电路设计 (10)3.2.1传感器概述 (10)3.2.2传感器的基本特性 (11)3.2.3 热电阻的测量电路及应用 (12)3.3 A/D转换电路设计 (13)3.3.1 逐次迫近型A/D转换器ADC0809 (13)3.3.2 AT89C51单片机与ADC0809接口 (15)3.4放大器电路设计 (16)3.5键盘及显示电路设计 (18)3.5.1键盘接口电路 (18)3.5.2 LED 显示器接口电路 (20)3.6抗干扰电路设计 (22)3.6.1单片机应用系统电磁干扰控制的一般方法 (22)3.6.2 硬件抗干扰措施 (23)4软件部分设计 (24)4.1 工作流程 (24)4.2 工作模块 (25)4.3资源安排 (25)4.4功能软件设计 (25)4.4.1键盘治理模块 (25)4.4.2 显示模块 (27)4.4.3 温度检测模块 (29)4.4.4温度控制模块 (31)4.4.5温度越线报警模块 (33)5 总结 (35)5.1 本次用来控制温度的这个系统设计中存在的问题及其解决方法 (35)5.2 单片机控制系统的进展方向 (36)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (39)1引言最近几年来，温度测量理论的进展不断的完善。
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。
基于单片机的电烤箱温度控制系统 (1)
基于单片机的电烤箱的温度控制系统摘要随着社会的不断发展，人们改造自然的能力也在不断的提高。
机器的诞生，为我们减少了部分或者全部的脑力劳动和体力劳动。
电子技术的诞生更是带来了翻天覆地的变化。
机电控制系统成为机械技术与微电子技术集成的共性关键技术。
人们通过它可以使机械完全按照自己的意愿来执行。
随着机电控制技术的发展，主要体现出了单片机和PLC两种控制方式。
本设计采用单片机控制。
单片机在日常生活中的运用越来越广泛。
温度控制在工业生产中经常遇到。
从石油化工到电力生产，从冶金到建材，从食品到机械都要对温度进行控制.甚至在有些产品生产过程中温度的控制直接影响到产品的质量。
单片机温度控制无论是现在还是未来都会起到重要作用。
本文介绍了以AT89C51单片机为核心的电烤箱温度控制系统。
电烤箱的温度控制系统有两个部分组成：硬件部分和软件部分。
其中硬件部分包括：单片机电路、传感器电路、放大器电路、转换器电路、以及键盘和显示电路。
软件部分包括：主程序、运算控制程序、以及各功能实现模块的程序。
文章最后对本设计进行了总结。
对温度控制系统的发展提出了几点建议。
关键词：单片机，温度，电烤箱，控制AT89C51 SINGLE-CHIP BASED ON THE OVEN'S TEMPERATURECONTROL SYSTEM DESIGN目录前言.................................................. 错误!未定义书签。
第1章概述.. (1)1.1技术指标 (1)1.2控制方案 (1)第2章硬件部分设计 (2)2.1单片机电路设计 (2)2.2传感器电路设计 (8)2.3A/D转换电路设计 (11)2.4放大器电路设计 (14)2.5键盘及显示电路的设计 (19)2.6抗干扰电路设计 (22)第3章软件部分设计 (25)3.1工作流程 (25)3.2功能模块 (25)3.3资源分配 (25)3.4功能软件设计 (25)结论 (37)谢辞.................................................. 错误!未定义书签。
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基于单片机的电烤箱的温度控制系统摘要随着社会的不断发展，人们改造自然的能力也在不断的提高。
机器的诞生，为我们减少了部分或者全部的脑力劳动和体力劳动。
电子技术的诞生更是带来了翻天覆地的变化。
机电控制系统成为机械技术与微电子技术集成的共性关键技术。
人们通过它可以使机械完全按照自己的意愿来执行。
随着机电控制技术的发展，主要体现出了单片机和PLC两种控制方式。
本设计采用单片机控制。
单片机在日常生活中的运用越来越广泛。
温度控制在工业生产中经常遇到。
从石油化工到电力生产，从冶金到建材，从食品到机械都要对温度进行控制.甚至在有些产品生产过程中温度的控制直接影响到产品的质量。
单片机温度控制无论是现在还是未来都会起到重要作用。
本文介绍了以AT89C51单片机为核心的电烤箱温度控制系统。
电烤箱的温度控制系统有两个部分组成：硬件部分和软件部分。
其中硬件部分包括：单片机电路、传感器电路、放大器电路、转换器电路、以及键盘和显示电路。
软件部分包括：主程序、运算控制程序、以及各功能实现模块的程序。
