毕业论文--基于单片机饮水机温度控制系统的设计
【设计】基于单片机的水温温度控制系统设计
【关键字】设计摘要本文介绍了单片机应用于电加热饮水机的一种设计方法，该电加热饮水机具有自动化程度高、安全性好、功能多、使用方便、功率小、加热快、可靠性高等特点。
并详细地论述了以单片机为处理器的电加热饮水机的硬件、软件设计、系统编程和抗干扰设计等方面的问题。
本系统以ATMEL公司的AT89C51单片机为核心，由DS18B20、信号处理电路、键盘控制电路、LED显示电路、输出控制电路等构成。
主要包含的程序有：主程序、显示子程序、PID控制子程序等。
同时，在软、硬设计时均采取了有效的抗干扰措施。
关键词：AT89C51；DS18B20；PID控制。
AbstractThis paper introduced a single-chip microcomputer which used in electric heating water dispenser as a design method, the electric heating water dispenser with a high degree of automation, security, and multi-functional, easy to use, small power, heating quickly, and high reliability. The paper described in detail by the single-chip processor power for heating water dispenser hardware, software design, system design, programming and anti-jamming problems.The controller ATMEL Corporation AT89C51 single-chip microcomputer as the core, by the DS18B20, signal processing circuit, eyboard control circuit, ED display circuit, utput control circuit, etc.The process mainly includes the main program, isplay control subroutine,PID control subroutine and so on. At the same time, software and hardware are designed to take aneffective antijamming measures.Key words: AT89C51; DS18B20; PID control.目录1 前言随着电子技术的发展，特别是大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么单片机技术的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。
毕业设计(论文)-基于单片机饮水机温度控制系统的设计
前言温度控制是无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，过低的温度或过高的温度都会使水资源失去应有的作用，从而造成水资源的巨大浪费。
特别是在当前全球水资源极度缺乏的情况下，我们更应该掌握好对水温的控制，把身边的水资源好好地利用起来。
本次设计为一个基于单片机的饮水机的温度控制系统，该系统可以实时检测饮水机水箱的水温，并且可以通过数码管显示饮水机水箱水温度数，可以通过键盘或开关选择制冷或加热，可以人为设置水的温度的上下限，如加热，当温度在设定的范围内时正常工作，当低于水温下限时控制加热器加热；如制冷，当温度高于水温上限时控制压缩机制冷，温度检测范围0~95℃，精度±1℃，当温度超过设定值时具有示警功能。
第1章电路设计1.1 单片机最小系统设计单片机最小系统如图1.0所示，由主控器AT89C51、时钟电路和复位电路三部分组成。
单片机AT89C51作为核心控制器控制着整个系统的工作，而时钟电路负责产生单片机工作所必需的时钟信号，复位电路使得单片机能够正常、有序、稳定地工作。
图1.0 单片机最小系统1.1.1 单片机选择AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
其管脚图如图1.1所示。
基于单片机饮水机温度控制系统的设计
基于单片机饮水机温度控制系统的设计单片机饮水机温度控制系统设计方案一、引言饮水机已经成为我们生活中不可或缺的小家电之一，为我们提供方便快捷的饮水服务。
而饮水机的温度控制是其中的重要功能。
本设计方案旨在通过单片机控制饮水机的温度，使其能够根据用户的需求调节水温，并实现自动加热、保温等功能。
二、硬件设计1.传感器选择为了便于测量水的温度，我们选择了数字温度传感器DS18B20。
它具有高精度、数字输出等特点，非常适合用于温度测量。
2.电子元件选择为了控制水的温度，我们需要选择合适的电子元件。
常见的选择是采用电热丝进行加热，并通过温度传感器进行反馈控制。
此外，还需要选择适配器、继电器等元件来实现电路的驱动和控制。
3.软件设计通过单片机控制电热丝的加热，需要编程来实现。
根据设计需求，我们可以通过单片机的GPIO引脚来控制继电器的开关，进而控制电热丝的加热。
同时，还需要编写程序对传感器的数据进行采集和处理，并根据用户的需求进行温度控制和显示。
三、系统设计1.硬件连接将DS18B20温度传感器与单片机的相应引脚进行连接。
通过继电器将电热丝与单片机连接，并将适配器与电热丝进行连接。
2.软件设计首先，需要编写固件程序来实现单片机的控制。
程序的主要功能包括：（1）初始化引脚和串口，设置适配器的电压和继电器的模式；（2）通过串口接收用户输入的目标温度，并根据实际需求进行处理；（3）通过DS18B20温度传感器进行温度的采集，并将采集到的数据进行处理；（4）根据用户的目标温度和实际温度来控制继电器的开关，进而控制电热丝的加热；（5）通过串口将当前温度、目标温度等信息发送给用户。
四、系统实现1.硬件实现将选定的电子元件进行连接，并根据设计需求进行调试和调整，确保电路的正常工作。
2.软件实现五、系统测试1.系统功能测试通过对系统进行温度设置和测量，验证系统是否能够准确控制水的温度，并通过串口将相关信息显示给用户。
2.系统稳定性测试将饮水机长时间运行，并进行多次温度调节和测量，观察系统的稳定性和可靠性。
基于单片机的水温控制系统设计-毕业设计.
