基于单片机的温度控制系统课程设计报告书
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1.1所示。
图1.1 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。
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引言在现代的各种工业生产中，不少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℃。
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) 利用摹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,住手加热。
(3) 用 AD 转换器把采集到的摹拟温度值送入单片机。
(4) 无竞争—冒险，无颤动。
(1) 温度显示误差不超过1℃.(2) 温度显示范围为0℃—99℃。
(3) 程序部份用 PID 算法实现温度自动控制。
(4) 检测信号为电压信号。
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。
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.图 1 AT89C51 引脚图1 温度检测：有选用 AD590 和LM35D 两种温度传感器的方案，但考虑到两者价格差距较大，而本系统中对温度要求的精度不很高，于是选用比较便宜 LM35D。
基于51单片机的温度报警控制系统报告
报告评分批改老师《现代电子综合实验》课程设计报告基于单片机的温度检测控制系统设计学生姓名 学 号专 业 班 级同组学生 提交日期 年 月 日指导教师目录2一、实验目的 .....................................................................................2二、实验要求 .....................................................................................2三、实验开发环境及工具 ...........................................................................2四、按键扫描和液晶显示功能实现 ...................................................................24.1矩阵键盘电路 ...............................................................................4.1.1矩阵键盘电路简介 .....................................................................224.1.2矩阵式按键扫描原理 ...................................................................24.1.3 按键扫描子程序设计思想及流程图 ......................................................34.2 LCD1602显示电路 ..........................................................................34.2.1 LCD1602模块简介 ....................................................................34.2.2 LCD1602模块引脚说明 .................................................................4.2.3 LCD1602控制方式及指令 ..............................................................344.2.4 LCD1602液晶显示子程序设计思想及流程图 ..............................................5五、基于单片机的温度检测控制系统设计过程 .........................................................55.1 系统整体电路框图及功能说明 ................................................................55.2 DS18B20数字温度传感器电路 ..............................................................55.2.1 单总线通信方式简介 ..................................................................65.2.2 DS18B20简介 ......................................................................5.2.3 DS18B20读写操作 ..................................................................665.3 声光报警及控制电路 ........................................................................75.4 软件设计 ..................................................................................5.4.1 主程序设计流程图 ....................................................................775.4.2 DS18B20子程序设计思想及流程图 ...................................................85.4.3 声光报警子程序设计思想及流程图 .....................................................9七、 实验过程及实验结果 ...........................................................................9八、实验中遇到的问题及解决方法 ...................................................................10附件 ............................................................................................一、实验目的(1). 掌握单片机应用系统的设计方法与步骤；(2)．掌握硬件电路各功能模块的工作原理、应用电路与编程方法；(3)．熟练掌握单总线的应用及编程；(4). 掌握基于单片机的温度检测控制系统的设计与实现。
