智能温度控制系统毕业设计论文
本科毕业论文PID温控系统的设计及仿真
CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 本科生毕业论文题目PID温控系统的设计及仿真学生指导教师学院信息科学与工程学院专业班级完成时间年月摘要温度是工业控制的主要被控参数之一。
可是由于温度自身的一些特点，如惯性大，滞后现象严重，难以建立精确的数学模型等，给控制过程带来了难题。
要对温度进行控制，有很多方案可选。
PID 控制简单且容易实现，在大多数情况下能满足性能要求。
模糊控制的鲁棒性好，无需知道被控对象的数学模型，且在快速性方面有着自己的优势。
研究分析了PID 控制和模糊控制的优缺点，把两者相互结合，采用了用模糊规则整定P K 、I K 两个参数的模糊自整定PID 控制方法。
本研究以电烤箱为控制对象，用MATLAB 软件对PID 控制、模糊控制和参数模糊自整定PID 控制的控制性能分别进行了仿真研究。
仿真结果表明PID 对于对象模型复杂和模型难以确定的控制系统具有很大的局限性，不能满足调节时间短、超调小的技术要求。
由于模糊控制的理论（如量化因子和比例因子的确定问题）并不完善，其可能获得的控制性能无法把握，而且模糊控制易受模糊规则有限等级的限制而引起稳态误差。
参数模糊自整定PID 控制吸收前两种方法的长处，满足了调节时间短、超调量为零且稳态误差较小的控制要求。
因此本论文最终确定采用参数模糊自整定PID 控制方案。
本系统硬件采用了以 AT89C52 单片机为核心的温度控制器，选用 k 型热电偶为温度传感器结合MAX6675芯片构成前向通道，同时双向晶闸管和SSR 构成后向通道，由按键、LED 数码显示器及报警单元等组成人机联系电路。
关键词：单片机，PID ，模糊控制，仿真ABSTRACTTemperature is one of the main parameters in the industrial process control.Yetthere are difficultiesto have a good control oftemperature becauseof the characteristics of the temperature itself:the temperature inertia is great, its time-lag is serious and it is hardto establish an accurate mathematical model.There are many methods to be selected in order to control a system. The PID controlis simple,easily realized andin most casesit meetsthe control demand. Fuzzy control has the advantage of quickness,itsrobustness is good and there is no needto know theobject ’smathematical model.This paper analyses the advantages and disadvantages of both PID control and fuzzycontrol and es to the method of bining them together,fuzzy self-tuningPID control. In this method,P K and I K of the PID controller are adjusted by fuzzy control rules ．In the paper simulations of PID control, fuzzy control and fuzzyself-tuning PID control are done by MATLAB to control a electric oven.Conclusions are that for those control objects of which models are plicated or hard to establish,the PID method has limitation and doesn ’t meet the control demand. As the fuzzy control method theory is not perfect, a good control performance cannot be expected. And it could easily cause the steady-state error for it is restricted by limited grades of the fuzzy rules.Finally the fuzzy self-tuning PID control method is selected, since it meets the control demands.In this paper AT89C52 is used as controller, toward access is posed of K which is used as the temperature sensor and MAX6675.Backward access is posed of bidirectional thyristor and SSR. Man-machine circuit is posed of keyboard, LED and warning unit, etc.Key words ：Micro Controller, PID Control, Fuzzy Control, Simulation目 录摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1 课题的提出及意义11.2 控制系统背景介绍11.3 当代温控系统及智能算法2第二章温控系统的设计52.1 温控系统的总体设计52.1.1 温控系统设计的基本原则52.1.2 温控系统的结构及设计62.2 温控系统的硬件设计72.2.1 前向通道设计72.2.2 后向通道设计102.2.3 人机通道设计11小结15第三章系统控制方案163.1 PID 控制163.1.1 PID的概述163.1.2 PID 控制的基本理论及特点163.2 模糊控制183.2.1 模糊控制的概述183.2.2 模糊控制的基本原理及特点183.3 模糊PID 控制19小结21第四章仿真研究224.1 MATLAB及其模糊逻辑工具箱和仿真环境simulink224.2 仿真和优选234.2.1 控制对象模型234.2.2 仿真和方案选择25小结32第五章总结与展望335.1 主要工作容335.2 工作小结335.3 存在的问题及未来的方向34结束语35参考文献36第一章绪论1.1 课题的提出及意义温度是生产过程和科学实验中非常普遍而又十分重要的物理参数。
