基于单片机的温度控制系统设计毕业论文
基于单片机的智能温度控制系统设计
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基于单片机的温度控制器设计-文献综述定稿
四川理工学院毕业设计（论文）文献综述基于单片机的温度控制器设计学生：XXX学号：XXXXXXXXXXXXXXX专业：自动化班级：2008.2指导老师：XXX四川理工学院自动化与电子信息学院二O一二年六月前言在某些工业生产过程中，如恒温炉、仓库储藏、花卉种植、小型温室等领域都对温度有着严格的要求，需要对其加以检测和控制[1]。
在工业生产中如果检测得不准确就会发生许多的生产事故。
如化工生产中对温度的检测不当就会导致生产效率的降低和产品质量的下降。
而现在所使用的温湿度检测系统通常都是精度为1℃或0.1℃的水银、煤油或酒精温度计进行的温度检测和用传统的物理模拟量的方法进行的湿度检测。
这些温湿度检测计的刻度间隔通常都很密，不容易准确分辨，读数困难，而且他们的热容量还比较大，达到热平衡所需的时间较长，因此很难读准，并且使用非常不方便。
因此，设计先进、实用的温度检测和控制系统有着重要的意义。
正文1.国外和国内研究的现状国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。
先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。
80年代末出现了分布式控制系统。
目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。
现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。
美国、日本的温度监测系统近20年来发展很快，他们结合本国条件做出了具有创新特色的成就，但其监控设备价格昂贵。
我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。
我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。
我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。
在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。
我国近年引进了多达16个国家和地区的工厂环境控制系统，对吸收国外先进经验、推动工厂温度自动检测产生了积极的作用。
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。
温度控制器毕业论文
题目：温度控制器的设计机电工程学院李小草摘要本文设计了一个温度自动控制器。
本设计以单片机（8031）为控制核心，外加硬件电路，将温度显示和数字控制集和于一体，实现智能温度控制。
并采取软件程序实现升温的调节，能对加热炉的升温速度和保温时间严格控制。
单片机控制系统由微处理器和工业生产对象两大部分组成。
本文是通过热敏电阻和单片机等，来实现对工程上一些系统的温度进行范围控制的过程。
关键词：测温；PID算法；单片机；温度控制器目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章前言 (1)1.1 概述 (2)1.2 课题分析 (2)1.3 设计思路 (2)第2章系统的基本组成及工作原理 (3)2.1 系统的基本组成 (3)2.2 系统的基本工作原理 (3)第3章测温电路的选择及设计 (5)3．1热电偶测温电路 (5)3.1.1 热电偶 (5)3.1.2 毫伏变送器 (6)3.2热敏电阻测温电路 (6)3.2.1 热敏电阻 (6)3.2.2 关于铂电阻的特性 (7)3.2.3 温度丈量电路 (7)第4章芯片组的电路设计 (8)4．1A D C0809与8031接口硬件电路设计 (8)4．28155与8031接口硬件电路设计 (9)4.2.1 8155芯片的结构 (9)4.2.28155与8031接口电路 (9)4．32732E P R O M的工作原理及硬件接口设计 (11)第5章掉电呵护功能电路 (14)第6章温度控制电路 (15)6.1温度控制电路 (15)6．2控制规律的选择 (16)第7章系统程序设计 (18)7．1系统控制主程序 (18)T中断服务程 7．20序 (20)7．3采样程序及其流程图 (24)7．4数字滤波子程序及其流程图 (25)总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录 (30)第1章前言现代信息技术的三大基础是信息收集控制(即温度控制器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。
毕业论文-基于AT89C51单片机的空调控制系统设计 精品
毕业论文-基于AT89C51单片机的空调控制系统设计精品1总体方案设计随着人们生活水平的提高，人们对空调的舒适性和空气品质的要求越来越高，分体式空调已不能满足人们的要求，户式中央空调得到了迅猛的发展。
就室内居住环境而言，恒温环境并非是卫生和舒适的。
因为除了温度外，还有湿度、空气流速、空气洁净度等诸多因素影响到舒适的程度。
而传统的中央空调靠设置机械温控开关来实现房间的恒温控制。
这种控制方法，一方面操作不方便；另一方面温度波动范围大，不但影响人的舒适感，而且会造成一定的能量损耗。
采用单片机温度控制系统控制的户式中央空调系统，可以根据室内的环境因素，调节风机的转速，为人们创造一个舒适的室内环境，同时又节省电。
随着电子技术的发展，特别是随着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。
目前，单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。
特别是其中的C51系列的单片机[3]的出现，具有更好的稳定性，更快和更准确的运算精度，推动了工业生产，影响着人们的工作和学习。
而本次设计就是要通过以C51系列单片机为控制核心，实现空调机温度控制系统的设计。
1.1方案一选用AT89C51单片机为中央处理器，通过温度传感器DS18B20对空气进行温度采集，将采集到的温度信号传输给单片机，由单片机控制显示器，并比较采集温度与设定温度是否一致，然后驱动空调机的加热或降温系统对空气进行处理，从而模拟实现空调温度控制单元的工作情况。