文章最后对本设计进行了总结。
对温度控制系统的发展提出了几点建议。
关键词：单片机，温度，电烤箱，控制AT89C51 SINGLE-CHIP BASED ON THE OVEN'S TEMPERATURECONTROL SYSTEM DESIGN目录前言.................................................. 错误!未定义书签。
第1章概述.. (1)1.1技术指标 (1)1.2控制方案 (1)第2章硬件部分设计 (2)2.1单片机电路设计 (2)2.2传感器电路设计 (8)2.3A/D转换电路设计 (11)2.4放大器电路设计 (14)2.5键盘及显示电路的设计 (19)2.6抗干扰电路设计 (22)第3章软件部分设计 (25)3.1工作流程 (25)3.2功能模块 (25)3.3资源分配 (25)3.4功能软件设计 (25)结论 (37)谢辞.................................................. 错误!未定义书签。
参考文献.............................................. 错误!未定义书签。
附录. (38)外文翻译资料......................................... 错误!未定义书签。
第1章概述温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果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。
根据温度变化快慢，并且控制精度不易掌握等特点，本文电烤箱的温度控制为模型，设计了以AT89C51单片机为检测控制中心的温度控制系统。
温度控制采用PID数字控制算法，显示采用3位LED静态显示。
该设计结构简单，控制算法新颖，控制精度高，有较强的通用性。
1.1 技术指标电烤箱的具体指标如下：(1) 电烤箱由2 kW电炉加热，最高温度为500℃。
(2) 电烤箱温度可预置，烤干过程恒温控制，温度控制误差≤±2℃。
(3) 预置时显示设定温度，烤干时显示实时温度，显示精确到1℃。
(4) 温度超出预置温度±5℃时发声报警。
(5) 对升降温过程的线性没有要求。
1.2 控制方案产品的工艺不同，控制温度的精度也不同，因而所采用的控制算法也不同。
就温度控制系统的动态特性来讲，基本上都是具有纯滞后的一阶环节，当系统精度及温控的线性性能要求较高时，多采用PID算法来实现温度控制。
本系统是一个典型的闭环控制系统。
从技术指标可以看出，系统对控制精度的要求不高，对升降温过程的线性也没有要求，因此，系统采用最简单的通断控制方式，即当烘干箱温度达到设定值时断开加热电炉，当温度降到低于某值时接通电炉开始加热，从而保持恒温控制。
第2章硬件部分设计系统的硬件部分包括单片机电路、A/D转换器电路、放大器电路、传感器电路、键盘及显示电路五部分。
其各部分连接关系如图2-1所示。
图2-1 电烤箱温度控制系统结构2.1 单片机电路设计随着社会的发展，单片机以其体积小、可靠性高、使用方便等特点在社会生活中达到广泛应用。
根据温度控制的特点，本次设计采用AT89C51单片机。
以下对其进行详细介绍。
AT89C51单片机是美国Intel公司的8位高档单片机系列。
也是目前应用最为广泛的一种单片机系列。
其内部结构简化框图如下所示。
AT89C51系列单片机主要有CPU、存储器（包括RAM和ROM）、I\O接口电路及时钟电路等部分组成。
一中央处理器CPU中央处理器CPU是单片机的核心。
是计算机的控制指挥中心。
同一般微机的CPU类似。
AT89C51单片机内部CPU包括控制器和运算器两部分。
如图2-2AT89C51单片机内部结构简化框图1.运算器AT89C51运算器电路以算术逻辑单元ALU为核心。
有累加器ACC、寄存器B、暂存器1、暂存器2、程序状态寄存器PSW和布尔处理机共同组成。
它主要完成数据的算术运算、逻辑运算、位变量处理和数据传输等操作。
运算结果的状态由程序寄存器PSW保存。
①算术逻辑单元ALU与累加器ACC、寄存器B算术逻辑单元ALU不但能完成8位二进制的加、减、乘、除等算数运算。
而且还能对8位变量进行逻辑“与”“或”“异或”循环位移等逻辑运算。
累加器ACC(简称累加器A) 为一个8位寄存器，它是CPU中使用最频繁的寄存器。
专门存放操作数或运算结果。
图2-2 AT89C51单片机内部结构简化框图②．程序状态寄存器程序状态寄存器PSW是一个8位的状态寄存器。
用于存放标志寄存器。
用于存放指令执行后的状态，以供程序查询和判别。
PSW各位的状态通常是在指令执行的过程中自动设置的。
但可以由用户根据需要指令加以改变。