基于单片机的温度控制系统设计报告
智能仪器仪表综合实训题目基于单片机的温度控制系统设计学院专业电子信息工程班级 (仪器仪表) 学生姓名学号指导教师完成时间:目录一、系统设计---------------------------------------------------------第 1 页（一）系统总体设计方案----------------------------------------------第1 页（二）温度信号采集电路选择和数据处理--------------------------------第3 页（三）软件设计------------------------------------------------------第3 页二、单元电路设计-----------------------------------------------------第 5 页（一）温度信号采集电路----------------------------------------------第5 页（二）步进电机电路------------------------------------------------- 第5 页（三）液晶显示模块---------------------------------------------------------- 第6 页（四）晶振复位电路--------------------------------------------------第7 页三、总结体会--------------------------------------------------------------------------------------第7 页四、参考文献-------------------------------------------第8 页附录：程序清单------------------------------------------第8 页一、系统设计(一) 系统总体设计方案设计框图如下所示：图1 系统总体设计框图总电路图如下：图2 系统总电路图简单功能说明：一个显示实时温度的小系统，可以自行设定高温报警和低温报警值，实现温度控制电机带动外围器件功能。
毕业设计报告-基于单片机的温度调控系统设计1
通过本课题的毕业设计使我们熟悉并掌握了一般单片机应用系统设计、开发等工作的方法，提高运用所学的知识独立的分析和解决问题的能力及动手实践能力。
（1）单片机的发展
自单片机出现至今，单片机技术已走过了近20年的发展路程。纵观20年来单片机发展历程可以看出，单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处片机开发的产品可以稳定可靠地工作十年、二十年，另一方面是指与微处理器相比的长寿命。随着半导体技术的飞速发展，MPU更新换代的速度越来越快，以386、486、586为代表的MPU，很短的时间内就被淘汰出局，而传统的单片机如68HC05、8051等年龄已有15岁，产量仍是上升的。这一方面是由于其对相应应用领域的适应性，另一方面是由于以该类CPU为核心，集成以更多I/O功能模块的新单片机系列层出不穷。可以预见，一些成功上市的相对年轻的CPU核心，也会随着I/O功能模块的不断丰富，有着相当长的生存周期。新的CPU类型的加盟，使单片机队伍不断壮大，给用户带来了更多的选择余地。
本文设计了一种以单片机为核心的温度调控系统，该设计具有自动调节温度，并对温度进行监控与调整的特点。
1 概述
1.1单片机技术概述
单片机由中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM）、I/O口等部分组成，通过内部总线集成于一块芯片上。单片机是指芯片本身，而单片机系统是为了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，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加上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。
基于单片机DS18B20温度控制器课程设计
《单片机原理及应用》课程设计报告题目：温度控制器电路专业：电子信息工程年级： 2010级学号： ********** 学生姓名： ******* 联系电话： ************ 指导老师： *******完成日期：2013年5月30摘要随着时代的进步和发展，温度的测试已经影响到我们的生活、工作、科研、各个领域，已经成为了一种非常重要的事情，因此设计一个温度测试的系统势在必行。
本文主要介绍了一个基于AT89C52单片机的数字温度报警器系统。
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下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍，该系统可以方便的实现温度的采集和报警，并可以根据需要任意上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有量程宽、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当做温度处理模块潜入其他系统中，作为其他主系统的辅助扩展。
DS18B20与AT89C52结合实现最简温度报警系统，该系统结构简单，有广泛的应用前景。
关键词：单片机；温度检测；AT89C52;DS18B20;ABSTRACTWith the era of progress and development, the temperature test has affected our life, work, scientific research, each domain, has become a very important thing, be imperative system so the design of a temperature test.This paper introduces a digital temperature alarm system based on AT89C52 mcu. Detailed description of the process of digital temperature sensor DS18B20 temperature measurement system development, focusing on the sensor under the SCM