12基于8051单片机的无线温控系统设计
基于8051单片机的控制系统设计
基于8051单片机的控制系统设计第一章：引言1.1 研究背景随着科技的不断发展，单片机成为了现代电子设备中不可或缺的一部分。
单片机是一种集成电路芯片，具有微处理器、内存、输入输出接口等功能。
8051单片机是一种常用的单片机，广泛应用于各个领域的控制系统中。
1.2 研究目的本文旨在基于8051单片机，设计一套高效稳定的控制系统，以满足各种不同应用场景的需求。
第二章：8051单片机概述2.1 8051单片机的特点8051单片机具有体积小、功耗低、成本低等特点，适用于各种嵌入式系统的设计。
2.2 8051单片机的结构8051单片机由CPU、RAM、ROM、I/O口等部分组成，具有强大的数据处理能力和丰富的外设接口。
2.3 8051单片机的指令集8051单片机的指令集非常丰富，包括数据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移等指令，可满足各种控制系统的需求。
第三章：控制系统设计3.1 硬件设计控制系统的硬件设计是基于8051单片机的外围电路设计。
包括输入输出接口设计、传感器接口设计、电源电路设计等。
3.2 软件设计控制系统的软件设计主要包括程序的编写和功能的实现。
可以利用C语言或汇编语言编写程序，并通过编译、烧录等步骤将程序加载到8051单片机中。
3.3 通信设计控制系统通常需要与外部设备进行通信，可以通过串口、I2C、SPI等通信协议与外部设备进行数据交换。
3.4 控制算法设计控制系统的核心是控制算法的设计，根据具体的应用场景，选择合适的控制算法，并实现在8051单片机中。
第四章：实验与测试4.1 硬件实验在控制系统设计完成后，需要进行硬件实验验证，包括外围电路的连接、传感器的测试、电源的稳定性测试等。
4.2 软件实验在硬件实验通过后，可以进行软件实验，测试控制系统的功能是否正常，是否能够根据设计要求进行控制。
4.3 性能测试在控制系统正常工作后，可以进行性能测试，包括控制的精度、响应时间、稳定性等方面的测试。
《2024年基于8051单片机的温度控制系统》范文
《基于8051单片机的温度控制系统》篇一一、引言随着现代工业和科技的飞速发展，温度控制系统的稳定性和效率显得尤为重要。
其中，基于8051单片机的温度控制系统因其实时性强、可编程、控制灵活等特点，被广泛应用于工业自动化控制、医疗设备、智能家居等各个领域。
本文旨在介绍基于8051单片机的温度控制系统的基本原理、设计方法以及应用场景。
二、系统概述基于8051单片机的温度控制系统主要由温度传感器、单片机（8051）、执行机构以及控制电路等部分组成。
该系统通过温度传感器实时检测环境温度，经由单片机进行数据处理后，控制执行机构调整温度，从而实现对温度的精确控制。
三、系统工作原理基于8051单片机的温度控制系统采用闭环控制原理。
首先，温度传感器将环境温度转化为电信号，并传送给单片机。
单片机对信号进行处理后，根据预设的阈值判断当前环境温度是否满足要求。
若发现温度偏高或偏低，单片机将输出相应的控制信号，驱动执行机构（如加热器或制冷器）进行调整。
同时，单片机实时监控调整过程，并持续采集环境温度数据，直到达到设定值为止。
四、系统设计（一）硬件设计硬件设计主要包括单片机（8051）、温度传感器、执行机构和控制电路等部分。
其中，单片机作为核心控制器，负责接收传感器信号、处理数据并输出控制信号；温度传感器用于实时检测环境温度；执行机构则根据单片机的控制信号调整环境温度；控制电路则负责连接各部分硬件，实现信号的传输和执行。
（二）软件设计软件设计主要包括单片机的程序编写和调试。
程序应具有实时检测、数据处理和精确控制等功能，并根据实际情况设置适当的参数和阈值。
在调试过程中，应对系统进行充分的测试和验证，确保系统的稳定性和可靠性。
五、应用场景基于8051单片机的温度控制系统在各个领域均有广泛应用。
在工业自动化控制中，该系统可实现对生产过程中的温度进行精确控制，提高生产效率和产品质量；在医疗设备中，该系统可确保设备的正常运行和患者的安全；在智能家居中，该系统可实现智能化的环境调节和节能管理。
基于单片机的室内温度控制系统设计与实现
基于单片机的室内温度控制系统设计与实现1. 本文概述随着科技的发展和人们生活水平的提高，室内环境的舒适度已成为现代生活中不可或缺的一部分。
作为室内环境的重要组成部分，室内温度的调控至关重要。
设计并实现一种高效、稳定且经济的室内温度控制系统成为了当前研究的热点。
本文旨在探讨基于单片机的室内温度控制系统的设计与实现，以满足现代家居和办公环境的温度控制需求。
本文将首先介绍室内温度控制系统的研究背景和意义，阐述其在实际应用中的重要性和必要性。
随后，将详细介绍基于单片机的室内温度控制系统的设计原理，包括硬件设计、软件编程和温度控制算法等方面。
硬件设计部分将重点介绍单片机的选型、传感器的选取、执行机构的搭配等关键环节软件编程部分将介绍系统的程序框架、主要功能模块以及温度数据的采集、处理和控制逻辑温度控制算法部分将探讨如何选择合适的控制算法以实现精准的温度调控。
在实现过程中，本文将注重理论与实践相结合，通过实际案例的分析和实验数据的验证，展示基于单片机的室内温度控制系统的实际应用效果。
