单片机的温度记录控制系统的设计(附件)【字数：9283】
摘 要本课题设计了一款温度记录控制系统，实现了对环境温度的实时测量，并且每个一定周期实现对温度数据的自动保存，用户可通过操作实现对历史温度数据的查询等功能，与此同时本课题还配置了温度控制功能，通过高性能的制冷器和加热器驱动流程，实现对环境温度的恒温控制，这种系统的实现是基于AT89C51单片机开发平台的。在硬件系统方案设计方面，本次毕业设计将AT89C51单片机作为主控核心，通过这种类型的具有八位数据运算能力的微处理器来对外部的LCD1602液晶显示电路、DS18B20温度检测电路、蜂鸣器电路、RTC计时电路、继电器驱动电路和EEPROM芯片电路设计进行驱动，通过每一个功能电路的高效有序工作，将各项功能指标进行执行。为了证明该系统设计的合理性和合理性，本课题还对这款温度记录控制系统进行了多个角度的工作测试，在整个测量过程中，这种型号的温度记录控制系统可以完美执行各项指标功能，符合预期要求，要是将它推向市场，利于减少它的研发成本。
目录
引言 1
一、 方案设计及元器件选择 2
（一） 温度记录控制系统的方案设计 2
（二） AT89C51单片机简介 2
（三） LCD1602点阵屏幕简介 3
（四） DS18B20传感器简介 3
（五） DS1302实时时钟芯片简介 4
（六） AT24C02型EEPROM简介 4
二、 系统硬件设计 5
（一） 最小系统电路设计 5
（二） 温度检测电路设计 6
（三） 温度记录电路设计 6
（四） 温度报警电路设计 7
（五） 北京时间计时电路设计 8
（六） 液晶屏显示电路设计 8
（七） 加热器和制冷器驱动电路设计 9
三、 系统软件设计 10
（一） 温度记录控制系统的主程序设计 10
（二） 液晶屏显示子程序设计 12
（三） 温度记录子程序设计 13
（四） 温度检测子程序设计 14
（五） 温度报警子程序设计 15
四、 北京时间计时子程序设计 15
五、 实物制作与调试 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
7
（一） 实物制作 17
（二） 实物调试 17
总结 22
参考文献 23
致 谢 24
附录一 原理图 25
附录二 PCB图 26
附录三 元件列表 27
附录四 源程序 28
引言
本设计的这种类型的微控制系统实现的功能较多，它主要是以AT89C51单片机来作为内部的核心部分，目前市面上的温度记录控制系统内部主控芯片划分成八位、十六位和三十二位三种，这其中以STM32等中高阶别微处理器作为核心的产品价格比较高，这是由于相关研发企业领先具备了重要技术，这一些核心技术在温度记录控制系统中得到体现之后，使得它能够满足用户更高的使用需求和使用体验，通过对广泛的文献资料进行调研之后能够明显看出，温度记录控制系统的关键技术主要以它的内部的主控器件决定，具有知识储备的研究者可以通过灵活的程序代码指令来对主控芯片进行控制，使得主控芯片内部各种功能的外围模块得以工作，井然有序的进行各种数据的处理，从而能够将温度记录控制系统的各个性能得以执行，之所以说主控微处理器是决定温度记录控制系统性能的重要原因，是因为强大的主控器件首先在处理数据时具备更高的速度和数据吞吐率，在过去一段时间，当传感器设计技术还不是十分发达时，温度记录控制系统的效果受到智能传感器最大性能的限制，迟迟得不到提升，从而温度记录控制系统的发展脚步较慢，而如今随着传感器的采集精度、体积和价格等指标不断被完善，温度记录控制系统的发展脚步正在不断提升，随着微处理器技术的出现，智能式的温度记录控制系统才正式涌入市场，研发者能够通过编写程序代码实现对微处理器的控制，从而轻易实现不同类型，并且对系统的改进和优化来说非常简单，几乎不用大幅度的修改系统硬件，很多时候只需要修改代码程序之后重新下载即可实现，这类开发方式对温度记录控制系统的发展具有积极的推进作用。
