基于FriendlyARM温度控制系统
基于单片机的数字温度计的设计与实现毕业设计论文
基于单片机的数字温度计的设计与实现摘要采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便，简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。
在生产过程中，为了高效地进行生产，必须对它的主要参数，如温度、压力、流量等进行有效的控制。
传统的测温元件有热电偶和二电阻。
而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，这些方法相对比较复杂，需要比较多的外部硬件支持。
我们用一种相对比较简单的方式来测量。
温度范围为-55~125 ºC,最高分辨率可达0.0625 ºC。
DS18B20可以直接读出温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。
本文介绍一种基于AT89C51单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量范围0℃-～+100℃，使用七级数码管LED模块显示，能设置温度报警上下限。
正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了集成温度传感器DS18B20的原理，AT89C51单片机功能和应用，该电路设计新颖、功能强大、结构简单。
关键词：温度测量;DS18B20 ; AT89C51Design of Digital Thermomer Based on SCMABSTRACTControlled by single-chip microcomputer to control not only to them, advantages of simplicity and flexibility, and can significantly increase the temperature specifications, which can significantly increase the quality and quantity of the products. In the process of production, in order to efficiently produce, it must be the main parameters, such as temperature, pressure, flow, and other effective control. Traditional temperature measuring component thermocouple and resistance. Are generally voltage of thermocouple and thermal resistance measured, then converted to the corresponding temperature, these methods are relatively complex and requires more external hardware support. We are in a relatively simple way to measure.-55~125 ºc temperature range, maximum resolution up to 0.0625 ºc. DS18B20 can read temperature value, and wire connected to the microcontroller, reduced external hardware circuits, low cost and ease of use features.The introduction of a cost-based AT89C51 MCU a temperatur measurement circuits, the circuits used DS18B20 high-precision temperatur sensor, measuring scope 0℃-～+100℃,can set the warning limitation, the use of Seven digital tube seven segments LED that can be display the current temperature. The paper focuses on providing a software and hardware system components circuit, introduced the theory of DS18B20, the founctions and applications of AT89C51 .This circuit design innovative, powerful, can be expansionary strong.Keywords：Temperature measurement ；DS18B20 ；AT89C51目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.1.1 国内外现状 (1)1.1.2 课题背景及研究意义 (2)1.2 设计内容及性能指标 (2)1.3 系统概述 (3)1.3.1 系统方案论证与比较 (3)1.3.2 系统设计原理与组成 (5)第二章开发工具Proteus与Keil (6)2.1 Proteus软件 (6)2.1.1 Proteus简介 (6)2.1.2 4大功能模块 (6)2.1.3 Proteus简单应用 (8)2.2 Keil软件 (8)2.2.1 Keil软件简介 (8)2.2.2 Keil软件调试功能 (9)第三章系统硬件设计 (10)3.1 单片机的选择 (10)3.1.1 AT89C51单片机的介绍 (10)3.1.2 AT89C51单片机主要特性 (11)3.2 温度传感器的选择 (13)3.3 硬件电路设计 (17)第四章系统软件设计 (20)4.1 各模块的程序设计 (20)4.2 Protues测温仿真 (25)4.3 系统调试 (28)4.4 结果分析 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录1 全部程序清单 (34)附录2 系统总体设计图 (41)第一章绪论1.1引言1.1.1 国内外现状温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。