同时，还将对系统的性能进行评估，包括稳定性、准确性、经济性等方面，以便为后续的改进和优化提供参考。
本文将对基于单片机的室内温度控制系统的设计与实现进行总结，分析其优缺点和适用范围，并对未来的研究方向进行展望。
本文旨在为读者提供一种简单、实用的室内温度控制系统设计方案，为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
2. 单片机概述单片机，也被称为微控制器或微电脑，是一种集成电路芯片，它采用超大规模集成电路技术，将具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种IO口和中断系统、定时器计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、AD转换器等电路）集成到一块硅片上，构成一个小而完善的微型计算机系统。
单片机以其体积小、功能齐全、成本低廉、可靠性高、控制灵活、易于扩展等优点，广泛应用于各种控制系统和智能仪器中。
基于单片机C8051F的智能温控系统的设计与实现
基于单片机C8051F的智能温控系统的设计与实现.txt“我羡慕内些老人羡慕他们手牵手一直走到最后。
━交话费的时候，才发现自己的话那么值钱。
·490·计算机测量与控制.2009.17(3)Computer Measurement & Control 控制技术中华测控网收稿日期:2008-07-27; 修回日期:2008-08-30。
基金项目:西北工业大学创新实验室资助项目(07031)作者简介:赵跃齐(1983-),在读研究生,主要从事计算机测控技术方向的研究。
马瑞卿(1963-),教授,博士,主要从事电机智能控制技术方向的研究。
文章编号:1671-4598(2009)03-0490-02 中图分类号:TP274·5文献标识码:A基于单片机C8051F的智能温控系统的设计与实现赵跃齐,马瑞卿,梁贵毅,曾重,梁波(西北工业大学自动化学院,陕西西安710072)摘要:随着自动化水平的不断提高,工业现场对温度的控制越来越高,设计了一种适用于现代工业现场的实时高精度温度监控系统;采用单片机C8051F020和PC机相结合,具有数据采集、数据显示、数据通信及数据存储等功能,通过RS485总线和上位机相连,上位机可以通过软件对系统进行设置和控制,系统同时通过液晶模块实时显示监测到的温度和万年历;试验证明,本系统具有一定的实时高精度性能,有着很强的推广价值。
关键词:单片机;智能温控;液晶模块;上位机Design and Realization of Intelligent Temperature Control SystemBased on C8051F MicrocontrollersZhao Yueqi, Ma Ruiqing, Liang Guiyi, Zeng Zhong, Liang Bo(Automation College, Northwestern Polytechnical University, Xi an 710072, China) Abstract:With the continuous improvement of automated level, the requirements for temperature control is more and more high in in-dustry scene. This article develops a temperature control system, which can suit to modern industry, use single chip computer C8051F020and personal computer together, have the functions of data acquisition, data display, data communication and data storage. implementedthrough RS485 connect to host conputer, the host computer can use software to control and setting the system , at the same time, the sys-tem can display the temperature and calendar by LCD module in time. The practical results has proved that this system has high precisionand worthy of using abroad.Key words:microcontrollers; intelligent temperature control; LCD module; host computer0 引言现代工业技术的自动化程度在不断提高。
《2024年基于8051单片机的温度控制系统》范文
《基于8051单片机的温度控制系统》篇一一、引言随着科技的飞速发展，人们对各类生产与生活设备的智能性和精度要求不断提高。