hardware connection, software programming and system flow of each module are analyzed in detail, on the part of the circuit are one one are introduced, the system can facilitate the realization of temperature acquisition and alarm, and can according to need any alarm temperature, it is very convenient to use, has a wide range, small volume, low power consumption, suitable for our daily lives and industrial, agricultural production in the temperature measurement, can also be used as a temperature processing module into other systems, as other auxiliary system. DS18B20 combined with AT89C52 to achieve the most simple temperature alarm system, the system is simple in structure, has the widespread application prospect.Key word.Single chip microcomputer; temperature detection; AT89C52; DS18B20;目录摘要 (I)ABSTRACT........................................................... I I 1 设计要求及方案选择 (1)1.1设计要求 (1)1.2方案选择 (1)2 理论分析与设计 (1)2.1 芯片介绍 (1)2..1.1 DS18B20概述 (1)2.1.2 STC89C52介绍 (2)2.2系统结构框图 (3)2.3程序原理叙述 (3)3.电路设计 (3)3.1硬件设计 (3)3.1.1报警模块 (4)3.1.2单片机最小系统电路 (4)3.1.3温度采集模块 (5)3.2软件设计 (5)3.2.1流程框图 (6)3.2.2程序设计 (6)4、系统测试 (15)5、总结 (16).参考文献 (17)1 设计要求及方案选择1.1设计要求1制作完成温度检测系统2温度检测精度1度3温度控制在一定范围内,超出温度设定范围是报警(声光显示)4将学号和姓名打印在铜板上1.2方案选择方案一：采用热敏电阻，热敏电阻精度、重复性、可靠性较差，对于检测1摄氏度的信号是不适用的，在温度测量系统中，也常采用单片温度传感器，比如AD590，LM35等。
《单片机实习报告温控系统
学院单片机课程设计报告书题目：温度控制系统设计院系名称：学院学生姓名：）专业名称：自动化班级：自动时间：2011年6月7日至6月17 日温度控制系统设计一、设计目的在现代化的工业生产中电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
温度作为一个基本物理量，它是一个与人们的生活环境、生产活动密切相关的重要物理量。
在现代化的工业生产过程中温度作为一种常用的主要被控参数，在很多生产过程中我们需要对温度参数进行检测。
例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测。
采用单片机来对温度进行控制，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，从而能够大大提高产品的质量和数量。
因此单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。
本次设计我们采用MCS-52系列单片机与各种外围电路构成单片机温度自动检测和控制系统，通过检测和控制一个温箱模型，实现对温度的实时检测和控制。
通过本次设计掌握对温度检测控制系统的硬件设计方法和软件编写方法。
熟悉了Protues软件和Kiel软件的使用方法。
通过课题的研究进一步巩固所学的知识，同时学习课程以外的相关知识，培养综合应用知识的能力。
锻炼动手能力与实际工作能力，将所学的理论与实践结合起来。
二、设计要求本温度控制系统是一个闭环反馈控制系统，它用温箱中的温度传感器将检测到的温度信号经放大，A／D转换后送入单片机中进行数据处理并显示当前温度值，用当前温度值与设定温度值进行比较。
根据比较的结果得到控制信号用以控制控制箱中继电器的通断，实现对温箱中加热器的控制。
通过这种控制方式实现对保温箱的温度控制。
本课题设计的要求主要包括硬件设计和软件设计两部分。
系统功能由硬件和软件两大部分协调完成,硬件部分主要完成主机电路、数据采集电路、控制执行等电路的设计。
单片机课程设计报告基于单片机的温控系统
单片机课程设计报告基于单片机的温控系统职业学院机械与电子工程学院基于单片机温控系统课程设计报告班级电信班学生姓名学号指导教师时间2021目录摘要I1系统方案设计及组成I2系统设计12.1温度传感器的工作原理与单片机的连接12.2DS1302原理及管脚22.3单片机与报警电路32.4显示电路32.41基本操作时序43系统软件设计4摘要本课题主要介绍基于xxxx单片机和xxxx数字温度传感器的温度测量系统。
该系统利用xxxx单片机分别采集各个温度点的温度，实现温度显示、报警等功能以及用DS1302时钟芯片在液晶显示当前时间日期。
直观，实用。
它以xxxx单片机为主控制芯片,采用数字温度传感器xxxx实现温度的检测,测量精度可以达到0.5℃。
该系统采用了1602显示模块，形象直观的显示测出的温度值。
基于xxxx 单片机的单总线温度测控系统具有硬件组成简单、读数方便、精度高、测温范围广等特点，在实际工程中得到广泛应用。
关键词：温度传感器；单片机；温度控制；DS1302;LCD1系统方案设计及组成该方案使用了xxxx单片机作为控制核心,以智能温度传感器xxxx为温度测量元件，对各点温度进行检测，设置温度上下限，超过其温度值就报警。
以及用DS1302时钟芯片在液晶显示当前时间日期。
显示电路采用1602液晶模块显示，使用三极管，电阻和蜂鸣器组成的报警电路，按钮处理模块等。
具有温度控制，实时时钟，报警等功能。
89C52CPU控制模块按键处理模块温度采集模块报警电路LCD显示模块DS1302时钟采集模块图2-1温度控制系统方案框2系统设计2.1温度传感器的工作原理与单片机的连接温度传感器的单总线(1-Wire)与单片机的P2．7连接，P2．7是单片机的高位地址线。
P2端口是一个带内部上拉电阻的8位双向I／O，其输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。
