基于单片机的温度检测系统设计【字数：10787】
摘 要温度是工农业生产过程中最重要、最普遍的工艺参数之一。任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。所以温度检测系统就变的尤为重要，而随着时代的进步、社会的发展、科学技术的不断更新，温度的测量范围要求不断扩大，同时温度的测量准确性要求不断提高，基于此，本文设计了一款基于AVR单片机的温度检测系统，以ATMEGA16单片机为核心，由DS18B20温度传感器实时获取当前温度，然后通过LCD1602液晶显示当前温度、并且可以通过按键设置报警阈值，一旦当前温度超过设置的温度阈值，则声光报警，否则不报警。该系统主要是完成温度信号采集、处理、显示、报警等功能。
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题的背景 1
1.2国内外发展状况 1
1.3课题研究的目的及意义 2
1.3.1对于社会的目的及意义 2
1.3.2对于学生的目的及意义 2
第二章 系统的方案设计 4
2.1课题研究的内容 4
2.2课题研究的工作原理 4
2.3课题研究的系统方案的选择 5
第三章 硬件电路的设计 6
3.1关键器件的选取 6
3.1.1单片机的选取 6
3.1.2声光报警模块器件的选择 8
3.1.3液晶显示模块的选择 9
3.1.4按键电路的选择 10
3.1.5DS18B20温度传感器模块电路的选择 11
3.2整体硬件电路设计 13
第四章 软件程序的设计 14
4.1软件开发平台 14
4.1.1编程语言选择 14
4.2单片机程序开发环境 14
4.3程序流程图 15
第五章 系统焊接与调试 17
5.1电路焊接 17
5.2系统调试 18
5.2.1 系统程序调试 18
5.2.2 硬件测试 18
5.3实物测试 19
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
附录A *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
原理图 23
附录B 元器件清单 24
附录C 主程序代码 25
第一章 绪论
1.1选题的背景
温度是工业对象中一个主要的被控参数，它是一种常见的过程变量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形，结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制不好就可能引起生产安全，产品质量和产量等一系列问题。温度控制是许多机器的重要的构成部分，它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内，然后进行工件的加工与处理。不论是在生活中还是在工业生产过程中，温度的变化对生活、生产的某些细节环节都会造成不同程度的影响，所以适时地对温度进行控制具有重要的意义。自18世纪工业革命以来，工业发展便与温度控制有着绝对的联系。尤其是在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。所以温度检测系统就变的尤为重要，随着时代的进步、社会的发展、科学技术的不断更新,温度的测量范围要求不断扩大,同时温度的测量准确性要求也不断提高。因此,温度检测技术的研究就变成了一个非常重要的研究课题。随着现代工农业技术的发展以及人们对生活环境质量要求的提高,人们也迫切需要检测与控制温度，如大气及空调房中温度的高低,直接影响着人们的身体健康，在大规模集成电路生产线上,如果环境温度不适当,则会严重影响产品的质量，所以温度的测量与控制就具有十分重要的意义。测温技术在生产过程中，对于产品质量控制和监测，设备在线故障诊断，安全保护以及节约能源等方面都发挥了着重要作用，对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。而在当今社会中，人们生活水平不断提高,科技不断发展，单片机控制无疑成为人们追求的目标之一，它给人们带来的方便是不可否定的。单片机在测控领域中具有十分广泛的应用，它既可以测量电信号，又可以测量温度湿度等非电信号。所以由单片机构成的温度检测、温度控制系统可广泛应用于很多领域。而且单片机功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短，所以采用单片机来对温度进行检测控制，不仅具有操作方便、组态简单，稳定可靠，和灵活性高等优点，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。
1.2国内外发展状况
目前，国内外的温度测量技术已经比较成熟了，传统的电学测温法关注的是某些随温度变化的电学量，将他们作为温度的标志来进行温度的测量。这种方法一般需要先测出电学元件的电压，再转换成对应的温度，这样设计的话，硬件电路构造就会比较复杂，很难做到小型化，也不适合测量瞬间变化的温度，所以小型的智能温度传感器就应运而生，如今，温度传感器的使用已经十分广泛了。可以说是渗透到社会的每一个领域。而随着科技的不断发展，单片机的应用渗透到我们生活的方方面面，由于单片机通用性好，集成度高，质量轻，体积小，功耗低，抗干扰能力强，所以单片机在数字化，小型化，智能化方面具有广泛的用途。
传统的温度采集方法精度低，费时费力，所以利用单片机实现温度的采集检测是更好的选择。基于单片机设计的温度检测系统使用起来简单快捷，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。所以我设计的温度检测系统就是以单片机为核心，以多个温度、湿度传感器作为测量元件，通过单片机与智能传感器相连，采集存储智能传感器的测量数据。一个完整的温度检测系统一般包括三个模块：传感模块，控制模块，显示模块。传感模块可以实现将温度信号的采集，并传送给单片机进行相应的处理，完成智能控制过程，并将环境温度，系统状态等信息显示在显示模块上。甚至单片机对这些系统的控制己经不是简单的、独立的、静态的直接数字控制， 而是基于环境模型上的监督控制，以及基于专家系统上的人工智能控制，目前一些国家在温度检测系统领域上正在向着完全自动化、无人化的方向发展。所以由单片机构成的温度检测、温度控制系统可广泛应用于很多领域。
1.3课题研究的目的及意义
1.3.1对于社会的目的及意义