对于温度记录控制系统的开发方案，在一定程度上取决于其里面的主控器件，该器件的主要性能由微处理器功效和软硬件内部一些关键传感器模块确定，在近几年来，电子技术取得了飞速的发展，三十二位微型控制器已经在市场上得到了推广，愈来愈多的国际上研发机构开始选用ARM等内核微处理器来设计高性能温度记录控制系统，国外对于温度记录控制系统的设计在暂时的领先地位，功能指标和性能指标都早已取得了全面的发展进步，而现如今重点的研究方向是实现对温度记录控制系统的高度集成化，使全部温度记录控制系统硬件系统都能够被集成在一片专用芯片中，实现更大程度的推广。
本课题提出了一款能够实现对系统参数的显示、高精度的温度检测、发送报警、实时时间计量、继电器驱动和掉电保存的温度记录控制系统，上一部分已经对这款系统的历史以及如今国内外的发展现状进行了介绍，下面将主要对该系统的实现方法、系统硬件和系统软件进行研发，本次毕业设计将采用AT89C51单片机作为主控核心，结合LCD1602液晶屏幕、DS18B20型温度传感器、有源蜂鸣器、RTC时钟芯片、继电器和AT24C02存储芯片等器件，通过合理的软硬件系统设计，实现各项初期功能需求，下列各项内容为本课题需要实现的功能指标：
1.实现AT89C51单片机对LCD1602液晶屏的驱动控制，能够准确无误地将字符显示在液晶屏幕上；
2.实现温度传感器驱动电路设计，通过AT89C51单片机单总线的驱动控制，实现对温度数据的快速获取；
3.配置报警信号输出电路，以有源蜂鸣器作为核心元器件，通过MOSFET管的功率放大，使得AT89C51单片机能够实现对报警信号的输出控制；
4.配置DS1302时钟芯片驱动电路，能够在AT89C51单片机的驱动控制下，实现对时间日期的低误差计时；
5.具有恒温控制功能，通过微处理器对加热器和制冷器的灵活控制，将温度稳定在目标值；
6.配置AT24C02存储芯片驱动电路，通过AT89C51单片机的驱动控制，能够实现对数据的存储和读取。
方案设计及元器件选择
温度记录控制系统的方案设计
温度记录控制系统的实现方法由图中的结构框图给出，通过该框图架构可以清晰地看到AT89C51单片机最小系统是温度记录控制系统最为关键的部分，它将实现对液晶屏显示电路、DS18B20温度传感器电路、报警电路、DS1302计时电路、继电器驱动电路和AT24C02型EEPROM电路设计等电路模块的驱动控制，每个必要模块与最小系统之间的驱动控制关系由图中的箭头方向给出，下面对各个电路模块在本课题中的作用进行描述。参数显示电路用于实现对系统参数的显示的功能，温度传感器电路用于实现对环境温度的检测的功能，报警电路用于实现发出报警信号的功能，用于实现北京时间计时的功能，AT24C02电路设计用于实现存储数据的功能，加热器和制冷器模块由继电器进行启闭控制。
目录
引言 1
一、 方案设计及元器件选择 2
（一） 温度记录控制系统的方案设计 2
（二） AT89C51单片机简介 2
（三） LCD1602点阵屏幕简介 3
（四） DS18B20传感器简介 3
（五） DS1302实时时钟芯片简介 4
（六） AT24C02型EEPROM简介 4
二、 系统硬件设计 5
（一） 最小系统电路设计 5
（二） 温度检测电路设计 6
（三） 温度记录电路设计 6
（四） 温度报警电路设计 7
（五） 北京时间计时电路设计 8
（六） 液晶屏显示电路设计 8
（七） 加热器和制冷器驱动电路设计 9
三、 系统软件设计 10
（一） 温度记录控制系统的主程序设计 10
（二） 液晶屏显示子程序设计 12
（三） 温度记录子程序设计 13
（四） 温度检测子程序设计 14
（五） 温度报警子程序设计 15
四、 北京时间计时子程序设计 15
五、 实物制作与调试 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
7
（一） 实物制作 17
（二） 实物调试 17
总结 22
参考文献 23
致 谢 24
附录一 原理图 25
附录二 PCB图 26
附录三 元件列表 27
附录四 源程序 28
引言
