单片机的温度控制系统的设计
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引言 1
（一）研究的背景 1
（二）研究的目的和意义 1
（三）研究内容 1
一、系统的组成与功能 2
（一）系统组成 2
（二）系统功能 2
二、单片机介绍 3
（一）主要特性 3
（二）管脚说明 4
三、系统的硬件设计 5
（一）时钟电路 5
（二）复位电路 6
（三）温度采集电路 7
（四）温度显示电路 8
（五）温度控制电路 12
（六）报警电路 13
四、系统的软件设计 14
（一）主程序设计 14
（二）温度控制子程序设计 15
（三）显示子程序设计 15
参考文献 18
致谢 19
附录一 原理图 20
附录二 源程序 21
引言
（一）研究的背景
电子设备的普及和发展给我们的生活带来了重大影响，一些电子工具也衍生而出，逐渐解放人们的双手。社会的不断进步，也标志着工具给人们生活带来的巨大变革，工具的智能化主要依赖于计算机的控制，计算机控制系统正是满足人们这一需求而发展起来的重大技术。它主要研究的是如何将计算机技术通过信息化技术导入硬件，进而让硬件主体进行实体化运作，以达到人们想要的实际效果。本设计正是这一领域的一个真实案例。通过本次课程设计，我们更加了解认识单片机在人们生活中的重大作用，以及它的运作原理。
（二）研究的目的和意义
光照、温度、湿度等本是自然界的天然产物，技术的进步，让我们对它们有了更加的了解，并予良好的掌控运用，在人们的手 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
中，它们变成了不可缺少的物理量和信息量，国际单位制七个基本量中就包含了温度。路边的光感电灯 、银行的感应门和卫生间的感应水龙头等，感应系统地出现就如同一个无形的手臂，我们的生活因此变得更轻松、简便，一步步走向智能化。同时犹豫人们对微机测量与控制技术的不断开发应用，人们对控制系统的日益依赖，加剧了人们对控制系统的升级研发脚步，以单片机为核心的温度控制系的研发和应用给人们生活和各领域的生产带来了不可磨灭的影响，而且提高了人们对温度的掌控利用水平，温度不仅是一种气候现象，在人们手里，它是一种信息交互，系统的完美运行主要依赖于它的温度起伏。为此对温度的控制和利用在人们的生活和工业生产中至关重要，温度的测量一般使用各类型的温度采集器，自动化技术和计算机的不断提升，进而产生了适应这一领域的功能型器件——温度采集器。人们对温度的掌控和了解已经有很多年了，人们可以检测温度的变化，根据温度值的跳变，做出许多温度控制开关和反馈式工具，在农业温室大鹏、钢铁的冶炼还有比如家用空调等很多领域都有应用。此系统对温度的采集使用的是DS18B20温度采集器，它不光是感知温度，还能根据程序判定生成报警指令。温度采集结束后，所收集的温度数据，通过单片机内的程序分析，会逐一下发对LCD1602显示器和升温降温系统的控制指令，以达到显示和温度控制共同实现的目的。
该通系统的学习能让我们对温度控制能有个更深入的认识，从温度的采集到控制形式的运作，都是一步步探索发现。同时能让我们认识的简单的微处理器如何将信号转换成控制指令。也希望大家能借此以例，以其他比如湿度、风力等物理量为变量，设计出更多类型的控制系统。
（三）研究内容
首先通过DS18B20收集外界环境温度，以数据信号传达至单片机，并生成报警信号。同时生成并通过单片机控制，控制的实现前提是对控制程序的写入。该程序事先使用编程软件Keil进行编写，并用Proteus进行模拟测试，检验是否达到预期效果。
一、系统的组成与功能
（一）系统组成
此系统的核心AT89C52如同人体的大脑，其控制着DS18B20对外界环境的采集与检测，采集的温度数据首先经过AT89C52进行判断，程序预先设置了标准温度范围，若超出温度范围，会同时向液晶显示、升温降温系统、报警电路传达反馈指令，弱温度在正常范围内，只会想液晶显示差un大显示指令。温度控制控系统的组成如图1所示。
图1 温控系统组成
（二）系统功能