其中，温度控制系统作为一种关键的工业和家庭自动化技术，已成为当今科学研究与技术应用的重点。
在众多的单片机技术中，基于8051单片机的温度控制系统因其实时性强、性价比高以及适应性强等优点而得到了广泛的应用。
本文旨在深入探讨基于8051单片机的温度控制系统的设计与实现过程。
二、系统概述基于8051单片机的温度控制系统是一种典型的自动化控制系统，该系统采用高精度的温度传感器进行实时检测，并将数据通过A/D转换器传输至8051单片机。
单片机根据预设的算法对数据进行处理，然后通过PWM（脉宽调制）或开关控制等方式对执行器进行控制，以达到调节温度的目的。
三、硬件设计1. 单片机选择：选用8051系列单片机作为核心控制单元，因其性能稳定、成本低、资源丰富等优点而成为行业内的主流选择。
2. 温度传感器：选择高精度的温度传感器进行实时检测，如DS18B20等。
3. A/D转换器：将传感器输出的模拟信号转换为单片机可以处理的数字信号。
4. 执行器：根据需要选择合适的执行器，如加热器、制冷器等。
四、软件设计软件设计是整个系统的核心部分，主要涉及单片机的编程和控制算法的实现。
1. 编程语言：采用C语言进行编程，因其具有代码可读性强、可移植性好等优点。
2. 控制算法：根据实际需求选择合适的控制算法，如PID （比例-积分-微分）控制算法等。
通过编程实现对温度的精确控制。
3. 人机交互：通过LCD显示屏等人机交互设备，实现对系统的实时监控和操作。
五、系统实现系统实现包括硬件连接、程序编写、调试与优化等步骤。
首先将硬件设备按照电路图进行连接，然后编写程序实现单片机的控制功能。
在调试过程中，需要不断优化控制算法和程序代码，以达到最佳的温控效果。
六、系统性能分析基于8051单片机的温度控制系统具有以下优点：1. 实时性强：能够实时检测温度并快速作出反应。
基于51单片机的无线温度控制系统设计
基于51单片机的无线温度控制系统设计作者：苏康友来源：《电子技术与软件工程》2017年第10期本文介绍一种无线多点温度采集控制系统的设计和实现。
本设计系统以STC89C52作为控制核心，采用传感器DS18B20进行实时温度检测，并通过无线收发芯片NRF24L01进行数据传输，从而实现温度数据的采集和无线远程监控。
【关键词】STC89C52 无线温度传感器DS18B201 引言随着社会的发展，温度的测量在工业领域和日常生活中变得越来越重要，对温度测量和控制也提出了更高的要求。
在市场上很多的测温控制系统大多是采用有线连接的测温装置，主要由温度传感器、监控上位机和分线器等组成。
它们之间的数据传输采用的有线电缆，而且大部分的温度装置都是单点测量，从而导致了温度检测数据传递不及时、精度不高的缺点，这些都不利于控制者根据温度的实时变化，从而及时地做出相应的调节；更最重要的一点是这种系统布线比较复杂、维护很困难、成本高。
基于此，本文提出了一种以单片机STC89C52为控制芯片，无线射频芯片NRF24L01和集成温度传感器DS18B20的多路温度数据采集和控制系统。
2 系统组成系统以STC89C52单片机作为控制核心，传感器DS18B20进行实时的温度采集，采集到的数据以无线收发芯片NRF24L01进行无线传送，并在上位机的液晶显示屏LCD128上显示该数据，从而进行温度调节，系统如图1与图2所示。
3 硬件设计3.1 主控芯片STC89C52单片机系统由单片机、时钟电路，复位电路组成（如图3所示），具有速度快，功耗低，性价比高的优点。
3.2 温度传感器DS18B203.2.1 DSl8B20内部结构如图4所示。
3.2.2 DSl8B20有4个主要的数据部件：（1）64位ROM：8位CRC和48位序列号。
（2）温度灵敏元件。
（3）非易失性温度报警触发器TL、TH。
（4）配置寄存器，其各位定义如表1所示。
（5）以16位二进制补码进行读数，采用 0.062 5℃/LSB 形式表达，（如表2 DS18B20 中的温度传感器对温度的测量值）。
基于单片机的空调遥控器设计 (1)
本科毕业设计基于单片机的空调遥控器摘要随着社会的发展，科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的遥控系统开始进入了人们的生活。
电器在家庭中已经十分普及，与此同时，和电器相伴的空调遥控器的品种和产量不断提高。
传统的遥控器采用专用的遥控编码及解码集成电路，这种方式虽然制作简单容易，但由于功能键数及功能受到特定的限制，只实用于某一专用电器产品的应用，应用范围受到限制。
而采用单片机进行遥控系统的应用设计，具有编程灵活多样，操作码个数可随便设定等优点。
论文首先对遥控器的几个方案进行了论证，最终确定了一可行性方案，并对此方案进行了可行性分析之后提出了电器遥控器的硬件和软件设计方案。
在硬件设计方案中，首先详细论述了遥控器的基本原理并用实例进行了说明。
然后，对电器遥控器常用硬件设备原理和使用进行了讨论，并对设计中使用的单片机做了必要说明。
在软件设计方案中，论文对软件流程做了详细的解释并阐述了单片机软件设计的一般方法。
最后，论文对电器遥控器设计的硬、软件调试做了简单介绍。
