单片机的水温控制器设计
单片机的水温控制器设计，通过对单片机的编程，结合DS18B20采集到的数据，对整个温控系统的各个子模块进行控制。
本文主要从软硬件两个方面对由AT89S52单片机控制的通过DS18B20测量温度的单片机温度控制系统进行介绍。硬件由报警模块、加热模块、键盘扫描模块、单片机最小系统、显示模块以及温度采集模块组成。软件部分从设计思路开始，通过软件系统框图，通过算法传感器时序对各模块编程，以达到功能要求，最终完成任务书的要求。因为本设计使用了DS18B20，这个传感器与单片机之间仅需要一根数据线实现单总线的双向传输节约了大量数据线，实际用到的单片机引脚不多，所以电路简单，操作简便。且其智能化程度高，内含寄存器，可实现温度转换，通过单片机内程序的固定公式转换得到实时温度，避免了麻烦的A\D转换过程，测温范围 －55℃～+125℃，能适应大多数情况下的要求，通过单片机有效的控制温水、报警以及显示。具有采集样与实际数值误差小，超调量小，操作简单等优点。
本文通过DS18B20对温度进行采样，由于其智能化程度较高，且只有一条数据线与单片机连接，所以实际用到的单片机引脚较少，因此可以通过其他引脚控制数码管显示、加热、报警等功能，通过较简单的电路实现了任务要求。
关键词：AT89S52 DS18B20 数码管 温度控制
第一章 绪论
1.1 温控系统设计的意义
自古以来人类在研究外部环境时，必须通过自己感官来获得所需要的信息，但是随着科技的发展，人自身的五官所获得的感官已经远远无法达到要求，这时传感器的出现就成了必然的现象。它是人类感官延伸，为人们提供了更加细致的数据，将信息数据化的显示出来，便于人类的研究。 查看完整请+Q:351916072获取
现今，已经进入信息时代，在信息技术中采集信息是至关重要的一步，而其必须通过传感器技术来实现，所以随着科技进步，传感器的不断发展也是必须的，更精确的数据采集使得研究进展的更加顺利，微型化和智能化使传感器更加便于使用安装，可靠性适应性的提高使得传感器能够适应更加恶劣的环境，拥有更高的性价比和更长的寿命。目前，传感器正在朝着智能化、微型化、数字化、网络化等方面发展，同时更显现今的封装制造工艺使得原件可靠性和适应性越来越高。
未来的传感器将集合多种功能于一身无需再使用多个传感器去测量不同数据。
温度检测控制系统在工业领域、科研领域以及生活中都起着重要作用。在生产中温度控制，可以机器的正常运行，产品的生产过程在所限定的温度下执行，保障产品质量，智能控制还降低了生产商的成本，提高了经济效益。科研领域中温度的控制使得实验温度可随意限定，避免了人工控制的不确定性，提高了数据的准确性和可用性。而在生活中温控系统扮演着重要的角色，对电脑温度的控制、热水器、电饭煲等都是其运用。
本文的温度检测系统主要利用的是DS18B20传感器，以AT89S52单片机为核心，使用DS18B20传感器实现温度采集功能并通过数码管显示，通过数码管显示温度来实现人机对话，并且使用数个状态指示灯来显示工作状态，通过四个按键实现复位、设置、加减温度控制，从而实现设置最高最低温度、加热、保温、复位等功能，与市场上的热电偶传感器不同，作为新型传感器，DS18B20具有极高的集成度，能够将采集到的数据直接转换成所需要的温度，简化了电路，精确了数据，提高了抗干扰能力。
温度控制系统可以说是无处不在，但是传统的温度控制系统过于复杂，需要经过温度采集、信号放大、滤波、A\D转换等过程，过程繁琐，电路复杂且元器件多，且最终结果精确度不高，只能用于大体检测温度，而不能用于科研生产领域。而现在新出现的传感器，不但功耗低，而且智能度高，更小型化，成本更低，精确度高，使用更加方便。
自动温度控制器总的发展趋势是智能化、微型化、数字化、网络化以及集成化，其发展是为了满足市场可靠性高、低功耗、精确度高、成本低的需求，而随着单片机在各个领域的广泛用用，使其拥有良好的市场前景，其作为研究课题拥有较高的研究价值。
由单片机构成的系统具有较高的可靠度，系统简单，价格便宜，控制程序具有较大的可操作性，更加简易方便。
1.2 温控系统完成功能 查看完整请+Q:351916072获取
本系统以AT89S52单片机为核心，使用DS18B20传感器采集数据，通过单片机控制程序在数码管上显示，通过状态等显示工作状态，完成以下功能：
1.单片机将传感器采集到的数据处理后，通过控制端口，显示在数码管上，实现人机交流。
2.可以通过控制键设定任意的上下限温度。
