基于51单片机的温度采集系统
《2024年基于51单片机的温度控制系统设计与实现》范文
《基于51单片机的温度控制系统设计与实现》篇一一、引言在现代工业控制领域，温度控制系统的设计与实现至关重要。
为了满足不同场景下对温度精确控制的需求，本文提出了一种基于51单片机的温度控制系统设计与实现方案。
该系统通过51单片机作为核心控制器，结合温度传感器与执行机构，实现了对环境温度的实时监测与精确控制。
二、系统设计1. 硬件设计本系统以51单片机为核心控制器，其具备成本低、开发简单、性能稳定等优点。
硬件部分主要包括51单片机、温度传感器、执行机构（如加热器、制冷器等）、电源模块等。
其中，温度传感器负责实时监测环境温度，将温度信号转换为电信号；执行机构根据控制器的指令进行工作，以实现对环境温度的调节；电源模块为整个系统提供稳定的供电。
2. 软件设计软件部分主要包括单片机程序与上位机监控软件。
单片机程序负责实时采集温度传感器的数据，根据设定的温度阈值，输出控制信号给执行机构，以实现对环境温度的精确控制。
上位机监控软件则负责与单片机进行通信，实时显示环境温度及控制状态，方便用户进行监控与操作。
三、系统实现1. 硬件连接将温度传感器、执行机构等硬件设备与51单片机进行连接。
具体连接方式根据硬件设备的接口类型而定，一般采用串口、并口或GPIO口进行连接。
连接完成后，需进行硬件设备的调试与测试，确保各部分正常工作。
2. 软件编程编写51单片机的程序，实现温度的实时采集、数据处理、控制输出等功能。
程序采用C语言编写，易于阅读与维护。
同时，需编写上位机监控软件，实现与单片机的通信、数据展示、控制指令发送等功能。
3. 系统调试在完成硬件连接与软件编程后，需对整个系统进行调试。
首先，对单片机程序进行调试，确保其能够正确采集温度数据、输出控制信号。
其次，对上位机监控软件进行调试，确保其能够与单片机正常通信、实时显示环境温度及控制状态。
最后，对整个系统进行联调，测试其在实际应用中的性能表现。
四、实验结果与分析通过实验测试，本系统能够实现对环境温度的实时监测与精确控制。
基于51单片机的温度监测系统(DS18B20)
DS18B20读时序
所有的读时隙都由拉低总线，持续至少1us后再释放总线（由于上拉电阻的作用，总线恢复为 高
配置寄存器
8 位 CRC 生成器
DS18B20的时序
DS18B20复位时序
DS18B20的所有通信都由由复位脉冲组成的初始化序列开始。该初始化序列由主 机发出，后跟由DS18B20发出的存在脉冲（presence pulse）。在初始化步骤中，总线 上的主机通过拉低单总线至少480μs来产生复位脉冲。然后总线主机释放总线并进入接收 模式。当总线释放后，5kΩ的上拉电阻把单总线上的电平拉回高电平。当DS18B20检测 到上升沿后等待15到60us，发出存在脉冲，拉低总线60-240us至此，初始化和存在时序 完毕。时序图如下：
1.主控制器电路和测温
电路的设计
主控制器电路由AT89S52 及外围时钟和复位电路构成， 测温电路由DS18B20、报警 电路组成。AT89C52是此硬 件电路设计的核心，通过 AT89S52的管脚P2.7与 DS18B20相连，控制温度的 读出和显示。硬件电路的功 能都是与软件编程相结合而 实现的。具体电路原理图如 右图2所示。
送1，以拉低总线的方式表示发送0.当发送0的时候，DS18B20在读时隙的末期将会释放总线，总线
将会被上拉电阻拉回高电平（也是总线空闲的状态）。DS18B20输出的数据在下降沿（下降沿产 生读时隙）产生后15us后有效。因此，主机释放总线和采样总线等动作要在15μs内完成。
基于51单片机的仓储温度采集测控系统设计
［ 关键词 ］ 片机 单
１引 言 ．
温度采集测控 系统设 计
随着单 片机和传感技术 的迅速发展 ， 自 检测 领域发生了巨大变 动 化 ， 室环境 自动监测控制方面 的研究有 了明显 的进展 ， 温 并且必将 以其 优异 的性能价格 比， 逐步取代传统 的温度控制措施 。防潮 、 防霉 、 防腐 、 防爆 是仓库 日 常工作 的重要 内容 ， 是衡量仓库管理质量 的重要指标 。 它 直接影响到储备物资 的使用寿命 和工作可靠性 。为保证 日常工作的顺 利进行 ， 问题是加强仓库 内温度与湿度的监测工作 。 首要 传统 的方法是 用 与湿度表 、 毛发湿度表 、 双金 属式测量计 和湿 度试纸等测试 器材 ， 通 过 人工进行 检测 ， 对不符合温度和湿度要求 的库 房进行通风 、 去湿和降 温等 工作 。这种人工测试方法费时费力 、 效率低 ， 测试的温度及湿度 且 误差 大 ， 随机性 大。因此我们需要一种造价 低廉 、 使用方便且测量准确
的温 湿 度 测 量 仪 。
近年来 ，利用智能化数字式温度传感器 以实现温度信息的在线检 测 已成为温度检测技术 的一种发展趋势。 其应用领域越来越广泛 ， 对其 要求越来越 高， 需求越来越迫切 。 传感器技 术已成 为衡量一个 国家科学 技术发展水平 的重要标志之一 。 数字化技术推 动了信息化 的革命 ， 在传 感器 的器件结构上采用数字化技术 ， 使信息的采集更加方便 。
２ 系统 分 析 与 硬 件 设 计 ． 图 ２主 程 序 流 程 图 ４硬 件 设 计 ．
数字温度 芯片 Ｄ １Ｂ ０ Ｓ ８ ２ 测量 温度 ， 出信号全 数字化 ， 于单片 输 便 机处理和控 制， 省去传统测温方法 中的很多外 围电路 ， 且该芯片的物理 化 学性 比较稳定 ， 可用做工业测 温元件 ， ０ １０摄氏度范 围内 ， 在 －０ 最大 线形偏差小 于 １ 氏度 。Ｄ １Ｂ ０的最 大特点 之一是 采用了单总线的 摄 Ｓ８ ２ 数据 传输 ， 由数字温度计 Ｄ １Ｂ ０ Ｓ ８ ２ 和微控制器 Ａ ８ Ｓ １ Ｔ ９ ５ 构成的温度测 量装置， 它直接输 出温度的数字信号， 可直接 与计算 机连 接。这样 ， 测温 系统 的结构就 比较简单 ， 体积也小。 采用 ５ 单 片机控制 ， ｌ 软件编程的 自 由度大 ， 可通过编程实现各种各样 的算术算 法和逻辑控制 ， 硬件实现简 单， 安装方便 。 仓储 温度 采集测 控系统 原理 图如 图 ２ 示 ，控制器 使用单 片机 所 Ａ ８ Ｃ ０ １ 温度计传感器使用 Ｄ １Ｂ ０ 用液 晶实现温度显示 。本温 Ｔ ９ ２５ ， Ｓ８ ２ ， 度计 大体分 三个工作过程 。 首先 ， Ｄ １ ８０温度传感器芯片测量 当前 由 Ｓ ８２ 的温度 ， 并将结 果送 入单片机。然后 ， 通过 ８ Ｃ ０ Ｉ 片机 芯片对送来 ９ ２５单 的测量温度读数进行计算和转换 ，并将此结果送人 液晶显示模块。最 后 ，Ｍ １０ Ａ芯 片将送来的值显示于显示屏 上。 由图 １ Ｓ Ｃ ６２ 可看 到 ， 本电 路 主要 由 Ｄ １ ２ Ｓ ８ ０温度 传感 器芯 片 、Ｍ １ ２ ８ Ｓ Ｃ６ Ａ液 晶显 示模 块芯 片和 ０ ８Ｃ ０ １ 片机 芯片组成 。其 中，Ｓ８ ２ 温度传感 器芯片采用 “ ９ ２５ 单 Ｄ ＩＢ ０ 一线 制” 与单 片机相连 ， 它独立地完成温度测量 以及将温 度测量 结果送 到单