温度控制系统设计
温度控制系统设计概述温度控制系统是一种广泛应用于工业生产、实验室环境以及家庭生活中的系统。
它通过感知环境温度并根据设定的温度范围来控制加热或制冷设备，以维持特定温度水平。
本文将介绍温度控制系统的设计原理、硬件组成和软件实现。
设计原理温度控制系统的设计基于负反馈原理，即通过对环境温度进行实时监测，并将监测结果与目标温度进行比较，从而确定加热或制冷设备的控制量。
当环境温度偏离目标温度时，控制系统会调节加热或制冷设备的工作状态，使环境温度逐渐趋向目标温度。
硬件组成1. 传感器传感器是温度控制系统的核心组成部分，用于感知环境温度。
常见的温度传感器包括热敏电阻（Thermistor）、温度传感器芯片（Temperature Sensor Chip）和红外温度传感器（Infrared Temperature Sensor）等。
传感器将环境温度转换为电信号，并输出给微控制器进行处理。
微控制器是温度控制系统的中央处理单元，用于接收传感器输入的温度信号，并进行数据处理和控制逻辑的执行。
常见的微控制器包括Arduino、Raspberry Pi 和STM32等。
微控制器可以通过GPIO（General Purpose Input/Output）口实现与其他硬件模块的连接。
3. 控制器控制器是温度控制系统的核心部件，用于根据目标温度和实际温度之间的差异来调节加热或制冷设备的运行状态。
常见的控制器包括PID控制器（Proportional-Integral-Derivative Controller）和模糊控制器（Fuzzy Controller）等。
控制器通过电压或电流输出信号，控制加热或制冷设备的开关状态。
4. 加热或制冷设备加热或制冷设备是温度控制系统的输出组件，用于增加或降低环境温度。
根据具体应用需求，常见的加热设备包括电炉、电热丝和电热器等；常见的制冷设备包括压缩机和热泵等。
软件实现温度控制系统的软件实现主要涉及以下几个方面：1. 温度采集软件需要通过与传感器的接口读取环境温度值。
基于单片机的温度检测系统硬件设计
基于单片机的温度检测系统硬件设计温度是工业生产和日常生活中常见的重要参数之一。
准确的温度检测对于许多应用场景至关重要，如医疗、化工、电力、食品等行业。
随着科技的不断发展，单片机作为一种集成了CPU、内存、I/O接口等多种功能于一体的微型计算机，被广泛应用于各种温度检测系统中。
本文将介绍一种基于单片机的温度检测系统硬件设计方法。
温度检测系统的主要原理是热电偶定律。
热电偶是一种测量温度的传感器，它基于塞贝克效应，将温度变化转化为电信号。
热电偶与放大器、滤波器等电路元件一起构成温度检测电路。
放大器将微弱的电信号放大，滤波器则消除噪声，提高信号质量。
将处理后的电信号输入到单片机中进行处理和显示。
在原理图设计中，我们选用了一种常见的温度检测芯片——DT-6101。
该芯片内置热电偶放大器和A/D转换器，可直接与单片机连接。
我们还选择了滤波电容、电阻等元件来优化信号质量。
原理图设计如图1所示。
软件设计是温度检测系统的核心部分。
我们采用C语言编写程序，实现温度的实时检测和显示。
程序主要分为初始化、输入处理、算法处理和输出显示四个模块。
初始化模块：主要用于初始化单片机、DT-6101等硬件设备。
输入处理模块：从DT-6101芯片读取温度电信号，并进行预处理，如滤波、放大等。
算法处理模块：实现温度计算算法，将电信号转化为温度值。
常用的算法有线性插值法、多项式拟合法等。
输出显示模块：将计算得到的温度值显示到液晶屏或LED数码管上。
硬件调试是确保温度检测系统可靠性和稳定性的关键步骤。
在组装过程中，需注意检查元件的质量和连接的正确性。
调试时，首先对硬件进行初步调试，确保各电路模块的基本功能正常；然后对软件进行调试，检查程序运行是否正确；最后进行综合调试，确保软硬件协调工作。
通过实验，我们验证了基于单片机的温度检测系统的准确性和稳定性。
实验结果表明，系统在-50℃~50℃范围内的误差小于±5℃，满足大多数应用场景的需求。
基于单片机的智能体温检测系统设计
基于单片机的智能体温检测系统设计摘要：由于新冠疫情的爆发给大众的生活带来了巨大变化，为了满足疫情条件下对温度快速测量的需求，采用无接触式测温既有效规避病毒传染风险，又可以第一时间检测疑似病例。
在此基础上添加口罩识别功能极大减轻了工作人员人工识别的负担，为防疫工作提供保障。
目前市场现有系统存在价格高以及不易携带的问题，并且目前市场应用的大部分装置都是单独的口罩识别或是无接触测温系统。
与之相比该系统将两种功能结合在同一系统中，具有体积小、便携、易操作等优点，为操作人员提供了极大便利。
此装置适用于学校、工厂、商场等人流密集场所，可以为进出人员提供检测服务。
人机交互式装置在疫情防控中发挥重要作用，节省人力物力，并且其效率远高于人工检测。
关键词：单片机；智能体温；检测系统；设计引言患新冠肺炎的主要症状是发热，因此体温检测是疫情防控的第一道防线。
以当今人流密集场所疫情防控情况为背景，设计并实现了一款基于ＳＴＭ３２单片机的非接触式体温测量与身份识别系统。
该系统利用ＯＰＥＮＭＶ对目标人脸进行快速检测，精准识别目标身份信息和口罩佩戴情况，利用ＭＬＸ９０６１４准确测量目标体表温度，实时将测量信息通过显示屏直观地展示并通过蓝牙发送到手机Ａｐｐ上，实现系统逻辑结构的完整性与任务完成的效率最优解。
1系统的组成及其工作原理1.1系统的组成以单片机作为系统控制基础，利用传感器测量温度，通过通信和控制技术，形成温度测量控制系统。
具体可分为基于MLX90614红外测温传感器的温度检测模块、LCD12864液晶屏显示模块、4X4矩阵键盘模块、电源模块、复位模块、晶振模块、报警模块、继电器控制模块和震动传感器模块。
1.2系统工作原理该系统基于STC12C5A60S2单片机进行设计，包括电源电路、复位电路、晶振电路、红外测温传感器、震动传感器、LCD显示电路、蜂鸣器报警电路、键盘输入电路和继电器控制电路，通过MLX90614红外温度传感器实现温度数据的处理。
基于ARM的温度控制系统的设计.
