人工智能实验室温度控制系统设计
人工智能实验室温度控制系统设计[20200128195427]
【摘要】
随着信息化时代也进入我们的家庭，人们生活水平的日益提高，而对工作环境的要求也在不断提高。但是由于外部自然环境、汽车的尾气排放、工厂的肆意排放等因素，使得温度的日益上升，往往使得内在实验室的温度过高或过低，而这对于实验室工作人员的工作、机器的使用、以及做一些比较精密的实验带来不利的影响，针对此现况，设计一款人工智能实验室温度控制系统有着重大的意义。
本设计主要是基于单片机STC89C52和数字温度传感器DS18B20的温度测量系统。该系统采用单片机STC89C52 分别采集各个温度点的温度，主要是实现温度的显示以及报警等功能。它主要是用单片机STC89C52作为主控芯片，此芯片具有ISP（在系统可编程）和IPA（在应用可编程）功能，因此不需要专门使用编程器或仿真器，直接通过串行口（P3.0/P3.1）下载用户程序 。此芯片还具有功耗低，速度高、可靠性更稳定等优点。并且因为它的工作电压范围宽（工作频率范围一般为0-40MHZ，相当于普通8051芯片的0-80MHZ，实际频率可达48M/HZ），所以不怕电源的抖动。数字温度传感器DS18B20主要实现的是温度的检测，它一般具有功耗小、体积小、显示内容丰富等其它特点，并且硬件电路也很简单，测量精度可以达到0.5℃。实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温；测量温度在-10 ℃--85 ℃时精度为±0.5℃，可编程分辨率为9--12位，可分辨温度达到0.0625℃，可实现高精度测温。内部有温度上、下限告警设置。显示模块采用LCD1602液晶显示，具有微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧等优点，而且硬件电路简单，可显示32位，形象直观的显示测量的温度值。报警提示模块采用蜂鸣器报警，电路简单，且程序容易实现，成本也比较低。控制调节模块采用继电器控制，电路简单，程序简单。
本课题的工作中心在于温度控制系统对于温度的精确采集，以及对温度的升温或降温的控制。一般驱动电流升温和驱动风扇降温都需要用到PID算法。而本课题所采用的驱动是继电器控制驱动热风机或冷风机进行工作，继电器是一种电子控制器件，包含了控制系统和被控制系统，通常被应用于自动控制电路中，实际上它是用较小的电流去控制较大的电流的一种“自动开关”。因此也起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
课题的完成，使我们慢慢的进入智能化的时代，本设计的内容是温度控制系统，控制对象是温度。温度控制在日常生活及工业领域应用相当广泛，比如水池、车间、发酵池、电源等场所的温度控制。而以往温度控制是有人工完成的而且不够重视，其实在很多场合温度都需要监控以防止发生意外。而本课题的完成在实现温度控制方面有着很大的优势，它应用广泛功能强大、小巧美观，便于安装，是一款即实用又廉价的控制系统。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】单片机；液晶显示；蜂鸣器；继电器；温度传感器
第一章 绪论 - 1 -
1.1本课题的背景意义 - 1 -
1.2温度测控技术的发展与现状 - 1 -
1.3本课题的主要研究内容 - 2 -
第二章 系统硬件模块设计 - 3 -
2.1 系统的总体结构图 - 3 -
2.2系统的特点以及性能的要求 - 3 -
2.3 主控系统的设计 - 4 -
2.4温度采集电路 - 9 -
2.5 液晶显示电路 - 11 -
2.6 报警提示电路 - 13 -
2.7 控制调节电路 - 14 -
2.8 本章小结 - 15 -
第三章 系统软件模块设计 - 16 -
3.1 软件的组成 - 16 -
3.2 主程序模块的设计 - 16 -
3.3 数据采集模块 - 17 -
3.4 液晶显示模块 - 18 -
3.5编程环境的选择 - 19 -
3.6本章小结 - 20 -
第4章 总结与展望 - 21 -
4.1 全文总结 - 21 -
4.2 工作展望 - 21 -
致谢 - 23 -
参考文献 - 24 -
附录一 源程序代码 - 25 -
1.3本课题的主要研究内容
主要是基于单片机STC89C52和数字温度传感器DS18B20的温度测量系统。该系统采用单片机STC89C52 分别采集各个温度点的温度，主要是实现温度的显示以及报警等功能。它主要是用单片机STC89C52作为主控芯片，此芯片具有ISP（在系统可编程）和IPA（在应用可编程）功能，因此不需要专门使用编程器或仿真器，直接通过串行口（P3.0/P3.1）下载用户程序 。此芯片还具有功耗低，速度高、可靠性更稳定等优点。并且因为它的工作电压范围宽（工作频率范围一般为0-40MHZ，相当于普通8051芯片的0-80MHZ，实际频率可达48M/HZ），所以不怕电源的抖动。数字温度传感器DS18B20主要实现的是温度的检测，它一般具有功耗小、体积小、显示内容丰富等其它特点，并且硬件电路也很简单，测量精度可以达到0.5℃。实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温；测量温度在-10 ℃--85 ℃时精度为±0.5℃，可编程分辨率为9--12位，可分辨温度达到0.0625℃，可实现高精度测温。内部有温度上、下限告警设置，形象直观的显示测量的温度值。基于单片机STC89C52的单总线温度测控系统具有硬件组成简单、读数方便、精度高、测量范围广等特点，在实际应用中的到广泛的使用和借鉴。报警提示模块采用蜂鸣器报警，电路简单，且程序容易实现，成本也比较低。控制调节模块采用继电器控制，电路简单，程序简单，而且成本低。