基于单片机的温度检测系统在当前的工农业生产中非常的实用，它不仅可以实现对环境温度的实时有效的检测和精确测量，还能根据提前设定的温度数值来调节温度，控制温度，该系统具有研制成本低、精度高、可靠性强、操作灵活、可拓展性钱的特点，可以极大地方便操作者使用，大大的提高生产效率，减低生产过程中因为温度失控产生的问题，有很强的推广价值和应用前景。
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题的背景 1
1.2国内外发展状况 1
1.3课题研究的目的及意义 2
1.3.1对于社会的目的及意义 2
1.3.2对于学生的目的及意义 2
第二章 系统的方案设计 4
2.1课题研究的内容 4
2.2课题研究的工作原理 4
2.3课题研究的系统方案的选择 5
第三章 硬件电路的设计 6
3.1关键器件的选取 6
3.1.1单片机的选取 6
3.1.2声光报警模块器件的选择 8
3.1.3液晶显示模块的选择 9
3.1.4按键电路的选择 10
3.1.5DS18B20温度传感器模块电路的选择 11
3.2整体硬件电路设计 13
第四章 软件程序的设计 14
4.1软件开发平台 14
4.1.1编程语言选择 14
4.2单片机程序开发环境 14
4.3程序流程图 15
第五章 系统焊接与调试 17
5.1电路焊接 17
5.2系统调试 18
5.2.1 系统程序调试 18
5.2.2 硬件测试 18
5.3实物测试 19
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
附录A *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
原理图 23
附录B 元器件清单 24
附录C 主程序代码 25
第一章 绪论
1.1选题的背景
温度是工业对象中一个主要的被控参数，它是一种常见的过程变量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形，结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制不好就可能引起生产安全，产品质量和产量等一系列问题。温度控制是许多机器的重要的构成部分，它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内，然后进行工件的加工与处理。不论是在生活中还是在工业生产过程中，温度的变化对生活、生产的某些细节环节都会造成不同程度的影响，所以适时地对温度进行控制具有重要的意义。自18世纪工业革命以来，工业发展便与温度控制有着绝对的联系。尤其是在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。所以温度检测系统就变的尤为重要，随着时代的进步、社会的发展、科学技术的不断更新,温度的测量范围要求不断扩大,同时温度的测量准确性要求也不断提高。因此,温度检测技术的研究就变成了一个非常重要的研究课题。随着现代工农业技术的发展以及人们对生活环境质量要求的提高,人们也迫切需要检测与控制温度，如大气及空调房中温度的高低,直接影响着人们的身体健康，在大规模集成电路生产线上,如果环境温度不适当,则会严重影响产品的质量，所以温度的测量与控制就具有十分重要的意义。测温技术在生产过程中，对于产品质量控制和监测，设备在线故障诊断，安全保护以及节约能源等方面都发挥了着重要作用，对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。而在当今社会中，人们生活水平不断提高,科技不断发展，单片机控制无疑成为人们追求的目标之一，它给人们带来的方便是不可否定的。单片机在测控领域中具有十分广泛的应用，它既可以测量电信号，又可以测量温度湿度等非电信号。所以由单片机构成的温度检测、温度控制系统可广泛应用于很多领域。而且单片机功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短，所以采用单片机来对温度进行检测控制，不仅具有操作方便、组态简单，稳定可靠，和灵活性高等优点，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。
1.2国内外发展状况
目前，国内外的温度测量技术已经比较成熟了，传统的电学测温法关注的是某些随温度变化的电学量，将他们作为温度的标志来进行温度的测量。这种方法一般需要先测出电学元件的电压，再转换成对应的温度，这样设计的话，硬件电路构造就会比较复杂，很难做到小型化，也不适合测量瞬间变化的温度，所以小型的智能温度传感器就应运而生，如今，温度传感器的使用已经十分广泛了。可以说是渗透到社会的每一个领域。而随着科技的不断发展，单片机的应用渗透到我们生活的方方面面，由于单片机通用性好，集成度高，质量轻，体积小，功耗低，抗干扰能力强，所以单片机在数字化，小型化，智能化方面具有广泛的用途。
传统的温度采集方法精度低，费时费力，所以利用单片机实现温度的采集检测是更好的选择。基于单片机设计的温度检测系统使用起来简单快捷，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。所以我设计的温度检测系统就是以单片机为核心，以多个温度、湿度传感器作为测量元件，通过单片机与智能传感器相连，采集存储智能传感器的测量数据。一个完整的温度检测系统一般包括三个模块：传感模块，控制模块，显示模块。传感模块可以实现将温度信号的采集，并传送给单片机进行相应的处理，完成智能控制过程，并将环境温度，系统状态等信息显示在显示模块上。甚至单片机对这些系统的控制己经不是简单的、独立的、静态的直接数字控制， 而是基于环境模型上的监督控制，以及基于专家系统上的人工智能控制，目前一些国家在温度检测系统领域上正在向着完全自动化、无人化的方向发展。所以由单片机构成的温度检测、温度控制系统可广泛应用于很多领域。
1.3课题研究的目的及意义
1.3.1对于社会的目的及意义
基于单片机的温度检测系统在当前的工农业生产中非常的实用，它不仅可以实现对环境温度的实时有效的检测和精确测量，还能根据提前设定的温度数值来调节温度，控制温度，该系统具有研制成本低、精度高、可靠性强、操作灵活、可拓展性钱的特点，可以极大地方便操作者使用，大大的提高生产效率，减低生产过程中因为温度失控产生的问题，有很强的推广价值和应用前景。
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