基于单片机的水温控制系统设计学生：指导教师：内容摘要：说起温度控制系统，大家并不陌生了，在我们生活中许许多多的家用电器都可以涉及到温度的控制，像存储美食的电冰箱，为我们带来凉爽的空调都会用到温度控制系统，为我们带来热气腾腾开水的饮水机等等。
而本文介绍了水温控制系统的基本原理，本系统可以用于饮水机等电路，整个系统的核心就是AT89C51单片机，它是这个系统的主控制单元，对于水温控制当然温度控制系统也是必不可少的，这个系统则应用了DS18B20为温度传感器的温度控制系统，采集温度后利用数码管显示当前温度，并通过继电器对其加热等。
总而言之水温控制系统在生活中的大量应用为我们带来了方便，提高了我们的生活质量。
关键词：水温控制系统单片机 AT89C51 DS18B20 继电器Design for microcomputer temperature control system Abstract:Speaking of temperature control system, everybody is not strange, in our life, many household appliances can be involved in temperature control, like food storage refrigerator, bring us cool air conditioning, the temperature control system is used for us a steaming hot water drinking machine, and so on. Water temperature control system are introduced in this paper, the basic principle of this system can be used for water dispensers circuit, such as the core of the whole system is AT89C51 single chip microcomputer, it is the main control unit to the system, the water temperature control temperature control system is also indispensable, of course, the application system, the temperature control system of temperature sensor DS18B20, after collecting temperature using digital tube display the current temperature, and through the relay on the heating, etc. Overall water temperature control system in the life of a large number of applications for our brought convenient, improve the quality of our life.Keywords:water temperature control system of single chip microcomputer AT89C51 DS18B20 relay.目录前言 (1)1 水温控制器背景 (1)2 方案比较 (1)2.1 控制电路的方案比较 (1)2.2 温度采集模块 (2)2.3 显示模块 (2)2.4 温度控制模块 (2)3 硬件电路 (3)3.1 硬件框图 (3)3.2 功能介绍 (3)3.2.1 控制电路模块 (3)3.2.2 温度采集模块功能 (6)3.2.3 温度控制模块功能 (7)3.2.4 显示模块功能 (8)4 软件设计 (10)4.1 主程序流程图 (10)4.2 温度采集程序 (11)4.2.1 温度转换 (12)4.3 按键处理 (13)4.4 显示模块 (13)5 调试说明 (15)5.1 温度采集误差 (15)5.2 水温控制测试 (16)5.3 温度突变测试 (17)6 结束语 (18)附录 (19)参考文献 (21)基于单片机的水温控制系统设计前言电饭煲，电冰箱,电空调在我们生活中随处可见，为我们的生活带来了极大的方便,这一切的功劳都归属于水温控制系统的诞生。
基于51单片机的饮水机温度控制系统设计
基于51单片机的饮水机温度控制系统设计摘要：本文设计了一款基于51单片机的饮水机温度控制系统。
该系统主要由传感器、温控模块和51单片机三个部分组成。
在该系统中，传感器主要用于对饮水机中的温度进行实时监测，温控模块则负责根据当前温度情况对加热和制冷设备进行控制，而51单片机则是整个系统的核心控制器。
在本文中，我们首先对饮水机温度控制系统进行了详细分析，并介绍了目前市面上常见的温控技术。
其次，我们详细讲解了本系统中的各个模块的具体实现方式，并通过图表对其进行了进一步说明。
在系统测试方面，我们通过实验验证了系统的稳定性以及实时性，结果表明该系统能够高效、准确地对饮水机中的温度进行控制，并满足用户的需求。
通过本文的分析实验，我们可以得出结论，基于51单片机的饮水机温度控制系统具有以下优点：模块化设计，易于维护和扩展；具有高精度、高稳定性和实时性；集成度高，系统效率高。
