基于单片机的温度控制器设计

基于单片机的温度控制器的设计I摘要温度是工业控制中主要的被控参数之一，在日常生活中也经常要用到温度的检测及控制。本文介绍了一种以AT89C51单片机为核心控制器，以DS18B20为温度传感器的温度控制器。首先，通过对元器件的选择，设计控制器的硬件电路，包括测温电路、按键电路、温度控制继电器电路、LCD液晶显示电路，AT89C51单片机最小系统等；然后，设计相关应用程序，包括主程序，读出温度子程序、温度控制继电器程序、LCD显示程序、按键处理程序等；最后，通过仿真，对整个系统进行调试、分析。最终实现温度采集、显示、控制等功能。仿真结果表明，所设计的控制器能够完成所需功能，并且具有测量精准高、实时性好、使用方便等特点。关键词:温度控制；AT89C52；温度显示；DS18B20本科毕业（设计）论文IIABSTRACTThetemperatureisoneofthecontrolparametersinthemainindustrialcontrol,temperaturedetectionandcontrolareoftenusedtoindailylife.Thispaperintroducesakindofthetemperaturecontroller,AT89C51isthecontroller,temperaturesensorisDS18B20.Atfirst,throughthechoiceofcomponents,hardwarecircuitdesign,includingtemperaturemeasurementcircuit,keycircuit,temperaturecontrolrelaycircuit,LCDliquidcrystaldisplaycircuit,AT89C51single-chipmicrocomputerminimumsystems;Then,designrelatedapplications,includingthemainprogram,readthetemperatureprocedure,temperaturecontrolrelayprogram,LCDdisplayprocedures,keyprocedures;Finally,throughthesimulationtothewholesystemcommissioning,analysis,canrealizetemperaturegathering,display,control,andotherfunctions.Thesimulationresultsshowthatthedesignedcontrollercancompletethefunction,andithashighprecisionmeasurement,goodreal-time,convenientuse,etc.Keyword:Temperaturecontrol;AT89C52;Temperaturedisplay;DS18B20基于单片机的温度控制器的设计I目录摘要..............................................................IABSTRACT...........................................................II第1章引言........................................................11.1研究的背景及意义..............................................11.2国内外研究现状................................................11.3研究的设想....................................................2第2章温度控制器总体设计...........................................32.1温度控制器的选择..............................................32.1.1基于51单片机的温度控制器...............................32.1.2基于ARM的温度控制器....................................32.1.3基于PLC的工业温度控制器................................42.2本设计的重难点................................................52.3本章小结......................................................5第3章温度控制器的硬件电路设计.....................................63.1温度传感器的选择..............................................63.1.1数字温度传感器..........................................63.1.2热电阻温度传感器........................................73.1.3方案选择................................................73.2温度采集模块电路的设计........................................73.2.1DS18B20介绍.............................................73.2.2温度传感器工作原理......................................83.2.3DS18B20工作原理介绍....................................103.2.4DS18B20使用中的注意事项................................113.2.5DS18B20和AT89C51单片机连接电路........................123.3显示模块设计.................................................123.3.1LCD液晶显示器简介......................................123.3.2液晶模块简介...........................................133.3.3液晶显示部分与STC89C51单片机的接口....................153.4按键电路的设计...............................................163.4.1单片机检测按键的原理...................................163.4.2矩阵键盘的设计.........................................173.5本章小结.....................................................18第4章系统软件设计................................................19本科毕业（设计）论文II4.1主程序的设计.................................................194.2DS18B20初始化程序...........................................204.3LCD初始化程序的设计.........................................224.4继电器控制的程序.............................................234.6本章小结.....................................................28第5章仿真结果及分析..............................................295.1系统仿真.....................................................295.2仿真分析.....................................................305.3本章小结.....................................................30第6章结束语......................................................316.1研究总结.....................................................316.2本次设计的不足...............................................316.3发展前景及展望...............................................316.4设计小结.....................................................32致谢..............................................................33参考文献...........................................................34附录..............................................................34附录1程序清单..................................................35附录2电路原理图................................................62基于单片机的温度控制器的设计1第1章引言1.1研究的背景及意义温度控制器在生产和生活的领域已经得到了广泛的使用,如家电、汽车、以及各种工业生产过程等,控制电路也由于应用场合所要求的性能指标的不同而不同,在工业生产中,控制技术人员一直都在努力解决许多问题,如何提高温度控制对象的控制性能，以及怎样提高控制精度的问题。随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用，以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发及应用在很大程度上提高了工业生产及生活中对温度的控制水平[1]。1.2国内外研究现状由于微机测量和控制技术的迅速发展和广泛应用，以单片机为核心的温度采集与控制器的设计与应用大大提高了生活和工业生产过程中对温度的控制水平。国外研究对温度控制技术早在20世纪70年代的时候就已经开始了，比较早。最开始采用的组合仪表装置是模拟式的，能够实时采集和指示、记录以及控制现场的信息。80年代的末期开始出现的的温度控制系统是分布式的。当今正在开发和研制计算机数据采集的控制系统是多因子综合温度控制系统。这些年来，世界各国的温度测控技术发展的步伐加快，很多国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向大力发展温度控制系统。美国、日本的温度监测系统近20年来发展很快，他们结合本国条件做出了具有创新特色的成就，但其监控设备价格昂贵。我国的温度测控系统的技术研究比较晚，开始于20世纪的80年代。我国的工程技术人员在不断地吸收发达国家的温度测控技术的基础之上，逐步掌握了温度室内微机控制系统的技术，但是该技术仅仅限于对