(完整版)基于单片机的恒温箱控制系统毕业设计论文
基于单片机的恒温箱控制系统设计
基于单片机的恒温箱控制系统设计一、引言在现代科技的众多应用领域中，恒温控制技术扮演着至关重要的角色。
无论是在医疗、化工、科研还是在食品加工等行业，对环境温度的精确控制都有着严格的要求。
恒温箱作为实现恒温控制的重要设备，其性能的优劣直接影响到相关工作的质量和效率。
基于单片机的恒温箱控制系统凭借其精度高、稳定性好、成本低等优点，得到了广泛的应用。
二、系统总体设计（一）设计目标本恒温箱控制系统的设计目标是能够在设定的温度范围内，精确地控制箱内温度，使其保持恒定。
温度控制精度为±05℃，温度调节范围为 0℃ 100℃。
（二）系统组成该系统主要由温度传感器、单片机、驱动电路、加热制冷装置和显示模块等部分组成。
温度传感器用于实时采集恒温箱内的温度数据，并将其转换为电信号传输给单片机。
单片机作为核心控制单元，对采集到的温度数据进行处理和分析，根据预设的控制算法生成控制信号，通过驱动电路控制加热制冷装置的工作状态，从而实现对箱内温度的调节。
显示模块用于实时显示箱内温度和系统的工作状态。
三、硬件设计（一）单片机选型选择合适的单片机是系统设计的关键。
考虑到系统的性能要求和成本因素，本设计选用了_____型号的单片机。
该单片机具有丰富的片上资源，如 ADC 转换模块、定时器/计数器、通用 I/O 口等，能够满足系统的控制需求。
（二）温度传感器选用_____型号的数字式温度传感器，其具有高精度、低功耗、响应速度快等优点。
传感器通过 I2C 总线与单片机进行通信，将采集到的温度数据传输给单片机。
（三）驱动电路驱动电路用于控制加热制冷装置的工作。
加热装置采用电阻丝加热，制冷装置采用半导体制冷片。
驱动电路采用_____芯片，通过单片机输出的控制信号来控制加热制冷装置的通断，从而实现温度的调节。
（四）显示模块显示模块选用_____型号的液晶显示屏，通过单片机的并行接口与单片机进行连接。
显示屏能够实时显示箱内温度、设定温度以及系统的工作状态等信息。
【精品】基于单片机温度控制系统毕业论文
毕业论文（设计）题目：基于单片机的温度控制系统姓名：学号：专业：研究方向：指导教师：环境工程系二O一四年四月摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
本文从硬件和软件两方面来讲述水温自动控制过程,在控制过程中主要应用AT89C51、ADC0809、LED显示器、LM324比较器，而主要是通过 DS18B20数字温度传感器采集环境温度，以单片机为核心控制部件，并通过四位数码管显示实时温度的一种数字温度计。
软件方面采用汇编语言来进行程序设计，使指令的执行速度快，节省存储空间。
为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了，使硬件在软件的控制下协调运作。
而系统的过程则是：首先,通过设置按键,设定恒温运行时的温度值，并且用数码管显示这个温度值.然后,在运行过程中将采样的温度模拟量送入A/D转换器中进行模拟-数字转换，再将转换后的数字量用数码管进行显示，最后用单片机来控制加热器,进行加热或停止加热，直到能在规定的温度下恒温加热。
--关键词：单片机系统；传感器；数据采集；模数转换器；温度目录摘要 (2)第1章绪论 (4)1.1选题背景 (4)1.2选题简介 (4)第2章系统零件理论基础 (5)2.1AT89C51单片机的介绍 (5)2.1.1 AT89C51单片机的特点 (5)2.1.2 AT89C51单片机的基本组成 (5)2.2系统功能的确定 (6)2.3 ADC0809的内部结构 (6)2.4 温度传感器 (7)第3章电路设计 (8)3.1单片机控制单元 (8)3.2系统结构框图 (9)3.3传感器及放大电路 (9)3.4模数转换部分 (10)3.4.1模数转换技术 (10)3.5调节执行单元 (11)3.6系统的原理图 (12)第4章软件设计 (13)4.1主程序流程图 (13)4.2中断子程序流程图 (14)4.3按键流程图 (15)4.4显示流程图 (16)4.5动态显示子程序 (16)4.6数据转换子程序 (18)第5章结论与展望 (19)参考文献 (20)第1章绪论1.1 选题背景在生产过程中，温度的控制是十分常见的。
基于单片机的恒温箱温度控制系统设计
基于单片机的恒温箱温度控制系统设计发布时间：2023-01-11T02:05:08.962Z 来源：《中国科技信息》2022年第33卷16期作者：刘钒陈伟利[导读] 随着现代化的进程不断加快，科学技术水平显著提升，刘钒陈伟利（吉林建筑大学电气与计算机学院吉林长春 130118）摘要：随着现代化的进程不断加快，科学技术水平显著提升，恒温箱的发展和应用变的越加广泛起来，尤其是在日常生活和工业生产中，恒温箱的应用更加普遍。
如医学上的菌群培养；农业上的胚胎孵化等。
[1]该设计以STC89C52单片机最小系统为核心，结合按键模块、温度采集模块、电源模块、报警模块、显示模块以及2路继电器模块，组成了一个完整的温度控制系统。