基于51单片机的温度控制系统设计
基于51单片机的温度控制系统设计引言：随着科技的不断进步，温度控制系统在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
特别是在一些需要精确控制温度的场合，如实验室、医疗设备和工业生产等领域，温度控制系统的设计和应用具有重要意义。
本文将以基于51单片机的温度控制系统设计为主题，探讨其原理、设计要点和实现方法。
一、温度控制系统的原理温度控制系统的基本原理是通过传感器感知环境温度，然后将温度值与设定值进行比较，根据比较结果控制执行器实现温度的调节。
基于51单片机的温度控制系统可以分为三个主要模块：温度传感器模块、控制模块和执行器模块。
1. 温度传感器模块温度传感器模块主要用于感知环境的温度，并将温度值转换成电信号。
常用的温度传感器有热敏电阻、热敏电偶和数字温度传感器等，其中热敏电阻是最常用的一种。
2. 控制模块控制模块是整个温度控制系统的核心，它负责接收传感器传来的温度信号，并与设定值进行比较。
根据比较结果，控制模块会输出相应的控制信号，控制执行器的工作状态。
51单片机作为一种常用的嵌入式控制器，可以实现控制模块的功能。
3. 执行器模块执行器模块根据控制模块输出的控制信号，控制相关设备的工作状态，以实现对温度的调节。
常用的执行器有继电器、电磁阀和电动机等。
二、温度控制系统的设计要点在设计基于51单片机的温度控制系统时，需要考虑以下几个要点：1. 温度传感器的选择根据具体的应用场景和要求，选择合适的温度传感器。
考虑传感器的测量范围、精度、响应时间等因素，并确保传感器与控制模块的兼容性。
2. 控制算法的设计根据温度控制系统的具体要求，设计合适的控制算法。
常用的控制算法有比例控制、比例积分控制和模糊控制等，可以根据实际情况选择适合的算法。
3. 控制信号的输出根据控制算法的结果，设计合适的控制信号输出电路。
控制信号的输出电路需要考虑到执行器的工作电压、电流等参数，确保信号能够正常控制执行器的工作状态。
4. 系统的稳定性和鲁棒性在设计过程中，需要考虑系统的稳定性和鲁棒性。
基于51单片机的温度检测系统_单片机C语言课题设计报告
单片机C语言课题设计报告设计题目：温度检测电气系2011级通信技术一班级通信技术一班通才达识，信手拈来通才达识，信手拈来1摘要本课题以51单片机为核心实现智能化温度测量。
利用18B20温度传感器获取温度信号，将需要测量的温度信号自动转化为数字信号，利用单总线和单片机交换数据，最终单片机将信号转换成LCD 可以识别的信息显示输出。
基于STC90C516RD+STC90C516RD+的单片机的智能温度检测系统，的单片机的智能温度检测系统，设计采用18B20温度传感器，其分辨率可编程设计。
本课题设计应用于温度变化缓慢的空间，综合考虑，以降低灵敏度来提高显示精度。
设计使用12位分辨率，因其最高4位代表温度极性，故实际使用为11位半，位半，而温度测量范围为而温度测量范围为而温度测量范围为-55-55-55℃～℃～℃～+125+125+125℃，℃，则其分辨力为0.06250.0625℃。
℃。
设计使用LCD1602显示器，可显示16*2个英文字符，显示器显示实时温度和过温警告信息，和过温警告信息，传感器异常信息设。
传感器异常信息设。
传感器异常信息设。
计使用蜂鸣器做警报发生器，计使用蜂鸣器做警报发生器，计使用蜂鸣器做警报发生器，当温度超过当温度超过设定值时播放《卡农》，当传感器异常时播放嘟嘟音。
单片机C 语言课题设计报告语言课题设计报告电动世界，气定乾坤2目录一、设计功能一、设计功能................................. ................................. 3 二、系统设计二、系统设计................................. .................................3 三、器件选择三、器件选择................................. .................................3 3.1温度信号采集模块 (3)3.1.1 DS18B20 3.1.1 DS18B20 数字式温度传感器数字式温度传感器..................... 4 3.1.2 DS18B20特性 .................................. 4 3.1.3 DS18B20结构 .................................. 5 3.1.4 DS18B20测温原理 .............................. 6 3.1.5 DS18B20的读写功能 ............................ 6 3.2 3.2 液晶显示器液晶显示器1602LCD................................. 9 3.2.1引脚功能说明 ................................. 10 3.2.2 1602LCD 的指令说明及时序 ..................... 10 3.2.3 1602LCD 的一般初始化过程 (10)四、软件设计四、软件设计................................ ................................11 4.1 1602LCD 程序设计流程图 ........................... 11 4.2 DS18B20程序设计流程图 ............................ 12 4.3 4.3 主程序设计流程图主程序设计流程图................................. 13 五、设计总结五、设计总结................................. ................................. 2 六、参考文献六、参考文献................................. ................................. 2 七、硬件原理图及仿真七、硬件原理图及仿真......................... .........................3 7.1系统硬件原理图 ..................................... 3 7.2开机滚动显示界面 ................................... 4 7.3临界温度设置界面 ................................... 