对该端口写“1”，可通过内部上拉电阻将其端口拉至高电平，此时可作为输入口使用，这是因为内部存在上拉电阻，某一引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。
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一、本文概述随着科技的快速发展，温度控制在各种应用场景中，如工业制造、农业种植、智能家居等领域，都发挥着越来越重要的作用。
单片机作为一种集成度高、控制能力强、成本低的微型计算机，被广泛应用于各种控制系统中。
因此，基于单片机的温度控制系统设计成为了当前研究的热点之一。
本文旨在探讨基于单片机的温度控制系统的设计原理和实现方法。
我们将介绍温度控制系统的基本原理和设计要求，包括温度传感器的选择、温度信号的采集和处理、控制算法的设计等。
然后，我们将详细阐述基于单片机的温度控制系统的硬件设计和软件编程，包括单片机的选型、外围电路的设计、控制程序的编写等。
我们将通过实际案例的分析和实验验证，展示基于单片机的温度控制系统的实际应用效果和性能表现。
通过本文的阅读，读者可以深入了解基于单片机的温度控制系统的设计方法和实现过程，掌握温度控制的基本原理和控制算法的设计技巧，为实际应用中的温度控制系统设计提供参考和借鉴。
二、单片机基础知识单片机，即单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer），是一种集成电路芯片，采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。
单片机的核心部分是中央处理器（CPU），它负责执行程序中的指令，进行算术和逻辑运算，以及控制单片机各部分的工作。
随机存储器（RAM）用于存储程序运行时的临时数据，而只读存储器（ROM）则用于存储固化的程序代码。
单片机还具备多个I/O口，用于与外部设备进行数据交换和控制。
单片机的工作原理是，当单片机加电后，会从ROM中读取程序并开始执行。
在执行过程中，CPU会根据程序中的指令，对RAM中的数据进行操作，同时控制I/O口的输入输出。
基于单片机水温控制系统的设计课程设计
基于单片机水温控制系统的设计摘要本文介绍了基于AT89S52单片机水温测量及控制系统的设计。
系统硬件部分由单片机电路、温度采集电路、键盘电路、LED显示电路、继电器控制电路等组成。
软件从设计思路、软件系统框图出发，逐一分析各模块程序算法的实现，通过C语言编写出满足任务需求的程序。
本系统采用数字式温度传感器DS18B20作为温度传感器，简易实用，方便拓展。
单片机以此对水的温度进行有效检测与报警，并以此进行水温的控制。
基于单片机水温控制系统采用多电源供电，降低了系统各个模块间的干扰，还保证了电源能为各部分提供足够的工作电流，提高系统的可靠性。
关键词：水温控制 AT89S52 DS18B20湖南科技大学课程设计目录摘要 (i)第一章绪论 (1)1.1水温控制系统设计的背景 (1)1.2水温控制系统设计的意义 (1)1.3水温控制系统完成的功能 (2)第二章系统设计方案选择 (3)2.1单片机及水温控制方案 (3)2.2水温传感器方案 (3)2.3电源设计方案 (4)2.4控制系统总体设计 (4)第三章硬件设计部分 (5)3.1单片机电路 (5)3.2温度检测电路 (9)3.3其它部分硬件电路 (13)第四章软件设计部分 (16)4.1程序设计方案 (16)4.2各模块子程序设计 (17)第五章系统调试部分 (21)参考文献 (23)附录 (24)第一章绪论1.1水温控制系统设计的背景测量控制的作用是从生产现场中获取各种参数，运用科学计算的方法，综合各种先进技术，使每个生产环节都能够得到有效的控制，不但保证了生产的规范化、提高产品质量、降低成本，还确保了生产安全。
所以，测量控制技术已经被广泛应用于炼油、化工、冶金、电力、电子、轻工和纺织等行业。
单片机以其集成度高、运算速度快、体积小、运行可靠、价格低廉等优势，在过程控制、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电器以及网络技术等方面得到了广泛的应用，特别是单片机技术的开发与应用，标志着计算机发展史上又一个新的里程碑。
单片机课程设计基于单片机的温度控制系统设计
02 单片机基础知识
单片机的定义和作用
定义：单片机 是一种集成电 路芯片，将微 处理器、存储 器、输入/输出 接口等集成在 一个芯片上。
作用：单片机 广泛应用于各 种电子设备中， 如家电、汽车、 工业控制等领 域，实现对设 备的控制和操
作。
特点：体积小、 功耗低、可靠 性高、编程方
便等。
应用：在温度 控制系统设计 中，单片机可 以实时监测和 控制温度，实 现对温度的精
试等
温度数据采集与处理
温度传感器：用于采集环境温度数据 单片机：处理温度数据，控制加热或制冷设备 数据处理：将温度数据转换为可识别的信号 控制策略：根据温度数据调整加热或制冷设备的工作状态
温度控制输出实现
温度传感器：用于检测环境 温度
单片机控制：通过单片机控 制温度传感器和执行器
执行器：用于调节环境温度
温度控制算法：实现温度控 制的核心算法，如PID控制
算法
05 系统调试与性能测试
系统调试方法与步骤
硬件连接：确 保所有硬件设 备正确连接， 如单片机、温 度传感器、显
示设备等。
软件调试：编 写并调试单片 机程序，确保 其能够正确读 取温度传感器 数据并控制显
示设备。
性能测试：在 特定温度环境 下，测试系统 的响应速度和 准确性，以及 稳定性和可靠
问题：硬件资源不足 解决方案：优化硬件配置，提高系统性能 解决方案：优化硬件配置，提高系统性能
问题：系统稳定性差 解决方案：增加系统自检功能，提高系统稳定性 解决方案：增加系统自检功能，提高系统稳定性
创新点与特色功能实现
创新点：采用 单片机控制， 实现温度自动
调节
特色功能：具 有温度报警功 能，超过设定 温度时发出警
基于单片机的温度控制系统课程设计报告书
单片机课程设计报告书（基于单片机的温度控制系统）学院（系）：电子与信息工程学院年级专业：电子信息工程学号： 1学生：三指导教师：**教师职称：教授成绩：制作日期 2014 年 12月 20 日目录摘要 (1)引言 (2)第一章系统设计 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 设计目的 (2)1.3 设计思路 (2)第二章硬件系统设计 (4)2.1系统方框图 (4)2.2各部分及其实现的功能 (4)第三章软件设计 (16)3.1程序流程图 (16)3.2 温度传感器流程图程图 (17)第四章仿真与调试 (18)4.1 软件电路故障与解决办法 (18)4.2 软件调试方法 (18)4.3 仿真后，部分显示成果 (19)第五章设计总结 (22)第六章参考文献 (23)附录一 (24)附录二 (25)附录三 (36)基于单片机STC89C51的温度显示系统的设计三峡学院电子与信息工程学院 12电子信息工程（职教师资）摘要：以AT89C51单片机为核心，的数字温度测量及自动控制系统的设计，该温度控制器可以实时显示和设定温度，实现对温度的自动控制。
