【正文】 武漢工程大學郵電 與信息工程學院 畢業(yè)設計（論文 ） 說明書 2020 屆畢業(yè)設計 (論文 ) 2020 年 5 月 20 日 題 目 基于單片機的溫度控制系統(tǒng) 設計 專 業(yè) 班 級 2020 自動化 02 學 號 6102150230 姓 名 張震 指 導 教 師 曾麗 教授 學 院 名 稱 武 漢 工 程 大 學 郵 電 與 信 息 工 程學院 基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設計 Design of a TemperatureControl based on the singlechip 學 生 姓 名 : 張震 指 導 教 師 : 曾麗 教 師 I 摘 要 隨著電子產(chǎn)品向智能化和微型 化的不斷發(fā)展 ,單片機已成為電子產(chǎn)品研制和開發(fā)中首選的控制器。傳統(tǒng)的溫度采集方法不僅費時費力，而且精度差，單片機的出現(xiàn)使得溫度的采集和數(shù)據(jù)處理問題能夠得到很好的解決。溫度是工業(yè)對象中的一個重要的被控參數(shù)。然而所采用的測溫元件和測量方法也不相同；產(chǎn)品的工藝不同，控制溫度的精度也不相同。因此對數(shù)據(jù)采集的精度和采用的控制方法也不相同。本設計使用單片機作為核心進行控制。為了更好地推廣單片機在實際生活和生產(chǎn)中的應用 ,本文介紹一種應用 AT89C52 單片機設計的溫度控制系統(tǒng)。該環(huán)境溫度系統(tǒng)采用溫度傳感器 DS18B20 通過 I2C 總線通信來獲得當前溫度，并與從 3X4 矩陣鍵盤輸入的溫度值進行驗證，系統(tǒng)自動控制升溫或降溫的操作，將溫度穩(wěn)定在所設定的溫度值。經(jīng)實際制作表明該環(huán)境溫度控制系統(tǒng)具有體積小、操作靈活、可靠性高、實用、成本低等特點 ,適合住宅和各類溫室溫度的控制 ,具有一定的實際意義 。 關鍵詞 ： 單片機；鍵盤；穩(wěn)定溫度；顯示器；溫度控制 II Abstract With the continuous development of electronic products to intelligent and miniaturization, microcontroller has bee electronic product development and the development of the preferred controller. In order to better promote the application of singlechip microputer in the actual life and production, this paper introduces a design which AT89C52 single chip microputer temperature control system is environment temperature system adopts the temperature sensor DS18B20 through the I2C bus munication to get the current temperature, and with temperature from 3x4 matrix keyboard input validation, the system automatically control the operation of the heating or cooling, to keep the temperature stable according to the set. The practical production shows that the temperature control system has small volume, flexible operation, high reliability and practical, low cost, suitable for residential and all kinds of greenhouse temperature control, has a certain practical significance. Keywords: Single chip microputer。 keyboard。 Stable temperature。 Display。 temperature control I I 目 錄 摘要 I Abstract II 第 1 章 緒論 ....................................................................................................................................................6 選題背景 .......................................................... 6 選題簡介 .......................................................... 6 第 2 章 系統(tǒng)總體設計及方案 ...........................................................................................................7 單片機的介紹 ...................................................... 7 系統(tǒng)功能的確定 .................................................... 8 溫 度傳感器 DS18B20 的介紹 .......................................... 8 人機交互與串口通信 ............................................... 12 第 3 章 硬件設計 ..................................................................................................................................... 12 系統(tǒng)結構框圖 ..................................................... 13 人機交互與串口通信單元設計 ....................................... 15 控制 執(zhí)行單元設計 ................................................. 19 第 4 章 軟件設計 ..................................................................................................................................... 20 主程序 ........................................................... 20 溫度采集子程序 ................................................... 22 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序 ................................................... 22 動態(tài)顯示子程序 ................................................... 23 溫度控制執(zhí)行子程序 ............................................... 24 鍵盤輸入中斷服務子程序 ........................................... 26 第 5 章 結 論 ............................................. 28 附錄 29 致謝 42 參考文 獻 43 6 第 1 章 緒論 選題背景 在生產(chǎn)過程中，溫度的控制是十分常見的。國內(nèi)已相繼出現(xiàn)各種以微機為核心的溫度控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)控制精度高、重復性好、自動化程度高。 隨著社會的發(fā)展，科技的進步，以及測溫儀器在各個領域的應用，智能化已是現(xiàn)代溫度控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。溫度是科學技術中最基本的物理量之一，物理、化學、生物等 學科都離不開溫度。在工業(yè)生產(chǎn)和實驗研究中，像電力、化工、石油、冶金、航空航天、機械制造、糧食存儲、酒類生產(chǎn)等領域內(nèi)，溫度常常是表征對象和過程狀態(tài)的最重要的參數(shù)之一。比如，發(fā)電廠鍋爐的溫度必須控制在一定的范圍之內(nèi)；許多化學反應的工藝過程必須在適當?shù)臏囟认虏拍苷＿M行；煉油過程中，原油必須在不同的溫度和壓力條件下進行分餾才能得到汽油、柴油、煤油等產(chǎn)品。沒有合適的溫度環(huán)境，許多電子設備就不能正常工作，糧倉的儲糧就會變質(zhì)霉爛，酒類的品質(zhì)就沒有保障。因此，各行各業(yè)對溫度控制的要求都越來越高?？梢姡瑴囟鹊臏y量和控制是非 常重要的。特別是近年來，溫度控制系統(tǒng)已應用到人們生活的各個方面，但溫度控制一直是一個未開發(fā)的領域，卻又是與人們息息相關的一個實際問題。針對這種實際情況，設計一個溫度控制系統(tǒng)，具有廣泛的應用前景與實際意義。 在日常生活中，人們?yōu)榱藫碛幸粋€更舒適的生活環(huán)境，往往需要室內(nèi)擁有一個合適的溫度，而單片機的準確性高、價格低、功耗低等一系列優(yōu)點，可結合升溫和降溫設備，有效的應用到實際生活中。單片機溫度控制系統(tǒng)是單片機控制的一項簡單應用。近幾年來單片機因其獨特的，方便，快捷的優(yōu)勢被廣泛的應用于各個領域之中。 選題簡介 課題名稱：基于單片機的溫度控制系統(tǒng) 主要任務：將溫度控制在設定的溫度值，設定范圍為 298度，針對在生產(chǎn)和日常生活中溫度智能化控制系統(tǒng)的實現(xiàn)。 開發(fā)環(huán)境：本環(huán)境溫度控制系統(tǒng)的軟件部分是通過 KEIL進行編譯，并由 7 Proteus 7 Professional進行仿真測試。技術指標： ? 以 AT89C52系列單片機為核心部件 ? 以數(shù)字電路和模擬電路為硬件基礎 ? 以匯編語言為軟件實現(xiàn)語言 功能概述：在該環(huán)境溫度控制系統(tǒng)中，單片機作為核心部件進行檢測控制，增強了設計的通用性，適時性。在該環(huán)境溫度控制系統(tǒng)中溫度檢測采用 DS18B20溫度傳感器，它不僅具有較高的精度，而且適用電壓寬。同時采用了 3x4 矩陣掃描鍵盤輸入，顯示設備等外圍擴展芯片。溫度控制分為升溫和降溫控制，升溫控制和降溫控制分別采用繼電器來控制外部的升溫和降溫設備。軟件部分采用流程圖來表示，對各個子程序進行說