【最新版】单片机智能温度控制系统毕业论文设计
优秀论文审核通过未经允许切勿外传毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：基于单片机的温度控制系统下达日期： X年 X 月X 日开始日期： X 年 X月 X日完成日期： X 年 X 月X日专业： X学生姓名： ***、***、***指导教师： ***XXXXXX基于单片机的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DS18B20数字温度传感器，该温度传感器可自行设置温度上下限。
单片机将检测到的温度信号与输入的温度上、下限进行比较，由此作出判断是否启动继电器以开启设备。
本设计还加入了常用的数码管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。
该设计已应用于花房，可对花房温度进行智能监控。
【关键词】温度箱，AT89S51，单片机，控制，模拟Temperature control systemused single chip computerABSTRACTThe temperature is constantly in the daily life of physical and temperature controls in various fields also significantly increase the temperature was charged with the technical indicators, which can greatly enhance the quality of the products. Therefore, intelligent temperature control technology is being widely adopted.The temperature was designed with the now popular AT89S51 SCM, and with DS18B20 digital temperature sensor, The temperature sensor can set up their own temperature collars. SCM will detect that the temperature of the input signal and temperature, the lower comparisons this judgment whether to activate the relay to open the equipment.The design also includes commonly used digital display and control state lights commonly used circuit, making the whole design more complete, more flexible. The design applied to someone, to someone intelligent temperature control.【Key word】 Temperature， AT89S51， SCM， Control， Simulation目录一、引言 (1)1.1温度控制系统设计的背景、发展历史及意义 (1)1.2温度控制系统的目的 (1)1.3 温度控制系统完成的功能 (2)二、总体设计方案 (2)2.1 方案一 (2)2.2 方案二 (2)三、DS18B20温度传感器简介 (9)3.1 温度传感器的历史及简介 (9)3.2 DS18B20的工作原理 (9)3.2.1 DS18B20工作时序 (9)3.2.2 ROM操作命令 (11)3.3 DS18B20的测温原理 (11)3.3.1 DS18B20的测温原理: (11)3.3.2 DS18B20的测温流程 (13)四、单片机接口设计 (14)4.1 设计原则 (14)4.2 引脚连接 (14)4.2.1 晶振电路 (14)4.2.2 串口引脚 (14)4.2.3 其它引脚 (15)五、系统整体设计 (16)5.1 系统硬件电路设计 (16)5.1.1 主板电路设计 (16)5.1.2 各部分电路 (16)5.2 系统软件设计 (18)5.2.1 系统软件设计整体思路 (18)5.2.2 系统程序流图 (19)5.3 调试 (24)六、结束语 (26)附录 (27)参考文献 (35)致谢 (36)一、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。
温度控制系统的设计_毕业设计论文
温度控制系统的设计_毕业设计论文摘要：本文基于温度控制系统的设计，针对工况不同要求温度的变化，设计了一种通过PID控制算法实现温度控制的系统。
该系统通过传感器对温度进行实时监测，并将数据传输给控制器，控制器根据设定的温度值和反馈的实际温度值进行比较，并通过PID算法进行控制。
实验结果表明，该温度控制系统具有良好的控制性能和稳定性。
关键词：温度控制系统；PID控制；控制性能；稳定性1.引言随着科技的发展，温度控制在很多工业和生活中都起到至关重要的作用。
温度控制系统通过对温度的监测和控制，可以保持系统的稳定性和安全性。
因此，在各个领域都有大量的温度控制系统的需求。
2.温度控制系统的结构温度控制系统的结构主要包括传感器、控制器和执行器。
传感器负责对温度进行实时监测，并将监测到的数据传输给控制器。
控制器根据设定的温度值和反馈的实际温度值进行比较，并通过PID控制算法进行控制。
执行器根据控制器的输出信号进行操作，调节系统的温度。
3.PID控制算法PID控制算法是一种常用的控制算法，通过对控制器进行参数调节，可以实现对温度的精确控制。
PID算法主要包括比例控制、积分控制和微分控制三部分，通过对每一部分的权值调节，可以得到不同的控制效果。
4.实验设计为了验证温度控制系统的性能，我们设计了一组温度控制实验。
首先，我们将设定一个目标温度值，然后通过传感器对实际温度进行监测，并将数据传输给控制器。
控制器根据设定值和实际值进行比较，并计算控制信号。
最后，我们通过执行器对系统的温度进行调节，使系统的温度尽量接近目标温度。
5.实验结果与分析实验结果表明，通过PID控制算法，我们可以实现对温度的精确控制。
在设定目标温度值为40℃的情况下，系统的稳态误差为0.5℃，响应时间为2秒。
在不同工况下，系统的控制性能和稳定性都得到了有效的保证。
6.结论本文基于PID控制算法设计了一种温度控制系统，并进行了相应的实验验证。
实验结果表明，该系统具有良好的控制性能和稳定性。
温度控制系统设计毕业设计论文