其组成部分为：AT89S51单片机、DS18B20智能数字温度传感器、键盘与显示电路、温度控制电路。
高精度的DS18B20温度传感器作为温度检测元件，LED数码管并行动态显示作为显示电路，单片机通过对信号进行相应处理，从而实现对所测温度进行控制。
当温度比设定温度小时，当温度大于等于设定温度时，控制器断开电加热设备。
此外，文中还介绍了该温度控制器的软件设计部分，主要模块包括：数码管显示程序、按键处理程序、温度信号处理程序。
主程序通过调用各个上述子程序来完成所有的温度控制器功能。
在此基础上本文还提出了系统软硬件抗干扰措施和系统软硬件及整机调试方案。
该温度控制器具有控制方便、简单的特点，可以实现对温度的高精度控制，并且可以提高被控系统的技术指标。
关键词：单片机；温度传感器；寄存器；引言随着电子技术，特别是随大规模集成电路的产生而出现的微型计算机技术的飞速发展，人类生活发生了根本性的改变。
——基于单片机的温度控制系统的方案设计书
基于单片机的温度控制系统的设计单片机正朝着高性能和多品种的方向发展，它具有低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外部电路内装化等几个方面的发展特点。
采用单片机来控制不仅具有控制方便、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，从而能够大大提高产品的质量和数量。
温度控制系统采用STC89C52RC单片机作为主控芯片，温度传感器采用DS18B20来采集温度发，显示模块采用LED数码管以动态扫描方式实现温度动态显示，以矩正键盘实现温度设定，程序员设定温度控制电路的输入接口，蜂鸣器实现高、低温的报警，提醒人们作适当的温度调节。
【关键词】：STC89C52RC单片机、传感器DS18B20、LED数码管ABSTRACTSCM are heading for high-performance and many varieties the direction of development，it has a low power consumption，small volume， high capacity， high performance， low price and an external circuit inside outfit change from several aspects such as the development features. By single chip microcomputer to control has not only convenient control， simple and flexible wait for an advantage，but also can greatly improve the technical index accused of temperature，thus greatly improve product quality and quantity. Temperature control system adopts STC89C52RC microcontroller as the master chip， temperature sensor DS18B20 mining to collect temperature temperature display module USES LED digital tube with dynamic scanning mode，in order to realize the dynamic display temperature torque is keyboard realize temperature setting，the programmer is set for temperature control circuit of input interface， high temperature， low temperature alarm buzzer realize reminder to make the suitable temperature regulation.【KEY WORD】:STC89C52RC microcontroller，sensor DS18B20，LED digital tube目录引言1一、总体设计1二、硬件设计2（一）硬件总体框图2（二）工作原理3（三）部分元器件介绍3（四）各模块电路设计及分析7三、软件设计11（一）总体软件设计思想11（二）系统程序流程框图12总结15附录一 Protel图16附录二程序16致谢错误！未定义书签。
单片机课设报告——基于51单片机的温度控制系统设计
.单片机课程设计报告题目：温度控制系统设计学院：通信与信息工程学院专业：测控技术与仪器专业班级：测控三班成员：徐郡二〇一四年六月十二日一、引言温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。
对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同，则采用的测温元件、测方法以及对温度的控制方法也将不同；产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同，则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同，因而，对温度的测控方法多种多样。
随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。
利用微机对温度进行测控的技术，也便随之而生，并得到日益发展和完善，越来越显示出其优越性。
作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域较广泛。
传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。
因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。
本系统利用传感器与单片机相结合，应用性比较强，本系统可以作为仓库温度监控系统，如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统，以及构成智能电饭煲等等。
课题主要任务是完成环境温度监测，利用单片机实现温度监测并通过报警信号提示温度异常。
本设计具有操作方便，控制灵活等优点。
本设计系统包括单片机，温度采集模块，显示模块，按键控制模块，报警和指示模块五个部分。
文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。
整个系统的核心是进行温度监控，完成了课题所有要求。
二、实验目的和要求2.1学习DS18B20温度传感芯片的结构和工作原理。
