【正文】 產(chǎn)環(huán)節(jié) 。因此， 溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計和仿真 己成為 很有必要研究 的課題。 二、研究的目的和意義 溫度控制無論是在工業(yè)生產(chǎn)過程中，還是日常生活中都起著非常重要的作用，而當(dāng)今，我國農(nóng)村的鍋爐取暖等大多數(shù)都沒有溫度監(jiān)控系統(tǒng)，部分廠礦，企業(yè)還一直沿用簡單的溫度設(shè)備和紙質(zhì)數(shù)據(jù)記錄儀，無法實現(xiàn)溫度的測量與控制。隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，越來越多的生產(chǎn)部門和生活環(huán)節(jié)對溫度控制的可靠性和穩(wěn)定性等有了更高的要求。傳統(tǒng)的溫度控制器控制精度普遍不高，不能滿足對溫度要求較為苛刻的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。 在溫度控制中，由于受到溫度被控對象特性（如慣性大，滯后大，非線性等）的影響，使得控制性能難以提高，有些工藝過程其溫度控制的好壞直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，因而設(shè)計一種較為理想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價值的。 此次的智能溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計基于此而設(shè)計，針對一些大型公共場合，為達到對其溫度的良好控制，從實用的角度以 AT89C51 為核心設(shè)計一套智能溫度控制系統(tǒng)。其控制溫度不是一個點，而是一個范圍。系統(tǒng)以 AT89C51 單片機為核心，組成一個集溫度的采集、處理、顯示、自動控制為一身的閉環(huán)控制系統(tǒng)。利用單片機采集環(huán)境溫度值，以 數(shù)字量的形式存儲和顯示，可以獨立作為一種設(shè)備對溫室溫度進行有一定精度的控制，經(jīng)過簡單的運算發(fā)出各種控制命令，并能動態(tài)的顯示當(dāng)前溫度值，設(shè)定目標(biāo)控制溫度值。同時，也可以作為數(shù)據(jù)采集裝置，為上位機進行復(fù)雜運算決策提供數(shù)據(jù)來源。 該智能溫度控制系統(tǒng)功耗低，本系統(tǒng)運行情況良好且經(jīng)濟可靠。能利用最少的資源對不同溫度進行高精度的測量，信息性能可靠、操作便利，復(fù)雜的工作通過軟件編程來完成，可以方便的獲取結(jié)果，在實際的使用中獲得了理想的效果。 Ⅱ 三、閱讀的主要參考文獻及資料名稱 [1] 曹巧媛主編 .單片機原理及應(yīng)用（第二 版） .北京：電子工業(yè)出版社 .2021 [2] 全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽組委會編 .第五屆全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽獲獎作品選編（ 2021），京：北京理工大學(xué)出版社， 2021 [3] 何力民編 .單片機高級教程 .北京：北京航空大學(xué)出版社， 2021 [4] 金發(fā)慶等編 .傳感器技術(shù)與應(yīng)用 .北京機械工業(yè)出版社， 2021 [5] 王錦標(biāo)，方崇智 .過程計算機控制 .北京：清華大學(xué)出版社， 1997； 36~40 [6] 邵慧鶴 .工業(yè)過程高級控制 .上海：上海交通大學(xué)出版社， 1997； 58— 62,78— 101 [7] 胡壽松 .自動控制原理 .北京：國防工業(yè)出版社， 2021； 103— 124 [8] 劉伯春 .智能 PID 調(diào)節(jié)器的設(shè)計及應(yīng)用 .電子自動化， 1995；（ 3）： 20— 25 [9] 周潤景 .張麗娜 .基于 PROTEUS 的電路及單片機系統(tǒng)與仿真（ M） .北京：航空航天大學(xué)出版社 .— P326 [10] 王忠飛 .胥芳 .MCS51單片機原理及嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用（ M） .西安：西安電子科技大學(xué)出版社， — 273 [11]趙娜 .趙剛 .于珍珠等 .基于 51 單片機的溫度測量系統(tǒng)（ J） .微計算機信息，2021,1— 2： 146— 148 [12]傅承義，陳運泰，祁貫中 .地球物理學(xué)基礎(chǔ) .北京：科學(xué)出版社， 1985,447 四、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向 目前，國內(nèi)在溫室自動控制方面的研究已經(jīng)實現(xiàn)了在一定面積內(nèi)對環(huán)境因子的綜合控制。 1996 年，江蘇理工大學(xué)研究成功了一套溫室環(huán)境控制設(shè)備，通過對溫室內(nèi)部溫度、濕度、光照及二氧化碳濃度的監(jiān)控，在 150 平方米溫室內(nèi)實現(xiàn)了溫度、濕度、光照及二氧化碳濃度的綜合控制。 當(dāng)前，國內(nèi)外利用單片機的溫度控制系統(tǒng)軟硬件實施方式主要有三種類型。 第一種是直接使用單片機以及其他一些外圍芯片作為數(shù)據(jù)采集和控制的 裝置，不使用上位 PC 機做數(shù)據(jù)處理。這種類型的自動控制系統(tǒng)一般以單片機為核心，包括輸入模塊、控制模塊、輸出模塊等。硬件電路一般由溫度傳感器及模擬信號處理電路、A/D 轉(zhuǎn)換器、單片機、 D/A 轉(zhuǎn)換器、 LED（或 LCD）顯示器及微打印機、簡易鍵盤、只是報警裝置等組成，即為一個單片機的最小應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)基本的輸入輸出功能和簡單的控制功能。