关键字：遥控器电器遥控单片机Air Conditioner Remote Controller Based On Single Chip MicrocomputerFan Geqiang(College of Science, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China) Abstract：With the development of society, the progress of science and technology and the improvement of people's living standards, remote control systems to facilitate life begin to enter people's life. Electrical appliances have become very popular, in the family at the same time, and the air conditioning remote control electric appliance with variety and yield improvement.The traditional remote controller adopt special remote control coding and decoding integrated circuit, while this preparation is simple and easy, but because the function keys and function subject to certain limitations, application is applicable only to a special electrical products, limited application range. Design and application of single-chip control system with programmable, flexible operation, code can be arbitrarily set number etc.Firstly, several schemes for the remote control has been demonstrated, ultimately determine a feasible scheme, and this scheme for the feasibility of proposed electric appliance remote controller hardware and software design scheme. In hardware design, this paper firstly discusses the basic principle of the remote control and illustrates it with examples. Then, on a remote control electric appliance equipment commonly used hardware principle and application are discussed, and the design used in single-chip to do the necessary notes. In software design, the software process to do a detailed explanation and expounds the general method of MCU software design. Finally, the article on the remote controller design hardware, software debugging is introduced briefly.Keyword: remote control electric remote control single-chip目录1 引言 (1)2 方案比较 (1)2.1 方案一：多功能红外遥控器 (1)2.2 方案二：红外线电器遥控器 (2)2.3 方案三：空调遥控器 (2)2.4 方案比较 (3)3 空调遥控器硬件设计 (4)3.1 单片机选型 (4)3.2 红外发射电路设计 (4)3.2.1 红外遥控基本原理 (4)3.2.2 红外发射电路 (8)3.3 LCD驱动电路设计 (9)3.3.1 LCD基本原理 (9)3.3.2 LCD驱动电路（串列传输） (10)3.4 键盘、摇杆扫描电路设计 (11)3.4.1 键盘、摇杆基本原理 (11)3.4.2 键盘、摇杆扫描电路 (13)3.5 空调遥控器硬件电路图 (13)4 调试 (14)4.1 硬件调试 (14)4.2 软件调试 (15)4.3 故障诊断及排除 (15)5 总结 (15)致谢............................................................................................................... 错误!未定义书签。