目录第一章设计背景及设计意义 (2)第二章系统方案设计 (3)第三章硬件 (5)3.1 温度检测和变送器 (5)3.2 温度控制电路 (6)3.3 A/D转换电路 (7)3.4 报警电路 (8)3.5 看门狗电路 (8)3.6 显示电路 (10)3.7 电源电路 (12)第四章软件设计 (14)4.1软件实现方法 (14)4.2总体程序流程图 (15)4.3程序清单 (19)第五章设计感想 (29)第六章参考文献 (30)第七章附录 (31)7.1硬件清单 (31)7.2硬件布线图 (31)第一章设计背景及研究意义机械制造行业中，用于金属热处理的加热炉，需要消耗大量的电能，而且温度控制是纯滞后的一阶惯性环节。
现有企业多采用常规仪表加接触器的断续控制，随着科技进步和生产的发展，这类设备对温度的控制要求越来越高，除控温精度外，对温度上升速度及下降速度也提出了可控要求，显而易见常规控制难于满足这些工艺要求。
随着微电子技术及电力电子技术的发展，采用功能强、体积小、价格低的智能化温度控制装置控制加热炉已成为现实。
自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。
随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。
在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。
对工件的处理温度要求严格控制，计算机温度控制系统使温度控制指标得到了大幅度提高。
采用MCS-51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态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，从而能够大大提高产品的质量和数量。
因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。
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。
基于PLC的温度控制系统设计毕业论文
作为世界第一农业大国，农业生产在我国国民经济中有着举足轻重的地位。
人们对绿色农产品的需求也随着生活水平的提高日益增强，因此我国农业由粗放式向集约式、精细式发展已经成为一种必然趋势，而设施农业作为其中的一个重要途径，越来越受到重视。
作物生长主要受温度、湿度、光照强度、CO2浓度等环境因素的影响，建造智能温室的目的就是为了对这些环境参数进行自动控制。
通过对温室控制对象和温室环境的特点的分析，确定了控制系统的结构和控制方案，本文设计了以 PLC 为下位机，以装有组态王软件的 PC 机为上位机的分布式智能温室监控系统。
硬件主要包括 PLC 及其特殊功能模块、各种传感器电路、电源和执行部件，软件主要是组态王软件和三菱 PLC 编程软件 GX Works。
控制系统有手动控制和自动控制两种控制方式。
在自动控制模式下，下位机PLC 通过传感器采集环境参数，并与用户设定的环境参数上限下限比较，控制相应执行部件启停，调节温室环境参数。
在手动控制模式下，用户根据需要控制上位机组态王手动画面的模拟开关，控制 PLC 发出开关指令控制对应执行机构，对温室环境进行调节。
上位机 PC 的组态软件与下位机 PLC 通信，完成人机交互的功能。
通过组态王实时显示下位机采集的环境参数当前值、执行部件状态、故障报警等，同时可以进行趋势曲线查看、数据库操作等。
另外用户设定环境参数、手动自动控制切换、手动控制模式下控制模拟开关也在组态王上进行。
通过系统的测试实验，智能温室监控系统基本达到了预期的设计目标，但是还需要继续完善才能运用于实际温室。
关键词：智能温室，PLC，组态王ABSTRACTABSTRACTAs the biggest agricultural country in the world, China's agricultural production Hasa pivotal position in national economy.With the improvement of living standards,demand for green vegetables are growing,therefore our country agriculture overdevelopment extensive to intensive has become an inevitable trend,and as one of the importancy of the developing,agricultural facilities are receiving much more attention. Crop growth is mainly affected by temperature, humidity, light intensity, carbon concentration's and other environmental factors, so the purpose of building Intelligence is to automatically control these environmental parameters.Through the analysis of controlled object and environmental quality greenhorn,we determine the structure of the control system and control programs. In this paper, we design a distributed intelligent greenhouse control system,which ha slower computer-programmable logic controller and upper computer-a personal with King. Hardware mainly includes the PLC and its special function module, all kinds of sensor circuit, power supply and execution unit;software maidenlinesses King and Mitsubishi PLC programming software-GX Developer.The control system has two control modes-manual control and automatic control. In the automatic control mode, lower computer-PLC collected environmental parameter sensors and compared with the minimum maximum environmental parameters