軟件設(shè)計一般采用中斷技術(shù)定時采集環(huán)境因子參數(shù)，然后經(jīng)過相關(guān) Ⅱ 的標(biāo)度轉(zhuǎn)換得到環(huán)境因子的參數(shù)化值，再通過一定的控制算法與設(shè)定值進行比較從而對外設(shè)進行控制，一般常用的控制算法是數(shù)字 PID 控制算 法，這種算法經(jīng)過改進可以實現(xiàn)較為穩(wěn)定和精確的控制。 這種系統(tǒng)成本低，又有一定的控制精度，能較好的滿足一般農(nóng)業(yè)用戶的需求；但由于控制系統(tǒng)的核心 單片機 的數(shù)據(jù)處理能力及存儲容量的限制，控制精度有限，對生長環(huán)境參數(shù)要求較高的一些特殊作物不能很好的滿足要求，另外如果沒有擴展微打印機就無法查詢歷史溫度值，因為單片機的數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)斷電即逝。 五、主要研究內(nèi)容、需重點研究的關(guān)鍵問題及解決思路 主要研究內(nèi)容 （ 1）、提出符合設(shè)計要求的溫度控制系統(tǒng)方案，并闡述了其工作原理。 （ 2）、完成各模塊電路的設(shè)計包括單片機控制模塊、溫度采集模塊、控制電路模塊、外部存儲模塊、溫度上下限設(shè)置模塊、溫度數(shù)據(jù)采集模塊。 （ 3）、軟件部分設(shè)計包括 LCM1602 顯示程序、按鍵掃描及處理程序、溫度采集程序、溫度越界判決程序、 AT24C02B 讀寫程序。 （ 4）、運用 PROTEUS 軟件進行仿真。 需重點研究的關(guān)鍵問題 解決的主要問題是溫度自動控制問題，使得在一定的區(qū)間內(nèi)，在自動控制系統(tǒng)的控制下，溫度始終在人們要求的范圍之內(nèi)。 解決思路 本設(shè)計是基于 AT89C51 為核心的單片機溫度控制系統(tǒng)，溫度信號由 18B20 溫度傳感器進行采集，然后經(jīng)過轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后傳入單片機，由單片機對數(shù)字信號進行相應(yīng)的處理，從而得到溫度控制的目的，然后輸出在數(shù)碼管上進行顯示。首先要解決的是對 18B20 數(shù)字溫度傳感器本身的屬性，它的用法，各個性能參數(shù)，內(nèi)部功能有一個很好的掌握，還要對 51 單片機的用法，外圍電路（溫度檢測電路，溫度控制電路，單片機串口通信的電路，復(fù)位電路，數(shù)碼管顯示電路）的設(shè)計接法進行進一步的掌握，最后就是軟件編寫部分了，軟件部分需要解決的問題有 18B20 初始化模塊，18B20 對溫度的獲取并轉(zhuǎn)換模塊，溫度數(shù)據(jù)的處理模塊 ，溫度數(shù)據(jù)顯示模塊，超高（低）溫控制模塊，串口初始化模塊。 Ⅱ 六、完成畢業(yè)設(shè)計（論文）所必須具備的共組條件 (如工具書、計算機輔助設(shè)計、某類市場調(diào)研、實驗設(shè)備和實驗環(huán)境條件等 )及解決的辦法 微型計算機一臺（ PROTEUS 仿真軟件） 有關(guān)專業(yè)系統(tǒng)書籍 七、工作的主要階段、進度與時間安排 主要分一下幾個階段： 3 月 15 號之前 上網(wǎng)查資料、完成開題報告； 4月底 之前 查看相關(guān)資料完成外文翻譯及進行方案論證，做好計劃； 5月初 ~5月 20號 研究基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計方法；熟悉 proteus軟件；在 Proteus 上開始溫控系統(tǒng)的設(shè)計，進行軟件調(diào)試，并與數(shù)據(jù)采集卡連接，在調(diào)試分析。 5月 21 號 ~6 月 4 號 完成畢業(yè)論文初稿 6月 5號之后 畢業(yè)論文及相關(guān)文檔定稿、審查、評閱、整理，畢業(yè)設(shè)計答辯。 八 、 指導(dǎo)教師審查意見 Ⅲ 長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 )指導(dǎo)教師審查意見 學(xué)生姓名 李亞峰 專業(yè)班級 測控 60801 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )題目 基于 AT89c51 家庭溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計和仿真 指導(dǎo)教師 王宇 職 稱 助教 審查日期 202167 審查參考內(nèi)容：畢業(yè)設(shè)計 (論文 )的研究內(nèi)容、研究方法及研究結(jié)果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問題與不足。學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和組織紀(jì)律，學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識的情況，解決實際問題的能力，畢業(yè)設(shè)計 (論文 )是否完成規(guī)定任務(wù)，達到了學(xué)士學(xué)位論文的水平，是否同意參加答辯。 審查意見： 指導(dǎo)教師簽名： 評定成績（百分制）： _______分 （注：此頁不夠，請轉(zhuǎn)反面） Ⅳ 長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 )評閱教師評語 學(xué)生姓名 李亞峰 專業(yè)班級 測控 60801 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )題目 基于 AT89c51 家庭溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計和仿真 評閱教師 職 稱 評閱日期 評閱參考內(nèi)容：畢業(yè)設(shè)計 (論文 )的研究內(nèi)容、研究方法及研究結(jié)果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問題與不足。