单片机的浴室温度控制
【摘要】这次的设计主要的组成部分是硬件和软件，它的核心是AT89C52和DS18B20，通过继电器控制加热设备，力求实现智能控制，并能设定温度函数。温度传感器DS18B20，是可以直接转换成数字信号传输给微处理器。并且两者相连只需要用到一根线。DS18B20的特性决定了它可以内部供电。所以，当时序达到一定的值时，可以是DS18B20内部自我供电，这样可以使系统更加简单，安全性更高。系统的过程是：首先设定温度设定值的恒温值，并对温度值进行数字显示。然后，温度采样模拟给出A/D转换器模数转换，再转换数字控制与数字显示，最后利用单片机来控制加热器的运作或者停止，这样便可以达到我们设定的温度。
引言 1
（一）课题背景 1
（二）国内外发展现状及趋势 1
一、系统总体设计 2
（一）设计目的 2
（二）主要内容 2
（三）总体框图 2
二、主要元器件的选择 3
（一）控制元件 3
（二）温度传感器 3
（三）显示器 4
三、硬件电路设计 4
（一）单片机时钟电路和复位电路 4
（二）按键模块 5
（三）显示模块 6
（四）温度采集模块 7
（五）加热模块 7
四、软件设计 8
（一）主程序设计 8
（二）按键子程序设计 9
（三）温度采集子程序设计 10
五、调试 11
（一）硬件调试 11
（二）软件调试 12
结束语 13
参考文献 14
致谢 15
附录一 原理图 16
附录二 PCB图 17
附录三 元器件清单 18
附录四 源程序 19
引言
现如今温度是人们日常胜过工作中必不可少的一部分，温度控制也是人们现在探究的一个方向。传统的温度控制完全依赖人工，近几年来，计算机技术和微电子技术带来的温度控制发展的新机遇的发展，利用单片机来控制温度已经进入例如人们生
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活中。
因为人们在浴室里洗的时候，温差较大，与触摸水接触的开关更危险，所以考虑使用单片机来产生一个能够调节与时温度操作系统。这样做的话可以保证人们的安全，温度也能够自动调节，以适应人体的温度。
（一）课题背景
单片机的发展在我国还不算太长。但是相比较其他的软件，单片机已经算是那是非常成功的了，而且它的体积小，功能也比较强大，现在单片机已经运用在很多地方了。基于单片机的温度控制系统稳定、精度高。然而，与其他温度系统相比，它的响应速度比较慢，中断源太少并且不利于高要求的系统操作。
温度是我们生活中一个重要的参考数据。然而，根据不同的测温元件和测量方法，数据采集的精度和控制方法是不一样的。
我的这次论文的中心点是单片机的控制。单片机具有集成度高，功能性比较强，而且相比较于其他的，通用性也比较好。并且它的重量和体积小，能耗、可靠性、抗干扰能力比市面上其他物件都好。
（二）国内外发展现状及趋势
目前计算机的发展日益完善，等温控制在各个方面都有广泛的应用，并且取得了不小的成就。在不同的区域，由于受到各个方面的影响，必须要对整体结构和指定功能进行设计，这样才能达到最好的效果。其中，恒温环境自动控制技术是工业生产和商业运作中的一个重要研究课题。
现如今温度控制的研究与开发正在往精度高、智能化、小体积的方面发展。虽然温度控制产品现在广泛应用于中国，而且在技术上有了很大的进步，但但若是与其他国家相比的话，它的性能和使用技术仍然达不到发达国家的水准。这是我们所不可避免的。
温度控制系统在中国的应用虽然广泛，但是从温度控制的现状来看，单片机在中国的发展还不算太好，虽然我国使用单片机的为地方特别多，但是与国外还是有很大的差距的。我国目前主要使用PID控制器。但是它的控制范围特别小，而且无法掌握太复杂的系统。然而，国内技术还不成熟，这是适合于更高的控制智能温度控制。由于我国的发展滞后和对国外技术的保密性，我们没有开发出可靠的软件。大部分的控制参数是手动和现场调试。相比较国内国外的温度控制系统发展比较迅速，在智能化方面也比国内做的要好。
