51单片机的可调温度控制器
目 录
引言………………………………………………………………………………4页
一、控制器方案5页
（一） 方案设计5页
（二） 控制器功能及原理5页
1.控制器的基本功能5页
2 .控制器原理图6页
（三）主要芯片概述6页
1. 单片机AT89C516页
2. 数字温度传感器DS18B208页
3. MC14995二四译码器10页
4. 锁存、译码驱动芯片芯片MC14995 11页
二、硬件电路设计11页
（一） 单片机控制电路11页
（二） 键盘设定温度模块温度上下限设置模块12页
（三） 温度采集模块12页
（四）报警电路12页
（五）温度控制模块13页
（六）电源模块14页
（七）系统工作方式14页
三、软件设计15页
四、课题设计总结17页
参考文献18页
附录19页
致谢38页
引言
现在，温度控制器得到极大的发展，由模拟控制发展到综合智能控制，人们对温度控制技术的开发越来越深。因为智能恒温系统是通过计算机领域，微电子领域以及自动检测领域的互相结合汇聚而成的，可以将温度数据可被输出的特性通过温度来进行控制，因此它可以适应各种各样的数据控制器，能够这么做的原 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
理是以硬件为基础，再通过软件来实施控制。温度控制技术也与智能软件的发展息息相关，而目前的发展方向是向高精度发展。我国的温度控制技术发展前景十分可观，正一步一步成为世界第一流的技术大国。
目前，少温度控制器制造商中，只有广东，江苏，辽宁，江西有一个稍微大一点的厂家的规模，但是产能不能满足电子温度控制器市场的需求。温度控制器在我国的市场需求量很大，在国际市场上销售量也只增不减，尤其是日本，意大利，美国等这些电子产品发达的国家，对温度控制器的需求是多多益善。
本文侧重于硬件，软件分析和设计系统。首先硬件的部分电路的理论分析和演示程序，是为了介绍数字温度传感器DS18B20的硬件和软件，之后我还给出了软件的流程图来进行进一步的说明，最后对整个系统的硬件电路进行整合说明。在本设计中，在硬件和软件稳定的工作状态下，对系统要实现的功能进行仿真、调试和修改，使系统所要的功能得以完善和确定。温度的上限和下限我们可以通过键盘来增加或减少，不同的温度模式我们可以通过开关模块得以实现;我们也可以使用键盘来设置最大和最小的温度，当温度高于上限值由加热器停止微控制器设定得较高，而红光发光二极管，当温度低于下限由加热器开始微控制器设定而绿色的LED灯。将主要的程序和软件程序中的子程序进行编程，因此温度控制系统的能实现智能化，高精确度的发展。一 控制器方案
（一） 方案设计
本系统使用一个微控制器AT89C51，使用数字温度传感器DS18B20温度的环境中，同时使用四个LED显示器24的解码器选通的同时，还利用在屏幕MC14495 LED存储在锁存器中，成为下一个段LED显示，除键盘设备，以达到温度上限和下限的佣金行红绿灯报警温度，电阻丝加热的温度调节，实现智能温度控制器。总体硬件结构框图如图1显示。
图1 硬件结构图
（二） 控制器功能及原理
1.控制器的基本功能
本设计的目的是设计一个温度采集系统的微控制器。为了完成这个设计，要用到所学过的单片机技术以及电子技术。在一定程度上，我们也要用到计算机的操作能力和动手操作的能力的综合运用。设计的温度控制器有以下功能：
（1）. 测温范围为-55℃~+125℃。
（2）. 测温分辨力为小于等于0.5℃
（3）. 测温准确度为小于等于0.5℃。
（4）. 测温点数：在此设计中可测的点为4个,也可以扩展到8个。
（5）. 温度显示：采用4个7段数码管。
（6）. 可以轻松地通过键盘来调整温度上下限和设置温度的范围。
（7）. 当所测温度超过设定的范围时会报警。
（8）.这种设计结合了采用单芯片传感器技术的发展和温度控制系统的设计，传感器字母的理论微控制器的实际应用相结合，对使用新芯片的几句话来检测过程中的环境温度和的模拟到数字转换处理的原理。在完成了这个传感器设计后，我对这个方面有了更深入的理解，特别是对温度传感器的作用和用途了解的更多也更深，加深了我对传感器的认识，拓宽的知识面。
