单片机的测温控制系统设计
目 录
一、引言 1
（一） 测温控制器的背景 1
（二）单片机的意义和本设计特点 1
二、 系统设计 2
（一） 系统总设计结构图 2
（二）蜂鸣器和按键简介 3
（三） 主控芯片STC89C52单片机简介 3
（四） 数码管的简介 5
（五）DS18B20简介 3
（六）74HC138及74HC573芯片简介 3
三、 系统硬件设计 7
（一）系统电路设计 8
（二）Proteus原理图的绘制 11
四、 软件设计 17
（一）系统软件设计整体思路 17
（二）系统软件设计流程图 18
五、 程序调试 19
（一） 程序调试用到的软件及工具 19
（二） KEIL C51简介 19
（三）调试过程 19
六 、仿真调试 19
（一） Proteus介绍 19
（二） 仿真结果 19
七、 设计总结与展望 22
致 谢 23
参考文献 24
附录 25
一 、引言
（一） 测温控制器的背景
温度是一个非常重要的物理量，无论是工业控制还是家庭等场所的测量都是有十分重要的意义。
传统使用测量温度的都是通过水银指示或者热敏元件之类的，而那些误差是比较大的，随着人们对精度的要求越来越高，这些传统的测温仪器也 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
就远远不能满足快速发展的社会需求，伴随着数字温度传感器快速崛起。随着微电子和传感器技术的发展，数字温度传感器的应用也越来越广，对它的需求量与日俱增，它广泛应用于工业测温控制系统，家庭智能家居系统的控制，医院测温设备等等电子产品中。该温度传感器除了其具有低功耗和体积小的优势外，还有控制简单和价格低的优势。由于现代工业对温度控制的要求非常高，同时又需要对其进行控制，即将温度检测与控制系统结合起来，实现智能的检测控制。因此本设计中研究基于单片机的测温控制系统就非常有必要了。
（二） 单片机的意义和本设计特点
在现代生活的各个领域中，单片机几乎已经完全控制了整个行业，甚至已经潜移默化的改变了人们的生活方式和生活习惯，大到航空航天领域，小到马路上各式各样的花样灯控制等等。这无不体现单片机的智能以及重要性。可以预示单片机未来的发展趋势：
（1）低功CMOS耗化；
（2）微型单片化；
（3）主流与多品种共存化；
（4）大容量、高性能化：以往单片机内的ROM为1KB～4KB，RAM 为64～128B；
单片机又称单片微控制器，它把一个计算机系统集成到一个芯片里。简单的来讲，就是把我们电脑主板上是由CPU处理、程序存储器、数据存储器、输入输出电路IO、显示设备等模块集成到了一块微小的芯片之内。它体积小，价格便宜，功能丰富，调写程序便利。
因为它兼容了传统的8051系列MCS-51指令单片机，移植性能强，相对高性能的单片机来讲，它使用起来是很便利的。4k的flash存储器，8bit的位宽处理，128的RAM。该设计使用它可以满足我们的所有需求。
我们在这个设计中采用了单片机STC89C52作为核心部件，主要起主控作用，引领整个系统的运行控制，选取1个数字温度传感器DS18B20，通过单片机的P37管脚模拟单总线通信时序和DS18B20进行通信，将DS18B20检测的温度数据通过单片机处理，本设计中我们还使用了3个功能按键，用于预设控制温度的上下限值，用于限定检测温度报警的温度点，设计中使用的是4位一体的共阴数码管和一个无缘蜂鸣器进行显示和报警，设计2个继电器驱动模块实现一个加热一个制冷，因此我们就可以组建成一个智能型的温度控制系统了。
二、 系统设计
（一）系统总设计结构图
本设计由主控芯片52单片机，单片机晶振电路，复位电路，电源电路，DS18B20测温电路，数码管显示电路，按键电路，继电器驱动电路组成。52单片机全权负责整个系统的执行控制过程，如图1所示
图1 系统总设计图
（二） 蜂鸣器和按键简介
蜂鸣器可分为2种，一种是无源蜂鸣器，一种是有源蜂鸣器，此二者的区分在于，有源蜂鸣器直接给高或低电平就能驱动发声，但是无源蜂鸣器需要给他一定的脉冲触发信号才能使蜂鸣器发声，在此设计中我们使用的是无源蜂鸣器，即在控制他的时候我们必须输出一定频率的脉冲方能时此蜂鸣器发声报警。