3.当水温与设定温度进行比较时，超出量程进行报警，蜂鸣器工作；低于最低温度时，继电器闭合，加热电路开始工作，加热指示灯亮，保温指示灯熄灭；当达到下限温度时，保温灯亮，加热电路继续工作，蜂鸣器停止工作；当达到最高温度是继电器断开，加热灯熄灭；当超过最高温度出现故障时，保温灯熄灭，蜂鸣器工作。
1.3 本章小结
本章主要叙述温控系统设计意义以及主要实现的功能，阐述了温控系统在实际生活中的重要作用，对其设计的要求，已经它总体的发展趋势。
摘 要 I
ABSTRACT II
目 录 - 1 -
第一章 绪论 - 3 -
1.1 温控系统设计的意义 - 3 -
1.2 温控系统完成功能 - 4 -
1.3 本章小结 - 4 - 查看完整请+Q:351916072获取
第二章 整体设计思路 - 5 -
2.1以DS18B20为温度传感器的温度控制系统 - 5 -
2.2以传统温度传感器构成的温控系统 - 5 -
2.3系统方案选择论证 - 6 -
2.4本章小结 - 6 -
第三章 硬件电路设计 - 7 -
3.1 系统设计 - 7 -
3.2 各子模块硬件电路设计 - 8 -
3.2.1硬件电路分析和设计报告 - 8 -
3.2.2 系统时钟电路 - 8 -
3.2.3 单片机复位电路 - 9 -
3.2.4 蜂鸣器控制电路 - 9 -
3.2.5 数码管显示电路设计 - 10 -
3.2.6 温度采集电路设计 - 11 -
3.2.7按键扫描电路设计 - 16 -
3.2.8 加热控制电路 - 17 -
3.3 本章小结 - 18 -
第四章 系统软件设计 - 19 -
4.1主程序设计方案 - 19 -
4.2各模块子程序设计 - 20 -
4.2.1 主程序 - 20 -
4.2.2 温度读取子程序 - 21 -
4.2.3 数码管显示模块 - 21 -
4.2.4 温度处理程序 - 22 -
4.2.5 键盘扫描子程序 - 22 -
4.3本章小结 - 22 -
第五章 系统调试 - 23 -
5.1 硬件电路调试 - 23 -
5.2 软件调试 - 23 -
5.3 测试方法 - 24 -
5.4 测试结果分析 - 25 -
5.5 本章小结 - 25 -
总结与展望 - 26 -
致 谢 - 27 -
参考文献 - 28 -
附录 - 29 -
一、 原理图 - 29 -
二、参考程序 - 29 - 查看完整请+Q:351916072获取
本文主要从软硬件两个方面对由AT89S52单片机控制的通过DS18B20测量温度的单片机温度控制系统进行介绍。硬件由报警模块、加热模块、键盘扫描模块、单片机最小系统、显示模块以及温度采集模块组成。软件部分从设计思路开始，通过软件系统框图，通过算法传感器时序对各模块编程，以达到功能要求，最终完成任务书的要求。因为本设计使用了DS18B20，这个传感器与单片机之间仅需要一根数据线实现单总线的双向传输节约了大量数据线，实际用到的单片机引脚不多，所以电路简单，操作简便。且其智能化程度高，内含寄存器，可实现温度转换，通过单片机内程序的固定公式转换得到实时温度，避免了麻烦的A\D转换过程，测温范围 －55℃～+125℃，能适应大多数情况下的要求，通过单片机有效的控制温水、报警以及显示。具有采集样与实际数值误差小，超调量小，操作简单等优点。
本文通过DS18B20对温度进行采样，由于其智能化程度较高，且只有一条数据线与单片机连接，所以实际用到的单片机引脚较少，因此可以通过其他引脚控制数码管显示、加热、报警等功能，通过较简单的电路实现了任务要求。
关键词：AT89S52 DS18B20 数码管 温度控制
第一章 绪论
1.1 温控系统设计的意义
自古以来人类在研究外部环境时，必须通过自己感官来获得所需要的信息，但是随着科技的发展，人自身的五官所获得的感官已经远远无法达到要求，这时传感器的出现就成了必然的现象。它是人类感官延伸，为人们提供了更加细致的数据，将信息数据化的显示出来，便于人类的研究。 查看完整请+Q:351916072获取
现今，已经进入信息时代，在信息技术中采集信息是至关重要的一步，而其必须通过传感器技术来实现，所以随着科技进步，传感器的不断发展也是必须的，更精确的数据采集使得研究进展的更加顺利，微型化和智能化使传感器更加便于使用安装，可靠性适应性的提高使得传感器能够适应更加恶劣的环境，拥有更高的性价比和更长的寿命。目前，传感器正在朝着智能化、微型化、数字化、网络化等方面发展，同时更显现今的封装制造工艺使得原件可靠性和适应性越来越高。
未来的传感器将集合多种功能于一身无需再使用多个传感器去测量不同数据。