状态寄存器共有进位标志位CY、辅助进位标志位（或称半进位）AC、用户自定义标志位F0、工作寄存器组选择位RS1、RS0、溢出标志位OV、奇偶标志位P.③. 控制器控制部件是单片机的神经中枢。
它包括程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、数据指针DPTR、堆栈指针SP、缓冲器和定时器控制电路等。
它先以主振频率为基准发出CPU的时序对指令进行译码，然后发出各种控制信号。
完成一系列定时控制的微操作。
用来协调单片机各部分正常工作。
二 AT89C51单片机引脚功能AT89C51系列单片机的封装形式有两种：一种是双列直插方式封装；另一种是方形封装。
AT89C51单片机40个引脚及总线结构图如下所示。
其CMOS工艺制造的低地功耗芯片也有采用方形封装的。
但为44个引脚，其中4个引脚是不使用的。
由于89C51单片机是高性能的单片机。
同时受到引脚数目的限制，所以有部分引脚具有第二功能。
如图2-3单片机引脚图。
1.主电源引脚主电源引脚两根：VCC接+5V电源正端；VSS接+5V电源地端。
2.外接晶体引脚两根XTAL1:接外部石英体和微调电源的一端。
XTAL2:接外部晶体和微调电容的另一端。
其中，对用外部时钟时，对于HMOS单片机,XTAL1脚接地，XTAL2脚作为外部振荡信号的输入端。
对CHMOS单片机XTAL1脚作为外部振荡信号的输入端，XTAL2脚空不接。
图2-3 单片机引脚图3. 引脚功能I\O引脚共32根。
①PO口：P0.0-P0.7统称为PO口是8位双向I/O口线。
P0口即可作为地址/数据总线使用，又可作为通用的I/O口线。
在不接片外存储器与不扩展I/O口时，可作为准双向输入/输出口。
在接有片外存储器或扩展I/O时，P0口分时复用为低8位地址总线和双向数据总线。
② P1口：P1.0-P1.7统称为P1口。
是8位准双向I/O口线。
P1口作为通用的I/O口使用。
③ P2口：P2.0-P2.7统称为P2口。
是8位准双向I/O口线。
P2口即可作为通用的I/O口使用。
也可作为片外存储器的高8位地址线。
与P0口组成16位片外存储器单元地址。
④ P3口：P3.0-P3.7统称为P3口。
是8位准双向I/O口线。
P3口除作为准双向口使用外。
每个引脚还具有第二功能。
P3口的每一个引脚均可独立定义为第一功能的输入输出或第二功能，P3口的第二功能如下表所示：P3口的第二功能P3.0 RXD 串行口输入P3.1 TXD 串行口输出IM外部中断0输入P3.2 0P3.3 1IM外部中断1输入P3.4 T0 定时/计数器0计数输入P3.5 T1 定时/计数器1输入P3.6 WR片外RAM写选通信号（输出）P3.7 RD片外RAM读选通信号（输出）4．控制线控制线共四根。
①ALE/PROG 地址锁存有效信号输出率。
②PSEN 片外程序存储器读选通信号输出端低电平有效。
③RST/VPD 复位信号备用电源输入信号。
④EA/VPP 片外程序存储器选用端。
三 AT89C51单片机的存储器结构AT89C51单片机的存储器物理结构上分为片内数据存储器、片内程序存储器、片外数据存储器和片外程序存储器4个存储空间。
四 AT89C51单片机的并行I/O端口AT89C51单片机有4个8位并行I/O端口（P0、P1、P2、P3）每个端口都各有8条I/O口线，每条I/O口线都独立地用作输入输出，在具有片外扩展存储器的系统中，P2口送出高8位地址，P0口分时送出低8位地址和8位数据。
各端口的功能不同，结构上也有差异，但是每个端口的8位结构是完全相同的。
如图 2-4I/O口位结构图所示。
1.P0口。
P0口是一个三态双向口，可作为地址/数据分时复用口，也可作为通用I/O接口。
2.P1口。
P1口为准双向口，它在结构上与P0口的区别在与输出驱动部分。
其输出驱动部分由场效应管V1与内部上拉电阻组成，当某某位输出高电平时，可以提供上拉电流负载，不必像P0口上那样需要外接上拉电阻。
3.P2口。
P2口也为准双向口。
其具有通用I/O接口或高8位地址总线输出两种功能，所以其输出驱动结构比P1口输出驱动结构多了一个输出模拟转换开关MUX和反相器3.4.P3口。
P3口的输出驱动由与非门3和V1组成，比P0、P1、P2口结构多了一个缓冲器4.P3口除了可为通用准双向I/O接口外，每一根线还具有第二功能。
（a）P0口结构（b）P1口结构（c）P2口结构（d）P3口结构图2-4 I/O口位结构图五 AT89C51单片机时钟电路及时序1.时钟电路AT89C51单片机的时钟信号通常有两种方式产生：一种是内部方式，一种是外部方式。
图2-5、2-6所示。
2.时序AT89C51单片机指令字节数和机器周期数可分为六类。
即单字节单机器周期指令、单字节双机器周期指令、单字节四机器周期指令，双字节单机器指令、双字节双机器周期指令和三字节双机器周期指令。