图2控制器原理图
AT89S51具有如下特点：2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，看门狗（WDT）电路，5个中断优先级2层中断嵌套中断，片内时钟振荡器。
图3 AT89C51（3）系统中所用一些引脚的简介
P3.6 /WR的引脚作用是外部数据存储器写选通。
P3.7 /RD的引脚作用是外部数据存储器读选通。
RST的引脚作用是复位输入。如果要RST脚两个机器周期的高电平时间得到保持，需要振荡器复位器件。
XTAL1的引脚作用是反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2的引脚作用是反向振荡器的输出。
2. 数字温度传感器DS18B20
特点如下：
（1）、适用于广范围的电压，在寄生电源方式下可以通过数据线供电，电压范围：3.0～5.5V。
（2）、接口方式为独特的单线接口方式，在与微处理器连接的条件下，微处理器与DS18B20的双向通讯只要一条口线就能够实现。
（3）、具有多点组网功能，在唯一的三线上能够并联多个DS18B20，实现组网的多点测温的功能。
（4）、DS18B20不需要任何的外围元件就能够使用，在形如一只三极管的集成电路内集成着全部传感元件和转化电路。
（5）、DS18B20的温度范围是－55℃～＋125℃，在温度范围在-10～+85℃时，精度为±0.5℃。
（7）、DS18B20在9位分辨率时可以在93.75ms内把温度转换为数字来显示出来，当在12位分辨率时能够在750ms内把温度值转换为数字来显示出来，速度要比9位分辨率时更快。
（8）、DS18B20的测量结果数字温度信号的形式输出，以"一线总线"的形式串行传送给CPU，而且同时也可以传送CRC校验码，抗干扰纠错能力非常强。
（9）、DS18B20具有负压特性，当电源极性被接反的时候，芯片虽然不会因发热而烧毁，但是工作不能正常运行。
参考文献
[1]廖德荣 《自动控制温度的方法》北京航空航天大学出版社 2006.2
引言………………………………………………………………………………4页
一、控制器方案5页
（一） 方案设计5页
（二） 控制器功能及原理5页
1.控制器的基本功能5页
2 .控制器原理图6页
（三）主要芯片概述6页
1. 单片机AT89C516页
2. 数字温度传感器DS18B208页
3. MC14995二四译码器10页
4. 锁存、译码驱动芯片芯片MC14995 11页
二、硬件电路设计11页
（一） 单片机控制电路11页
（二） 键盘设定温度模块温度上下限设置模块12页
（三） 温度采集模块12页
（四）报警电路12页
（五）温度控制模块13页
（六）电源模块14页
（七）系统工作方式14页
三、软件设计15页
四、课题设计总结17页
参考文献18页
附录19页
致谢38页
引言
现在，温度控制器得到极大的发展，由模拟控制发展到综合智能控制，人们对温度控制技术的开发越来越深。因为智能恒温系统是通过计算机领域，微电子领域以及自动检测领域的互相结合汇聚而成的，可以将温度数据可被输出的特性通过温度来进行控制，因此它可以适应各种各样的数据控制器，能够这么做的原 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
理是以硬件为基础，再通过软件来实施控制。温度控制技术也与智能软件的发展息息相关，而目前的发展方向是向高精度发展。我国的温度控制技术发展前景十分可观，正一步一步成为世界第一流的技术大国。
目前，少温度控制器制造商中，只有广东，江苏，辽宁，江西有一个稍微大一点的厂家的规模，但是产能不能满足电子温度控制器市场的需求。温度控制器在我国的市场需求量很大，在国际市场上销售量也只增不减，尤其是日本，意大利，美国等这些电子产品发达的国家，对温度控制器的需求是多多益善。