温度检测控制系统在工业领域、科研领域以及生活中都起着重要作用。在生产中温度控制，可以机器的正常运行，产品的生产过程在所限定的温度下执行，保障产品质量，智能控制还降低了生产商的成本，提高了经济效益。科研领域中温度的控制使得实验温度可随意限定，避免了人工控制的不确定性，提高了数据的准确性和可用性。而在生活中温控系统扮演着重要的角色，对电脑温度的控制、热水器、电饭煲等都是其运用。
本文的温度检测系统主要利用的是DS18B20传感器，以AT89S52单片机为核心，使用DS18B20传感器实现温度采集功能并通过数码管显示，通过数码管显示温度来实现人机对话，并且使用数个状态指示灯来显示工作状态，通过四个按键实现复位、设置、加减温度控制，从而实现设置最高最低温度、加热、保温、复位等功能，与市场上的热电偶传感器不同，作为新型传感器，DS18B20具有极高的集成度，能够将采集到的数据直接转换成所需要的温度，简化了电路，精确了数据，提高了抗干扰能力。
温度控制系统可以说是无处不在，但是传统的温度控制系统过于复杂，需要经过温度采集、信号放大、滤波、A\D转换等过程，过程繁琐，电路复杂且元器件多，且最终结果精确度不高，只能用于大体检测温度，而不能用于科研生产领域。而现在新出现的传感器，不但功耗低，而且智能度高，更小型化，成本更低，精确度高，使用更加方便。
自动温度控制器总的发展趋势是智能化、微型化、数字化、网络化以及集成化，其发展是为了满足市场可靠性高、低功耗、精确度高、成本低的需求，而随着单片机在各个领域的广泛用用，使其拥有良好的市场前景，其作为研究课题拥有较高的研究价值。
由单片机构成的系统具有较高的可靠度，系统简单，价格便宜，控制程序具有较大的可操作性，更加简易方便。
1.2 温控系统完成功能 查看完整请+Q:351916072获取
本系统以AT89S52单片机为核心，使用DS18B20传感器采集数据，通过单片机控制程序在数码管上显示，通过状态等显示工作状态，完成以下功能：
1.单片机将传感器采集到的数据处理后，通过控制端口，显示在数码管上，实现人机交流。
2.可以通过控制键设定任意的上下限温度。
3.当水温与设定温度进行比较时，超出量程进行报警，蜂鸣器工作；低于最低温度时，继电器闭合，加热电路开始工作，加热指示灯亮，保温指示灯熄灭；当达到下限温度时，保温灯亮，加热电路继续工作，蜂鸣器停止工作；当达到最高温度是继电器断开，加热灯熄灭；当超过最高温度出现故障时，保温灯熄灭，蜂鸣器工作。
1.3 本章小结
本章主要叙述温控系统设计意义以及主要实现的功能，阐述了温控系统在实际生活中的重要作用，对其设计的要求，已经它总体的发展趋势。
摘 要 I
ABSTRACT II
目 录 - 1 -
第一章 绪论 - 3 -
1.1 温控系统设计的意义 - 3 -
1.2 温控系统完成功能 - 4 -
1.3 本章小结 - 4 - 查看完整请+Q:351916072获取
第二章 整体设计思路 - 5 -
2.1以DS18B20为温度传感器的温度控制系统 - 5 -
2.2以传统温度传感器构成的温控系统 - 5 -
2.3系统方案选择论证 - 6 -
2.4本章小结 - 6 -
第三章 硬件电路设计 - 7 -
3.1 系统设计 - 7 -
3.2 各子模块硬件电路设计 - 8 -
3.2.1硬件电路分析和设计报告 - 8 -
3.2.2 系统时钟电路 - 8 -
3.2.3 单片机复位电路 - 9 -
3.2.4 蜂鸣器控制电路 - 9 -
3.2.5 数码管显示电路设计 - 10 -
3.2.6 温度采集电路设计 - 11 -
3.2.7按键扫描电路设计 - 16 -
3.2.8 加热控制电路 - 17 -
3.3 本章小结 - 18 -
第四章 系统软件设计 - 19 -
4.1主程序设计方案 - 19 -
4.2各模块子程序设计 - 20 -
4.2.1 主程序 - 20 -
4.2.2 温度读取子程序 - 21 -
4.2.3 数码管显示模块 - 21 -
4.2.4 温度处理程序 - 22 -
4.2.5 键盘扫描子程序 - 22 -
4.3本章小结 - 22 -
第五章 系统调试 - 23 -
5.1 硬件电路调试 - 23 -
5.2 软件调试 - 23 -
5.3 测试方法 - 24 -
5.4 测试结果分析 - 25 -
5.5 本章小结 - 25 -
总结与展望 - 26 -
致 谢 - 27 -
参考文献 - 28 -
附录 - 29 -
一、 原理图 - 29 -
二、参考程序 - 29 - 查看完整请+Q:351916072获取
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