基于8051单片机的温度控制系统
基于8051单片机的温度控制系统基于8051单片机的温度控制系统一、引言随着科技的不断进步，控制系统在各个领域都起到了重要作用。
其中，温度控制系统在工业、农业、家庭等多个领域都有广泛应用。
本文将介绍一种基于8051单片机的温度控制系统的设计与实现。
二、系统设计1. 硬件部分设计该系统的硬件部分主要由8051单片机、温度传感器DS18B20、继电器、触摸屏等组成。
（1）8051单片机8051单片机是目前应用广泛、性能可靠的单片机之一。
它具有较高的运算速度和存储能力，并且可以方便地进行程序设计和调试。
（2）温度传感器DS18B20DS18B20是一种数字温度传感器，能够直接将温度数据以数字形式输出，精度高、响应快，并且体积小巧。
它可以通过单总线接口与8051单片机进行通信。
（3）继电器继电器是一种常用的电控开关元件，能够实现电路的开关控制。
在本系统中，继电器用于控制加热或制冷设备的开关，以实现对温度的精确控制。
（4）触摸屏触摸屏是一种便于人机交互的输入设备，能够通过触摸操作来控制系统。
在本系统中，触摸屏用于设置温度阈值、显示当前温度及控制系统开关等。
2. 软件部分设计软件部分主要包括系统程序的设计和编程。
（1）温度数据采集和处理通过8051单片机与DS18B20进行通信，获取实时的温度数据，并进行相应的处理。
可以采用移动平均法对多次测量的温度数据进行平均，以提高数据的稳定性和准确性。
（2）温度控制算法设计根据用户设置的温度阈值，通过程序设计实现对温度的控制。
当温度低于阈值时，系统自动打开加热设备；当温度高于阈值时，系统自动打开制冷设备。
同时，为了避免温度的过分波动，还可以设置一定的温度死区。
（3）人机交互界面设计通过触摸屏设备，设计友好的人机交互界面。
用户可以通过触摸操作来设置温度阈值、查看当前温度、控制系统开关等。
三、系统实现1. 硬件连接将8051单片机、温度传感器DS18B20、继电器、触摸屏等连接在一起。
《2024年基于8051单片机的温度控制系统》范文
《基于8051单片机的温度控制系统》篇一一、引言在现代工业生产和家庭生活中，温度控制系统的稳定性和精确性对于保证产品质量、提高生产效率以及节约能源等方面具有至关重要的作用。
8051单片机作为一种常用的微控制器，具有体积小、功能强大、价格低廉等优点，广泛应用于各种控制系统中。
本文将介绍一种基于8051单片机的温度控制系统，该系统能够实现对温度的精确控制和实时监测。
二、系统概述本系统以8051单片机为核心控制器，通过温度传感器实时采集环境温度，并将温度数据传输给单片机进行处理。
单片机根据预设的温度值与实际温度值的比较结果，控制加热或制冷设备的工作状态，以实现对温度的精确控制。
同时，系统还具有温度显示、报警输出等功能，方便用户实时了解环境温度并采取相应措施。
三、硬件设计1. 核心控制器：选用8051单片机作为核心控制器，具有丰富的I/O口和强大的处理能力。
2. 温度传感器：选用高精度的温度传感器，实时采集环境温度，并将数据传输给单片机。
3. 加热/制冷设备：根据实际需求，选择合适的加热或制冷设备，通过单片机控制其工作状态。
4. 显示模块：选用液晶显示屏或LED数码管等显示设备，实时显示当前环境温度。
5. 电源模块：为系统提供稳定的电源供应，保证系统正常工作。
四、软件设计1. 初始化程序：对8051单片机进行初始化设置，包括I/O口配置、定时器设置等。
2. 数据采集：通过温度传感器实时采集环境温度，并将数据传输给单片机。
3. 数据处理：单片机对接收到的温度数据进行处理，与预设的温度值进行比较，得出控制指令。
4. 控制输出：单片机根据控制指令控制加热或制冷设备的工作状态，以实现对温度的精确控制。
5. 显示与报警：通过显示模块实时显示当前环境温度，当温度超过预设范围时触发报警输出。
五、系统实现1. 硬件连接：将8051单片机、温度传感器、加热/制冷设备、显示模块等硬件设备连接起来，构成完整的温度控制系统。
2. 编程与调试：根据系统需求编写相应的程序代码，并对硬件设备进行调试，确保系统能够正常工作。
使用8051型单片机设计温湿度控制系统毕业设计
摘要DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。
它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。
传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。
因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。
8051单片机是常用于控制的芯片，在智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面取得了令人瞩目的成果，用其作为温湿度控制系统的实力也很多。
使用8051单片机能够实现温湿度全程的自动控制，而且8051单片机易于学习掌握，性价比高。
使用8051型单片机设计温湿度控制系统，可以即时精确的反应温室内的温度以及适度的变化。