which are set by the users to controlthe start and stop of the corresponding execution unit adjusted the parameters of greenhouse environment. In manual control mode, overcontrol analogue switch in the Glenview's manually screen according to the need，controllership PLC to give out switch order to con troll the corresponding execution immunoregulation the greenhouse environment. Upper computer communicate with computerist-PLC to complete the function of the human-computer interaction. Anticaking real-time display the current environment parameter values collected by computerist-PLC , the states of the execution units ,alarms and so on. In themeantime,users can view the trend curves,operate report forms or Access data base Longview. Users setting the minimum maximum environmental parameters,switchingmanual/automatic control and controlling analogue switch in manual control mode are also can be operated in King.Through system testing experiment,the intelligent greenhouse monitoring system achieves the expected design requirements,but it also need to continue to improve Borden to be used in practical greenhouse. Keywords:Intelligent Greenhouse，Environmental parameters，Programmable Logic Controller，King摘要 ................................................................................................................. 错误!未定义书签。
基于stm32的温度控制毕业论文
摘要当前快速成形（RP）技术领域，基于喷射技术的“新一代RP技术”已经取代基于激光技术的“传统的RP技术”成为了主流；快速制造的概念已经提出并得到了广泛地使用。
熔融沉积成型（FDM）就是当前使用最广泛的一种基于喷射技术的RP技术。
本文主要对FDM温度控制系统进行了深入的分析和研究。
温度测控在食品卫生、医疗化工等工业领域具有广泛的应用。
随着传感器技术、微电子技术、单片机技术的不断发展，为智能温度测控系统测控功能的完善、测控精度的提高和抗干扰能力的增强等提供了条件。
本系统采用的STM32F103C8T6单片机是一高性能的32位机，具有丰富的硬件资源和非常强的抗干扰能力，特别适合构成智能测控仪表和工业测控系统。
本系统对STM32F103C8T6单片机硬件资源进行了开发，采用K型热敏电阻实现对温度信号的检测，充分利用单片机的硬件资源，以非常小的硬件投入，实现了对温度信号的精确检测与控制。
文中首先阐述了温度控制的必要性，温度是工业对象中的主要被控参数之一，在冶金、化工、机械、食品等各类工业中，广泛使用各种加热炉、烘箱、恒温箱等，它们均需对温度进行控制，成型室及喷头温度对成型件精度都有很大影响。
然后详细讲解了所设计的可控硅调功温度控制系统，系统采用STM32F103C8T6单片机作微控制器构建数字温度控制器，调节双向可控硅的导通角，控制电压波形，实现负载两端有效电压可变，以控制加热棒的加热功率，使温度保持在设定值。
系统主要包括：数据的采集，处理，输出，系统和上位机的通讯，人机交互部分。
该系统成本低，精度高，实现方便。
该系统加热器温度控制采用模糊PID控制。
模糊PID控制的采用能够在控制过程中根据预先设定好的控制规律不停地自动调整控制量以使被控系统朝着设定的平衡状态过渡。
关键词：熔融沉积成型（FDM）；STM32；温度控制；TCA785AbstractIn the present field of Rapid Prototyping,the "New RP Technology" based on jetting technology is replacing the "Conventional RP Technology" based on laser technology as the mainstream of the Rapid Prototyping Technology.Fused Deposition Modeling(FDM) is the most popular Rapid Prototyping technology based on jetting technology.This paper mainly does research deeply on the temperature control system of FDM system.Temperature controlling is widely to food,sanitation,medical treatment,chemistry and industry.Along with the development of sensor technology,micro-electronics technology andsinglechip technolog,brainpower temperature controlling system is perfected,precision of measurement and controlling is enhanced and the ability of anti-jamming is swelled.Singlechip STM32F103C8T6 in this paper is a high-powered 32-bit chip.It has plenty of