随着嵌入式系统的发展和嵌入式系统技术的发展，他们在各个方面都有在使用。现如今，产品电子化已经逐步走进了人们的正常生活，人们也越来越依赖电子产品，单片机作为一个人们日常生活中所用特别多的指令系统，涉及的方面也是特别的广。
一、系统总体设计
（一）设计目的
1.巩固、深化和拓展单片机应用知识，加大自己的知识面，不要放弃，坚持解决它。
2.增强对自己的认知，逐步完善自己的知识面。
3.通过对项目的设计分析、选型、比较，熟悉单片机系统的开发、开发过程、软硬件设计方法、内容和步骤。
4.了解和掌握温度传感器的使用DS18B220。
（二）主要内容
本次设计的重点是设计利用单片机来使温度加热。有毒DS18B20的独特性，我们可以直接读出数据。然后通过程序转变到单片机内，本次涉及的内容有：
1.基本能保证温度控制范围3540℃。
2.精度误差接近1℃。
3.数码管静态显示。
4.允许灵活设置温度值。
5.实现加热器的智能控制功能。
（三）总体框图
系统的总体框图如图1所示。
图1 系统整体设计框图
本次设计的主要内容是使浴室的温度达到一个恒温值，。利用按键系统的调节使浴室温度为39摄氏度，然后扫面单片机内部的程序，LED变更成相对应的数字，至此我们的温度恒温设定就完成了。然后我们利用温度传感器来测试当前浴室的温度，将测试出来的结果传输到单片机上与我们的恒温值作比较，如果测试的温度低于39℃时，控制系统对浴室温度加热；如果测试的温度高于设定的39℃，控制加热系统关闭，从而停止加热。通过控制热水器的温度，使水箱的温度保持恒定，使水箱的温度保持在39℃。
二、主要元器件的选择
（一）控制元件
本次设计的控制单元我们选择单片机AT89C52，AT89C52单片机作为此次设计的主控单元。AT89C52的性能高，低电压让我去选择它作为此次设计的控制单元。并且AT89C52的只读存储器可以反复擦拭大约1000次。AT89C52的制造特性决定了它密度高不易丢失的特点，他能够兼容于MCS51的输出管。由因为我们将多个存储器放在一个单片机内，AT89C52的处理器是十分高效的，本次设计。AT89C52的作用功不可没。
（二）温度传感器
DS18B20有很多的封装方式，这样我们本次设计才使用它。
引言 1
（一）课题背景 1
（二）国内外发展现状及趋势 1
一、系统总体设计 2
（一）设计目的 2
（二）主要内容 2
（三）总体框图 2
二、主要元器件的选择 3
（一）控制元件 3
（二）温度传感器 3
（三）显示器 4
三、硬件电路设计 4
（一）单片机时钟电路和复位电路 4
（二）按键模块 5
（三）显示模块 6
（四）温度采集模块 7
（五）加热模块 7
四、软件设计 8
（一）主程序设计 8
（二）按键子程序设计 9
（三）温度采集子程序设计 10
五、调试 11
（一）硬件调试 11
（二）软件调试 12
结束语 13
参考文献 14
致谢 15
附录一 原理图 16
附录二 PCB图 17
附录三 元器件清单 18
附录四 源程序 19
引言
现如今温度是人们日常胜过工作中必不可少的一部分，温度控制也是人们现在探究的一个方向。传统的温度控制完全依赖人工，近几年来，计算机技术和微电子技术带来的温度控制发展的新机遇的发展，利用单片机来控制温度已经进入例如人们生
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活中。
因为人们在浴室里洗的时候，温差较大，与触摸水接触的开关更危险，所以考虑使用单片机来产生一个能够调节与时温度操作系统。这样做的话可以保证人们的安全，温度也能够自动调节，以适应人体的温度。
（一）课题背景
单片机的发展在我国还不算太长。但是相比较其他的软件，单片机已经算是那是非常成功的了，而且它的体积小，功能也比较强大，现在单片机已经运用在很多地方了。基于单片机的温度控制系统稳定、精度高。然而，与其他温度系统相比，它的响应速度比较慢，中断源太少并且不利于高要求的系统操作。
