智能温控调节系统设计(附件)【字数：5963】
到现在，计算机技术的高速发展，出现了智能温度控制系统，利用单片机为核心，多种电路协同作用，实现温度的智能监测和控制，满足了社会发展的需要。本文介绍了智能温度控制系统。该系统对温度非常敏感，并且还可以随时显示设备的当前温度，以便操作员可以更好地监控温度变化。该系统使用单品牌STC89C-51微机控制整个系统的核心，作为控制平台来控制风扇转速以调节温度以满足我们的需求。 DS18B20数字温度传感器用于收集实时温度，该温度由芯片微计算机处理以使直流风扇电机通过三极管。根据实时收集的温度，风扇可以自动启动和停止。
目录
一、引言 1
（一）课题研究背景及意义 1
（二）基于单片机的智能温度控制 1
二、温度控制系统的发展及原理 2
（一）温度传感发展 2
（二）DS18B20温度传感器的介绍 2
（三）DS18B20的测温方法 3
三、系统硬件选型设计 5
（一）系统结构组成 5
（二）系统电路设计 5
四、软件实现 9
（一）主程序设计 9
（二）子程序设计 10
五、系统仿真分析 12
（一）目测 12
（二）硬件调试 12
（三）软件调试 12
（四）注意事项 12
总结 15
致谢 16
参考文献 17
附录 18
一、引言
（一）课题研究背景及意义
在人类日常活动中很多方面，温度都是一个很普遍重要的参数，特别是在工业、炼油、电子、冶金等相关产业中，有着广泛的应用，在不同的领域，不同的工作环境下，对温度的要求也不一样，准确测量，稳定，温度控制就成了必要了。温度控制系统普遍存在于这些产业中，具有非常重要地位，计算机技术在近几年得到了的快速发展，使得温度控制系统也从刚开始的定值开关控制进步到PID线控制，继而发展到如今的基于计算机技术的智能温度控制系统，这是工业温度控制系统的前行道路。
在工业生产和生活中，温度控制系统的主要作用是能够使得温度保持在一个定值或者在某一个温度区间内变化，稳定高效，不易 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
受外界环境干扰。目前，温度控制还是处于传统式，独立式机械装置进行测量控制，手工操作，人工记录，它的功能、性能以及规格参数等设计主要由生产产家决定，而使用者不能随意对其进行改变，对其的适用性有了局限。目前。智能温控的出现，很好地改观了这一情况，只能温控可实现用户随意更改温度控制系统的使用范围，随时可改变检测对象，适用性强，减少了人力资源的投入比，没有了传统温度控制的局限性。
全球经济的不断提高，人民的物质需求也不断发生改变，无论是工业还是日常生活中，单片机的应用有助于解决不同用户对温度控制点的不同需求，这已经成为了只能温度控制系统的必然发展趋势。
（二）基于单片机的智能温度控制
在工程各个领域中，对温度控制都是一个硬指标，温度将会影响整个工业的最终结果，下面将对温度控制在工程中的应用进行说明。Smart温控系统以STC89C51单片机为核心元件，他主要是由温度检测电路、外部数据输入电路、数据分析显示电路这三部分组成。基于STC89C51单片机的主要思想是实现了硬件软件化，除了少部分的数据输入等步骤，大部分的工作都是通过软件进行，是系统所有部分都稳定工作，避免了繁杂的操作等引起的测量误差，基本实现温度控制完全智能化。
最后大概的说明一下单MCU智能温控系统具体的工作原理，温度传感器通过自身采集周围的温度数据，把采集到的温度数据经过分析，传输给单片机，让单片机作出控制指令，微控制器的温度控制基于输入范围，通过继电器控制加热设备完成智能控制系统设计。
二、温度控制系统的发展及原理
（一）温度传感发展
温度作为一个物理参数，被用来反映实际物体的冷热变化，它是自然界中必不可少的一部分，随着人们对温度的进一步研究，温度在工业设备，交通运输，生物技术，农业发展都有着不可替代的作用。而人们为了获取人身体之外的信息，必须借助人类自身的感觉器官，但是不管是从灵敏度还是其他方面来讲，人们单靠自己的感觉器官是远远不够的。这个时候就需要传感器来充当人类了解这些信息的媒介。传感器是一种用于专业检测的器件装置，它对于被测物体有着极其灵敏的感知，而且传感器的内置结构表示着它可以讲所获取的信号以人们所想要的形式进行输出、处理、记录和控制。