通过仿真测试，证明了该系统运行稳定可靠，具有一定的实用价值。
关键词：恒温箱；STC89C52单片机；温度控制；继电器引言温度是工农业生产中一个重要的被控参数，温度的变化将直接影响许多物理变化和化学变化的过程，进而引起生产安全、产品质量或产量等一系列问题。
[2]因此在一些场所对温度进行适当的调控具有重要的意义。
传统的恒温箱温度控制系统精度低，温度波动大，能耗损耗大，难以满足现代化系统的要求。
本系统采用STC89C52单片机为核心，大大增加了系统运行的稳定性、安全性。
使得温度控制的精确度更加准确，极大提高了温度控制系统的技术指标。
1.系统总体设计方案该设计以STC89C52单片机最小系统为核心，搭配了DS18B20温度传感器模块、LCD1602显示模块等配套模块。
该设计总体结构如图1所示。
单片机读取按键状态，通过人为手动按键部分设置我们需要的温度区间后，此时单片机会对它进行内部处理后，处理完成后，将温度区间显示在LCD1602的显示屏上。
DS18B20温度传感器模块负责采集温度，并将采集的数值实时发送给STC89C52单片机。
STC89C52单片机将传感器发送的温度与人为设置的温度范围进行对比，并把采集到的温度数据发送给LCD1602显示模块进行显示。
基于单片机的温度控制系统设计毕业论文单片机温度控制系统设计毕业论文
基于单片机的温度控制系统设计毕业论文单片机温度控制系统设计毕业论文职业学院毕业论文题目：单片机温度控制系统研制系院：工程技术学院学生姓名：学号：专业：机电一体化年级：指导教师：完成日期：X月X日毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目单片机温度控制系统研制学生姓名专业机电一体化指导教师姓名下发日期20XX年12月29日任务起止日期：20XX年12月29日至20XX年5月15日设计（论文）的主要内容：进度安排序号设计（论文）工作任务日期1指导教师指导毕业生选题2015.12.29—2016.3.42指导教师指导论文提纲2016.3.4—2016.3.113指导教师指导论文第一稿2016.3.12—2016.3.314指导教师指导论文第二稿2016.4.1—2016.4.305指导教师指导论文定稿2016.5.1—2016.5.126论文答辩2014.5.13—2016.5.14主要参考文献：[1]张耀宗.机械加工实用手册编写组.机械工业出版社，2009[2]李军.数控机床参考点的设定间.制造技术与机床，2013[3]许镇宇.机械零件.北京：高等教育出版社,2012[4]孔庆复.计算机辅助设计与制造.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2011[5]雷宏，机械工程基础.哈尔滨：黑龙江出版社2012[6]王中发.实用机械设计。
北京：北京理工大学出版社2013[7]唐宗军，机械制造基础。
大连：机械工业出版社.2010系负责人意见：摘要温度是表征物体冷热程度的物理量，是工农业生产过程中一个很重要而普遍的参数。
由于温度测量的普遍性，温度传感器的数量在各种传感器中居首位。
温度控制的发展引入单片机后，可以降低对某些硬件电路的要求。
基于单片机的温度控制系统，可以实现对温度的精确控制。
本文以温室为研究对象，以AT89C51单片机为核心所实现的温度控制系统具有自动完成数据采集、数据处理、数据转换控制、键盘终端处理及显示的功能。
毕业设计论文-基于单片机的温度控制系统设计
毕业设计论文-基于单片机的温度控制系统设计基于单片机的温度控制系统设计高云2007080104专业名称通信工程申请学士学位所属学科工科指导教师姓名、职称刘磊讲师2011年 05月 30日摘要摘要温度是工业生产和科学实验中至关重要的一个因素, 在医药，冶金，航空和化工中都起着相当大的作用，温度的高低可以影响着许多产品的质量和使用的寿命!因此, 研究高性能的温度控制系统是现今的主要任务, 本文基于单片机的温度控制系统的开发与应用做出了相应的探讨，并且介绍了一种基于AT89C51单片机的温度检测及控制系统的设计与实现。
本设计主要从硬件和部分软件介绍了AT89C51单片机温度控制系统的设计思路，简单说明如何实现对温度的控制，并对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述。
还介绍了在单片机控制系统的软硬件设计中的一些主要技术关键环节，该系统主要以AT89C51单片机为核心，由温度检测电路，模、数转换电路，过零检测电路, 报警指示电路，光电隔离与功率放大电路等组成。