4 7.4传感器异常警告界面 (4)电气系2011级通信技术一班级通信技术一班通才达识，信手拈来通才达识，信手拈来3温度温度DS18B20 LCD 显示显示过温函数功能模块能模块传感器异常函数功能模块数功能模块D0D1D2D3D4D5D6D7XT XTAL2AL218XT XTAL1AL119ALE 30EA31PSEN29RST 9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD 10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR 16P3.5/T115U180C51X1CRYST CRYSTAL ALC122pFC222pFGNDR110kC31uFVCCGND234567891RP1RESPACK-8VCC0.0DQ 2VCC 3GND 1U2DS18B20R24.7K LCD1LM016LLS2SOUNDERMUC八、程序清单八、程序清单................................. .................................5 一、设计功能·由单片机、温度传感器以及液晶显示器等构成高精度温度监测系统。
基于51单片机的温度报警控制系统报告
报告评分批改老师《现代电子综合实验》课程设计报告基于单片机的温度检测控制系统设计学生姓名 学 号专 业 班 级同组学生 提交日期 年 月 日指导教师目录2一、实验目的 .....................................................................................2二、实验要求 .....................................................................................2三、实验开发环境及工具 ...........................................................................2四、按键扫描和液晶显示功能实现 ...................................................................24.1矩阵键盘电路 ...............................................................................4.1.1矩阵键盘电路简介 .....................................................................224.1.2矩阵式按键扫描原理 ...................................................................24.1.3 按键扫描子程序设计思想及流程图 ......................................................34.2 LCD1602显示电路 ..........................................................................34.2.1 LCD1602模块简介 ....................................................................34.2.2 LCD1602模块引脚说明 .................................................................4.2.3 LCD1602控制方式及指令 ..............................................................344.2.4 LCD1602液晶显示子程序设计思想及流程图 ..............................................5五、基于单片机的温度检测控制系统设计过程 .........................................................55.1 系统整体电路框图及功能说明 ................................................................55.2 DS18B20数字温度传感器电路 ..............................................................55.2.1 单总线通信方式简介 ..................................................................65.2.2 DS18B20简介 ......................................................................5.2.3 DS18B20读写操作 ..................................................................665.3 声光报警及控制电路 ........................................................................75.4 软件设计 ..................................................................................5.4.1 主程序设计流程图 ....................................................................775.4.2 DS18B20子程序设计思想及流程图 ...................................................85.4.3 声光报警子程序设计思想及流程图 .....................................................9七、 实验过程及实验结果 ...........................................................................9八、实验中遇到的问题及解决方法 ...................................................................10附件 ............................................................................................一、实验目的(1). 掌握单片机应用系统的设计方法与步骤；(2)．掌握硬件电路各功能模块的工作原理、应用电路与编程方法；(3)．熟练掌握单总线的应用及编程；(4). 掌握基于单片机的温度检测控制系统的设计与实现。