按键，它是常用控制器件的一种，通常被用来对需要控制的电路开或断即接通状态或者断开状态，内部的电流是很小的，应而可以达到手动控制的作用。在这里我们设计中使用的常用的按键，其按下后会有些许的波动，导致高低电平不稳，所以在后面的程序编写过程中需要专门用软件来消抖，一般其抖动的时间在10ms左右，如果不想再软件上做消抖处理也可以在硬件上做消抖，可以在按键那并接一个RC电路，那样就可以起到充放电延时的作用。这样一来单片机就可以对按键按下和按键断开有一个稳定的判断识别了。
（三）主控芯片STC89C52单片机的简介
单片机又称单片微控制器，它把一个计算机系统集成到一个芯片里。简单的来讲，就是把我们电脑主板上是由CPU处理、程序存储器、数据存储器、输入输出电路IO、显示设备等模块集成到了一块微小的芯片之内。它体积小，价格便宜，功能丰富，调写程序便利。因为它兼容了传统的8051系列MCS-51指令单片机，移植性能强，相对高性能的单片机来讲，它使用起来是很便利的。
它具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，拥有3个16位的定时器和计数器，还有外部中断4个，和全双工串行口 等等。它的最高运作频率35MHz，6T/12T可选。
其特性有：
8K字节程序存储空间；
512字节数据存储空间；
内带2K字节EEPROM存储空间;
可直接使用串口下载；
芯片参数：
1. 它是51单片机的加强版，拥有2种时钟模式，一种是6个时钟机器周期的，还有一种是12个时钟机器周期的，它完全兼容传统51单片机的指令系统。
2. 工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V 单片机）。
STC89C52单片机的工作电压范围：3.3V—5.5V， 一般给单片机外接一个5V的直流稳压电源。连接方式为VCC(40脚）：接电源+5V端VSS(20脚）：接电源地端。
一、引言 1
（一） 测温控制器的背景 1
（二）单片机的意义和本设计特点 1
二、 系统设计 2
（一） 系统总设计结构图 2
（二）蜂鸣器和按键简介 3
（三） 主控芯片STC89C52单片机简介 3
（四） 数码管的简介 5
（五）DS18B20简介 3
（六）74HC138及74HC573芯片简介 3
三、 系统硬件设计 7
（一）系统电路设计 8
（二）Proteus原理图的绘制 11
四、 软件设计 17
（一）系统软件设计整体思路 17
（二）系统软件设计流程图 18
五、 程序调试 19
（一） 程序调试用到的软件及工具 19
（二） KEIL C51简介 19
（三）调试过程 19
六 、仿真调试 19
（一） Proteus介绍 19
（二） 仿真结果 19
七、 设计总结与展望 22
致 谢 23
参考文献 24
附录 25
一 、引言
（一） 测温控制器的背景
温度是一个非常重要的物理量，无论是工业控制还是家庭等场所的测量都是有十分重要的意义。
传统使用测量温度的都是通过水银指示或者热敏元件之类的，而那些误差是比较大的，随着人们对精度的要求越来越高，这些传统的测温仪器也 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
就远远不能满足快速发展的社会需求，伴随着数字温度传感器快速崛起。随着微电子和传感器技术的发展，数字温度传感器的应用也越来越广，对它的需求量与日俱增，它广泛应用于工业测温控制系统，家庭智能家居系统的控制，医院测温设备等等电子产品中。该温度传感器除了其具有低功耗和体积小的优势外，还有控制简单和价格低的优势。由于现代工业对温度控制的要求非常高，同时又需要对其进行控制，即将温度检测与控制系统结合起来，实现智能的检测控制。因此本设计中研究基于单片机的测温控制系统就非常有必要了。
（二） 单片机的意义和本设计特点