关键词:单片机;温度传感器;温度检测;温度控制IAbstractABSTRACTTemperature in industrial production and scientific experiment as a factor crucial in the pharmaceutical and chemical metallurgy aviation plays a relevant role in temperature can affect the level of product quality and use of many of the life! Therefore, the study high-performance temperature control system is the main task of the present paper, based on a Temperature Control System to make the appropriate development and application of, and introduces the AT89C51microcontroller based temperature measurement and control system design and implementation.The design of the main parts from the hardware and softwareintroduces the AT89C51Temperature Control system design, a brief description of how to achieve temperature control, and hardware schematics and made a concise description of the block diagram. Also introduced in the SCM software and hardware design of some keytechnology areas, the system mainly in AT89C51 as the core, the temperature detection circuit, analog, digital conversion circuit, the zero detection circuit, the alarm indicating circuit, optical isolation and power amplifier circuit etc.Keywords: microcontroller; temperature sensor; temperature detection; temperature controlII目录目录1. 引言 ..................................................................... ........................................................................ . (2)1.1 绪论 ..................................................................... (2)1.2 课题展望 ..................................................................... . (2)1.3课题举例简介...................................................................... ................................................... 3 2 设计思想及系统结构 ..................................................................... .. (5)2.1 系统的设计思想 ..................................................................... . (5)2.2 具体设计 ..................................................................... . (5)2.3元器件介绍...................................................................... . (6)2.3.1温度传感器DS18B20 ................................................................ (6)2.3.2AT89C51 ................................................................ (7)2.3.3ADC0809 ................................................................ .. (9)2.3.4DAC0832 ................................................................ (10)2.4 光电隔离电路...................................................................... (11)2.5 PID控制算法 ..................................................................... .................................................. 11 3 各元器件设计...................................................................... .. (13)3.1键盘单元 ..................................................................... (13)3.2 温度控制及超温和超温警报单元 ..................................................................... .. (14)3.3温度控制器件电路...................................................................... .. (14)3.4 显示单元 ..................................................................... .. (15)3.5接口通信单元...................................................................... ................................................. 15 4 电源输入 ..................................................................... ................................................................. 18 5 程序设计...................................................................... (19)5.1 程序结构分析...................................................................... (19)5.2 主程序 ..................................................................... ............................................................ 19 结束语 ............................................................................................................................................. ... 21 参考文献 ..................................................................... .......................................................................22 致谢 ..................................................................... ........................................................................ (23)III泰山学院本科毕业论文1 引言1.1 绪论温度在工业自动化、家用电器、环境保护、安全生产和汽车工业中, 都是最基本的检测参数之一。
基于单片机的恒温控制系统设计与模拟(毕业论文)
毕业设计(论文）题目基于单片机的恒温调控及proteus仿真摘要温度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。
在许多场合,及时准确获得目标的温度是十分重要的，近年来，温度测控领域发展迅速,并且随着数字技术的发展，温度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，能够在工业、农业等各领域中广泛使用。
单片机具有体积小控制精度高的且价格低等诸多特点，将单片机与温度传感器相结合，构成的温度控制电路具有良好的测温温控功能。
8952单片机的温度控制系统由AT89C52单片机、七段温度显示数码管、温度传感器DS18B20、工作状态LED灯等模块组成。
恒温系统除有温度检测功能外,还具有温度报警与外部控制功能，调节温度手动设置、可数显各项系统参数、上限温度报警等相关功能。
理论证明该系统能够简单、经济，有效地提高系统的工作效率。
