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1、1青岛飞洋职业技术学院青岛飞洋职业技术学院毕毕 业业 论论 文文设计课题：设计课题： 数字温度控制器的设计数字温度控制器的设计 班班 级级 0707 级电控师一班级电控师一班专专 业业 机电一体化机电一体化学生姓名学生姓名 王印王印指导教师指导教师 侯国侯国祯祯日日 期期 _2010_2010 年年 4 4 月月_12_12 日日_1目录目录摘要摘要.I绪论绪论.1第一章第一章 总体设计方案总体设计方案.11.1、数字温度计设计方案论证.1 1.2、方案选择.1第二章第二章 总体设计框图总体设计框图.22.1、主控制器.2 2.2、显示电路.2 2.3、温度传感器.2 2.4、元件清单.6第三
2、章第三章 硬件部分硬件部分.73.1、DS18B20 温度传感器与单片机的接口电路.7 3.2、系统整体硬件电路.7第四章第四章 软件部分软件部分.94.1、系统软件算法分析.9 4.2、主程序.9 4.3、读出温度子程序.10 4.4、温度转换命令子程序.10 4.5、 计算温度子程序.11 4.6、显示数据刷新子程序.12第五章第五章 温度控制器程序清单温度控制器程序清单.13结束语结束语.21参考文献参考文献.221摘要摘要在工业生产中，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。其中，温度控制也越来越重要。在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、
3、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用单片机对温度进行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，从而能够大大的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控制问题。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实现对数字信息的处理和控制。因此，单片机广泛用于现代工业控制中。本论文侧重介绍“单片机温度控制系统”的软件设计及相关内容。论文的主要内容包括：采样、滤波、键盘、LED 显示和报警系统，加热控制系统，单片机 MCS-51的开发以及系统应用软件开发等。作为控
4、制系统中的一个典型实验设计，单片机温度控制系统综合运用了微机原理、自动控制原理、模拟电子技术、数字控制技术、键盘显示技术等诸多方面的知识，是对所学知识的一次综合测试。 关键词：单片机，数字控制，温度计， DS18B20，AT89S51绪论绪论1946 年第一台电子计算机诞生至今，只有 50 年的时间，依靠微电子技术和半导体技术的进步，从电子管晶体管集成电路大规模集成电路，现在一块芯片上完全可以集成几百万甚至上千万只晶体管，使得计算机体积更小，功能更强。特别是近 20 年时间里，计算机技术获得飞速的发展，计算机在工农业，科研，教育，国防和航空航天领域获得了广泛的应用，计算机技术已经是一个国家现代
5、科技水平的重要标志。单片机诞生于 20 世纪 70 年代，象 fairchid 公司研制的 F8 单片微型计算机。所谓单片机是利用大规模集成电路技术把中央处理单元(Center Processing Unit,也即常称的CPU)和数据存储器(RAM)、程序存储器(ROM)及其他 I/O 通信口集成在一块芯片上，构成一2个最小的计算机系统，而现代的单片机则加上了中断单元，定时单元及 A/D 转换等更复杂、更完善的电路，使得单片机的功能越来越强大，应用更广泛。20 世纪 70 年代，微电子技术正处于发展阶段，集成电路属于中规模发展时期，各种新材料新工艺尚未成熟，单片机仍处在初级的发展阶段，元件集成
6、规模还比较小，功能比较简单，一般均把 CPU、RAM 有的还包括了一些简单的 I/O 口集成到芯片上，象 Farichild公司就属于这一类型，它还需配上外围的其他处理电路方才构成完整的计算系统。类似的单片机还有 Zilog 公司的 Z80 微处理器。1976 年 INTEL 公司推出了 MCS-48 单片机，这个时期的单片机才是真正的 8 位单片微型计算机，并推向市场。它以体积小，功能全，价格低赢得了广泛的应用，为单片机的发展奠定了基础，成为单片机发展史上重要的里程碑。在 MCS-48 的带领下，其后，各大半导体公司相继研制和发展了自己的单片机，象Zilog 公司的 Z8 系列。到了 80
7、年代初，单片机已发展到了高性能阶段，象 INTEL 公司的MCS-51 系列，Motorola 公司的 6801 和 6802 系列，Rokwell 公司的 6501 及 6502 系列等等,此外,*的著名电气公司 NEC 和 HITACHI 都相继开发了具有自己特色的专用单片机。 80 年代，世界各大公司均竞相研制出品种多功能强的单片机，约有几十个系列，300 多个品种，此时的单片机均属于真正的单片化，大多集成了 CPU、RAM、ROM、数目繁多的 I/O接口、多种中断系统，甚至还有一些带 A/D 转换器的单片机，功能越来越强大，RAM 和 ROM的容量也越来越大，寻址空间甚至可达 64kB
8、，可以说，单片机发展到了一个全新阶段，应用领域更广泛，许多家用电器均走向利用单片机控制的智能化发展道路。二、单片机发展趋势现在可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从 8 位、16 位到 32 位，数不胜数，应有尽有，有与主流 C51 系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有： 1.低功耗 CMOS 化MCS-51 系列的 8031 推出时的功耗达 630mW，而现在的单片机普遍都在 100mW 左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了 CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。象 80C51 就采用了 HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS 虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而 CHMOS 则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。2.微型单片化现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口，中断