在现代生活的各个领域中，单片机几乎已经完全控制了整个行业，甚至已经潜移默化的改变了人们的生活方式和生活习惯，大到航空航天领域，小到马路上各式各样的花样灯控制等等。这无不体现单片机的智能以及重要性。可以预示单片机未来的发展趋势：
（1）低功CMOS耗化；
（2）微型单片化；
（3）主流与多品种共存化；
（4）大容量、高性能化：以往单片机内的ROM为1KB～4KB，RAM 为64～128B；
单片机又称单片微控制器，它把一个计算机系统集成到一个芯片里。简单的来讲，就是把我们电脑主板上是由CPU处理、程序存储器、数据存储器、输入输出电路IO、显示设备等模块集成到了一块微小的芯片之内。它体积小，价格便宜，功能丰富，调写程序便利。
因为它兼容了传统的8051系列MCS-51指令单片机，移植性能强，相对高性能的单片机来讲，它使用起来是很便利的。4k的flash存储器，8bit的位宽处理，128的RAM。该设计使用它可以满足我们的所有需求。
我们在这个设计中采用了单片机STC89C52作为核心部件，主要起主控作用，引领整个系统的运行控制，选取1个数字温度传感器DS18B20，通过单片机的P37管脚模拟单总线通信时序和DS18B20进行通信，将DS18B20检测的温度数据通过单片机处理，本设计中我们还使用了3个功能按键，用于预设控制温度的上下限值，用于限定检测温度报警的温度点，设计中使用的是4位一体的共阴数码管和一个无缘蜂鸣器进行显示和报警，设计2个继电器驱动模块实现一个加热一个制冷，因此我们就可以组建成一个智能型的温度控制系统了。
二、 系统设计
（一）系统总设计结构图
本设计由主控芯片52单片机，单片机晶振电路，复位电路，电源电路，DS18B20测温电路，数码管显示电路，按键电路，继电器驱动电路组成。52单片机全权负责整个系统的执行控制过程，如图1所示
图1 系统总设计图
（二） 蜂鸣器和按键简介
蜂鸣器可分为2种，一种是无源蜂鸣器，一种是有源蜂鸣器，此二者的区分在于，有源蜂鸣器直接给高或低电平就能驱动发声，但是无源蜂鸣器需要给他一定的脉冲触发信号才能使蜂鸣器发声，在此设计中我们使用的是无源蜂鸣器，即在控制他的时候我们必须输出一定频率的脉冲方能时此蜂鸣器发声报警。
按键，它是常用控制器件的一种，通常被用来对需要控制的电路开或断即接通状态或者断开状态，内部的电流是很小的，应而可以达到手动控制的作用。在这里我们设计中使用的常用的按键，其按下后会有些许的波动，导致高低电平不稳，所以在后面的程序编写过程中需要专门用软件来消抖，一般其抖动的时间在10ms左右，如果不想再软件上做消抖处理也可以在硬件上做消抖，可以在按键那并接一个RC电路，那样就可以起到充放电延时的作用。这样一来单片机就可以对按键按下和按键断开有一个稳定的判断识别了。
（三）主控芯片STC89C52单片机的简介
单片机又称单片微控制器，它把一个计算机系统集成到一个芯片里。简单的来讲，就是把我们电脑主板上是由CPU处理、程序存储器、数据存储器、输入输出电路IO、显示设备等模块集成到了一块微小的芯片之内。它体积小，价格便宜，功能丰富，调写程序便利。因为它兼容了传统的8051系列MCS-51指令单片机，移植性能强，相对高性能的单片机来讲，它使用起来是很便利的。
它具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器
其特性有：
8K字节程序存储空间
512字节数据存储空间；
内带2K字节EEPROM存储空间
可直接使用串口下载；
芯片参数：
1. 它是51单片机的加强版，拥有2种时钟模式，一种是6个时钟机器周期的，还有一种是12个时钟机器周期的，它完全兼容传统51单片机的指令系统。
2. 工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机
STC89C52单片机的工作电压范围：3.3V—5.5V， 一般给单片机外接一个5V的直流稳压电源。连接方式为VCC(40脚）：接电源+5V端VSS(20脚）：接电源地端。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/txgc/1722.html