基于ARM的温度控制系统的设计摘要：本文设计了一种温度控制系统，它基于三星公司生产的ARM7内核的S3C44B0，以Pt100热电阻采集温度信号，通过RWB温度变送器和A/D转换获得实际温度值，同时通过LCD实时显示；通过调整脉宽调制的占空比，控制加热电路继电器的通断时间，实现温度的闭环控制。
文章介绍了该系统的构成原理，实现流程，并重点介绍了PID自整定算法的原理和实现，给出了部分应用电路。
此温度控制系统应用于热电仪，实际应用表明，系统稳定、可靠，满足了热电仪的温度控制要求。
关键词：ARM；温度控制；PID；自整定Abstract: A temperature control system is designed, which is based on the S3C44B0 of the Advanced RISC Machine (ARM) produced by the Samsung. Using Pt100 to measure the temperature, the real value is gotten through RWB temperature converter and A/D transformation and displayed by LCD meanwhile. The system is under the closed loop control with the heating circuit relay’s opening or closure which is decided by the PWM. The system component principle and the flow realization is introduced, some application circuit is provided, emphasize the PID self-turning theory and method. The temperature control system is designed for the thermoelectricity instrument. The experimental results show that it is safe and reliable, and meet the demand of the thermoelectricity instrument.Key words: advanced RISC machine; PID; temperature control; self-turning1 引言处在温差条件下的矿物，对外表现为温差热电势E，温差一定时，E达到一平衡值。
基于ARM的温湿度采集系统.
-4级或16级灰度屏（基于时间抖动算法或帧速率控制--FRC）
-256色彩色液晶（STN液晶）
2.2.2
LCD控制器主要提供液晶屏显示数据的传送、时钟和各种信号的产生与控制功能。S3C44B0X处理器的LCD控制器主要部分框图如图2所示：
2.2.3
进行液晶屏控制电路设计时必须提供电源驱动、偏压驱动以及LCD 显示控制器。由于S3C44B0X处理器本身自带LCD 控制器，而且可以驱动实验板所选用的液晶屏，所以控制电路的设计可以省去显示控制电路，只需进行电源驱动和偏压驱动的电路设计即可。
2.2LCD液晶显示设计
2.2.1 S3C44B0X LCD
S3C44B0X处理器集成LCD控制器，支持4位单扫描、4 位双扫描和8位单扫描工作方式。处理器使用内部RAM 区作为显示缓存，并支持屏幕水平和垂直滚动显示。数据的传送采用DMA（直接内存访问）方式，以达到最小的延迟。根据实际硬件水平和垂直像素点数、传送数据位数、时间线和帧速率方式等进行编程以支持多种类型的液晶屏。可以支持的液晶类型有：
关键词：ARM；S3C44B0x；嵌入式系统；数据采集
第
1.1实验目的及要求
目前嵌入式系统的研究和应用中，ARM芯片的使用越来越广泛。本课程的目的是了解嵌入式系统基础理论的前提下，掌握一些常用的ARM处理器相关的汇编语言和C语言程序设计方法，熟悉基于S3C44B0X芯片的硬件接口设计方法，学会使用ARM集成开发环境，从而了解嵌入式系统的软硬件设计过程，为今后从事相关领域的应用和研究打好基础。通过大作业期望可以实现如下目的：
图4 采样保持接口
2.3.2
分压电路比较简单，为了保证电压转换时是稳定的，可以直接调节可变电阻得到稳定的电压值。
基于ARM的嵌入式温度控制系统设计
目录第一章绪论 (2)1.1 引言 (1)1.2 选题背景与意义 (1)1.3 研究现状 (2)1.4 论文主要研究内容 (2)1.5 主要章节安排 (3)第二章开发工具的介绍 (4)2.1 Proteus的功能 (4)2.1.1 Proteus的功能简述 (4)2.1.2 资源丰富 (5)2.1.3电路仿真 (5)2.2 ADS1.2 (6)2.2.1 ADS种类 (6)2.2.2 软件组成 (6)第三章软硬件介绍 (8)3.1 ARM (8)3.1.1 ARM简介 (8)3.1.2 ARM7 (8)3.2LPC2124处理器 (9)3.2.1LPC2124简介 (9)3.2.2 特性 (9)3.2.3 结构 (9)3.2.4引脚描述 (10)3.3硬件系统的整体结构 (11)3.3.1硬件系统的设计原则 (11)3.3.2系统硬件的整体结构 (12)3.3.3 基本硬件组成 (12)第四章软件设计 (17)4.1系统软件的整体结构 (17)4.2.1测控系统 (18)4.2.2显示数字功能 (19)4.2.3 A/D转换数据采集程序功能与实现 (21)第五章总结与展望 (25)5.1 全文总结 (25)5.2后续工作及展望 (25)致谢 (27)参考文献 (28)附录 (29)摘要温度的测量和控制在工业生产中有广泛的应用，尤其在石油、化工、电力、冶金等工业领域中，对温度的测量和监控是非常重要的一个环节，温度参数是工业控制中的一项重要的指标。