完成诸如升温到特定的温度、降温到特定的温度。
在温度上下限范围内保持恒温等多种控制方式，在湿度控制方面也是如此。
将此系统应用到温室当中无疑为植被生长提供了更加适宜的环境。
对于大棚种植和花圃、花卉栽培，必须在某些特定环境安装温湿度装置对其进行监控。
本系统可以及时、精确的反映室内的温度以及湿度的变化，能够满足温湿度的控制要求。
关键词： 8051 DHT11 复合传感器性价比极高ABSTRACTDHT11 digital temperature and humidity sensors is a section contains the already calibration digital signal output humidity composite sensor. It used special digital module collection technology and humidity sensor technology to ensure product has high reliability and excellent long-term stability. Sensors including a resistive feeling wet components and a NTC (temperature measuring element, and with a high-performance 8-bit microcontroller connections. So the product has excellent quality, super fast response, strong anti-jamming capability, and cost-effective extremely high yield.8051 is commonly used in the control chip, smart instrumentation, industrial inspection control, mechatronics achieved impressive results, also a lot of its strength as the temperature and humidity control system. Able to achieve automatic control of temperature and humidity throughout 8051, the 8051 is easy to learn and master the high cost-effective.Use a 8051-type microcontroller design temperature and humidity control system for, instant accurate reaction greenhouse temperature and moderate changes. Complete, such as the temperature was raised to a specific temperature, cooled to a specific temperature. Maintain constant temperature and other control in the upper and lower temperature range, humidity control is also true. The application of this system to the greenhouse which undoubtedly provides a more suitable environment for vegetation growth. For greenhouse cultivation and flower garden, flower cultivation, you must install certain environmental temperature and humidity device monitor. This system can be timely, accurate reflection of the indoor temperature and humidity changes, able to meet the requirements of the temperature and humidity control.Keywords: 8051 DHT11 Composite sensor Highly cost-effective目录前言................................................ 错误！未定义书签。
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2010年第34期（总第169期）NO.34.2010（C um ula tive tyNO.169）摘要：文章针对目前工业现状，提出了由一个单芯片构成的无线温度控制系统，达到满足工业自由控制温度的要求。