此温度控制系统可以分为六大模块：电源供应模块、温度采集模块、温度数值显示模块、单片机控制模块、温度报警模块、温度控制模块。单片机模块通过读取自身程序分析采集的数据、做出反馈，并将这些数据存储，通过对这些反馈数据的读写，而生成对其他模块的控制指令，其他模块遵照指令运行。温度采集模块主要是由DS18B20温度采集器构成，该采集器能够精确采集外界环境温度，将温度信号传导至单片机控制模块，单片机会将信号进行判读写操作，再分别传导至温度数值显示模块和温度报警模块，温度数值显示模块主要是由LCD1602液晶显示屏构成，它的主要作用是实时精确显示温度数值，倘若超出程序预设温度范围，温度报警模块会发出报警，这时通过LCD1602液晶显示屏能够很好的得出是温度过高还是过低，进而进行温度控制处理。可以通过编程软件Keil进行编写出自己想要的数值范围，但是温度是温度采集器能承受的范围。
二、单片机介绍
AT89C52原产于美国的AEML公司。选择它之前，充分考虑了设计成本，和性能上的不浪费，经过逐一对比，它的性价最高。AT89C52是一个高性能CMOS并且低电压的8位单片机，它的内部带有256B随机存取的RAM和8K字节的可反复擦写的FLASH存储器。AT89C52比起AT89C51性能优势更大，擦洗次数往往大于1000次，但是它依然是基于工业标准的C51内核。起构成上总共有40个引脚，它的内部管脚和功能与8XC52完全相同。它集合8位CPU与多功能闪速存储器于一身。AT89C52单片机引脚如图2所示。
图2 单片机引脚
（一）主要特性
与MCS-51 兼容
8K字节可编程FLASH存储器
寿命：1000写/擦循环
32个双向I/O端口
两个16位定时器/计数器
3个中断源
可编程串行通道
低功耗的闲置和掉电模式
片内振荡器和时钟电路
（二）管脚的功能
/EA/VPP：当对/EA端输入低电平的时候，可以直接将其接入外部存储器，输入高电平的时候，相当于与外部存储器断开，与内部存储器连接。如果外部被锁定为1，将会会当作RST端使用。
图3 时钟电路
（二）复位电路
复位电路如图4所示，复位电路的主要作用是在电路通电时，生成复位信号，目的是达到清除设置和数据的目的。复位信号的生成是通过对电容的充放电实现的。要想实现AT89C52的复位，需要将RST接上5V电源，电容会被短路，此时只需要接个持续2us的高电平即可实现复位。充电时，RST端由于电压的下降，直到跳变为低电平，此时单片机工作开始。系统中使用的AT89C52单片机，
引言 1
（一）研究的背景 1
（二）研究的目的和意义 1
（三）研究内容 1
一、系统的组成与功能 2
（一）系统组成 2
（二）系统功能 2
二、单片机介绍 3
（一）主要特性 3
（二）管脚说明 4
三、系统的硬件设计 5
（一）时钟电路 5
（二）复位电路 6
（三）温度采集电路 7
（四）温度显示电路 8
（五）温度控制电路 12
（六）报警电路 13
四、系统的软件设计 14
（一）主程序设计 14
（二）温度控制子程序设计 15
（三）显示子程序设计 15
参考文献 18
致谢 19
附录一 原理图 20
附录二 源程序 21
引言
（一）研究的背景
电子设备的普及和发展给我们的生活带来了重大影响，一些电子工具也衍生而出，逐渐解放人们的双手。社会的不断进步，也标志着工具给人们生活带来的巨大变革，工具的智能化主要依赖于计算机的控制，计算机控制系统正是满足人们这一需求而发展起来的重大技术。它主要研究的是如何将计算机技术通过信息化技术导入硬件，进而让硬件主体进行实体化运作，以达到人们想要的实际效果。本设计正是这一领域的一个真实案例。通过本次课程设计，我们更加了解认识单片机在人们生活中的重大作用，以及它的运作原理。
（二）研究的目的和意义
光照、温度、湿度等本是自然界的天然产物，技术的进步，让我们对它们有了更加的了解，并予良好的掌控运用，在人们的手 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
中，它们变成了不可缺少的物理量和信息量，国际单位制七个基本量中就包含了温度。路边的光感电灯 、银行的感应门和卫生间的感应水龙头等，感应系统地出现就如同一个无形的手臂，我们的生活因此变得更轻松、简便，一步步走向智能化。同时犹豫人们对微机测量与控制技术的不断开发应用，人们对控制系统的日益依赖，加剧了人们对控制系统的升级研发脚步，以单片机为核心的温度控制系的研发和应用给人们生活和各领域的生产带来了不可磨灭的影响，而且提高了人们对温度的掌控利用水平，温度不仅是一种气候现象，在人们手里，它是一种信息交互，系统的完美运行主要依赖于它的温度起伏。