本系统可以应用于各种饮水机，以满足不同用户的需求。
关键词：饮水机；温度控制；51单片机；传感器；温控模块Abstract：This paper designs a temperature control system for water dispensers based on 51 MCU. The system consists of three parts: sensors, temperature control module and 51 MCU. In this system, the sensor is mainly used to real-time monitor the temperature of the water dispenser, the temperature control module is responsible for controlling the heating and cooling equipment according to the current temperature situation, and 51 MCU is the core controller of the entire system.In this paper, we first analyzed the water dispenser temperature control system in detail and introduced the common temperature control technologies on the market. Secondly, we explained in detail the specific implementation methods of various modules in this system, and further explained them through charts. In terms of system testing, we verified the stability and real-time characteristics of the system through experiments. The results show that the system can efficiently and accurately control the temperature in the water dispenser and meet the needs of users.Through the analysis and experiments in this paper, we can conclude that the temperature control system for water dispensers based on 51 MCU has the following advantages: modular design, easy maintenance and expansion; high precision, stability and real-time performance; high integration and high efficiency. This system can be applied to various water dispensers to meet the needs of different users.Keywords: water dispenser; temperature control; 51 MCU; sensor; temperature control module.。
基于单片机的饮水机温度控制系统的设计
河北科技师范学院本科毕业设计基于单片机的饮水机温度控制系统的设计院（系、部）名称：机电科学与工程系专业名称：电气工程及其自动化学生姓名：崔杰学生学号：9310080208指导教师：郭秀梅2012年5月27日河北科技师范学院教务处制摘要摘要随着社会的发展，温度的测量及控制变得越来越普遍，也越来越重要。
温度是生活与生产过程以及科学实验中常见的物理参数。
本文利用单片机并结合传感器技术开发设计了一个温度监控系统。
详细地讲述了基于单片机AT89C51和温度传感器DS18B20的温度控制系统的设计方案与软硬件实现方案。
该饮水机设有加热与制冷两种模式，然后根据用户对温度的需求，经温度传感器检测，由单片机发出指令使饮水机进入加热或者制冷状态。
该饮水机温度控制系统不仅包括温度显示，状态提示，而且当热水槽内水量不足时还能发出报警，以免发生干烧现象。
本系统具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，本文着重介绍了该系统的方案选择和硬件设计方法。