温度是我们生活中一个重要的参考数据。然而，根据不同的测温元件和测量方法，数据采集的精度和控制方法是不一样的。
我的这次论文的中心点是单片机的控制。单片机具有集成度高，功能性比较强，而且相比较于其他的，通用性也比较好。并且它的重量和体积小，能耗、可靠性、抗干扰能力比市面上其他物件都好。
（二）国内外发展现状及趋势
目前计算机的发展日益完善，等温控制在各个方面都有广泛的应用，并且取得了不小的成就。在不同的区域，由于受到各个方面的影响，必须要对整体结构和指定功能进行设计，这样才能达到最好的效果。其中，恒温环境自动控制技术是工业生产和商业运作中的一个重要研究课题。
现如今温度控制的研究与开发正在往精度高、智能化、小体积的方面发展。虽然温度控制产品现在广泛应用于中国，而且在技术上有了很大的进步，但但若是与其他国家相比的话，它的性能和使用技术仍然达不到发达国家的水准。这是我们所不可避免的。
温度控制系统在中国的应用虽然广泛，但是从温度控制的现状来看，单片机在中国的发展还不算太好，虽然我国使用单片机的为地方特别多，但是与国外还是有很大的差距的。我国目前主要使用PID控制器。但是它的控制范围特别小，而且无法掌握太复杂的系统。然而，国内技术还不成熟，这是适合于更高的控制智能温度控制。由于我国的发展滞后和对国外技术的保密性，我们没有开发出可靠的软件。大部分的控制参数是手动和现场调试。相比较国内国外的温度控制系统发展比较迅速，在智能化方面也比国内做的要好。
随着嵌入式系统的发展和嵌入式系统技术的发展，他们在各个方面都有在使用。现如今，产品电子化已经逐步走进了人们的正常生活，人们也越来越依赖电子产品，单片机作为一个人们日常生活中所用特别多的指令系统，涉及的方面也是特别的广。
一、系统总体设计
（一）设计目的
1.巩固、深化和拓展单片机应用知识，加大自己的知识面，不要放弃，坚持解决它。
2.增强对自己的认知，逐步完善自己的知识面。
3.通过对项目的设计分析、选型、比较，熟悉单片机系统的开发、开发过程、软硬件设计方法、内容和步骤。
4.了解和掌握温度传感器的使用DS18B220。
（二）主要内容
本次设计的重点是设计利用单片机来使温度加热。有毒DS18B20的独特性，我们可以直接读出数据。然后通过程序转变到单片机内，本次涉及的内容有：
1.基本能保证温度控制范围3540℃。
2.精度误差接近1℃。
3.数码管静态显示。
4.允许灵活设置温度值。
5.实现加热器的智能控制功能。
（三）总体框图
系统的总体框图如图1所示。
图1 系统整体设计框图
本次设计的主要内容是使浴室的温度达到一个恒温值，。利用按键系统的调节使浴室温度为39摄氏度，然后扫面单片机内部的程序，LED变更成相对应的数字，至此我们的温度恒温设定就完成了。然后我们利用温度传感器来测试当前浴室的温度，将测试出来的结果传输到单片机上与我们的恒温值作比较，如果测试的温度低于39℃时，控制系统对浴室温度加热；如果测试的温度高于设定的39℃，控制加热系统关闭，从而停止加热。通过控制热水器的温度，使水箱的温度保持恒定，使水箱的温度保持在39℃。
二、主要元器件的选择
（一）控制元件
本次设计的控制单元我们选择单片机AT89C52，AT89C52单片机作为此次设计的主控单元。AT89C52的性能高，低电压让我去选择它作为此次设计的控制单元。并且AT89C52的只读存储器可以反复擦拭大约1000次。AT89C52的制造特性决定了它密度高不易丢失的特点，他能够兼容于MCS51的输出管。由因为我们将多个存储器放在一个单片机内，AT89C52的处理器是十分高效的，本次设计。AT89C52的作用功不可没。
（二）温度传感器
DS18B20有很多的封装方式，这样我们本次设计才使用它。
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