本设计主要做了如下几方面的工作:一是确定系统温度控制的总体设计,包括实时温度的采集系统应拥有的各项功能，二是进行外部电路设计、显示电路等的设计和基本功能要求。
三是进行软件系统的设计，对于本系统,本人采用单片机汇编语言编写，总体上完成了相应要求。
关键词:温度控制，温度检测，AT89C52,温度显示，上限报警AbstractTraffic control system is a modern society with logistics，travel etc of traffic development a unique set of public management system。
To ensure the effective safety traffic，except for a series of traffic rules, still must through certain technological means to achieve。
Based on analysis of traffic control, based on real—time detection sensor, adjust the implementation technology of intelligent control，real—time monitoring，sensor adjust vehicles time algorithm and single—chip microcomputer control function is proposed, which combines the traffic control system based on single chip design scheme.The 8051 microcontroller control system consists of the traffic lights display，8051 monolithic integrated circuits，and LED the countdown，traffic violation detection, emergency adjustment, manual mode, time as modules。
单片机控制的恒温箱的设计毕业设计论文
毕业设计论文题目单片机控制的恒温箱的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
基于单片机的温度控制系统设计毕业论文
西北师范大学知行学院计算机与电子信息工程系课程：综合电子系统设计与实践题目：基于单片机的水温控制系统班级：13级电本班姓名:李利平学号：201392170110指导教师：刘玮摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月益更新.本文从硬件和软件两方面来讲述对烘干箱温度的自动控制过程，在控制过程中主要应用AT89C51、ADC0809、LED显示器、LM324比较器,而主要是通过DS18B20数字温度传感器采集环境温度，以单片机为核心控制部件，并通过四位数码管显示实时温度的一种数字温度计。
软件方面采用汇编语言来进行程序设计，使指令的执行速度快，节省存储空间.为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了，使硬件在软件的控制下协调运作。
关键词：单片机系统；传感器；数据采集；模数转换器;温度AbstractIn recent years along with computer penetration in the social sphere, SCM applications are constantly deepening, led the traditional control test at the same time ever updated.。
In this paper, from two aspects of hardware and software about automatic temperature control process，the control process is mainly used AT89C51, ADC0809，LED display, LM324 comparator，but mainly through the DS18B20 digital temperature sensor to collect the environmental temperature, the single—chip microcomputer as the core control component，and through four digital tube display real-time temperature of a digital thermometer. Software using assembly language to program design, so that the instruction execution speed，save the memory space。