在整个设计中，涉及到温度检测电路、驱动控制电路、显示电路、键盘电路以及电源的设计等电路。
其中单片机的控制程序是起到各个电路之间的相互协调，控制各个电路正常工作的至关重要的作用。
其方框图如下:图1-1 方案一设计图框该图控制简单，思路清晰，各单元模块的相互衔接较简单，同时成本低廉，用的各种器件都是常用器件，更具有使用性。
毕业设计(论文)-基于单片机的温湿度监控系统
基于单片机的温湿度监控系统摘要针对温、湿度对纸张耐折度的影响，设计了适应中小型文献资料库应用的温、湿度监控装置。
此装置不仅能实现温、湿度检测、温湿度实时调节和显示，而且能实现温、湿度参数上下限定值的设定，当温湿度超上下限的时候能够进行报警，并启动相应的装置从而改变室内温度。
该控制系统具有检测精度高、使用简单、成本较低和工作稳定可靠等特点，具有一定的推广价值。
单片机具有体积小、重量轻、耗电少、功能强、控制灵活方便且价格低廉等优点。
单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。
在现实生活中，对于一个比较大的系统，人们往往采用微机进行控制，小一些的系统较多采用51或96等系列的单片机。
本文中，我们设计了以AT89C51单片机为主要核心实现的温度、湿度控制系统，包括系统硬件和软件设计，可以进行上位机通信，并给出了详细的电路原理图。
关键词温度控制；湿度控制；串行接口; 485总线大学学士学位论文The temperature and humidity of the monitor system based on single chip microcomputerAbstractAccording to temperature, humidity on paper folding, the effects of the resistance of the design to small and medium-sized documents database application of temperature, humidity monitoring device. This device can not only realize temperature, humidity, temperature and humidity adjusting detection and display, and can realize temperature, humidity and parameters of the limit of temperature and humidity on the set, and when the time limit to be able to call the police, and start the corresponding device which changes indoor temperature.This control system has the high accuracy, simple to use, low cost and stable and reliable, and other characteristics, has certain value of popularization. SCM has small volume, light weight, less consumption, function of strong, flexible and convenient control and the price cheap, etc. The application of SCM is fundamentally changing the traditional control system design idea and design method. In real life, for a larger system, people often take the microcomputer control, the smaller system by 51 or 96 more, series microcontroller.In this paper, we have designed to AT89C51 single-chip microcomputer as the main core of the realization of the temperature, humidity control system, including hardware and software design, can undertake PC communications, and gives the detailed circuit principle diagram.Keyword Temperature control; Humidity control; Serial interface; 485 bus- II -大学学士学位论文目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 研究现状 (2)1.3 论文研究内容 (7)第2章总体方案设计 (9)2.1 方案设计 (9)2.2 系统设计原则 (9)2.3 本章小结 (11)第3章硬件设计 (12)3.1 AT89C51单片机简介 (12)3.1.1 主要特性 (13)3.1.2 外部管脚 (13)3.2 测温度电路 (15)3.2.1 内部结构 (17)3.2.2 DS18B20工作原理 (18)3.3 测湿度电路 (21)3.4 键盘 (24)3.5 显示LCD (24)3.6 上位机通信 (25)3.7 本章小结 (26)第4章系统软件设计 (28)4.1 主程序设计 (28)4.2 温湿度检测模块 (30)4.3 显示报警模块 (31)4.4 本章小结 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (38)·- 3 -大学学士学位论文第1章绪论1.1课题背景2010年10月1日18时59分57秒345毫秒，嫦娥2号点火，19时整成功发射。
基于单片机的水温自动控制系统
图2-3 DS18B20的读时序图
DS18B20的写时序