學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識的情況，解決實際問題的能力，畢業(yè)設(shè)計 (論文 )是否完成規(guī)定任務(wù)，達到了學(xué)士學(xué)位論文的水平，是否同意參加答辯。 評語： 評閱教師簽名： 評定成績（百分制）： _______分 （注：此頁不夠，請轉(zhuǎn)反面 Ⅴ 長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計 (論文 )答辯記錄及成績評定 學(xué)生姓名 李亞峰 專業(yè)班級 測控 60801 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )題目 基于 AT89c51 家庭溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計和仿真 答辯時間 年 月 日 ～ 時 答辯地點 一、答辯小組組成 答辯小組組長： 成 員： 二、答辯記錄摘要 答辯小組 提問（分條摘要列舉） 學(xué)生 回答情況評判 三、答辯小組對學(xué)生答辯成績的評定 （百分制） ： _______分 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )最終成績評定 (依據(jù)指導(dǎo)教師評分、評閱教師評分、答辯小組評分和學(xué)校關(guān)于畢業(yè)設(shè)計 (論文 )評分的相關(guān)規(guī)定 ) 等級 (五級制 )： _______ 答辯小組組長 (簽名 ) ： 秘書 (簽名 )： 年 月 日 系答辯委員會主任 (簽名 )： 系 (蓋章 ) Ⅵ 基于 AT89c51 家庭溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計和仿真 學(xué) 生：李亞峰，長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院 指導(dǎo)老師：王 宇，長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院 [摘要 ] 隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，人們需要對各中加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中溫度進行監(jiān)測和控制。采用單片機來對他們控制不僅具有控制方便，簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。 在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常要用到溫度的檢測及控制，溫度是生產(chǎn)過程和科學(xué)實驗中普遍而且重要的物理參數(shù)之一。在生產(chǎn)過程中，為了高效地進行生產(chǎn)，必須對它的主要參數(shù)，如溫度、壓力、流量等進行有效的控制。溫度控制在生產(chǎn)過程中占有相當(dāng)大的比例。溫度測量是溫度控制的基礎(chǔ)，技術(shù)已經(jīng)比較成熟。傳統(tǒng)的測溫元件有熱電偶和二電阻。而熱電偶和熱電阻測出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度，這些方法相對比較復(fù)雜，需要比較多的外部硬件支持。我們用一種相對比較簡單的方式來測量。 我們采用美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司繼 DS18B20 之后 推出的一種改進型智能溫度傳感器 DS18B20 作為檢測元件，溫度范圍為 55~125 oC,最高分辨率可達 oC。DS18B20 可以直接讀出北側(cè)溫度值，而且采用三線制與單片機相連，減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點。 本文介紹一種基于 AT89C51 單片機的一種溫度測量及報警電路 ,該電路采用DS18B20 作為溫度監(jiān)測元件，測量范圍 0℃ ～ +100℃，使用 LED 模塊顯示，能設(shè)置溫度報警上下限。正文著重給出了軟硬件系統(tǒng)的各部分電路，介紹了集成溫度傳感器DS18B20 的原理， AT89C51 單片機功能和應(yīng)用。該電路設(shè)計新 穎、功能強大、結(jié)構(gòu)簡單。 [關(guān)鍵字 ]： 單片機 ,溫度檢測 ,AT89C51,DS18B20 Ⅶ Design of Digital Thermomer Based on SCM Abstract Along with national economy development Student:YafengLi, information department Instructor: CDC), Yangtze university engineering institute 【 abstract】 the people need to each heating furnace、 the heattreatment furnace、 in the reactor and the boiler the temperature carry on the monitor and the control. Not only uses the monolithic integrated circuit to e to them to control has the control to be conveni