基于51单片机的温度检测系统程序及仿真概要
基于51单片机的温度检测系统程序及仿真概要
1. 系统概述
本系统采用51单片机作为控制核心，通过外接温度传感器进行温度检测，并在数码管上显示当前温度值。
同时，当温度超过设定阈值时，通过蜂鸣器进行警示。
2. 系统硬件设计
本系统采用DS18B20温度传感器作为温度检测模块，通过单总线连接到51单片机的
P2.0口，同时将P2.1口连接到蜂鸣器。
数码管采用共阳极数码管，通过P0口进行控制。
系统程序采用C语言编写，在主函数中进行如下操作：
(1) 初始化DS18B20，设置温度传感器工作模式。
(2) 读取温度传感器输出的温度值，进行温度判断。
(3) 将温度值转换为数码管显示的格式并显示在数码管上。
(4) 如果温度超过设定阈值，触发蜂鸣器进行警示。
(5) 循环执行以上操作。
4. 系统仿真
5. 总结
本系统基于51单片机实现了温度检测功能，并且能够进行数码管显示以及蜂鸣器警示，具有一定的实用价值。
本系统的设计和仿真过程对于初学者来说都是一个非常好的练手项目，也有助于掌握单片机的基本编程技能和原理知识。
基于C51单片机的温度控制系统应用系统设计(附程序)
基于C51单片机的温度控制系统应用系统设计（附程序）基于C51单片机的温度控制系统应用系统设计--------- 单片机原理及应用实践周设计报告姓名：班级：学号：同组成员：指导老师：成绩：时间：2011 年7 月3 日单片机温度控制系统摘要温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域都有积极的意义。
很多行业中都有大量的用电加热设备，如用于热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，采用单片机对它们进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量。
因此，智能化温度控制技术正被广泛地采用。
本温度设计采用现在流行的AT89S51单片机，配以DS18B2数字温度传感器，上、下限进行比较，由此作出判断是否触发相应设备。
本设计还加入了常用的液晶显示及状态灯显示灯常用电路，使得整个设计更加完整，更加灵活。
关键词：温度箱；AT89C52 LCD1602单片机；控制目录1引言11.1温度控制系统设计的背景、发展历史及意义11.2温度控制系统的目的11.3温度控制系统完成的功能12总体设计方案22.1方案一 22.2方案二 23DS18B20温度传感器简介73.1温度传感器的历史及简介73.2DS18B20的工作原理7DS18B20工作时序7ROM操作命令93.3DS18B20的测温原理98B20的测温原理：9DS18B20的测温流程104单片机接口设计124.1设计原则124.2引脚连接12晶振电路12串口引脚12其它引脚135系统整体设计145.1系统硬件电路设计14主板电路设计14各部分电路145.2系统软件设计16 系统软件设计整体思路系统程序流图176结束语2116附录22参考文献391引言1.1温度控制系统设计的背景、发展历史及意义随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。
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天津工业大学电子与信息工程学院《计算机控制技术》专题实践报告题目：温度采集系统设计专业：电子信息工程班级：电子1601姓名：江育武学号：1610910113目录1.研究现状 ................................................................................................. 错误!未定义书签。
2.设计目的 ................................................................................................. 错误!未定义书签。
3.功能描述 ................................................................................................. 错误!未定义书签。
4.技术指标 ................................................................................................. 错误!未定义书签。
5.硬件设计 ................................................................................................. 错误!未定义书签。
5.1 结构................................................................................................. 错误!未定义书签。
5.2 最小系统......................................................................................... 错误!未定义书签。
5.2.1 主芯片...................................................................................... 错误!未定义书签。
5.2.2 复位电路 (1)5.2.3 时钟电路 .................................................................................. 错误!未定义书签。
5.2.4 电源电路 .................................................................................. 错误!未定义书签。
5.2.5 下载电路 .................................................................................. 错误!未定义书签。
5.2.6 LED电路 .................................................................................... 错误!未定义书签。
5.3 相关硬件模块 ................................................................................. 错误!未定义书签。