hardware resource and strong ability foranti-jamming.It is specially suitable for making brainpower measurement instrumentand industry controlling system.The hardware resource of singlechip STM32F103C8T6 is fully exploited in this paper.The tool of temperature test is thermocouple of K style.This system realizes precise measurement and controlling of temperature signal with a little hardware resource.First,the need of temperature control is expounded.Temperature is a main controlparameter in industrial object.Various calefaction stoves,ovens and constant temperature boxes which all need control temperature are widely used in many industry such as metallurgy,chemistry,mechanism and foodstuff.Moulding room and spout temperatureawfully affect the precision of moulding pieces.Then the temperature control systemusing controllable silicon is explain in detail.This system adopts singlechip STM32F103C8T6 which acts as microcontroller.It can regulate the angle of double-direction controllable silicon and control voltage wave shape.So the virtual voltage of load can be changed and the calefaction power of calefaction stick can be controlled.Therefore the temperature canretain the enactmentvalue.This system mainly consists of collection of data,disposal,output,communication of system and computer and communication of human and machine.This system has some advantages such as low cost,high precision andconvenience realization.This system adopts blury PID control.The adoption of blury PID control canceaselessly autoregulates basing initialized control rule,thus the controlled system willmove to the initialized balance state.Key words:Fused Deposition Modeling, STM32, temperature control, TCA785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。
毕业设计论文-智能温度控制系统
成都电子机械高等专科学校 04 级毕业设计
II
目录
成都电子机械高等专科学校 04 级毕业设计
摘 要.......................................................................................................................................... I 第一章 绪 论........................................................................................................................... 1 第二章 设计要求..................................................................................................................... 2
2.1 设计课题工艺过程简介.................................................................................................3 2.2 控制任务指标及要求：.................................................................................................4 第三章 系统设计思想............................................................................................................. 4 第四章 硬件的选择................................................................................................................. 