2.2掌握LED数码管显示的原理及编程方法。
2.3掌握独立式键盘的原理及使用方法。
2.4掌握51系列单片机数据采集及处理的方法。
三、方案设计总体设计方案采用AT89C52单片机作控制器，温度传感器选用DS18B20来设计数字温度计，系统由5个模块组成：主控制器、测温电路、显示电路、控制电路、报警及指示电路。
基于单片机温度控制课程设计报告
电气控制系统设计温度控制系统的设计学院轮机工程学院班级电气1111 班姓名吴栋甫卢劲知学号 2011125032 2011125037 指导老师江小霞陈学梅成绩2014 年 12 月 26 日一．温度控制系统发展概述温度控制与人们的生产、生活有着极其密切的关系。
温度控制广泛应用于农业，工业，科研和日常生活中。
随着信息技术的不断的更新与发展，温度控制系统也在不断地改进，控制方法趋于多样化和智能化，控制效果也更加精确和稳定。
近几年国内外的温度控制系统控制方法主要有以下几种：神经网络控制，即基于神经网络控制或简称神经控制，是指在控制系统中采用神经网络这一工具对难以精确描述的复杂的非线性对象进行建模，或充当控制器，或优化计算，或进行推理，或故障诊断等，亦即同时兼有上述某些功能的适应组合，将这样的系统统称为神经网络的控制系统，将这种控制方式称为神经网络控制。
在文献【1】中提到，针对温室温度控制系统存在的大滞后、大惯性等问题,考虑到常规PID控制器自适应能力差、鲁棒性不强等缺陷,提出采用将具有较强的自组织、自学习和自适应能力的径向基神经网络与常规PID相结合构成RBF-PID控制策略,自适应调整PID控制器的参数。
在该控制策略中,采用RBF神经网络辨识器实现温度控制系统的Jacobian矩阵信息在线辨识,对RBF-PID控制器控制参数在线自整定。
研究结果表明:RBF-PID控制器可使温室温度控制系统动态响应快、鲁棒性强、稳态精度高、超调量小、抗扰动能力强,具有良好的控制效果。
模糊控制，在传统的控制领域里，控制系统动态模式的精确与否是影响控制优劣的最主要关键，系统动态的信息越详细，则越能达到精确控制的目的。
然而，对于复杂的系统，由于变量太多，往往难以正确的描述系统的动态，于是工程师便利用各种方法来简化系统动态，以达成控制的目的，但却不尽理想。
换言之，传统的控制理论对于明确系统有强而有力的控制能力，但对于过于复杂或难以精确描述的系统，则显得无能为力了。
基于单片机温度控制系统方案设计书
中文摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
本文从硬件和软件两方面来讲述水温自动控制过程,在控制过程中主要应用AT89C51、ADC0809、LED显示器、LM324比较器，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，并通过四位数码管显示实时温度的一种数字温度计。
软件方面采用汇编语言来进行程序设计，使指令的执行速度快，节省存储空间。
为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了，使硬件在软件的控制下协调运作。
而系统的过程则是：首先,通过设置按键,设定恒温运行时的温度值，并且用数码管显示这个温度值.然后,在运行过程中将采样的温度模拟量送入A/D转换器中进行模拟-数字转换，再将转换后的数字量用数码管进行显示，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I英文摘要AbstractIn recent years, with the computer penetration in the social field, the application of SCM is to keep at the same time, traditional control testing update on Crescent benefits. In real-time detection and automatic control system of single-chip applications, often as a single-chip core component to use only single-chip is not enough knowledge, but also the specific hardware structure and the specific features of application software objects combine to make perfect.In this paper, both hardware and software for automatic control of water temperature on the process, in the control of the main application of the process of AT89C51, ADC0809, LED display, LM324 comparator, but mainly through the digital temperature sensor DS18B20 collecting ambient temperature to single-chip microcomputer as the core control components, and through four real-time digital display of a digital thermometer temperature. Software using assembly language for programming, so that the implementation of Directive speed, to save storage space. In order to facilitate the expansion and changes to the design of modular software structure, so that the logic of the relationship between program design more concise,Hardware software co-operation under the control of it.And systematic process is: First of all, by setting the button, set the thermostat temperature at the time of operation, and digital display of the temperature. Then, in the running temperature of the process of sampling analog into the A / D converter in the simulation - digital converter, and then converted digital control with digital display, the last single-chip microcomputer to control the heater used for heating or stop heating until the temperature in the provisions under the constant temperature heating.Key words：Single-chip microcomputer system ；Sensor；Data Acquisition；ADC；TemperatureII目录目录第1章绪论 (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 (3)第2章设计理论基础 (5)2.1单片机的发展概况 (5)2.2 AT89C51系列单片机介绍 (6)2.2.1 AT89C51系列基本组成及特性 (6)2.2.2 AT89C51系列引脚功能 (7)2.2.3 AT89C51系列单片机的功能单元 (9)2.3 ADC0809模数转换器 (12)2.4运算放大器LM324 (14)2.5移位寄存器74LS164 (16)2.6数码显示管LED (17)2.7数字温度计DS18S20 (17)第3章硬件电路设计 (19)3.1单片机控制单元 (19)3.2温度采样部分 (19)3.3模数转换部分 (21)3.3.1模数转换技术 (21)3.3.2积分型模数转换器 (21)3.4显示部分 (22)3.5调节执行单元 (22)第4章软件设计 (24)4.1主程序流程图 (24)i目录4.2中断子程序流程图 (25)4.3按键流程图 (26)4.4显示流程图 (27)第5章系统调试及结论分析 (28)5.1硬件调试 (28)5.1.1硬件电路故障及解决方法 (28)5.1.2硬件调试方法 (29)5.2软件调试 (29)5.2.1软件电路故障及解决方法 (29)5.2.2软件调试方法 (30)5.3结论分析 (31)第6章总结与展望 (32)6.1总结 (32)6.2展望 (33)参考文献 (34)致谢 (35)附录 (40)1．系统总程序清单 (40)2．系统的原理图 (49)3．外文资料原文 (50)4．外文资料译文 (53)ii第1章绪论第1章绪论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、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。
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单片机课程设计报告书（基于单片机的温度控制系统）学院（系）：电子与信息工程学院年级专业：电子信息工程学号： 1学生：三指导教师：**教师职称：教授成绩：制作日期 2014 年 12月 20 日目录摘要 (1)引言 (2)第一章系统设计 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 设计目的 (2)1.3 设计思路 (2)第二章硬件系统设计 (4)2.1系统方框图 (4)2.2各部分及其实现的功能 (4)第三章软件设计 (16)3.1程序流程图 (16)3.2 温度传感器流程图程图 (17)第四章仿真与调试 (18)4.1 软件电路故障与解决办法 (18)4.2 软件调试方法 (18)4.3 仿真后，部分显示成果 (19)第五章设计总结 (22)第六章参考文献 (23)附录一 (24)附录二 (25)附录三 (36)基于单片机STC89C51的温度显示系统的设计三峡学院电子与信息工程学院 12电子信息工程（职教师资）摘要：以AT89C51单片机为核心，的数字温度测量及自动控制系统的设计，该温度控制器可以实时显示和设定温度，实现对温度的自动控制。
其组成部分为：AT89S51单片机、DS18B20智能数字温度传感器、键盘与显示电路、温度控制电路。
高精度的DS18B20温度传感器作为温度检测元件，LED数码管并行动态显示作为显示电路，单片机通过对信号进行相应处理，从而实现对所测温度进行控制。
当温度比设定温度小时，当温度大于等于设定温度时，控制器断开电加热设备。
此外，文中还介绍了该温度控制器的软件设计部分，主要模块包括：数码管显示程序、按键处理程序、温度信号处理程序。
主程序通过调用各个上述子程序来完成所有的温度控制器功能。
在此基础上本文还提出了系统软硬件抗干扰措施和系统软硬件及整机调试方案。
该温度控制器具有控制方便、简单的特点，可以实现对温度的高精度控制，并且可以提高被控系统的技术指标。
关键词：单片机；温度传感器；寄存器；引言随着电子技术，特别是随大规模集成电路的产生而出现的微型计算机技术的飞速发展，人类生活发生了根本性的改变。
如果说微型计算机的出现使现代科学研究得到了质的飞跃，那么可以毫不夸地说，单片机技术的出现则是给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命。
目前，单片机以其体积小、重量轻、抗干扰能力强、对环境要求不高、高可靠性、高性能价格比、开发较为容易，在工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化等诸多领域得到极为广泛的应用，并已走人家庭，从洗衣机、微波炉到音响、汽车，到处都可见到单片机的踪影。
因此，单片机技术开发和应用水平已逐步成为一个国家工业发展水平的标志之一。
本课题研究的容就是以单片机AT89c51为主要控制元件，通过温度传感器DS18B20实现对温度的测量，并通过数码管直接显示所测温度。
第1章系统设计1.1 设计任务（1）、采用DS18B20作为温度传感器进行温度检测。
（2）、对采集温度进行显示（显示温度分辨率0.1℃）；采集温度数值应采用数字滤波措施，保证显示数据稳定。
（3）、设计相应的温度控制电路，根据测得的温度情况对加热器进行控制，将温度保持在设定温度。
（4）、通过按键设置温度上下限，超限通过LED、蜂鸣器报警。
1.2 设计目的（1）、通过课程设计，使我们能够深入理解单片机系统的工作原理，接口电路的设计及调试方法，培养综合运用所学理论知识分析和解决实际问题的能力。
（2）、使用单片机AT89c51为主要控制元件，通过温度传感器DS18B20实现对温度的测量，并通过LCD1602直接显示所测温度。
（3）、用keil软件进行编程与调试，利用Proteus 7 Professional软件进行绘制硬件电路图且进行仿真。
1.3 设计思路（1）方案论证本温度控制系统的设计是使用单片机来控制，温度传感器DS18B20实现对温度的测量，数码管直接显示实现。
而选择这一方法后还要进行各个芯片的选择。
以下是我在这次设计中所用的方案。