（二）DS18B20温度传感器的介绍
在新世纪以来，在众多新开发的温度传感器中，DS18B20是其中之一。如上所述，温度传感器它是将采集到的温度信息直接变为数字信号，然后通过单条数据传输到单片机中进行处理。这种传感器的结构极其小，它将温度灵敏器件，用于信号传输的A/D转换器、存储器都被集合设计到其中的微小芯片上面。
1. DS18B20内部结构
DS18B20所采用的包装结构是三脚PR35，如图21所示。
/
图21 DS18B20封装结构
引脚说明：
① GND为接地端口；
② VDD为外接电源输入端口；
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图22 DS18B20内部结构
2. DS18B20性能特点
① DS18B20的使用是不需要任何外加元器件，与传统传感器相比，它能把所有的电路以及传感器原件集中到一个很小的电路里面，类似于三极管大小一样。
② 被测的温度的范围：零下54℃到高温124℃，且在10~+85℃时候的精度是±0.5℃；
③ 采集数据转换为数字信号，传输给单片机，让单片机进行控制
④ 电压特性：当出现总开关的两极反接时，由于其导致产生的高强温度并不会损坏内部部件，起到了很强的保护作用。
（三）DS18B20的测温方法
1. DS18B20的测温原理
通过DS18B20的协议可以了解到，单片机控制DS18B20来进行温度测量必须经过三个步骤：
①进行数据采集时，要对DS18B20进行恢复出厂设置；
②重置结束后给传输ROM指令；
③最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预订的操作。
/
图23 线性示意图
2. DS18B20的测温原理
/
图24 测温原理内部装置
在使用DS18B20的时候，多采用一线对多口的连接方式，即在单片机上一个端口连接多个DS18B20，这样就可以实现对多个端口进行同步温度测量，可以极大的增大测量效率。但是对于这样的单片机来讲，所要遵循的协议也是非常严格的，要严格按照协议上的时序要求才能达到所预想的测量方案。所操控的DS18B20必须经过：
目录
一、引言 1
（一）课题研究背景及意义 1
（二）基于单片机的智能温度控制 1
二、温度控制系统的发展及原理 2
（一）温度传感发展 2
（二）DS18B20温度传感器的介绍 2
（三）DS18B20的测温方法 3
三、系统硬件选型设计 5
（一）系统结构组成 5
（二）系统电路设计 5
四、软件实现 9
（一）主程序设计 9
（二）子程序设计 10
五、系统仿真分析 12
（一）目测 12
（二）硬件调试 12
（三）软件调试 12
（四）注意事项 12
总结 15
致谢 16
参考文献 17
附录 18
一、引言
（一）课题研究背景及意义
在人类日常活动中很多方面，温度都是一个很普遍重要的参数，特别是在工业、炼油、电子、冶金等相关产业中，有着广泛的应用，在不同的领域，不同的工作环境下，对温度的要求也不一样，准确测量，稳定，温度控制就成了必要了。温度控制系统普遍存在于这些产业中，具有非常重要地位，计算机技术在近几年得到了的快速发展，使得温度控制系统也从刚开始的定值开关控制进步到PID线控制，继而发展到如今的基于计算机技术的智能温度控制系统，这是工业温度控制系统的前行道路。
在工业生产和生活中，温度控制系统的主要作用是能够使得温度保持在一个定值或者在某一个温度区间内变化，稳定高效，不易 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
受外界环境干扰。目前，温度控制还是处于传统式，独立式机械装置进行测量控制，手工操作，人工记录，它的功能、性能以及规格参数等设计主要由生产产家决定，而使用者不能随意对其进行改变，对其的适用性有了局限。目前。智能温控的出现，很好地改观了这一情况，只能温控可实现用户随意更改温度控制系统的使用范围，随时可改变检测对象，适用性强，减少了人力资源的投入比，没有了传统温度控制的局限性。