6 4.1 单片机的选择.................................................................................................................6 4.2 温度传感器的选择.........................................................................................................6 4.3 显示器的选择.................................................................................................................7 4.4 键盘的选择.....................................................................................................................7 4.5 温度控制部分.................................................................................................................8 4.6 自动推舟控制部分.........................................................................................................8 4.7 实现方案.........................................................................................................................9 第五章 硬件设计...................................................................................................................10 5.1 单片机基本系统：........................................................................................................10
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目录引言 (1)1 系统的相关介绍 (2)1.1 系统的目的及意义 (2)1.2 设计要求 (2)1.3 系统传感器DS18B20的介绍 (2)1.3.1 DS18B20的主要特性 (2)1.3.2 DS18B20的外形和内部结构 (3)2 系统分析设计 (4)2.1 温度控制系统结构图及总述 (4)2.2 系统显示界面方案 (4)2.3 系统输入方案 (5)2.4系统的功能 (5)3 相关软件编译知识介绍 (5)3.1 C语言简介 (5)3.1.1 C语言的优点 (5)3.1.2 C语言缺点 (6)3.2 Keil简介 (6)3.2.1 系统概述 (6)3.2.2 Keil C51单片机软件开发系统的整体结构 (7)4系统流程图设计 (7)4.1主程序流程图 (7)4.2 DS18B20控制程序流程图 (8)4.2.1 DS18B20 复位程序流程图 (9)4.2.2 DS18B20写数据程序流程图 (9)4.2.3 DS18B20读数据程序流程图 (11)4.3 温度读取及转换程序流程图 (12)4.4 MAX7219驱动程序流程图 (13)4.4.1 MAX7219写入一个字节数据程序流程图 (13)4.4.2 MAX7219写入一个字数据程序流程图 (15)4.5 数码管温度显示程序流程图 (16)4.6 按键中断服务程序流程图 (17)5 电路仿真 (19)5.1 PROTEUS软件介绍 (19)5.2 温度控制系统PROTEUS仿真 (19)6总结 (21)7参考文献 (22)附录1 源程序代码 (23)引言信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)、信息处理(计算机技术)。
传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。
近百年来，温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段;(1)传统的分立式温度传感器(含敏感元件);(2)模拟集成温度传感器/控制器;(3)智能温度传感器。
目前，国际上新型温度传感器正从由集成化向智能化、网络化的方向发展。
下面介绍的就是两种最常见的温度传感器：（1）集成温度传感器模拟集成温度传感器。
集成传感器是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用IC。
模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。
它是目前在国内外应用最为普遍的一种集成传感器，典型产品有AD590、AD592、TMP17、LM135等。
某些增强型集成温度控制器(例如TC652/653)中还包含了A/D转换器以及固化好的程序，这与智能温度传感器有某些相似之处。
但它自成系统，工作时并不受微处理器的控制，这是二者的主要区别。
（2）智能温度传感器智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是20世纪90年代中期微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结晶。
智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。
有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU);并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的，其智能化程度也取决于软件的开发水平。
智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。
1 系统的相关介绍1.1 系统的目的及意义温度检测控制系统广泛应用于社会生活的各个领域,如家电、汽车、材料、电力电子等,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不并且当扰动因素不明确时,参数调整不便仍是普遍存在的问题。
采用数字温度传感器DS18B20，因其内部集成了A/D转换器，使得电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。
数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片机更加具有扩展性。
由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头，探入到狭小的地方，增加了实用性。
更能串接多个数字温度传感器DS18B20进行范围的温度检测。
因此温度监测是生产自动化的重要任务。
因而本设计具有非常实际的生产意义。
1.2 设计要求本设计是基于单片机STC89C52的温度控制。
它实现的是温度的监测和控制功能。
可设置报警温度。
本设计用DS18B20传感器来检测温度，LED用于显示。