它是基于8051单片机，并由数字式温度传感器DS -18B 20对水温的采集，通过nRF401进行无线接收信号，从而实现对温度的自动控制，从而提高了自控效率，降低了控制成本。
实践证明，此设计不但在工业，在生活和生产各方面具有一定的通用性。
关键词：8051单片机；DS -18B20传感器；nRF401收发芯片；温度控制中图分类号：TP216 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2010）34-0008-031 概述“温度在人们日常生活、工业控制和科学实验中都是个重要的参数”。
温度控制系统广泛应用于汽车、锅炉、电子、化工等领域。
早期常见的温度控制系统多数是模拟电路设计，主要使用热敏电阻或使用铂电阻，或使用用热电偶等，更有甚者采用PN 结，其温度控制的准确度和精密度都不太好。
如今，数字技术高速发展，早先的温度控制系统也被基于数字技术的新一代产品所替代。
而随着高性能和低成本的单片机的不断发展，新式无线温度控制系统的应用也越来越广泛，它的功能强大，体积小，重量轻，灵活耐用，倍受大家青睐，“单片机及嵌入式处理系统推动了便携式与智能化发展”。
1.1 8051单片机的优势英特尔公司的8051单片机是MCS-51单片机最基本的产品之一，它采用英特尔成熟的CHMOS 工艺技术制造的高性能8位单片机，它结合了高速和高密度高性能和CHMOS 低功耗的特点，继承和扩大了MCS-48单片机架构和指令。
8051单片机具有以下几个特点：其一，8051属于通用型单片机，它不是为某种专门用途设计的；专用型单片机是针对一类产品甚至某一个产品设计生产的，例如为了满足电子体温计的要求，在片内集成ADC 接口等功能的温度测量控制电路。
其二，8051还属于总线型单片机，设有并行地址总线、数据总线、控制总线，这些引脚用以扩展并行外围器件，都可通过串行口与单片机连接。
其三，8051还具有寻址范围大，运算能力强的特点。
5单片机内部结构5等M S 5系列的单片机，都是在一块芯片中集成了U 、R M 、ROM 、定时器计数器和多种功能的I O线等基本功能部件，满足了计算机的需要。
具体地说，包括以下主要的部件：8位CPU ；片内振荡器及时钟电路；4K 字节ROM 程序存储器；128字节RAM 数据存储器；两个16位定时器/计数器；可寻址64K 外部数据存储器和64K 外部程序存储器空间的控制电路；32条可编程的I /O 线(四个8位并行I/O 端口)；可编程全双工串行口；具有五个中断源、两个优先级嵌套中断结构等。
图18051单片机结构框1.3 DS -18B20的内部结构及工作原理DS-18B20内部结构：主要由四部分组成：64位光刻RO M 、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH 和TL 、配置寄存器。
其工作原理是：低温度系数晶振和高温度系数晶振的振荡频率分别把脉冲信号输入给计数器1和计数器2，计数器1和温度被预置在-55℃所对应的基值。
计数器1对信号进行减法计数，当减到0时，寄存器的值为1，然后1的值重新被输入，计数重新开始，如此反复，直到计数器2的计数为0，便停止寄存器的累加，此时温度寄存器中的温度就是所测温度。
2 系统总体设计框架虽然目前有许多温度的检测方法，检测设备的选择和技术也多种多样，但必须在充分考虑环境系统的整体系统性能的前提下，选定的结构必须尽可能简单实用，并易于实现，设备性能稳定，功耗低，成本不高，关键还要性能好。
基于8051单片机的水温控制系统，实现了上述这些功能。
2.1 传感器选择DS-18B20数字式传感器是首选的温度测量的传感器。
DS-18B20的“Dallas 半导体公司”在美国的新一代数字温度传感器，它具有单总线接口的独特方式，即允许一条信号线接上数十个甚至数百个数字传感器，使温度测量设备和传感器变得非常简单。
克服了模拟传感器与计算机接口时基于8051单片机的无线温控系统设计张 伟（苏州信息职业技术学院，江苏吴江215200）--81.2801801C -1CP A //需要的A/D 转换器及其他复杂外围电路的缺点，占用MCU 的I/O 引脚资源少，和MCU 的通信协议比较简单，从而节省了大量的线索和逻辑电路，便于动态及多路测量，读数直观，安装方便，维护简单，并且DS-18B20的温度测量范围是-55℃～125℃，最高分辨率可达0.0625℃，工作可靠性高，传输距离远成本低，体积小，可靠性高。
2.2 芯片选择考虑系统的经济性、传输距离和外观设计的简单等优点，确定用nRF401无线收发芯片。
nRF401是挪威“Nordic V LSI 公司”专为在433MHz I SM (工业、科研和医疗)频段工作而设计的芯片RF 收发机。
“nRF401芯片集成了高频发射、高频接收、PLL 合成、FSK 调制、FSK 解调、双频道切换等多种功能”，其性能优良、低功耗、易于使用等特点被众人所称赞。
nRF401外围元件很少，大约才10个。
仅包括4MHz 晶振，一个PLL 环路滤波器和一个VCO 电感，发送和接收天线合二为一，没有调试组件，给研制和生产带了很大便利。
2.3 系统控制及数据处理模块选择温度控制单元是系统的执行元件，该系统是最后一个环节，也是系统最重要的组成部分。