【摘要】
随着信息化时代也进入我们的家庭，人们生活水平的日益提高，而对工作环境的要求也在不断提高。但是由于外部自然环境、汽车的尾气排放、工厂的肆意排放等因素，使得温度的日益上升，往往使得内在实验室的温度过高或过低，而这对于实验室工作人员的工作、机器的使用、以及做一些比较精密的实验带来不利的影响，针对此现况，设计一款人工智能实验室温度控制系统有着重大的意义。
本设计主要是基于单片机STC89C52和数字温度传感器DS18B20的温度测量系统。该系统采用单片机STC89C52 分别采集各个温度点的温度，主要是实现温度的显示以及报警等功能。它主要是用单片机STC89C52作为主控芯片，此芯片具有ISP（在系统可编程）和IPA（在应用可编程）功能，因此不需要专门使用编程器或仿真器，直接通过串行口（P3.0/P3.1）下载用户程序 。此芯片还具有功耗低，速度高、可靠性更稳定等优点。并且因为它的工作电压范围宽（工作频率范围一般为0-40MHZ，相当于普通8051芯片的0-80MHZ，实际频率可达48M/HZ），所以不怕电源的抖动。数字温度传感器DS18B20主要实现的是温度的检测，它一般具有功耗小、体积小、显示内容丰富等其它特点，并且硬件电路也很简单，测量精度可以达到0.5℃。实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温；测量温度在-10 ℃--85 ℃时精度为±0.5℃，可编程分辨率为9--12位，可分辨温度达到0.0625℃，可实现高精度测温。内部有温度上、下限告警设置。显示模块采用LCD1602液晶显示，具有微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧等优点，而且硬件电路简单，可显示32位，形象直观的显示测量的温度值。报警提示模块采用蜂鸣器报警，电路简单，且程序容易实现，成本也比较低。控制调节模块采用继电器控制，电路简单，程序简单。
本课题的工作中心在于温度控制系统对于温度的精确采集，以及对温度的升温或降温的控制。一般驱动电流升温和驱动风扇降温都需要用到PID算法。而本课题所采用的驱动是继电器控制驱动热风机或冷风机进行工作，继电器是一种电子控制器件，包含了控制系统和被控制系统，通常被应用于自动控制电路中，实际上它是用较小的电流去控制较大的电流的一种“自动开关”。因此也起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
课题的完成，使我们慢慢的进入智能化的时代，本设计的内容是温度控制系统，控制对象是温度。温度控制在日常生活及工业领域应用相当广泛，比如水池、车间、发酵池、电源等场所的温度控制。而以往温度控制是有人工完成的而且不够重视，其实在很多场合温度都需要监控以防止发生意外。而本课题的完成在实现温度控制方面有着很大的优势，它应用广泛功能强大、小巧美观，便于安装，是一款即实用又廉价的控制系统。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】单片机；液晶显示；蜂鸣器；继电器；温度传感器
第一章 绪论 - 1 -
1.1本课题的背景意义 - 1 -
1.2温度测控技术的发展与现状 - 1 -
1.3本课题的主要研究内容 - 2 -
第二章 系统硬件模块设计 - 3 -
2.1 系统的总体结构图 - 3 -
2.2系统的特点以及性能的要求 - 3 -
2.3 主控系统的设计 - 4 -
2.4温度采集电路 - 9 -
2.5 液晶显示电路 - 11 -
2.6 报警提示电路 - 13 -
2.7 控制调节电路 - 14 -
2.8 本章小结 - 15 -
第三章 系统软件模块设计 - 16 -
3.1 软件的组成 - 16 -
3.2 主程序模块的设计 - 16 -
3.3 数据采集模块 - 17 -
3.4 液晶显示模块 - 18 -
3.5编程环境的选择 - 19 -
3.6本章小结 - 20 -
第4章 总结与展望 - 21 -
4.1 全文总结 - 21 -
4.2 工作展望 - 21 -
致谢 - 23 -
参考文献 - 24 -
附录一 源程序代码 - 25 -
1.3本课题的主要研究内容
主要是基于单片机STC89C52和数字温度传感器DS18B20的温度测量系统。该系统采用单片机STC89C52 分别采集各个温度点的温度，主要是实现温度的显示以及报警等功能。它主要是用单片机STC89C52作为主控芯片，此芯片具有ISP（在系统可编程）和IPA（在应用可编程）功能，因此不需要专门使用编程器或仿真器，直接通过串行口（P3.0/P3.1）下载用户程序 。此芯片还具有功耗低，速度高、可靠性更稳定等优点。并且因为它的工作电压范围宽（工作频率范围一般为0-40MHZ，相当于普通8051芯片的0-80MHZ，实际频率可达48M/HZ），所以不怕电源的抖动。数字温度传感器DS18B20主要实现的是温度的检测，它一般具有功耗小、体积小、显示内容丰富等其它特点，并且硬件电路也很简单，测量精度可以达到0.5℃。实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温；测量温度在-10 ℃--85 ℃时精度为±0.5℃，可编程分辨率为9--12位，可分辨温度达到0.0625℃，可实现高精度测温。内部有温度上、下限告警设置，形象直观的显示测量的温度值。基于单片机STC89C52的单总线温度测控系统具有硬件组成简单、读数方便、精度高、测量范围广等特点，在实际应用中的到广泛的使用和借鉴。报警提示模块采用蜂鸣器报警，电路简单，且程序容易实现，成本也比较低。控制调节模块采用继电器控制，电路简单，程序简单，而且成本低。
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