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1、摘 要 随着人们生活水平提高和工作节奏的加快，人们温度控制的要求越来越高。单一功能的温度控制器已经不能满足人们的需求，在调研相关资料后，本文设计了基于DS1302的温度控制器。该控制器以STC89C51单片机作为核心部件，采用单线温度传感器DS18B20检测环境温度，时钟芯片DS1302应用于日期/时间系统。温度控制器设有独立式键盘来输入实时日期/时间、预约日期/时间和预约温度。当没有预约日期/时间输入时，该温度控制器只是简单的日期/时间和温度显示器；当有预约日期/时间输入时，使预约日期/时间与实时日期/时间比较，二者相等时，通过比较预约温度与检测温度的大小关系，启动相应的温度控制装置调节环境
2、温度，实现温度预约功能。温度控制器还可以通过串口的方式对实时日期/时间、预约日期/时间、预约温度进行设置，给人们对温度控制器的操作更方便了。采用汇编语言编写软件程序，用Keil C和Proteus进行了软硬件仿真调试，并且制作了PCB进行了实物调试。该温度控制系统具有体积小、使用方便、功能易扩展、应用广泛等优点，在一定程度上满足了人们对温度控制的要求。关键词： 单片机；DS18B20；温度控制器；DS1302AbstractAs peoples living standards improve and accelerate the pace of work, people have becom
3、e increasingly demanding temperature control. Single function of the temperature controller can not meet peoples needs in research related information, is designed based on the temperature controller DS1302. The controller STC89C51 MCU as the core component, with single temperature sensor DS18B20 de
4、tect ambient temperature, clock chip DS1302 used in date / time systems. Temperature controller with separate keyboard to enter the real-time date / time, an appointment date / time and an appointment temperature. When no appointment date / time input, the temperature controller is a simple date / t
5、ime and temperature display; when an appointment date / time input to make an appointment date / time and real-time date / time comparison, the two are equal, by Comparison of the temperature and detection reservation the size of the temperature relationship, start the appropriate temperature contro
6、l device to control ambient temperature to achieve temperature booking function. Temperature controller can also be a way through the serial port on the real-time date / time, an appointment date / time, temperature set an appointment, to the people on the temperature controller operation more conve
7、nient. Use of software programs written in assembly language, using Keil C and Proteus for debugging software and hardware simulation, and PCB were produced physical debugging. The temperature control system is compact, easy to use, features easy to expand, the advantages of wide range of applicatio
8、ns, to a certain extent, meet the people of the temperature control requirements. Key words: microcontroller; DS18B20; temperature controller; DS1302 w目 录 第1章 概述11.1 本课题研究的背景11.2 基于DS1302的温度控制器的特点21.3 本文研究的内容31.4 本章小结3第2章 基于DS1302的温度控制器的设计方案42.1 基于DS1302的温度控制器的结构42.2 系统控制过程分析52.3 各功能模块方案的确定52.4本章小结7
