基于单片机的温度控制系统设计

厦门工学院本科生毕业设计（论文）题目：基于单片机的温度控制系统设计姓名：学号：系别：专业：测控技术与仪器年级：指导教师：2017年4月25日独创性声明本毕业设计（论文）是我个人在导师指导下完成的。文中引用他人研究成果的部分已在标注中说明；其他同志对本设计（论文）的启发和贡献均已在谢辞中体现；其它内容及成果为本人独立完成。特此声明。论文作者签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解厦门工学院有关保留、使用学位论文的规定，即：学院有权保留送交论文的印刷本、复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅；学院可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印、数字化或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后应遵守此规定。论文作者签名：指导教师签名：日期：I基于单片机的温度控制系统系统设计摘要长久以来，温度都是人们生活中经常谈到的一个话题。如何掌握温度对人们的生产和生活，如何利用温度创造价值的人的生产，是一个耐人寻味的事情。温度在工业生产以及许多的领域中起着重大的因素，并且影响着它们的生产，尤其是在农业的养殖方面，温度是相当重要的因素之一。本次设计着重从人民日常生活中所关心的温室温度的控制方面启程，最终设计出了一个能够检测外界环境温度值继而做出相对处理的温度控制系统。此系统以模块化的方式运行，让人清楚地了解此设计所具有的功能。最后借助了仿真器材软件Proteus和单片机的程序编程软件Keil完成了这个温控体系的软、硬件的交互仿真，达成了了毕业设计命题的目标。本论文介绍了AT89C51单片机的构造和特征,与此同时，还具体的概述了DS18B20的内部布局及工作原理。并且分别从硬件部分和软件方面讲述了此次设计的原理，温度控制系统是怎样完成的。另外，还进行了系统的整体设计、程序的编程，又做了调试，加以绘制系统的电路原理图并经过仿真软件来达到预期的设计成果。关键词：AT89C51，单片机，DS18B20厦门工学院毕业设计(论文)IITemperaturecontrolsystembasedonMCUAbstractSinceancienttimes,temperatureisatopicthatpeopleoftentalkaboutintheirlives.Howtomasterthetemperatureforpeople'sproductionandlife,howtousethetemperaturetocreatethevalueofpeople'sproduction,isathought-provokingthing.Inthefieldofindustrialproduction,temperatureisthedecisivefactorthataffectstheproductionofproducts.Basedonthecontrolofgreenhouse,thedesignofatemperaturecontrolsystemwhichcandetectthetemperatureoftheexternalenvironmentandthenmaketherelativeresponse.Thesystemoperatesinamodularmanner,givingaclearunderstandingofthefunctionalityofthedesign.Finally,withthehelpofthesimulationtoolProteusandtheprogrammingsoftwareKeil,thesoftwareandhardwareofthesystemaresimulated.ThispaperdescribesthestructureandcharacteristicsofAT89C51microcontroller,atthesametime,butalsoabouttheinternalstructureandworkingprincipleofDS18B20.Andfromthehardwareandsoftwareaspectsofthedesignoftheprinciple,ishowtoachievetemperaturecontrol.Inaddition,thesystemisdesigned,programmedanddebugged,andthecircuitschematicdiagramofthesystemisdrawn.KeyWords:AT89C51,SCM,DS18B20III目录第1章绪论.................................................................11.1研究背景............................................................11.2研究意义............................................................11.3研究内容............................................................2第2章AT89C51系列单片机介绍及硬件介绍.....................................32.1AT89C51系列单片机介绍...............................................32.1.1AT89C51系列基本组成及及特性...................................32.1.2AT89C51系列引脚功能...........................................42.1.3AT89C51系列的功能单元.........................................62.2硬件设计............................................................72.2.1主控制单元.....................................................72.2.2温度信号采集电路...............................................82.2.3测温操作.......................................................92.2.4报警信号操作..................................................102.2.5DS18B20的供电................................................102.3显示部分...........................................................122.3.1显示概述......................................................122.3.2显示原理......................................................12第3章软件及仿真设计......................................................153.1主程序的设计.......................................................153.2仿真功能设计.......................................................153.3程序仿真分析.......................................................16结论.......................................................................19参考文献...................................................................20谢辞.......................................................................21附录1系统原理图..........................................................22附录2部分关键源代码......................................................23基于单片机的温度控制系统设计1第1章绪论1.1研究背景在如今社会的工业生产建设当中，各个领域对实时温度的掌控在日常的生产中有着严格的要求。只有做到温度的实时监测和数据资料的收集，才能够提高产品的生产效率，保证产品的生产合格率。由于现在生活中人们的生活质量的提升加上科技的不断进步，使得温度控制技术广泛应用到人们生活的各种地方，不在局限于工厂生产方面，而且人们对温度控制的精度要求越来越高，就像是非常细微的差别，会对一些领域的生产造成很大的影响。所以，逐渐的就迫切的需要研究设计出能广泛应用的温度控制的设备来在不同的场景中充当一种监测系统，这台设备需要能够实时的监测温度，帮助使用的人更好的了解当前环境的温度数据值，并且能够感应出温度的升降。这就能够更好的帮助人们由生产或者生活的需要来及时的做出适当的调整，满足人们对温度控制的需求。温度在现在的生活中是用来表现环境冷热的程度，它在工农业的生产中被作为主要的控制数据。温度的测量在产品生产、工业设计和节能等方面起着重要的作用。由于科学技术的提高和生产的需求，使得温度控制器在不断地更新和多样化。在工业生产当中，很多方面都会影响它的生产效率，而且方方面面都需要不同的约束才能保证正常的生产，但是在所有的约束中，温度的控制是最为主要的。正是因为这种原因，虽然市场上面有各式各样的传感器，但是存在数目最多的传感器依然是是温度传感器。现今由于计算机数据处理行业的高速发展，在很多环境下对温度数据的掌控与采集有可能只需要一个数据采集芯片，采集温度数据的时候把这张芯片放在控制的计算机的卡槽中，通过操控计算机上面的控制软件来实现采集数据。相对于这种温度数据采集系统，单片机在这方面是有优势的，首先计算机可以工作的环境有限，而且设备通常体型比单片机大，实施操控起来较为复杂，而且单片机总体下来比计算机成本低很多，所以现在很多行业中的温度控制系统都会首选使用单片机。1.2研究意义二十一世纪是电子科技快速发展的时代，人类生活的质变，特别是随着大规模集成电路电脑的兴起，让人类社会进入了一个新的时代。就目前情况来看，在很多的工作和机械生产当中，用的设备普遍是计算机控制的，但是整体一套设备成本很高，对一个工厂来说保养起来也十分的麻烦，所以不能大规模的实行。所以微控制器出现在人们的视野中。它是一个简化的微机，计算机的中央处理单元，存储单元，I/O接口，定时器/计数器等集成厦门工学院毕业设计(论文)2在一个芯片上。与微机相比，单片机的价格低廉，适合工业控制的多种场合。相对而言，单片机运行起来十分的稳定，并且能够在各种环境当中可靠的工作。单片集成电路已广泛应用于工业控制，工业生产，家用电器等领域。在设计系统中把温度作为一种虚拟的数据，结合编程软件和单片机设计的知识，就可以令它以数字信号的形式在软件中表现出来。温度测量是温度控制系统的重点，单片机温度测量的设计是一样的。所以具体要如何达成一种数字电路能够掌控温度的变化，是此次研究的意义所在。1.3研究内容本文主要研究的内容是对基于单片机的温度控制系统的设计，在设计中，首先给程序设定一个初始的温度值，然后分别设定上限与下限，当超过