由于半导体制冷制热技术是利用特种半导体材料通过直流电时产生低温高温的一种制冷制热方式，它弥补了其他制冷制热方式的缺陷，因此被广泛采用在无线温度控制系统中。
2.4 系统结构简图综上所述，整个温度控制系统由温湿度数据采集模块、键盘显示模块、无线数据收发模块、温度控制模块等几大部分组成。
其中，数据采取工作原理主要是先由数字温度传感器测温并把数据传到中央控制单元，然后由中央控制单元处理后通过无线收发电路向外发送信号，在接收端收到信号经中央控制单元处理在数码管上显示出来。
温度控制部分的工作原理是由键盘输入预先设定的温度后并将数据信号传送中央控制单元处理，处理后再通过无线收发电路发射出去，接受端收到信号经中央控制单元再处理，控制半导体温控装置达到预先设定的温度。
如图2所示：图2系统结构简图3 系统的软件设计实践水温测量系统的软件主要分为：下位机的温度采集、温度控制和数据无线传输程序；上位机的温度数据的查询、接收、显示；温度控制部分的数据输入。
3.1 上位机原理及流程上位机主程序开始后先要通过初始化设置。
其中的内容为对应的字符名称赋值，初始化8051单机片，串行通信参数的设置，打开CPU 中断，打开串口中断，设置定时器T0中断。
但是假如没有中断，上位机子仍处在等待的状态，直到主机中断需要系统响应，才进入相应的中断服务程序，向下位机发送单片机温度测试的指令，待下位机完全接收到发送来的数据后，便把上位机设置为接收模式，准备接收实测的数据，在上位机接收到下位机上传的所有数据后，上位机下达指令，显示并保持状态，直到新的响应中断为止。
温度由的末尾，按中断指令来显示和保持到中断响应国家的新日期。
温度数据由键盘输入后，上位机PID 算法得到的控制信号传给下位机。
接受完整数据的下位机，将控制半导体制冷加热或冷却控制，从而让温度达到设定值。
上位机主程序流程框图如图3所示：图3上位机主程序流程3.2 下位机主程序同上位机相似，下位机程序启动后进行初始化设置，其内容包括给对应的字符名称赋值，为串口通讯设置参数。
然后下位机向DS-18B20发送初始化脉冲。
接着发送Skip ROM 命令。
紧接着的就是循环查询nRF401子系统是否已经设置接收方式，转入相应的子程序，执行温度的检测或温度的控制，并将测得的数据传送到上位机，复位返回，准备进行新的测试，直到有接收数据。
3.3 子程序设计3.3.1 nR F401的通信子程序 对于无线通信，最大的问题是无线通信的可靠性，因为传播媒介是无线电波，受大气稳定性、同频干扰，拍频差频干扰等较大，这些都会导致通信故障，或有出现错误码障碍，因此必须要得到解决。
解决这些问题的最好办法，是通信协议的编写。
nRF401是一种FSK 调制无线通讯芯片，通信带宽最高速率为20kbps ，事实上，最高也仅在19kbp s 上下，最低频率500bps 左右，如果再低，芯片在后期运放低通比较译码时会出现数据逆转，导致误码现象发生，所以发送的数据不许长的脉冲，即速率不能太低。
当从RX 到TX 模式下，数据输入引脚(DIN)必须保持高度至少1ms 的传输数据才能发送；当从TX 到RX 模式时，数据输出引脚(DOUT)要至少3ms 后有数据输出。
从待机模式到接收模式，当PWR_UP 输入设置为1时，再经过3毫秒的时间后，DOUT 脚输出数据才被证明是有效的。
从待机模式到发射模式，稳定所需的最大时间为。
当从加电到发射模式的启动过程中，为了避免启动的干扰和辐射，在上电过程中TX N 输入脚一定要做到较低水平，--92m s E让频率合器达到稳定的工作状态。
当由上电进入到发射模式时，TX EN 一定要稳定1ms 后才能向DI N 传达数据。
在上电到接收模式过程中，芯片将不再接收所有的数据，DOUT 也停止输出有效数据，一直等到电压稳定到从权力的过程中接收模式下，芯片将无法接收数据，DOUT 输出数据将不会有效，直到电压达到2.7V 以上，而且要保持5ms 以上。
假如利用外部振荡器，保持的时间还能缩短至3ms 。
图4给出了发送端程序流程图，以便更好的说明无线通信的协议：图4发送端程序流程图3.3.2 温度测量子程序 首先，下位机发出DS-18B20的地址，如果DS-18B20的地址吻合，DS-18B20立即回送本机地址，并改变SM2，当DS-18B20在与下位机建立联系后，接着以查询的方式，接收下位机紧跟着发送的DS-18B20的ROM 命令。
此时，单片机发送读寄存器命令，把DS-18B20寄存器内的数据先放入单片机RAM 的指定地址中。
“DS-18B20能提供九位温度读数，它无需任何外围硬件即可方便地构成温度检测系统”。
温度测量子程序基本流程是：初始化→读DS-18B20序列号→初始化→转换温度→匹配ROM →存测温点数据→读温度数据→输出数据→返回。
3.3.3 PID 控制子程序 PID 控制子程序是温度控制系统的关键组成部分。
发送端程序流程是：开始→nRF401初始化为接收状态→是否接到传数命令0Xaa(no ，返回上一状态，)接到→将一帧数据打包同时做一备份错误重传使用→接收到的命令是0Xaa 返回上一状态，接收到的命令是0X ee 则返回初始化接收状态，接收到的命令是0X 20→接收端没有正确接收上一帧数据，将上一帧数据再次发出。