9、第3章 基于DS1302的温度控制器的硬件设计方案83.1 STC89C51单片机最小系统83.2 系统供电电路123.3 DS18B20温度传感器硬件电路设计133.4 DS1302时钟芯片硬件电路设计173.5 键盘输入模块硬件设计203.6 数码管显示模块硬件设计213.7 MAX232串口模块硬件电路设计233.8 本章小结26第4章 基于DS1302的温度控制器的软件设计274.1 系统主程序设计274.2 温度采集子程序设计294.3 DS1302时钟芯片系统子程序设计304.4键盘输入子程序设计314.5显示子程序设计324.6 串口子程序设计334.7 本章小结34第5章 基于
10、DS1302的温度控制器的制作与调试355.1 串口仿真调试355.2 Proteus仿真调试395.3 PCB制作过程415.4 出现的主要问题及解决方法435.5 本章小结43结 论44参考文献45致 谢46附录 1 操作说明47附录2 电路原理图48附录3 控制系统仿真图49附录4 PCB布线图50附录5实物图51w第1章 概述1.1 本课题研究的背景近几年，随着传感器技术和集成电路技术的发展，各种各样的温度控制器迅速地出现在电子市场上。温度控制器是一种温度控制装置，它根据用户所需温度与设定温度的差值来控制加热装置或者制冷装置，从而达到改变用户所需温度的目的。随着人们生活需要的日益增长，
11、单一功能的温度控制器已经不能满足人们的需要。在家庭，办公室以及养殖场等一系列的场所，需要在某一特定时间达到人们所需要的特定的温度，那么在这个特定时间如果没有人对温度控制器进行控制，将不能满足人们的需要。如果是在家庭或办公室，将影响到人们的正常生活和工作，如果是在养殖场将影响到经济效益。试想将温度和时间这两个与人们生活密切相关的因素结合起来，在一定程度上能满足人们的需求。有些人为了使自己下班回到家时温度能满足自己的要求，因为温度不受时间控制，在上班走的时候就会启动温度控制器，这样不尽浪费能源，而且会使温度控制器的寿命缩短。针对此类问题本文提出了基于DS1302的温度控制系统。温度控制系统中最重要
12、的一部分就是温度检测，即温度传感器的应用。温度传感器主要分为机械式温度传感器和智能电子式温度传感器两大类。机械式温度传感器采用双金属片或充气膜盒感测室内温度，使用波段开关直接调整风速，来控制室内温度。双金属片式温度传感器现在已经基本上被淘汰，只是使用在一些要求不高的场合，充气膜盒式温度传感器现在比较流行。但是机械式温度控制器的缺点十分的明显，不尽外观陈旧呆板，功能比较单一，极易在一个极小温差范围内频繁开关，而且温度控制的范围较窄，精度较差。应用智能温度传感器制造的智能温度控制器，也叫数字温度控制器，是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。目前，
13、国际上已开发出多种智能温控器系列产品。智能温控器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温控器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)；并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试控制功能的，其智能化程度也取决于软件的开发水平。进入21世纪后，智能温度控制器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性的方向稳定的发展，虚拟温度控制器、网络温度控制器以及单片机测温控温系统等高科技是目前研究和发展的重要方向。温度控制器属于信息技术的前
14、沿产品，尤其是被广泛应用在农业生产、科学研究、和生活等领域。在当今电子信息时代，电子自动化、信息采集控制在任何行业都是不可逆转的潮流，智能温度控制器全面取代机械式温度控制器将在未来很短时间内实现，因此本文设计了一种基于DS1302的智能温度控制器。1.2 基于DS1302的温度控制器的特点与单一功能的温度控制器相比，基于DS1302的温度控制器的特点主要表现为以下几个方面： 操作简单，使用方便在没有对温度进行设定时，控制电路中的温度调节装置默认为关闭状态。在特定的时间对温度有要求的情况下，只需要按下时间设定按钮，再通过键盘输入需要设定的时间，然后按下温度设定按钮，通过按键输入要求的温度，其它的
15、操作则不需人为控制，温度控制器会智能化的完成。设定的时间和温度也会在数码管上显示，不用担心想要设定的值是否输入，或者输入是否错误等问题。如果不小心输入错误，只需重新按下相应的设定按钮再通过按键输入即可。 功能易扩展，应用广泛在不需要温度控制时，该温度控制器可以当作简单的温度测量和显示装置使用，更可以当作数字时钟使用，如果控制电路中连接音乐播放器就可以当闹钟使用。将控制电路进行修改后，其原理可以应用于市售的具有预约功能的电饭煲，同时也可以作为智能房屋中的一部分。对于温度控制器本身而言，可以被应用在现代家庭、办公室以及养殖场等地方。 节约能源，延长使用寿命在高品质生活的现代社会中，有些人虽然长时间不在某些场所，但是为了使回来时温度仍然能满足自己的需要，仍然会使温度控制器工作。这样就浪费了大量的电能，在建设节约型社会的今天这显然是不可取的，同时由于温度控制器的长时间工作，在很大的程度上也会影响到其使用寿命。具有了预约功能后，可以让温度控制器的启动时刻受时间控制，这样在人们回来的前半小时开启温度控制器就足够了。节约大量电能的同时，还减少了温度控制器的工作时间，有效的延长了使用寿命。1.3 本文研究的内容为满足现代人们高品质生活的需要，以及一些养殖场所和工业生产场所对温度控制的高度要求，本文设计了一种基于DS1302的温度控
