1、 编 号： 审定成绩： 重庆邮电大学移通学院毕业设计（论文）设计（论文）题目：实用温度控制器的设计单 位（系别） ： 通信工程系学 生 姓 名 ：专 业 ： 通信工程班 级 ：学 号 ：指 导 教 师 ：答辩组 负责人 ：填表时间： 2013 年 6 月重庆邮电大学移通学院教务处制重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）-I -重庆邮电大学移通学院毕业设计(论文) 任务书设计(论文)题目 实用温度控制器的设计 学生姓名 系别 通信工程系 专业 通信工程 班级 指导教师 职称 副教授 联系电话 教师单位 重庆邮电大学 下任务日期_ 2013 _年_ 1 月_ 4_ 日主要研究内容、方法和要求一、
2、研究内容1、掌握温度控制器的原理，温度控制系统及发展等相关知识；2、进行基于温度控制器的设计。二、方法与要求通过查资料，结合所学的知识，在老师的指导下进行温度控制器的设计。进度计划1 月 4 日至 3 月 6 日：查阅资料对课题进行了解和学习；3 月 7 日至 3 月 15 日：做开题报告，研究内容分析与设计；3 月 16 日至 4 月 15 日：研究内容实践、实例研究，关键问题研究；4 月 16 日至 5 月 23 日：提纲研究，论文的撰写，定稿；5 月 24 日至 6 月初：准备答辩。主要参考文献1 辜小兵韩光勇单片机与基础应用重庆大学出版社20102 曹龙汉 MCS-51 单片机原理及应
3、用M重庆大学出版社20043 何立民单片机高级教程:应用与设计(第 2 版)M北京航天航空大学出版社20074 陈跃东 DS18B20 集成温度传感器原理与应用J20025 周月霞DS18B20 硬件连接及软件编程J传感器世界2001.12指导教师签字： 2013 年 1 月 5 日教研室主任签字： 2013 年 1 月 6 日重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）-II-备注：此任务书由指导教师填写，并于毕业设计(论文)开始前下达给学生。重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）-III -摘 要温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域都有积极的意义。很多行业中都有大量的用电加
4、热设备，如用于热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，采用单片机对它们进行控制，不仅具有方便、简单、灵活性强等特点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量。因此，智能化温度控制技术正被广泛地采用。本温度设计采用现在流行的 AT89S51 单片机，配以 DS18B20 数字温度传感器，该温度传感器可自行设置温度上下限。单片机将检测到的温度信号与输入的温度上、下限进行比较，由此作出判断是否启动继电器以开启设备。本设计还加入了常用的数码管显示及状态灯显示灯常用电路，使得整个设计更加完整，更加灵活。它可以实时的显示和设定温度，实现对温度的自动控制。
5、通过测试表明，本设计对温度的控制有方便、简单的特点，从而大幅提高了被控温度的技术指标。【关键词】AT89S51 单片机 DS18B20 温度传感器 温度控制 继电器重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）-IV-ABSTRACTThe temperature is constantly in the daily life of physical and temperature controls in various fields have a positive meaning. A lot of businesses have a lot of power heating equipment,
6、 such as that used for the heat treatment furnace, for melting metal crucible resistance heaters and the various uses of temperature bins, SCM using their right to control not only easy to control, simple, such as the characteristics of flexibility, but can also significantly increase the temperatur
7、e was charged with the technical indicators, which can greatly enhance the quality of the products. Therefore, intelligent temperature control technology is being widely adopted.The temperature was designed with the now popular AT89S51 SCM, and with DS18B20 digital temperature sensor. The temperatur
8、e sensor can set up their own temperature collars. SCM will detect that the temperature of the input signal and temperature, the lower comparisons this judgment whether to activate the relay to open the equipment. The design also includes commonly used digital display and control state lights common
9、ly used circuit, making the whole design more complete, more flexible. Passed the tests show that the design of the temperature control is convenient and simple characteristics, thus greatly raising the temperature was charged with the technical indicators. 【Key word】 AT89S51 micro controller DS18B2
10、0 temperature sensorTemperature control Relay重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）-V-目 录前 言 .1第一章 绪论 .2第一节 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义 .2第二节 温度控制系统的目的 .2第三节 温度控制系统完成的功能 .3第二章 系统总体设计方案 .4第一节 单片机的介绍 .4一、单片机的特点.4二、单片机系统的基本组成.4第二节 系统功能的确定和器件选取 .4一、单片机的选择.5二、显示器的选择.6三、温度传感器的选择.6第三节 温度传感器 DS18B20 的简介.7一、DS18B20 的特点.8二、DS18B20 的内部
11、结构.8三、DS18B20 的工作原理.10第四节 人机交互与串口通信.14一、人机交互.14二、串口通信.14第三章 系统硬件电路设计 .16第一节 系统结构框图 .17第二节 人机交互与串口通信单元设计 .18一、输入电路设计 .18二、显示电路设计 .18三、串口通信电路 .19第三节 控制执行单元设计 .20重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）-VI-一、键盘单元.20二、温度控制及超温警报单元.22第四章 系统软件设计 .23第一节 系统软件设计整体思路 .23第二节 系统主程序流程图 .24第三节 温度采集子程序流程图 .25第四节 数据转换子程序流程图 .26第五节 动态显示
12、子程序流程图 .27第六节 控制执行子程序流程图 .28结 论 .29参考文献 .30致 谢 .31附 录 .32一、程序代码. .32二、英文文献.37三、英文翻译.40重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）- 1 -前 言温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域 ,如家电、汽车、材料、电力电子等 ,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同 , 在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。传统的
13、继电器调温电路简单实用，但由于继电器动作频繁 ,可能会因触点不良而影响正常工作。控制领域还大量采用传统的 PID控制方式,但 PID 控制对象的模型难以建立,并且当扰动因素不明确时,参数调整不便仍是普遍存在的问题。而采用数字温度传感器 DS18B20，因其内部集成了 A/D 转换器，使得电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。数字温度传感器 DS18B20 只用一个引脚即可与单片机进行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片机更加具有扩展性。由于 DS18B20 芯片的小型化，更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器 DS18B20 做成
14、探头，探入到狭小的地方，增加了实用性。更能串接多个数字温度传感器 DS18B20 进行范围的温度检测。重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）- 2 -第一章 绪论第一节 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，但温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具有广泛的应用前景与实际意义。温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，
15、像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行；炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。因此，各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见，温度的测量和控制是非常重要的。单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样，各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。第二节 温度控制系统的目的本设计的内容是温度测试控制系统，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，比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度控制。而以往温度控制是由人工完成的而且不够重视，其实在很多场所温度都需要监控以防止发生意外。针对此问题，本系统设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度控制系统，它应用广泛，功能强大，小巧美观，便于携带，是一款既实用又廉价的控制系统。