本文主要研究了基于ARM7架构的嵌入式系统对于温度控制的应用，它基于ARM7 内核的LPC2124, 以DS1820采集温度信号, 通过RWB 温度变送器和A/D 转换获得实际温度值, 同时通过LCD 实时显示; 此温度控制系统应用于热电仪, 实际应用表明, 系统稳定、可靠, 满足了热电仪的温度控制要求。
关键词：ARM；Proteus；嵌入式系统；温度控制系统AbstractMeasurement and control of temperature is widely used in industrial production, especially in the petroleum, chemical, electric power, metallurgy and other industrial fields, measurement and monitoring of the temperature is a very important link, the temperature parameter is an important index in industrial control.This paper mainly studies the ARM7 based embedded system for the application of temperature control based on ARM7, which based on the LPC2124 kernel, the DS1820 collecting temperature signal, to obtain the actual temperature value through the RWB temperature transmitter and A/D conversion, at the same time through the LCD real time display; This paper introduces the principle, the system implementation process, gives some application circuits. This temperature control system used in the power system, the practical application shows that the system is stable and reliable, meet, the thermoelectric instrument temperature control requirements.Key words：ARM；Proteus；Embedded system；Temperature control system第一章绪论1.1 引言嵌入式系统这几年被广泛应用于各种工业领域、无线通信领域、智能仪表，消费电子等各个领域，离不开微电子技术的迅猛发展，它主要用于各种嵌入式应用，以将计算机硬件和软件相结合的手段，完成指定的任务和功能。
基于单片机的温度测控系统的设计
基于单片机的温度测控系统的设计在现代的工业领域和生活中，温度测控系统被广泛应用，以监测和控制温度。
本文将介绍一个基于单片机的温度测控系统设计。
1.系统概述该系统的设计目标是能够测量和监控环境中的温度，并能自动调节温度以保持设定的温度。
该系统由传感器模块、数据处理模块和执行器模块组成。
2.传感器模块传感器模块用于测量环境中的温度。
在该系统中，我们可以使用温度传感器来实现温度测量。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻等。
传感器模块将温度数据传输给数据处理模块。
3.数据处理模块数据处理模块基于单片机来实现。
单片机通过接收传感器模块传输的温度数据，进行数据处理和判断，并决定是否需要调节温度。
数据处理模块还可以设置一个温度阈值，当环境温度超过或低于该阈值时，触发执行器模块进行温度调节。
4.执行器模块执行器模块是用来调节环境温度的关键。
在该系统中，我们可以使用电热器或制冷器来调节温度。
执行器模块会根据数据处理模块的控制信号来决定是否打开或关闭电热器或制冷器，以达到设定的温度。
5.界面设计为了方便用户的操作和监控，我们可以设计一个用户界面模块。
用户界面模块可以通过LCD显示屏展示当前环境温度和设定的温度，并提供一些按键用于设置温度阈值。
用户可以通过按键来设置温度阈值，同时可以看到当前温度和设定的温度。
6.系统工作流程系统的工作流程如下：-传感器模块测量环境温度，并将温度数据传输给数据处理模块。
-数据处理模块接收温度数据，并进行处理和判断。
-如果环境温度超过或低于设定的温度阈值，数据处理模块触发执行器模块进行温度调节。
-执行器模块根据数据处理模块的控制信号，打开或关闭电热器或制冷器，以调节环境温度。
-用户可以通过用户界面模块设置温度阈值，同时可以实时监控当前温度和设定的温度。
7.系统优化为了进一步优化系统的性能，我们可以考虑以下几个方面：-引入PID控制算法，以提高温度的稳定性和控制精确度。
-添加温度报警功能，当环境温度超过一定范围时，触发警报。