本设计的这种类型的微控制系统实现的功能较多，它主要是以AT89C51单片机来作为内部的核心部分，目前市面上的温度记录控制系统内部主控芯片划分成八位、十六位和三十二位三种，这其中以STM32等中高阶别微处理器作为核心的产品价格比较高，这是由于相关研发企业领先具备了重要技术，这一些核心技术在温度记录控制系统中得到体现之后，使得它能够满足用户更高的使用需求和使用体验，通过对广泛的文献资料进行调研之后能够明显看出，温度记录控制系统的关键技术主要以它的内部的主控器件决定，具有知识储备的研究者可以通过灵活的程序代码指令来对主控芯片进行控制，使得主控芯片内部各种功能的外围模块得以工作，井然有序的进行各种数据的处理，从而能够将温度记录控制系统的各个性能得以执行，之所以说主控微处理器是决定温度记录控制系统性能的重要原因，是因为强大的主控器件首先在处理数据时具备更高的速度和数据吞吐率，在过去一段时间，当传感器设计技术还不是十分发达时，温度记录控制系统的效果受到智能传感器最大性能的限制，迟迟得不到提升，从而温度记录控制系统的发展脚步较慢，而如今随着传感器的采集精度、体积和价格等指标不断被完善，温度记录控制系统的发展脚步正在不断提升，随着微处理器技术的出现，智能式的温度记录控制系统才正式涌入市场，研发者能够通过编写程序代码实现对微处理器的控制，从而轻易实现不同类型，并且对系统的改进和优化来说非常简单，几乎不用大幅度的修改系统硬件，很多时候只需要修改代码程序之后重新下载即可实现，这类开发方式对温度记录控制系统的发展具有积极的推进作用。
对于温度记录控制系统的开发方案，在一定程度上取决于其里面的主控器件，该器件的主要性能由微处理器功效和软硬件内部一些关键传感器模块确定，在近几年来，电子技术取得了飞速的发展，三十二位微型控制器已经在市场上得到了推广，愈来愈多的国际上研发机构开始选用ARM等内核微处理器来设计高性能温度记录控制系统，国外对于温度记录控制系统的设计在暂时的领先地位，功能指标和性能指标都早已取得了全面的发展进步，而现如今重点的研究方向是实现对温度记录控制系统的高度集成化，使全部温度记录控制系统硬件系统都能够被集成在一片专用芯片中，实现更大程度的推广。
本课题提出了一款能够实现对系统参数的显示、高精度的温度检测、发送报警、实时时间计量、继电器驱动和掉电保存的温度记录控制系统，上一部分已经对这款系统的历史以及如今国内外的发展现状进行了介绍，下面将主要对该系统的实现方法、系统硬件和系统软件进行研发，本次毕业设计将采用AT89C51单片机作为主控核心，结合LCD1602液晶屏幕、DS18B20型温度传感器、有源蜂鸣器、RTC时钟芯片、继电器和AT24C02存储芯片等器件，通过合理的软硬件系统设计，实现各项初期功能需求，下列各项内容为本课题需要实现的功能指标：
1.实现AT89C51单片机对LCD1602液晶屏的驱动控制，能够准确无误地将字符显示在液晶屏幕上；
2.实现温度传感器驱动电路设计，通过AT89C51单片机单总线的驱动控制，实现对温度数据的快速获取；
3.配置报警信号输出电路，以有源蜂鸣器作为核心元器件，通过MOSFET管的功率放大，使得AT89C51单片机能够实现对报警信号的输出控制；
4.配置DS1302时钟芯片驱动电路，能够在AT89C51单片机的驱动控制下，实现对时间日期的低误差计时；
5.具有恒温控制功能，通过微处理器对加热器和制冷器的灵活控制，将温度稳定在目标值；
6.配置AT24C02存储芯片驱动电路，通过AT89C51单片机的驱动控制，能够实现对数据的存储和读取。
方案设计及元器件选择
温度记录控制系统的方案设计
温度记录控制系统的实现方法由图中的结构框图给出，通过该框图架构可以清晰地看到AT89C51单片机最小系统是温度记录控制系统最为关键的部分，它将实现对液晶屏显示电路、DS18B20温度传感器电路、报警电路、DS1302计时电路、继电器驱动电路和AT24C02型EEPROM电路设计等电路模块的驱动控制，每个必要模块与最小系统之间的驱动控制关系由图中的箭头方向给出，下面对各个电路模块在本课题中的作用进行描述。参数显示电路用于实现对系统参数的显示的功能，温度传感器电路用于实现对环境温度的检测的功能，报警电路用于实现发出报警信号的功能，用于实现北京时间计时的功能，AT24C02电路设计用于实现存储数据的功能，加热器和制冷器模块由继电器进行启闭控制。
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