对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程【10】。
对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，保证DS18B20能够在15us到45us之间能够正确地采样IO总线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后，在15us之内就得释放单总线。
图1-1模拟电路一
（2）方案二 （如图1-2）此方案是传统的二位式模拟控制方案，其基本思想与方案一相同，但由于采用上下限比较电路，所以控制精度有所提高。这种方法还是模拟控制方法，因此也不能实现复杂的控制算法使控制温度做的更高。而且仍不能用数码管显示和键盘设定。
图1-2模拟电路二
（3）方案三 （如图1-3）此方案采用AT89c51单片机系统来实现。单片机软件编程
【Keywords】AT89c51 monolithic machineDS18B20Control
引
自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在电子技术的迅猛发展，以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国外温度控制系统发展迅速，并在智能化自适应参数自整定等方面取得成果。在这方面以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，并且都生产出了一批商品化的性能优异的温度控制器及仪器仪表，在各行业广泛应用。
基于51单片机的智能温控电扇设计_毕业论文(设计)
毕业论文（设计）题目基于51 单片机的智能温控电扇设计1引言 (1)2方案设计 (2)2.1系统整体设计 (2)2.2方案论证. (2)2.2.1温度传感器的选择 (2)2.2.2红外探测的选择 (3)2.2.3控制核心的选择 (3)2.2.4显示器件的选择 (3)2.2.5调速方式的选择 (4)2.2.6驱动方式选择 (4)3硬件设计 (5)3.1系统各器件简介 (5)3.1.1单线程数字温度传感器DS18B20 (5)3.1.2 ........................................................... AT89S51 单片机简介53.1.3桥式驱动电路L298N简介 (6)3.1.4 ....................................................... LCD1602 简介73.1.5对射式光电开关简介 (8)3.2各部分电路设计 (8)3.2.1开关复位与晶振电路 (8)3.2.2独立控制键盘电路 (9)3.2.3 ....................................................... LCD 显示电路93.2.4红外探测电路 (10)3.2.5温度采集电路 (10)3.2.6风扇驱动电路 (11)4软件设计 (11)4.1主程序流程图 (12)4.2液晶显示子程序 (13)4.3DS18B20 温度传感器子程序 (15)4.3.1温度读取程序 (15)4.3.2温度处理程序 (18)4.4键盘扫描子程序 (19)4.5温度比较处理子程序 (20)4.6电机控制程序（包含红外探测） (22)4.7软件设计中的问题与分析 (24)4.7.1 LCD 显示程序的问题 (24)4.7.2 .............................................................. DS18B20 的显示程序问题245硬件调试 (25)5.1 按键电路的调试 (25)5.2温度传感器电路的调试 (25)5.3电机电路的调试 (25)5.4红外感应电路的调试 (25)5.5硬件调试遇到的问题 (25)6结论26参考文献：........................27基于51 单片机的智能温控电扇设计摘要：风扇是人们日常生活中必不可缺的工具，尤其是在夏天，作为一种使用频率很高的电器，备受人们喜爱。
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分类号：TP212单位代码：科技大学本科专业职业生涯设计基于单片机的温度控制系统设计2012 年 4 月10日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. In order to facilitate the expansion and the change, the software design uses the modular structure, make the logic relation of designing program more concise, making hardware tocoordinatetheoperation under the software control.Keywords: SCM system; sensor; data acquisition; a / D converter temperature;目录1 绪论 (3)1.1课题的背景及其意义 (3)1.2课题研究的容及要求 (4)1．2.1 课题的主要研究的容 (4)2 AT89C51系列单片机介绍及硬件设计 (6)2.1 AT89C51系列单片机介绍 (6)2.1.1 AT89C51系列基本组成及特性 (6)2.1.2 AT89C51系列引脚功能 (7)2.1.3 AT89C51系列单片机的功能单元 (9)2．2 硬件设计 (12)2.2.1 温度采样部分 (12)2.2．2 控制温度 (14)2.2.3 模数转换部分 (15)2.2.4 模数转换技术 (15)2.2.5 积分型模数转换器 (15)2.2.6 显示部分 (16)3 软件设计 (18)3.1主程序流程图 (18)3.2 读温度子程序 (19)3.3 计算温度子程序 (19)3.4按键流程图 (20)3.5 显示流程图 (22)结论 (24)参考文献 (25)辞 (26)1 绪论1.1课题的背景及其意义现代工业设计，工程建设及日常生活中温度控制都起着重要的作用，早期的温度控制主要用于工厂时间生产中，能起到实时采集温度数据，提高生产效率，产品质量之用。