关键字：单片机，温度控制，温度传感器，饮水机AbstractWith the development of the society,the measurement and control of the temperat ure has become more and more popular and important.The temperature is the basic and common parameter in the manufacture and life,experiments.This paper designs a temperature control system with the SCM and temperature sensor.It describes the temperature control system based on SCM AT89C51 and temperature sensor DS18B20 in details,including software and hardware system design program.The water dispenser has two working models heating and refrigerating.Then according to the needs of the user to the temperature and after the temperature sensor detection, the SCM instruct the water dispense into the heating or refrigerating model. The temperature control system not only consists of temperature display,state prompting,but if there is no enough water in the hot water tank ,it will give an alarm in order to aviod the danger.The temperature control system is very convenient and simple and the paper mainly describes the methods of system seletion and the hardware design.Keywords: SCM, temperature control, temperature sensor, water dispense目录1 绪论 (1)1.1课题研究的目的及意义 (1)1.2课题研究现状分析 (1)1.3技术指标 (1)2总体设计 (2)2.1系统设计方案 (2)2.2系统结构框图 (2)3硬件设计 (3)3.1单片机选择 (3)3.1.1 AT89C51单片机的主要性能 (4)3.1.2 AT89C51引脚功能说明 (4)3.1.3 AT89C51最小应用系统的设计 (6)3.2温度传感器的选择 (8)3.2.1方案一应用DS18B20传感器 (8)3.2.2方案二应用AD590温度传感器 (12)3.3电源电路的选择 (13)3.3.1方案一采用串联式直流稳压电路 (13)3.3.2方案二采用三端集成稳压器 (14)3.4加热器电路的选择 (15)3.5制冷器电路的选择 (15)3.6水位探测器的选择 (17)3.7显示电路的选择 (17)3.8报警电路的选择 (18)4软件设计 (19)4.1系统主程序 (19)4.2按键处理子程序 (21)4.3温度监测子程序 (24)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)1 绪论1.1课题研究的目的及意义随着社会的发展以及节能的需求，温度的测量及控制变得越来越重要。
毕业设计(论文)-基于单片机的智能饮水机的设计
本科毕业设计（论文）题目基于单片机的智能饮水机的设计院（系部）万方科技学院专业名称电气工程及其自动化专业年级班级 07-6学生姓名指导教师2011年5月25日摘要目前，大多数家庭所使用的饮水机都只有一些基本的功能，例如加热、保温。
然而，随着人们物质生活的不断提高，对饮水机的性能要求也不断提高。
为了满足人们对饮水机的性能要求，本课题研究智能饮水机,它主要功能是在温度达到100°沸腾,并能在0-100℃之间以5℃为最小温差进行温度设定，从而得到任意想要的水温，非常人性化。
它还具有过热保护及防干烧功能等。
随着计算机技术的发展，单片机技术已成为计算机技术中的一个独特的分支,单片机的应用领域也越来越广泛，特别是在工业控制和仪器仪表智能化中扮演着极其重要的角色。
过去经常采用模拟电路、数字电路实现的电路系统，现在相当大一部分可以用单片机予以实现，传统的电路设计方法已演变成软件和硬件相结合的设计方法。
在实际应用中，单片机经常要与各种传感器相结合组成一定的应用系统，以实现系统的自动检测与控制。
本文所设计的智能饮水机就是单片机结合传感器的一个简单应用。
该系统设计综合单片机以及电子技术理论，从生活实际出发，完善了饮水机的功能。
整个设计系统实现三个功能，即加热、对温度上下限的控制和定时加热。
与传统的饮水机相比，由于采用了自动检测和控制的电子设计技术，可较好地实现对水温的测量和控制,具有较广泛的应用前景。
关键词：智能饮水机 AT89S52单片机温度采集功能设计AbstractCurrently，most households are using drinking fountains are only some basic functions，such as heating, insulation. However, with the continuous improvement of material life，people，performance requirements of the drinking fountains also rising。
