【正文】 題目：基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘 要 近年來隨著計(jì)算機(jī)在社會領(lǐng)域的滲透 , 單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新。在實(shí)時(shí)檢測和自動控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用，僅單片機(jī)方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及具體應(yīng)用對象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，以作完善。 本文從硬件和軟件兩方面來講述水溫自動控制過程 ,在控制過程中主要應(yīng)用 AT89C5 ADC080 LED 顯示器、 LM324 比較器，而主要是通過 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器采集 環(huán)境溫度，以單片機(jī)為核心控制部件，并通過四位數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)溫度的一種數(shù)字溫度計(jì)。軟件方面采用匯編語言來進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，使指令的執(zhí)行速度快，節(jié)省存儲空間。為了便于擴(kuò)展和更改，軟件的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，使程序設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系更加簡潔明了，使硬件在軟件的控制下協(xié)調(diào)運(yùn)作。而系統(tǒng)的過程則是：首先 ,通過設(shè)置按鍵 ,設(shè)定恒溫運(yùn)行時(shí)的溫度值，并且用數(shù)碼管顯示這個(gè)溫度值 .然后 ,在運(yùn)行過程中將采樣的溫度模擬量送入 A/D轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行模擬 數(shù)字轉(zhuǎn)換，再將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量用數(shù)碼管進(jìn)行顯示，最后用單片機(jī)來控制加熱器 ,進(jìn)行加熱或停止加熱，直到能 在規(guī)定的溫度下恒溫加熱。 關(guān)鍵詞 ：單片機(jī)系統(tǒng)；傳感器；數(shù)據(jù)采集；模數(shù)轉(zhuǎn)換器；溫度 ABSTRACT In recent years, with the puter peration in the social field, the application of SCM is to keep at the same time, traditional control testing update on Crescent benefits. In realtime detection and automatic control system of singlechip applications, often as a singlechip core ponent to use only singlechip is not enough knowledge, but also the specific hardware structure and the specific features of application software objects bine to make perfect. In this paper, both hardware and software for automatic control of water temperature on the process, in the control of the main application of the process of AT89C51, ADC0809, LED display, LM324 parator, but mainly through the digital temperature sensor DS18B20 collecting ambient temperature to singlechip microputer as the core control ponents, and through four realtime digital display of a digital thermometer temperature. Software using assembly language for programming, so that the implementation of Directive speed, to save storage space. In order to facilitate the expansion and changes to the design of modular software structure, so that the logic of the relationship between program design more concise,Hardware software cooperation under the control of it. And systematic process is: First of all, by setting the button, set the thermostat temperature at the time of operation, and digital display of the temperature. Then, in the running temperature of the process of sampling analog into the A / D converter in the simulation digital converter, and then converted digital control with digital display, the last singlechip microputer to control the heater used for heating or stop heating until the temperature in the provisions under the constant temperature heating. Key words： Singlechip microputer system ； Sensor； Data Acquisition； ADC；Temperature 目 錄 第一章 緒論 ........................................................ 1 課題的背景及研究意義 ........................................ 1 國外研究狀況及趨勢 .......................................... 2 第二章 工作原理及方案設(shè)計(jì) .......................................... 3 溫度測量部分方案 ............................................ 3 主控制部分方案 .............................................. 4 第三章 各單元的設(shè)計(jì) ............................................... 10 鍵盤單元 ................................................... 10 溫度控制及超溫和超溫警報(bào)單元 ............................... 11 溫度測試單元 ............................................... 12 溫度控制器件電路 ........................................... 12 七段數(shù)碼管顯示單元 ......................................... 13 接口通信單元 ................................................ 