MAX7219用来驱动数码显示。
设计先通过keil和proteus来联合仿真，然后焊接实物。
具体设计要求如下：（1）使用STC89C52控制器和DS18B20温度传感器，实现温度的检测和显示；（2）设置默认报警温度为500C，并且能够通过按键设置调高调低报警温度；（3）当温度高于报警温度时报警灯亮，低于报警温度时控制电阻丝加热；（4）四位数码管能通过按键交换显示实测温度和报警温度。
1.3 系统传感器DS18B20的介绍1.3.1 DS18B20的主要特性（1）适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电。
独特的单线接口方式，DS18B20在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。
（3）DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温。
（4）DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内.（5）温范围－55℃～+125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃（6）可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温。
（7）在9位分辨率时最多在 93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms 内把温度值转换为数字，速度更快。
（8）测量结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC 校验码，具有极强的抗干扰纠错能力。
（9）负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
1.3.2 DS18B20的外形和内部结构DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM 、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。
DS18B20的外形及管脚排列如下图1.3.2.1:图1.3.2.1 DS18B20的外形及管脚排列2 系统分析设计2.1 温度控制系统结构图及总述本设计实际上是模仿饮水机的工作原理。
它是采用DS18B20温度传感器测试环境温度，经过CPU数据处理，用LED数码管来显示温度。
该设计可设置预期温度。
当温控开关打开时，若测得环境温度低于设定温度，则继电器吸合，启动电热丝工作；若测得环境温度高于设定温度，则继电器释放，电热丝停止工作。
图2.1.1系统总框图2.2 系统显示界面方案该系统要求完成温度的显示以及按键操作时的实时显示功能。
基于上述原因，本次设计考虑了两种方案：方案一：完全采用LCD液晶显示。
这种方案显示精确，可方便的显示各种英文字符，温度符号，正负号等，但实现复杂，且须完成大量的软件工作。
方案二：完全采用数码管显示。
这种方案优点是实现简单。
缺点是功能较少，只能显示有限的符号和数码字符。
根据本设计的要求，方案二已经满足了要求，所以本次设计采用方案二以实现系统的显示功能。
2.3 系统输入方案这里同样讨论了两种方案：方案一：采用8155扩展I/O口、键盘及显示等。
该方案的优点是使用灵活可编程，并且有RAM及计数器。
若用该方案，可提供较多I/O口,但操作起来稍显复杂。
方案二：直接在I/O口线上接上按键开关。
因为设计时精简和优化了电路，所以剩余的端口资源还比较多。
由于该系统是对设定报警温度的控制，只需用单片机本身的I/O口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用，故选择方案二。
2.4系统的功能能完成对系统温度的监测及控制，并且能够对被控现场的温度进行智能调节，以保持被控现场温度基本不变。
该系统如果应用于现实生活具有很强的实用意义。
3 相关软件编译知识介绍3.1 C语言简介C语言是一种计算机程序设计语言。
它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。
它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。
它的应用范围广泛，具备很强的数据处理能力，不仅仅是在软件开发上，而且各类科研都需要用到C语言。
具体应用比如单片机以及嵌入式系统开发。
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3.1.1 C语言的优点C语言现在被广泛应用于单片机以及嵌入式系统的开发，它具有如下一些优点：（1）简洁紧凑、灵活方便；（2）运算符丰富；（3）数据类型丰富；（4）C是结构式语言；（5）语法限制不太严格，程序设计自由度大；（6）允许直接访问物理地址，对硬件进行操作；（7）生成目标代码质量高，程序执行效率高；（8）适用范围大，可移植性好。
3.1.2 C语言缺点C语言是一种较汇编语言高级的语言，但相对于汇编这种直接面向机器的语言来说，它的处理效率较会变低。
3.2 Keil简介Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。
Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。
运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。
如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选，即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。
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3.2.1 系统概述Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。
另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。
在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。
下面详细介绍Keil C51开发系统各部分功能和使用。
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3.2.2 Keil C51单片机软件开发系统的整体结构C51工具包的整体结构，uVision与Ishell分别是C51 for Windows和for Dos的集成开发环境(IDE)，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。