(完整版)基于单片机的智能饮水机毕业设计论文
天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education毕业设计专业：应用电子技术教育班级学号：学生姓名：**指导教师：丁学文副教授二○一四年六月天津职业技术师范大学本科生毕业设计基于单片机的智能饮水机设计intelligent water machine design Based on single chip microcomputer专业班级：应电0912班学生姓名：马静指导教师：丁学文副教授系别：电子工程学院2014年6月摘要现如今，随着科技水平突飞猛进的发展，生活自动化，智能化，机械化已经成为人们发展的必然趋势，计算机技术的发展也进入了一个崭新的时代，而单片机技术也已然成为计算机技术中的一个尤其特别的支派，它的应用领域，应用范围也是越来越宽广。
在实际的应用当中，系统的自动检测与控制的应用系统一般都是由单片机与各种传感器相结合组成实现的。
我们日常生活中传统家用的饮水机都是人为的通过开关键，控制取水，这就限制用户在接水的同时，不得不站在饮水机旁边，注视着接水，控制开关键，防止水溢出水杯，这在某个程度上给用户带来一定的不便。
所以本次设计就在传统的家用的饮水机基础上加入了超声波模块和单片机控制模块，以实现饮水机的自动化，智能化操作。
本次设计的系统能够实现自动的感应杯子，然后取水，当装杯中的水超过一定水位后自动关闭的一系列功能。
该系统使传统饮水机更加自动化，可以应用于传统家用饮水机的生产，社会效应相当明显。
重点是本次设计不仅具有创新意义，还能满足人们自动化智能化的生活需要，所以说这种设计拥有非常高的市场应用价值，潜在的意义非常巨大。
关键词：饮水机；智能化；单片机ABSTRACTNowadays, with the development of science and technology level by leaps and bounds, automation, intelligent, the development of mechanization and the development of computer technology particular tribe, its application field, application scope is alsomore and more broad. In actual application, the system the application of automatic detection and control systems are generally composed of single-chip microcomputer combined with a variety of sensors.Traditional our daily life are artificially through the open key, control water, this limits the user at the same time of receiving water, the water cooler, staring at the water, open the key control, prevent water overflow water glass, it bring some inconvenience to the user in some degree. So this design on the basis of the traditional . The design of the system can realize automatic induction cup, then water, when loading a cup of water after more than a certain level of a series of functions automatically shut down. This system makes the traditional water machine more automated, can be applied to traditional , the social effect is quite obvious. Focuses on the design not only significance, but also can meet the needs of the people's life in the automation of intelligent, so this kind of design value, the meaning of the potential is出水量精度：10mm位置刷新周期：1S工作电压：DC-3.7~5V工作电流：100MA1.4本次设计的工作（1）查阅大量的国内外有关智能饮水机的文献资料，分析一些饮水机的实际结构特点，并且吸取他们的一些优点。
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摘要在能源日益紧张的今天，电热水器，饮水机，电饭煲之类的家用电器在保温时，由于其简单的温控系统，利用温敏电阻来实现温控，因而会造成很大的能源浪费浪费。