5.3.1 LED模块 .................................................................................... 错误!未定义书签。
5.3.2 按键模块 .................................................................................. 错误!未定义书签。
5.3.3 蜂鸣器模块 .............................................................................. 错误!未定义书签。
5.3.4 USB串口模块 ........................................................................... 错误!未定义书签。
6.软件设计 ................................................................................................. 错误!未定义书签。
6.1 IAP设计............................................................................................ 错误!未定义书签。
6.1.1 Bootloader程序........................................................................ 错误!未定义书签。
6.2 APP程序........................................................................................... 错误!未定义书签。
6.2.1 跑马灯程序 .............................................................................. 错误!未定义书签。
6.2.2 蜂鸣器程序 .............................................................................. 错误!未定义书签。
6.3 APP实现与配置............................................................................... 错误!未定义书签。
6.3.1 APP程序起始地址设置............................................................ 错误!未定义书签。
6.3.2 中断向量表偏移量设置 .......................................................... 错误!未定义书签。
6.3.3 xxx.bin文件生成....................................................................... 错误!未定义书签。
6.4 uC/OS III ............................................................................................ 错误!未定义书签。
6.5 任务划分......................................................................................... 错误!未定义书签。
7.调试......................................................................................................... 错误!未定义书签。
7.1 Bootloader程序............................................................................... 错误!未定义书签。
7.2 APP程序........................................................................................... 错误!未定义书签。
7.2.1 跑马灯程序 .............................................................................. 错误!未定义书签。
7.2.2 蜂鸣器程序 .............................................................................. 错误!未定义书签。
7.3 uC/OS III ............................................................................................ 错误!未定义书签。
8.经济诀算 ................................................................................................. 错误!未定义书签。
9.总结 (7)10.参考文献............................................................................................... 错误!未定义书签。
一、设计内容采用单片机或者fpga作为控制器，采集温度节点的温度，并实时显示，同时设定指定的温度工作范围，超出设定范围能够发出警报。
二、功能描述通过DS18B20温度传感器采集温度信号，并发送给51单片机进行处理，LED数码管实时显示采集温度节点的温度，设定的温度范围：25℃～32℃，超出设定范围能够发出警报。
三、原理图3.1 数码管显示电路如图1所示：图1 LCD液晶屏3.2 蜂鸣器电路有源蜂鸣器是指自带了震荡电路的蜂鸣器，这种蜂鸣器一接上电就会自己震荡发声。
而如果是无源蜂鸣器，则需要外加一定频率（2~5Khz）的驱动信号，才会发声。
其原理图如图2所示：图2 蜂鸣器3.3 复位电路复位电路是一种用来使电路恢复到起始状态的电路设备，它的操作原理与计算器有着异曲同工之妙，只是启动原理和手段有所不同。
复位电路，就是利用它把电路恢复到起始状态。