基于单片机的恒温箱温度控制系统毕业论文带pid控制
第1章绪论1.1研究的目的和意义温度是工业生产中主要被控参数之一，温度控制自然是生产的重要控制过程。
工业生产中温度很难控制，对于要求严格的的场合，温度过高或过低将严重影响工业生产的产质量及生产效率，降低生产效益。
这就需要设计一个良好温度控制器，随时向用户显示温度，而且能够较好控制。
单片机具有和普通计算机类似的强大数据处理能力，结合PID,程序控制可大大提高控制效力，提高生产效益。
本文采用单片机STC89C52设计了温度实时测量及控制系统。
单片机STC89C52能够根据温度传感器DS18B20所采集的温度在LCD1602液晶屏上实时显示，通过PID控制从而把温度控制在设定的范围之内。
通过本次课程实践，我们更加的明确了单片机的广泛用途和使用方法，以及其工作的原理。
1.2国内外发展状况温度控制采用单片机设计的全数字仪表，是常规仪表的升级产品。
温度控制的发展引入单片机之后，有可能降低对某些硬件电路的要求，但这绝不是说可以忽略测试电路本身的重要性，尤其是直接获取被测信号的传感器部分，仍应给予充分的重视，有时提高整台仪器的性能的关键仍然在于测试电路，尤其是传感器的改进。
现在传感器也正在受着微电子技术的影响，不断发展变化。
恒温系统的传递函数事先难以精确获得，因而很难判断哪一种控制方法能够满足系统对控制品质的要求。
但从对控制方法的分析来看，PID控制方法最适合本例采用。
另一方面，由于可以采用单片机实现控制过程，无论采用上述哪一种控制方法都不会增加系统硬件成本，而只需对软件作相应改变即可实现不同的控制方案。
因此本系统可以采用PID的控制方式，以最大限度地满足系统对诸如控制精度、调节时间和超调量等控制品质的要求。
现在国内外一般采用经典的温度控制系统。
采用模拟温度传感器对加热杯的温度进行采样,通过放大电路变换为 0～5V 的电压信号,经过A/D 转换,保存在采样值单元;利用键盘输入设定温度,经温度标度转换转化成二进制数,保存在片内设定值单元;然后调显示子程序,多次显示设定温度和采样温度,再把采样值与设定值进行 PID 运算得出控制量,用其去调节可控硅触发端的通断,实现对电阻丝加热时间的控制, 以此来调节温度使其基本保持恒定。
《2024年基于单片机的温湿度控制系统的研究与应用》范文
《基于单片机的温湿度控制系统的研究与应用》篇一一、引言随着科技的不断进步，温湿度控制系统的应用越来越广泛，尤其在工业生产、环境监测、智能家居等领域中发挥着重要作用。
基于单片机的温湿度控制系统因其高效、稳定、可靠的特点，受到了广大研究者和用户的青睐。
本文将就基于单片机的温湿度控制系统的研究与应用进行详细探讨。
二、系统概述基于单片机的温湿度控制系统主要由单片机、传感器、执行器、电源等部分组成。
其中，单片机作为系统的核心，负责接收传感器采集的温湿度数据，根据预设的控制策略进行运算处理，然后通过执行器对环境进行温湿度调节。
该系统具有结构简单、操作方便、成本低廉等优点。
三、系统原理1. 传感器部分：传感器负责实时采集环境中的温湿度数据。
常见的温湿度传感器有数字式和模拟式两种，其中数字式传感器因其精度高、抗干扰能力强等优点，在温湿度控制系统中得到了广泛应用。
2. 单片机部分：单片机接收传感器采集的温湿度数据，根据预设的控制策略进行运算处理。
常见的控制策略有PID控制、模糊控制等。
单片机根据运算结果，输出控制信号，通过执行器对环境进行温湿度调节。
3. 执行器部分：执行器根据单片机的控制信号，对环境进行温湿度调节。
常见的执行器有加热器、制冷器、加湿器等。
四、系统研究针对基于单片机的温湿度控制系统，国内外学者进行了大量研究。
研究方向主要包括系统设计、控制策略、传感器技术等方面。
其中，系统设计主要关注系统的结构、性能和可靠性；控制策略主要关注如何提高系统的控制精度和响应速度；传感器技术则主要关注如何提高传感器的精度和稳定性。
五、应用领域基于单片机的温湿度控制系统在多个领域得到了广泛应用。
1. 工业生产：在工业生产中，温湿度控制系统的稳定性对产品质量和生产效率具有重要影响。
基于单片机的温湿度控制系统可以实现对生产环境的精确控制，提高产品质量和生产效率。
2. 环境监测：在环境监测中，温湿度是重要的监测参数之一。
基于单片机的温湿度控制系统可以实时监测环境中的温湿度数据，为环境保护和环境治理提供重要依据。
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一．课程设计内容运用所学单片机、模拟和数字电路、以及测控系统原理与设计等方面的知识，设计出一台以AT89C52为核心的恒温箱控制器，对恒温箱的温度进行控制。
完成恒温箱温度的检测、控制信号的输出、显示及键盘接口电路等部分的软、硬件设计，AD和DA转换器件可自行确定，利用按键（自行定义）进行温度的设定，同时将当前温度的测量值显示在LED上。
恒温箱控制器要求如下：1）目标稳定温度范围为100摄氏度——50摄氏度。