但是利用AT89C51单片机为核心，配合温度传感器，信号处理电路，显示电路，输出控制电路，故障报警电路等组成，软件选用汇编语言编程。
单片机可将温度传感器检测到的水温模拟量转换成数字量，显示于LED显示器上。
该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，将会有更广阔的开发前景。
关键字：单片机饮水机水温控制传感器目录摘要 (i)目录 (ii)第1章前言 (1)第2章饮水机概况 (2)2.1 饮水机功能介绍 (2)2.2 饮水机涉水管路系统图 (3)第3章饮水机电气原理剖析 (5)3.1 电气原理图 (5)3.2饮水机电气控制走向 (6)第4章各种卡片使用及功能 (8)4.1 安装卡 (8)4.2 用户卡 (8)4.3 统计卡 (8)4.4 清洗卡 (9)第5章使用注意事项 (10)第6章单片机温度控制系统设计（一） (11)第7章单片机温度控制系统设计（二） (16)7.1 整体方案设计 (16)7.2 系统程序设计 (25)第8章结论 (31)致谢 (33)参考文献 (34)第1章前言能源问题已经是当前最为热门的话题，离开能源的日子，世界将失去一切颜色，人们将寸步难行，虽然本设计是节省电能角度出发，而电能又是可再生能源，但是在今天还是有很多的电能是依靠火力，核电等一系列不可再生的自然资源所产生，一旦这些自然资源耗尽，我们将面临电能资源的巨大的缺口，因而本设计从开源节流的截流角度出发，节省电能，保护环境。
本篇将阐述设计一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。
水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。
本设计主要内容如下：（1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。
（2）环境温度降低时温度控制的静态误差≤1℃。
（3）用十进制数码管显示水的实际温度。
（4）采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。
（5）温度控制的静态误差≤0.2℃。
第2章饮水机概况2.1饮水机功能介绍本机是公司最新研制IC卡智能型温热饮水机，采用了国际上成熟的IC卡智能控制、计费技术，具有体积小，使用简单，重量轻，无污染，低噪声，省电耐用等优点。
本机采用全新IC卡自动计费系统，有效地解决目前人们饮水难，管理难、收费难等社会上存在的种种困扰，进一步推动纯净饮用水健康、良性发展。
本饮水机与水接触的部件均采用进口食品级无毒材料制成，效率高,寿命长，符合国家卫生标准。
2.2饮水机涉水管路系统图图2-11-储水罐；2-出水口；3-入水管；4-气管；5-排污口一外部结构图图2-2序号名称序号名称序号名称1 水瓶抱箍 5 水龙头9 显示屏2 水瓶箍锁 6 接水盒10 IC卡插口3 聪明座7 制热指示灯11 电源线4 IC控制面板8 制热开关12 固定架总成第3章电气原理图3.1电气原理图图3-13．2饮水机电气控制走向A、功率板：第4章各种卡片使用及功能4.1 安装卡：专门用来启动饮水机A安装卡上存有机器收费费率。
B插入安装卡时，机器显示屏上显示“good”,表示安装成功。
C在使用IC卡饮水机之前，必须用安装卡对机器进行安装。
D当机器收费费率需要修改时，请用修改后的安装卡重新对机器进行安装。
4.2 用户卡：及用户消费卡A需要饮水时，将用户卡插入卡口，显示屏上显示卡上所剩余额。
同时放水阀打开。
B出水口定量供水，当需要再次喝水时，请将卡拔出，重复插入，即可获得定量的饮用水。
C用户卡可反复充值。
4.3 统计卡：专门用来统计销售情况A、可统计出每台机器每个阶段的销售额。
B、插入统计卡，显示屏上显示“good”即可。
C、每次统计完之后，将饮水机的销售额清零。
4.4 清洗卡：专门用来清洗机器A、当饮水机需要清洗时，插入清洗卡即可打开出水阀。
B、插入清洗卡后，出水阀自动打开，同时显示屏上显示“good”，直到拔卡为止。
第5章使用注意事项1．请先将固定架总成按图纸安装要求固定在墙上, 然后将饮水机平稳地固定在固定架总成面上。
2 饮水机应置于人多、方便、干燥、阴凉通风的地方，并避开可能有液体喷溅的地方，请勿靠近发电机或其他有强磁干扰的电器，以免影响整机正常工作。
3饮水机在初次使用前用户应进行消毒处理，具体方法是：用0.25公斤加有活化剂的CLO2与5公斤纯净水混合配制成消毒液。
将消毒液由聪明座注入饮水机持续消毒20分钟后，松开底版下热罐排水阀堵头上的卡簧，拔掉堵头，排空消毒液，然后塞上堵头，再用纯净水注入机内进行冲洗，直至排污管出水无气味为止，最后塞紧堵头，装上卡簧。
4．将接水盒按前页结构图中位置装好。
5不要改装电源插头，也不要加长电源线，以免导致过热和火灾。
第6章单片机温度控制系统设计（一）温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻作用。
对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同，则采用的测温元件、测温方法以及对温度的控制方法也将不同；产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同，则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同因而，对温度的测控方法多种多样。