全球经济的不断提高，人民的物质需求也不断发生改变，无论是工业还是日常生活中，单片机的应用有助于解决不同用户对温度控制点的不同需求，这已经成为了只能温度控制系统的必然发展趋势。
（二）基于单片机的智能温度控制
在工程各个领域中，对温度控制都是一个硬指标，温度将会影响整个工业的最终结果，下面将对温度控制在工程中的应用进行说明。Smart温控系统以STC89C51单片机为核心元件，他主要是由温度检测电路、外部数据输入电路、数据分析显示电路这三部分组成。基于STC89C51单片机的主要思想是实现了硬件软件化，除了少部分的数据输入等步骤，大部分的工作都是通过软件进行，是系统所有部分都稳定工作，避免了繁杂的操作等引起的测量误差，基本实现温度控制完全智能化。
最后大概的说明一下单MCU智能温控系统具体的工作原理，温度传感器通过自身采集周围的温度数据，把采集到的温度数据经过分析，传输给单片机，让单片机作出控制指令，微控制器的温度控制基于输入范围，通过继电器控制加热设备完成智能控制系统设计。
二、温度控制系统的发展及原理
（一）温度传感发展
温度作为一个物理参数，被用来反映实际物体的冷热变化，它是自然界中必不可少的一部分，随着人们对温度的进一步研究，温度在工业设备，交通运输，生物技术，农业发展都有着不可替代的作用。而人们为了获取人身体之外的信息，必须借助人类自身的感觉器官，但是不管是从灵敏度还是其他方面来讲，人们单靠自己的感觉器官是远远不够的。这个时候就需要传感器来充当人类了解这些信息的媒介。传感器是一种用于专业检测的器件装置，它对于被测物体有着极其灵敏的感知，而且传感器的内置结构表示着它可以讲所获取的信号以人们所想要的形式进行输出、处理、记录和控制。
（二）DS18B20温度传感器的介绍
在新世纪以来，在众多新开发的温度传感器中，DS18B20是其中之一。如上所述，温度传感器它是将采集到的温度信息直接变为数字信号，然后通过单条数据传输到单片机中进行处理。这种传感器的结构极其小，它将温度灵敏器件，用于信号传输的A/D转换器、存储器都被集合设计到其中的微小芯片上面。
1. DS18B20内部结构
DS18B20所采用的包装结构是三脚PR35，如图21所示。
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图21 DS18B20封装结构
引脚说明：
① GND为接地端口；
② VDD为外接电源输入端口；
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图22 DS18B20内部结构
2. DS18B20性能特点
① DS18B20的使用是不需要任何外加元器件，与传统传感器相比，它能把所有的电路以及传感器原件集中到一个很小的电路里面，类似于三极管大小一样。
② 被测的温度的范围：零下54℃到高温124℃，且在10~+85℃时候的精度是±0.5℃；
③ 采集数据转换为数字信号，传输给单片机，让单片机进行控制
④ 电压特性：当出现总开关的两极反接时，由于其导致产生的高强温度并不会损坏内部部件，起到了很强的保护作用。
（三）DS18B20的测温方法
1. DS18B20的测温原理
通过DS18B20的协议可以了解到，单片机控制DS18B20来进行温度测量必须经过三个步骤：
①进行数据采集时，要对DS18B20进行恢复出厂设置；
②重置结束后给传输ROM指令；
③最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预订的操作。
/
图23 线性示意图
2. DS18B20的测温原理
/
图24 测温原理内部装置
在使用DS18B20的时候，多采用一线对多口的连接方式，即在单片机上一个端口连接多个DS18B20，这样就可以实现对多个端口进行同步温度测量，可以极大的增大测量效率。但是对于这样的单片机来讲，所要遵循的协议也是非常严格的，要严格按照协议上的时序要求才能达到所预想的测量方案。所操控的DS18B20必须经过：
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