2）控制精度为±1度。
3）温度传感器输入量程：30摄氏度——120摄氏度，电流4——20mA。
加热器为交流220V，1000W电炉。
二．课程设计应完成的工作1）硬件部分包括微处理器（MCU）、DA转换、输出通道单元、键盘、显示等；2）软件部分包括键盘扫描、D A转换、输出控制、显示等；3）用PROTEUS软件仿真实现；4）画出系统的硬件电路结构图和软件程序框图；5）撰写设计说明书一份(不少于2000字)，阐述系统的工作原理和软、硬件设计方法，重点阐述系统组成框图、硬件原理设计和软件程序流程图。
说明书应包括封面、任务书、目录、摘要、正文、参考文献(资料)等内容，以及硬件电路结构图和软件程序框图等材料。
注：设计说明书题目字体用小三，黑体，正文字体用五号字，宋体，小标题用四号及小四，宋体，并用A4纸打印。
三．课程设计进程安排四、．设计资料及参考文献1．王福瑞等．《单片微机测控系统设计大全》．北京航空航天大学出版社，19992．《现代测控技术与系统》韩九强清华大学出版社 2007.93．《智能仪器》程德福，林君主编机械工业出版社 2005年2月4．《测控仪器设计》浦昭邦，王宝光主编机械工业出版社 20015．Keil C51帮助文档五．成绩评定综合以下因素：(1) 说明书及设计图纸的质量(占60%)。
(2) 独立工作能力及设计过程的表现(占20%)。
(3) 回答问题的情况(占20%)。
说明书和图纸部分评分分值分布如下：1、需求分析与设计思路（10分）要求说明设计任务的具体技术指标打算如何实现，根据实现各技术指标的解决方法，提出总体设计的思路和解决方案，说明其中关键问题及其解决办法。
2、总体方案设计（10分）根据设计思路，完成：1）软件与硬件分工说明；2）硬件总体框图；3）软件结构图。
3、详细设计（35分）根据总体设计：1）用Proteus画出电路原理图；（10分）2）列出元件清单并说明元件选择及参数选择的依据；（5分）3）画出单片机片内资源分配图（或表）；（5分）4）画出软件流程图；（10分）5）提交程序清单。
（5分）4、使用说明（5分，第3）项为2分，其余每项1分。
）1）性能和功能介绍；2）各操作开关、按钮、指示灯、显示器等的作用介绍；3）使用操作步骤；4）故障处理。
一、主要任务与目标：恒温控制在工业生产过程中举足轻重，温度的控制直接影响着工业生产的产量和质量。
本课题基于单片机设计一个恒温箱控制系统，系统包括硬件和软件两部分，其中硬件包括数据采集、显示、控制、报警及温度传感器的设计，软件包括键盘管理程序设计、显示程序设计、控制程序设计和温度报警程序设计。
能够实现设置和调节初始温度值，进行数码显示，当加热到设定值后立刻报警。
设计过程中设计的控制方案能够保证精度，考虑系统的安全性、可靠性和稳定性。
二、主要内容与基本要求：1.主要内容：（1）了解温度传感器特点及其适用范围，针对恒温箱进行合理的选型；（2）掌握控制器单片机的有关知识，并熟悉其编程；（3）对单片机测控程序及其接口技术作重点的掌握；（4）在以上几个内容的基础上，进行课题的总体设计，绘制系统的总体电路。
选择合适的相关硬件，最终完成本课题的设计。
2．基本要求：运用所学单片机、模拟和数字电路、以及测控系统原理与设计等方面的知识，设计出一台以AT89C52为核心的恒温箱控制器，对恒温箱的温度进行控制。
完成恒温箱温度的检测、控制信号的输出、显示及键盘接口电路等部分的软、硬件设计，AD 和DA转换器件可自行确定，利用按键（自行定义）进行温度的设定，同时将当前温度的测量值显示在LED上。
三、恒温箱控制系统的硬件设计1.系统设计要求1)目标稳定温度范围为100摄氏度——50摄氏度。
控制精度为±1度。
2)温度传感器输入量程：30摄氏度——120摄氏度，电流4——20mA。
加热器为交流220V，1000W电炉。
3) 键盘按键输入, 具有设定、加温、减温、复位等。
4) 显示功能, 数码管显示设定值与当前所测温度值。
5) 具有超温报警功能。
6) 具有掉电保护功能。
2 .方案设计1) 以应用广泛、性能可靠的M CS 51 系列单片机组成控制系统。
2) 温度采样选择数字温度传感器DS18B20。
3) 利用P P 40 微型打印机进行温度记录打印。
4) 单片机与上位机通信采用MA X 489 构成标准RS- 422A 通信接口。
5) 键盘为8 键式, 完成设定、增温、降温、清除、模式切换、复位、,3位数码管循环显示设定与检测的温度。
四、恒温箱控制系统框图五、功能模块根据上面对工作流程的分析，系统软件可以分为以下几个功能模块：(1) 键盘管理：监测键盘输入，接收温度预置，启动系统工作。
(2) 显示：显示设置温度及当前温度。
(3) 温度检测及温度值变换(4) 温度控制：根据检测到的温度控制电炉工作。
(5) 报警：当预置温度或当前炉温越限时报警。
六、硬件设计及工作原理1.系统功能及工作流程介绍根据恒温箱控制器的功能要求，并结合对51系列单片机的资源分析，即单片机软件编程自由度大，可用编程实现各种控制算法和逻辑控制。
所以采用AT89C52作为电路系统的控制核心。
