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1、河南城建学院专科毕业设计（论文）摘要1基于单片机的智能温度控制系统设计【摘要摘要】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。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和控制。采用 AT89C51 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。本系统的温度检测电路中采用芯片 DS18B2
2、0，简化了系统的软硬件设计，提高了 温度检测的精度。在输出控制中主要采用硬件电路实现，降低了程序的复杂性。在 系统的硬件电路中采用了抗干扰设计，增强了系统的抗干扰能力。系统的软件设计 采用了模块化结构，具有可移植性强和通用性强的特点。关键词：AT89C51 单片机，温度，DS18B20河南城建学院专科毕业设计（论文）Abstract2AbstractIn the modern industrial production, the current, voltage, temperature, pressure, and flow, velocity, and switch quantity is
3、 accused of main parameters. Example: in metallurgical industry, chemical industry, electric power engineering, paper industry, machinery and food processing and so on many domains, people need to all kinds of heating furnace, heat treatment furnace, reactors and boiler temperature detection and con
4、trol. Using AT89C51 SCM to control temperature, has not only convenient control, simple and flexible configuration advantages, and can greatly improve the technical indexes are controlled temperature, which can greatly improve the products quality and quantity. Therefore, the problem of temperature
5、control chip is a industrial production we often encounter problems.This system USES the temperature detection circuit chip DS18B20, simplify the design of the software and hardware system and improve the precision of temperature detection. In the output control mainly adopts hardware circuit implem
6、entation, reduces the complexity of the program. In the system hardware circuit design is adopted in the system, the anti- interference ability. System software design using modular structure, strong commonality and portability.Keyword：AT89C51, Temperature, DS18B20河南城建学院专科毕业设计（论文）目录3【目录目录】 【摘要】 .1Ab
7、stract .2第一章、引言 .51.1 国内外研究综述 .51.2 毕业设计（论文）所用的方法 .5第二章、总体设计 .62.1 前言 .62.2 总体设计 .62.2.1 智能温度控制系统的设计概括 .62.2.2 温度传感器的选择 .72.2.3 DS18B20 简单介绍 .72.2.4 DS18B20 使用中注意事项 .9第三章、各部分电路设计 .103.1 振荡电路与复位电路 .103.2 DS18B20 与单片机的接口电路 .103.3 各子程序流程图 .11第四章、硬件组成 .15第五章、软件设计 .17结论 .19致谢 .20参考文献 .21河南城建学院专科毕业设计（论文）目
8、录4附录 .22附录 A.汇编语言程序源代码 .22附录 B.C 语言程序设计 1 .26附录 C.C 语言程序设计 2 .31河南城建学院专科毕业设计（论文）第一章 引言5第一章、引言1.1 国内外研究综述目前，国内在温度自动控制方面的研究已经实现了在一定面积内对各种环境因 子的综合控制。 1996 年，江苏理工大学研制成功了一套温室环境控制设备，通过 对温室内部温度、湿度、光照及 CO2 浓度的监控，在 150m2 温室内实现了温度、湿 度、光照、CO2 浓度的综合控制。 当前，国内外利用单片机的温度控制系统软硬件实施方式主要类型是直接使用 单片机以及其他一些外围芯片作为数据采集和控制的装
9、置，不使用上位 PC 机做数据 处理。这种类型的自动控制系统一般以单片机为核心，包括输入模块、控制模块、 输出模块等。硬件电路一般由温度传感器及模拟信号处理电路、A/D 转换器、单片 机、D/A 转换器、LED（或 LCD）显示器及微打印机、简易键盘、指示报警装置等组 成，即为一个单片机的最小应用系统，实现基本的输入输出功能和简单的控制功能。 软件设计一般采用中断技术定时采集环境因子参数，然后经过相关的标度转换得到 环境因子的参数化值，再通过一定的控制算法与设定值进行比较从而对外设进行控 制，一般常用的控制算法是数字 PID 控制算法，这种算法经过改进可以实现较为稳 定和精确的控制。产品的工艺
10、不同，控制温度的精度也不同，因而采用的控制算法 也不同。就温度控制系统的动态特性来讲，温度控制系统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 算法或达林顿算 法来实现温度控制。当系统对控制精度要求不高时，对升/降温过程的线性也没有要 求时，系统可采用最简单的通断控制方式，即当被控温度达到设定值时，停止加热， 当温度低于设定值时，开始加热，从而可保持恒温控制。 这种系统成本低，又有一定的控制精度，能较好的满足一般农业用户的需求； 但由于控制系统的核心-单片机-的数据处理能力及存储器容量的限制，控制精度有 限，对生长环境参数要求较高的一些特殊作物不能很好
11、的满足要求，另外如果没有 扩展微打印机就无法查询历史温度值，因为单片机的数据存储器数据断电即逝。1.2 毕业设计（论文）所用的方法设计叙述了基于单片机的智能温度控制系统的设计，包括了硬件组成和软件的 设计，该系统在硬件设计上主要是通过温度传感器对温度进行采集，把温度转换成 变化的电压，然后由放大器将信号放大，通过 A/D 转换器，将模拟电压信号转化为 对应的数字温度信号电压。其硬件设计中最为核心的器件是单片机 AT89C51，它一方 面控制 A/D 转换器实现模拟信号到数字信号的转换，另一方面，将采集到的数字温 度电压值经计算机处理得到相应的温度值，送到 LED 显示器，以数字形式显示测量 的
12、温度。整个系统的软件编程就是通过汇编语言对单片机 AT89C51 实现其控制功能。 整个系统结构紧凑，简单可靠，操作灵活，功能强大，性能价格比高，较好的满足 了现代生产和科研的需要。河南城建学院专科毕业设计（论文）第二章 总体设计6第二章、总体设计2.1 前言温度是工业控制中主要的被控参数之一。在现代化的工业生产中，人们常常需要 对各类生产过程中的温度进行检测和控制，特别是在冶金、化工、建材、食品、机 械、石油等工业中,温度具有举足重轻的作用。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得到了迅速的发展和广泛的应用。 单片微型计算机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的，由于它具
13、有体积 小、功能强、性价比高、指令丰富、提供多种外围接口部件、控制灵活等优点，把 单片机应用于温度控制中，采用单片机做主控单元，无触点控制，可完成对温度的 采集和控制的要求。所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、机器人、工 业控制等诸多领域，使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低 了成本，简化了设计。单片机在温度控制系统中的应用方法,包括控制系统结构、控 制原理、控制电路、控制软件和控制软件流程图。在温度控制系统的控制电路中， 最常见的电路有电源稳压电路、过零检测电路、温度检测电路、按键输入电路、显 示电路、输出控制电路和报警电路。 针对对温度极其敏感的一些大型公共场合，为达到对其温度的良好控制，本文 从实用的角度以 AT89C51 为核心设计了一套智能温度控制系统。AT89 系列单片机是 A