随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。
利用微机对温度进行测控的技术，也便随之而生，并得到日益发展和完善，越来越显示出其优越性。
本设计即用微机对温度进行实时检测与控制。
系统功能及实现原理：系统设计目标用单片机对温度进行实时检测和控制，以解决工业及常生活中对温度的及时自动控制问题；用十进制数码显示实际温度值，方便人工监视；用键盘输入温度控制范围值，便于在不同应用场所设置不同温度范围值。
当实际温度值不在该范围时，系统能自动调节温度，以保持设定的温度基本不变，达到自动控制的目的。
系统的温度最小区分度为 1℃。
在环境温度变化时，温度控制的静态误差小于等于0．5℃。
系统设计的出发点在达到对温度的检测和控制的基础上，达到一定的测控精度，并尽量使系统的可靠性高、稳定性好、性价比高、速度快、使用灵活、实现容易、便于扩充。
设计原理本设计采用 89(251单片机应用系统来实现设计要求，因 89C51在片内含 4KB的 EEPROM，不需外扩展存储器，可使系统整体结构简单。
利用 89C51串行口输出工作方式，使 89C51的利用率大大提高，外部电路得以简化。
89C51可直接对键盘进行扫描读数，可直接用串／并转换模块 74LS104驱动 LED显示温度值。
因其利用率高负载重，后向电路只需加一块同向驱动器即可正常工作。
在串行传输数据时，频率可达到 1MHz对温度的显示完全达到测控精度要求。
具体方案硬件电路由单片机、拨码开关显示器、温度采集电路、执行部件等构成，框图见图6-1。
系统硬件电路的元器件选择及其工作原理本系统硬件包括：温度采集器件、A／D转换器件、单片机、I／O设备、键盘输入、控制执行器件等，各实现部分的元器件选择如下。
温度采集器件选择采用集成温度传感器AD590，其具有较高的精度和重复性，不需辅助电源，线性好，使用方便，可实现远距离测量，便于微机系统远程测控。
AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温传感器，可以显示正负温度数值，只需要一个直流电压源(4V～30V)，功率的需求比较低 (1．5Mw，5V)。
其输出是高阻抗 (710Mg2)电流，因而长线上的电阻对器件工作影响不大。
AD590是已作过校正的，共有 I、J、K、LM五挡，M挡精度最高。
K挡精度居中，测温精度为 0．3℃，测温重复性优于 0．1℃，经非线性补偿，精度可达±0．1℃。
放大器件选择微机测控系统中用到的放大器件品种繁多，功能各异，在此选用低失调电压运放 OP07，工作原理见图 6-2。
因信号采集电路输出的电压较小，一般为几百毫伏，故对失调电压要求较严，为保证精度，采用该高精度运放。
也可考虑用单片集成测量放大器。
低失调运放的输入失调电压温漂和输入失调电流温漂都很小，输入失调电压和输入失调电流也很小，因而这类运放精度较高。
OP07采用超高工艺和齐纳微调技术，使其温漂很小，广泛用于精密加法、检波、微弱信号精密放大。
其要求双电源供电，使用温度范围 0～70~C。
一般不需调零，如要调零，可采用调零电位器调整，阻值可选 200KI2。
使用时，先将输入端接地，进行调零调零后，接一输入电压，调节反馈精密可调电阻使输出为输入的 50倍，即得增益为 50。
ADC的选择及其与 CPU的接口电路现阶段生产的 ADC具有模块化、与微机总线兼容等特点，在选择 ADC芯片时，除需要满足用户的各种技术要求外，还须注意：①数字输出的方式；②对启动信号的要求；③转换精度和转换时问；④稳定性及抗干扰性。
逐次逼近式 ADC 具有较高的转换速度、转换程序固定和精度高的特点，适用于快速自动检测系统与多回路的快速数据采集系统，一般是转换速度小于 lms 的场合。
日常生活中温度变化范围不会太大，本系统要求最小温度分辨率为 1℃，假使温度变化范围为 100℃，整个系统的温度采集点应为100×2=200 个，8位转换器分辨率为 1／256，完全满足转换精度要求，故本系统采用 8位逐次逼近式 A_／D转换器 ADC0809，其为双列直插式封装，28只管脚。
CPU与 ADC的输入输出接口电路采用 8212，它是典型的通用 I／O接口。
输入信号 Usr来自采样保持电路的输出，先由 CPU输出一条指令控制启动，而转换总是需要一定时问才能完成，转换结束后，ADC给出一个 DONE／BUSY的状态信息详见图 6-3。
I／O设备单片机是通过 I／O口线与外部电路连接的，I／O 口即可作输人口又可作输出口，即可工作在串行方式下，又可以并行方式工作。
常用的 I／O扩展芯片有 8155、8212、8255、键盘／显示接口8279等。
本系统利用 8951串行口输出工作方式，可直接驱动数码管、发光二极管，直接扫描键盘，充分利用资源，简化系统电路。
2．5 控制执行器件用键盘输入温度控制范围值，此处选用 1O线拨码开关，其简单易行，方便直观，而阵列式键盘或拨码盘结构复杂，使用不灵活。
用共阳极数码管 LED显示温度值。
输出控制部分在此只用各种颜色发光二极管的亮灭进行各温度状态下系统对温度的调节方式的模拟演示。
在实现过程中只要在相应电路中通过继电器驱动电炉、电扇等加温降温执行部件即可。
图 6-1 单片机温度控制系统方案原理示意图图 6-2 OP07工作原理图图6-3 CPU与 ADC接口电路第7章单片机温度控制系统设计（二）7.1 整体方案设计单片机温度控制系统是以MSP430单片机为控制核心。