按键将设置好的温度值传给单片机，通过温度显示模块显示出来。
初始温度设置好后，单片机开启输出控制模块，使电热器开始加热，同时将从数字温度传感器DS18B20测量到的温度值实时的显示出来，当加热到设定温度值时，单片机控制声光报警模块，发出声光报警，同时关闭加热器。
当自然冷却到设定温度50摄氏度以下时，单片机再次启动加热器，如此循环反复，以达到恒温控制的目的。
系统结构框图如图1所示，系统基本硬件电路图如图所示，在本系统中，DP1～DP3用于七段数码显示；P1.0用于接收DS18B20采集到的数字温度信号；P1.6控制光电开关，决定电加热器是否工作；KEY1～KEY3即P1.1，P1.2，P1.3用于按键控制；P1.7和P1.5用于控制扬声器和发光二极管，进行声光报警；串行口用于输出显示段码；P2.0、P2.1用于对数码管进行动态扫描。
2.微处理器AT89C52AT89C52单片机是最新的一种低功耗、高性能内含SK字节闪电存储器的8位CMOS 微控制器，与工业标准MCS—51指令系列和引脚完全兼容有超强的加密功能，其片内闪电存储器的编程与擦除完全用电实现，数据不易挥发，编程擦除速度快，它的主要特点有：(1)内部程序存储器为电擦除可编程只读存储器EEPROM，容量SKB，内部数据存储器容量256B(不包括专用寄存器)，外部数据存储器寻址空间64KB，外部程序存储器寻址空间64KB；(2)有三个16位的定时器计数器；(3)可利用两根IO口线作为全双工的串行口，有四种工作方式，可通过编程选定；(4)内部ROM中开辟了四个通用工作寄存器区，共32个通用寄存器，以适应多种中断或子程序嵌套的情况；(5)内部有6个中断源，分为二个优先级，每个中断源优先级是可编程的；(6)堆栈位置是可编程的，堆栈深度可达128字节；(7)内部有一个由直接可寻址位组成的布尔处理机，在指令系统中包含了一个指令子集，专用于对布尔处理机的各位进行各种布尔处理，特别适用于控制目的和解决逻辑问题AT89C52其引脚结构3.温度传感器采用数字温度传感器DS18B20，DS18B20提供九位温度读数，测量范围-55℃~125℃，采用独特1-WIRE 总线协议，只需一根口线即实现与MCU 的双向通讯，具有连接简单，高精度，高可靠性等特点。
并且,DS18B20支持一主多从,若想实现多点测温,可方便扩展。
DS18B20采用的是1－Wire总线协议方式，即在一根数据线实现数据的双向传输，而对AT89C52单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。
DS18B20的特点：（1）独特的单线接口方式，与单片机通信只需一个引脚，DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
（2）在使用中不需要任何外围元件。
（3）可用数据线供电，电压范围：+3.0～+5.5 V。
（4）测温范围为-55～+125 ℃。
在-10～+85℃范围内误差为0.5 ℃。
（5）通过编程可实现9～12位的数字读数方式。
（6）用户可自设定非易失性的报警上下限值。
（7）支持多点组网功能，通过识别芯片各自唯一的产品序列号从而实现单线多挂接，多个DS18B20可以并联在唯一的线上，简化了分布式温度检测的应用，实现多点测温。
（8）负压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
（9）告警寻找命令可以识别和寻址那些温度超出预设告警界限的器件。
（3）DS18B20在电路中的连接，见图。
（2）1-wire总线支持一主多从式结构，硬件上需外接上拉电阻。
当一方完成数据通信需要释放总线时，只需将总线置高点平即可；若需要获得总线进行通信时则要监视总线是否空闲，若空闲，则置低电平获得总线控制权。
DS18B20测温电路4.显示部分显示采用 3 位共阳LED 动态显示方式,显示内容有温度值的十位、个位及小数点后一位。
用P2 口作为段控码输出，并用74ls164 作驱动。
P0.0—P0.2作为位控码输出，用PNP型三极管做驱动.5.键盘输入电路键盘设定：用于温度设定。
共三个按键。
KEY1（P1.1）: 状态切换；温度设置确认；温度重新设置。
KEY2（P1.2）: 设置温度“+”。
KEY3（P1.3）: 设置温度“-”。
6.输出控制采用光电藕合器，控制信号与输出信号可以很好的隔离，增强了系统的安全性和抗干扰能力。
输出控制电路，MOC3021内部带有过零控制电路,MOC3021输出端额定电压为400V。
加热电路中采用MOC3021的目的有两个:其一是实现强电与弱电的隔离;其二是实现双向可控硅的过零触发,从而使流过双向可控硅的电流波形为正弦波,减少谐波。
电路连接如图所示，其在电路中的工作原理是单片机根据传感器和设定开关输入的控制指令，控制电器的电源通断。
SW1为双向开关,其最大通态电流为1A。
当电源控制电路的输出管脚P1.6送出的开关控制指令为高电平，MOC3021截止，Q2截止，电器被关闭；当电源控制电路的输出管脚P1.6送出的开关控制指令为低电平，MOC3041导通，Q2导通，电器被打开。