随着人们生活质量的提高，现代社会中的温度控制不仅应用在工厂生产方面也应用于酒店，厂房以及家庭生活中，在有些应用中，如高精度的生产厂房，对温度的要求极其严格，温度的变化极有可能对生产的产品造成极大的影响。
因此，这就需要一种能够及时检测温度变化以及温度变化的设备，提供温度数据值，使人们对温度的变化做及时的调整，多点温度控制可根据人们不同的应用环境自行设置该环境的温度值，及时反映生产，生活中温度变化使人们能及时看到温度变化的第一手资料，提示人们温度变化情况，协助人们能及时的调整，起到温度报警作用，使温度控制更好的服务于社会生产，生活。
电子技术的飞速发展，给人类的生活带来了根本的的变革，特别是随着大规模集成电路的产生而出现了微型计算机，更是将人类社会带入了一个新的时代。
利用微机的强大功能。
人们可以完成各种各样的控制。
然而，微机造价高，对于大多数的工业控制来说，也并不需要微机那样强大的功能，于是单片机就运用而生了。
单片机其实就是一个简化的微机，将微机的CPU，存储器，I/O接口。
定时器/计数器等集成在一片芯片上就是单片机了，它主要用来完成各种控制功能。
相对微机来说，单片机价格低，非常适合于应用在简单的控制场合以降低成本。
另外，单片机是按照工业控制要求设计的，其可靠性很高，可在工业现场复杂的环境下运行。
单片机依靠其高的可靠性和极高的性价比，在工业控制，数据采集，智能化仪表，家用电器等方面得到极为广泛的应用。
温度是表征物体冷热程度的物理量，温度测量则是工农业生产过程中一个很重要而普遍的参数。
温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用。
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。
而且随着科学技术和生产的不断发展，温度传感器的种类还是在不断增加丰富来满足生产生活中的需要。
在单片机温度测量系统中的关键是测量温度、控制温度和保持温度，温度测量是工业对象中主要的被控参数之一。
因此，单片机温度测量则是对温度进行有效的测量，并且能够在工业生产中得到了广泛的应用，尤其在电力工程、化工生产、机械制造、冶金工业等重要工业领域中，担负着重要的测量任务。
在日常生活中，也可广泛实用于地热、空调器、电加热器等各种家庭室温测量及工业设备温度测量场合。
但温度是一个模拟量，如果采用适当的技术和元件，将模拟的温度量转化为数字量虽不困难，但电路较复杂，成本较高。
1.2课题研究的容及要求1．2.1 课题的主要研究的容本文所要研究的课题是基于单片机控制的水温控制系统的设计，主要是介绍了对水箱温度的显示、控制及报警，实现了温度的实时显示及控制。
水箱水温控制部分，提出了用DS18S20、AT89C51单片机及LED的硬件电路完成对水温的实时检测及显示，利用DS18S20与单片机连接由软件与硬件电路配合来实现对加热电阻丝的实时控制及超出设定的上下限温度的报警系统。
而炉温度控制部分，采用一套PID闭环负反馈控制系统，由DS18S20检测炉温度，用中值滤波的方法取一个值存入程序存取器部一个单元作为最后检测信号，并在LED中显示。
控制器是用89C51单片机，用PID算法对检测信号和设定值的差值进行调节后输出控制信号给执行机构，去调节电阻炉的加热功率，从而控制炉温度。
它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，特别适合于构成多点的温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号供微机处理，而且每片DS18S20都有唯一的产品号，可以一并存入其ROM中，以便在构成大型温度测控系统时在单线上挂接任意多个DS18S20芯片。
从DS18S20读出或写入DS18S20信息仅需要一根口线，其读写及其温度变换功率来源于数据总线，该总线本身也可以向所挂接的DS18S20供电，而且不需要额外电源。
同时DS18S20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。
而且利用本次的设计主要实现温度测试，温度显示，温度门限设定，超过设定的门限值时自动启动加热装置等功能。
而且还要以单片机为主机，使温度传感器通过一根口线与单片机相连接，再加上温度控制部分和人机对话部分来共同实现温度的监测与控制。
1.2.2 用单片机实现其具体控制功能如下：（1）能够连续测量水的温度值，用十进制数码管来显示水的实际温度。
（2）能够设定水的温度值，设定围是30℃～90℃。
（3）能够实现水温的自动控制，如果设定水温为85℃，则能使水温保持恒定在85℃的温度下运行。
（4）用单片机AT89C51控制，通过按键来控制水温的设定值，数值采用数码管显示。
2 AT89C51系列单片机介绍及硬件设计2.1 AT89C51系列单片机介绍2.1.1 AT89C51系列基本组成及特性AT89C51是一种带4k字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
而在众多的51系列单片机中，要算ATMEL 公司的AT89C51更实用，也是一种高效微控制器，因为它不但和8051指令、管脚完全兼容，而且其片的4K程序存储器是FLASH工艺的，这种工艺的存储器，用户可以用电的方式达到瞬间擦除、改写。
而这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。
AT89C51基本功能描述如下：AT89C51是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器，而且在其片种还有4k字节的在线可重复编程快擦快写程序存储器，能重复写入/擦除1000次，数据保存时间为十年。
它与MCS-51系列单片机在指令系统和引脚上完全兼容，不仅可完全代替MCS-51系列单片机，而且能使系统具有许多MCS-51系列产品没有的功能。
AT89C51可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积, 增加系统的可靠性，降低了系统成本。
只要程序长度小于4k, 四个I/O口全部提供给用户。
可用5V电压编程，而且写入时间仅10毫秒, 仅为8751/87C51 的擦除时间的百分之一，与8751/87C51的12V电压擦写相比, 不易损坏器件, 没有两种电源的要求，改写时不拔下芯片，适合许多嵌入式控制领域。