（2）芯片的选择采用AT89C51芯片，其为高性能CMOS 8位单片机，该芯片含有4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）、128 bytes的随机存取数据存储器（RAM）、 32位可编程I/O口线、2个16位定时/计数器、6个中断源、可编程串行UART通道及低功耗空闲和掉电模式。
因此，我们选用AT89C51。
（3）温度传感器模块的选择方案和论证采用温度传感器DS18B20实现对温度的测量。
（4）升温模块和降温模块的选择和论证（5）最终方案综上方案所述,对此次温度控制系统的方案选定为: 以基于51单片机控制，将DS18b20温度传感器实时温度转化，并通过数码管对温度实行实时显示，将设定温度，通过按键调节温度报警区域，实现对温度在0℃-128℃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。
第2章硬件系统的设计2.1 系统方框图，见图2.1。
根据需求，我们将系统分为六个模块，信息处理模块，温度采集模块、功能按键模块、报警电路模块，LED温度显示模，存储模块。
图2.1 系统方框图2.2各部分及其实现的功能(1)中央控制芯片STC89C51STC89C51是一种低功耗、高性能的片含有4KB快闪可编程/擦除只读存储器（FPEROM-Flash Programmable and Eraseable Read Only Memory）的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储技术制造，并且与80C51引脚和指令系统完全兼容。
主要性能：与MCS-51 微控制器产品系列兼容。
片有4KB可在线重复编程的快闪擦写存储器；存储数据保存时间为10年；宽工作电压围：Vcc可为2.7V到6V ；全静态工作：可从0Hz至16MHz ；程序存储器具有3级加密保护；128*8位部RAM ；32条可编程I/O线，两个16位定时器/计数器；中断结构具有5个中断源和2个优先级，可编程全双工串行通道，空闲状态维持低功耗和掉电状态保存存储容。
MCS－51的主要特点为：◆CPU为8位；◆片带振荡器，频率围为1.2~12MHz；◆片带128字节的数据存储器；（RAM）◆片带4KB的Flash程序存储器；（ROM）◆程序存储器的寻址空间为64KB；（需要扩展ROM）◆片外数据存储器的寻址空间为64KB；（需要扩展RAM）◆128位（16字节）用户位寻址空间；（在128个字节中）◆18个字节特殊功能寄存器SFR（MCS————52子系列为21个）；◆4个8位的并行I/O接口：P0、P1、P2、P3；◆2个优先级别的个优先级别的5个中断源；（高、低2个）◆有较强的位处理能力（2）温度传感器DS18B20：1.DS18B20的性能特点：①、采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它I/O口线与微机接口，无须经过其它变换，直接输出被测温度值（9位二进制数，含符号位）。
②、测温围为-55℃-+125℃，测量分辨率为0.0625℃③、含64位经过激光修正的只读存储器ROM④、适配各种单片机或系统机⑤、用户可分别设定各路温度的上、下限⑥含寄生电源。
口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。
2.DS18B20的部结构DS18B20部结构如图2.2.1所示，主要由4部分组成：64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。
DS18B20的管脚排列如图2.2.2所示，DQ为数字信号输入／输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。
ROM 中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码，每个DS18B20的64位序列号均不相同。
64位ROM的排的循环冗余校验码（CRC=X8＋X5＋X4＋1）。
ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
64位ROM和单线接口电源检测存储器和控制器高速缓冲8位CRC生成器低温触发器TL高温触发器TH配置寄存器温度灵敏元件图2.2.图2.3 DS18B20的管脚排列3、温度值高字节高低温报警触发器TH和TL、配置寄存器均由一个字节的EEPROM组成，使用一个存储器功能命令可对TH、TL或配置寄存器写入。
其中配置寄存器的格式如下：R1、R0决定温度转换的精度位数：R1R0=“00”，9位精度，最大转换时间为93.75ms；R1R0=“01”，10位精度，最大转换时间为187.5ms；R1R0=“10”，11位精度，最大转换时间为375ms；R1R0=“11”，12位精度，最大转换时间为750ms；未编程时默认为12位精度。
高速暂存器是一个9字节的存储器。
开始两个字节包含被测温度的数字量信息；第3、4、5字节分别是TH、TL、配置寄存器的临时拷贝，每一次上电复位时被刷新；第6、7、8字节未用，表现为全逻辑1；第9字节读出的是前面所有8个字节的CRC码，可用来保证通信正确。
4.DS18B20的工作时序DS18B20的一线工作协议流程是：初始化→ROM操作指令→存储器操作指令→数据传输。
其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序，如图2.2.3（a）（b）（c）所示。
（a）初始化时序（b）写时序（c）读时序图2.4 DS18B20的工作时序图5.DS18B20高速暂存器共9个存储单元，如表所示：4.1 以12位转化为例说明温度高低字节存放形式及计算：12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个高低两个8位的RAM中，二进制中的前面5位是符号位。
如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625才能得到实际温度。
4.2 DS18B20有六条控制命令，如表所示：2.3 主要电路及功能1.单片机的复位电路及时钟电路单片机的时钟电路有1个12M 的晶振和两个20PF 的小电容组成，它们决定了单片机的工作时间精度为1 微秒。
AT89C51单片机作为整个硬件系统的核心，它既是协调整机工作的控制器，又是数据处理器。
该单片机为51系列增强型8位单片机，它有32个I/O口，片含4K FLASH工艺的程序存储器，便于用电的方式瞬间擦除和改写，而且价格便宜，其外部晶振为12MHz，一个指令周期为1μS。
使用该单片机完全可以完成设计任务，其最小系统主要包括：复位电路、震荡电路。
图2.5单片机模块2.显示电路四位数码管有8位控码和4个段控码。
数码管分共阴极和共阳极。
而我们采用的是共阳极的数码管作为温度控制器的显示电路。
则需要将阳极接在电源上。
图2.6 显示电路3.温度传感器电路温度检测控制模拟电路图DS18B20原件及其连线如图温度此传感器上显示的温度同步显示到液晶显示器上，并有加温，减温按钮。