本文侧重于硬件，软件分析和设计系统。首先硬件的部分电路的理论分析和演示程序，是为了介绍数字温度传感器DS18B20的硬件和软件，之后我还给出了软件的流程图来进行进一步的说明，最后对整个系统的硬件电路进行整合说明。在本设计中，在硬件和软件稳定的工作状态下，对系统要实现的功能进行仿真、调试和修改，使系统所要的功能得以完善和确定。温度的上限和下限我们可以通过键盘来增加或减少，不同的温度模式我们可以通过开关模块得以实现;我们也可以使用键盘来设置最大和最小的温度，当温度高于上限值由加热器停止微控制器设定得较高，而红光发光二极管，当温度低于下限由加热器开始微控制器设定而绿色的LED灯。将主要的程序和软件程序中的子程序进行编程，因此温度控制系统的能实现智能化，高精确度的发展。一 控制器方案
（一） 方案设计
本系统使用一个微控制器AT89C51，使用数字温度传感器DS18B20温度的环境中，同时使用四个LED显示器24的解码器选通的同时，还利用在屏幕MC14495 LED存储在锁存器中，成为下一个段LED显示，除键盘设备，以达到温度上限和下限的佣金行红绿灯报警温度，电阻丝加热的温度调节，实现智能温度控制器。总体硬件结构框图如图1显示。
图1 硬件结构图
（二） 控制器功能及原理
1.控制器的基本功能
本设计的目的是设计一个温度采集系统的微控制器。为了完成这个设计，要用到所学过的单片机技术以及电子技术。在一定程度上，我们也要用到计算机的操作能力和动手操作的能力的综合运用。设计的温度控制器有以下功能：
（1）. 测温范围为-55℃~+125℃。
（2）. 测温分辨力为小于等于0.5℃
（3）. 测温准确度为小于等于0.5℃。
（4）. 测温点数：在此设计中可测的点为4个,也可以扩展到8个。
（5）. 温度显示：采用4个7段数码管。
（6）. 可以轻松地通过键盘来调整温度上下限和设置温度的范围。
（7）. 当所测温度超过设定的范围时会报警。
（8）.这种设计结合了采用单芯片传感器技术的发展和温度控制系统的设计，传感器字母的理论微控制器的实际应用相结合，对使用新芯片的几句话来检测过程中的环境温度和的模拟到数字转换处理的原理。在完成了这个传感器设计后，我对这个方面有了更深入的理解，特别是对温度传感器的作用和用途了解的更多也更深，加深了我对传感器的认识，拓宽的知识面。
图2控制器原理图
AT89S51具有如下特点：2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，看门狗（WDT）电路，5个中断优先级2层中断嵌套中断，片内时钟振荡器。
图3 AT89C51（3）系统中所用一些引脚的简介
P3.6 /WR的引脚作用是外部数据存储器写选通。
P3.7 /RD的引脚作用是外部数据存储器读选通。
RST的引脚作用是复位输入。如果要RST脚两个机器周期的高电平时间得到保持，需要振荡器复位器件。
XTAL1的引脚作用是反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2的引脚作用是反向振荡器的输出。
2. 数字温度传感器DS18B20
特点如下：
（1）、适用于广范围的电压，在寄生电源方式下可以通过数据线供电，电压范围：3.0～5.5V。
（2）、接口方式为独特的单线接口方式，在与微处理器连接的条件下，微处理器与DS18B20的双向通讯只要一条口线就能够实现。
（3）、具有多点组网功能，在唯一的三线上能够并联多个DS18B20，实现组网的多点测温的功能。
（4）、DS18B20不需要任何的外围元件就能够使用，在形如一只三极管的集成电路内集成着全部传感元件和转化电路。
（5）、DS18B20的温度范围是－55℃～＋125℃，在温度范围在-10～+85℃时，精度为±0.5℃。
（7）、DS18B20在9位分辨率时可以在93.75ms内把温度转换为数字来显示出来，当在12位分辨率时能够在750ms内把温度值转换为数字来显示出来，速度要比9位分辨率时更快。
（8）、DS18B20的测量结果数字温度信号的形式输出，以"一线总线"的形式串行传送给CPU，而且同时也可以传送CRC校验码，抗干扰纠错能力非常强。
（9）、DS18B20具有负压特性，当电源极性被接反的时候，芯片虽然不会因发热而烧毁，但是工作不能正常运行。
参考文献
[1]廖德荣 《自动控制温度的方法》北京航空航天大学出版社 2006.2
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