14 第四章 電源 輸入部分 ................................................ 16 第五章 程序設(shè)計(jì) .................................................... 17 程序結(jié)構(gòu)分析 ................................................ 17 主程序 ...................................................... 18 程序代碼（詳見附錄 程序清單） ............................... 18 第六章 測試分析 .................................................... 19 第七章 結(jié)論 ........................................................ 20 參考文獻(xiàn) ........................................................... 21 致 謝 ............................................................. 22 附錄 ............................................................... 23 天津大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒論 溫度控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于社會生活的各個(gè)領(lǐng)域 ,如家電、汽車、材料電力電子等 ,常用的控制電路根據(jù)應(yīng)用場合和所要求的性能指標(biāo)有所不同 , 在工業(yè)企業(yè)中 ,如何提高溫度控制對象的運(yùn)行性能一直以來都是控制人員和現(xiàn)場技術(shù)人員努力解決的問題。這類控制對象慣性大 ,滯后現(xiàn)象嚴(yán)重 ,存在很多不確定的因素 ,難以建立精確的數(shù)學(xué)模型 ,從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)性能不佳 ,甚至出現(xiàn)控制不穩(wěn)定、失控現(xiàn)象。傳統(tǒng)的繼電器調(diào)溫電路簡單 實(shí)用 ,但由于繼電器動作頻繁 ,可能會因觸點(diǎn)不良而影響正常工作。控制領(lǐng)域還大量采用傳統(tǒng)的 PID 控制方式 ,但 PID 控制對象的模型難以建立 ,并且當(dāng)擾動因素不明確時(shí) ,參數(shù)調(diào)整不便仍是普遍存在的問題。而采用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，因其內(nèi)部集成了 A/D 轉(zhuǎn)換器，使得電路結(jié)構(gòu)更加簡單，而且減少了溫度測量轉(zhuǎn)換時(shí)的精度損失，使得測量溫度更加精確。數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 只用一個(gè)引腳即可與單片機(jī)進(jìn)行通信，大大減少了接線的麻煩，使得單片機(jī)更加具有擴(kuò)展性。由于 DS18B20 芯片的小型化，更加可以通過單跳數(shù)據(jù)線就可以和主電 路連接，故可以把數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 做成探頭，探入到狹小的地方，增加了實(shí)用性。更能串接多個(gè)數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 進(jìn)行范圍的溫度檢測。 課題的背景及研究意義 二十一世紀(jì)是科技高速發(fā)展的信息時(shí)代，電子技術(shù)、微型單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用更是空前廣泛， 伴隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的不斷發(fā)展，需要對各種參數(shù)進(jìn)行溫度測量。因此溫度一詞在生產(chǎn)生活之中出現(xiàn)的頻率日益增多，與之相對應(yīng)的，溫度控制和測量也成為了生活生產(chǎn)中頻繁使用的詞語，同時(shí)它們在各行各業(yè)中也發(fā)揮著重要的作用。如在日趨發(fā)達(dá)的工業(yè)之中，利用測量與控制溫度來保 證生產(chǎn)的正常運(yùn)行。在農(nóng)業(yè)中，用于保證蔬菜大棚的恒溫保產(chǎn)等。 溫度是表征物體冷熱程度的物理量，溫度測量則是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中一個(gè)很重要而普遍的參數(shù)。溫度的測量及控制對保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源、生產(chǎn)安全、促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到非常重要的作用。由于溫度測量的普遍性，溫度傳感器的數(shù)量在各種傳感器中居首位。而且隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的不斷發(fā)展，溫度傳感器的種類還是在不斷增加豐富來滿足生產(chǎn)生活中的需要。 在單片機(jī)溫度測量系統(tǒng)中的關(guān)鍵是測量溫度、控制溫度和保持溫度，溫度測量是工業(yè)對象中主要的被控參數(shù)之一。因此，單片 機(jī)溫度測量則是對溫度進(jìn)行有效的測量，并且能夠在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在電力工程、化工生產(chǎn)、機(jī)械制造、冶金工業(yè)等重要工業(yè)領(lǐng)域中，擔(dān)負(fù)著重要的測量任務(wù)。在日常生活中，也可廣泛實(shí)用于地?zé)?、空調(diào)器、電加熱器等各種家庭室溫測量及工業(yè)設(shè)備天津大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 溫度測量場合。但溫度是一個(gè)模擬量，如果采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)和元件，將模擬的溫度量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量雖不困難，但電路較復(fù)雜，成本較高。 國外研究狀況及趨勢 設(shè)施農(nóng)業(yè)是世界各國用以提供新鮮農(nóng)產(chǎn)品、彌補(bǔ)季節(jié)性農(nóng)產(chǎn)品短缺的主要技術(shù)措施。目前，荷蘭、以色列、美國、日本等設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的國家， 在設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境調(diào)控、肥水管理、品種選育等方面進(jìn)行了全面深入的研究，具有技術(shù)成套、設(shè)施設(shè)備完善、生產(chǎn)比較規(guī)范，產(chǎn)量穩(wěn)定、質(zhì)量保證性強(qiáng)等特點(diǎn)，可以根據(jù)動植物生長的最適宜生態(tài)條件，在現(xiàn)代化設(shè)施農(nóng)業(yè)內(nèi)進(jìn)行四季恒定的環(huán)境自動控制，而不受氣候條件的影響，實(shí)現(xiàn)了周年生產(chǎn)、均衡上市，并向高度自動化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，形成較為完整的擺脫自然的全新設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。荷蘭玻璃溫室在世界上數(shù)量最多，設(shè)施也最先進(jìn)，集成化工業(yè)技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中被廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)可對設(shè)施內(nèi)溫、光、水、氣、肥等環(huán)境因子進(jìn)行全面自動監(jiān)測與調(diào)控。以色列