为此对温度的控制和利用在人们的生活和工业生产中至关重要，温度的测量一般使用各类型的温度采集器，自动化技术和计算机的不断提升，进而产生了适应这一领域的功能型器件——温度采集器。人们对温度的掌控和了解已经有很多年了，人们可以检测温度的变化，根据温度值的跳变，做出许多温度控制开关和反馈式工具，在农业温室大鹏、钢铁的冶炼还有比如家用空调等很多领域都有应用。此系统对温度的采集使用的是DS18B20温度采集器，它不光是感知温度，还能根据程序判定生成报警指令。温度采集结束后，所收集的温度数据，通过单片机内的程序分析，会逐一下发对LCD1602显示器和升温降温系统的控制指令，以达到显示和温度控制共同实现的目的。
该通系统的学习能让我们对温度控制能有个更深入的认识，从温度的采集到控制形式的运作，都是一步步探索发现。同时能让我们认识的简单的微处理器如何将信号转换成控制指令。也希望大家能借此以例，以其他比如湿度、风力等物理量为变量，设计出更多类型的控制系统。
（三）研究内容
首先通过DS18B20收集外界环境温度，以数据信号传达至单片机，并生成报警信号。同时生成并通过单片机控制，控制的实现前提是对控制程序的写入。该程序事先使用编程软件Keil进行编写，并用Proteus进行模拟测试，检验是否达到预期效果。
一、系统的组成与功能
（一）系统组成
此系统的核心AT89C52如同人体的大脑，其控制着DS18B20对外界环境的采集与检测，采集的温度数据首先经过AT89C52进行判断，程序预先设置了标准温度范围，若超出温度范围，会同时向液晶显示、升温降温系统、报警电路传达反馈指令，弱温度在正常范围内，只会想液晶显示差un大显示指令。温度控制控系统的组成如图1所示。
图1 温控系统组成
（二）系统功能
此温度控制系统可以分为六大模块：电源供应模块、温度采集模块、温度数值显示模块、单片机控制模块、温度报警模块、温度控制模块。单片机模块通过读取自身程序分析采集的数据、做出反馈，并将这些数据存储，通过对这些反馈数据的读写，而生成对其他模块的控制指令，其他模块遵照指令运行。温度采集模块主要是由DS18B20温度采集器构成，该采集器能够精确采集外界环境温度，将温度信号传导至单片机控制模块，单片机会将信号进行判读写操作，再分别传导至温度数值显示模块和温度报警模块，温度数值显示模块主要是由LCD1602液晶显示屏构成，它的主要作用是实时精确显示温度数值，倘若超出程序预设温度范围，温度报警模块会发出报警，这时通过LCD1602液晶显示屏能够很好的得出是温度过高还是过低，进而进行温度控制处理。可以通过编程软件Keil进行编写出自己想要的数值范围，但是温度是温度采集器能承受的范围。
二、单片机介绍
AT89C52原产于美国的AEML公司。选择它之前，充分考虑了设计成本，和性能上的不浪费，经过逐一对比，它的性价最高。AT89C52是一个高性能CMOS并且低电压的8位单片机，它的内部带有256B随机存取的RAM和8K字节的可反复擦写的FLASH存储器。AT89C52比起AT89C51性能优势更大，擦洗次数往往大于1000次，但是它依然是基于工业标准的C51内核。起构成上总共有40个引脚，它的内部管脚和功能与8XC52完全相同。它集合8位CPU与多功能闪速存储器于一身。AT89C52单片机引脚如图2所示。
图2 单片机引脚
（一）主要特性
与MCS-51 兼容
8K字节可编程FLASH存储器
寿命：1000写/擦循环
32个双向I/O端口
两个16位定时器/计数器
3个中断源
可编程串行通道
低功耗的闲置和掉电模式
片内振荡器和时钟电路
（二）管脚的功能
/EA/VPP：当对/EA端输入低电平的时候，可以直接将其接入外部存储器，输入高电平的时候，相当于与外部存储器断开，与内部存储器连接。如果外部被锁定为1，将会会当作RST端使用。
图3 时钟电路
（二）复位电路
复位电路如图4所示，复位电路的主要作用是在电路通电时，生成复位信号，目的是达到清除设置和数据的目的。复位信号的生成是通过对电容的充放电实现的。要想实现AT89C52的复位，需要将RST接上5V电源，电容会被短路，此时只需要接个持续2us的高电平即可实现复位。充电时，RST端由于电压的下降，直到跳变为低电平，此时单片机工作开始。系统中使用的AT89C52单片机，
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