目 录
前言 2
第1章 系统方案论证 4
第1.1节 设计方案 4
第1.2节 方案的论证 4
第2章 硬件系统设计 5
第2.1节 电路总体原理框图 5
第2.2节 单片机的选择 5
第2.3节 温度采集电路的设计 6
第2.4节 键盘接口电路的设计 9
第2.5节 显示接口电路的设计 10
第2.6节 报警电路和电源保护电路 10
第2.7节 时钟电路的设计 11
第2.8节 复位电路的设计 12
第2.9节 单片机与PC机的通信电路 12
第2.10节 总电路图的设计 13
第3章 软件系统设计 15
第3.1节 主程序模块 15
第3.2节 LED显示模块 15
第3.3节 键盘控制模块 16
第3.4节 温度传感器DS18B20模块 17
第4章 系统性能测试及分析 21
第4.1节 设计所达到的性能指标 21
第4.2节 结果分析论述 22
第4.3节 降低噪声和电磁干扰的方法 22
第4.4节 设计方案评价 22
结论 23
参考文献 23
致谢 24
附录 25
附录1：实物照片说明 25
附录2：部分源程序 26 【摘要】：本设计以单片机AT89C52为核心部件，采用单总线型数字式的温度传感器DS18B20作为温度采集，设计制作了带键盘输入控制，动态显示和越限报警功能的恒温控制系统。该系统既可以对当前温度进行实时显示，又可以对温度进行控制，并使其恒定在某一温度范围。控制键盘设计使设置温度简单快捷，两位整数一位小数的显示方式具有更高的显示精度。建立在模糊控制理论上的控制算法，使控制精度完全能满足一般的电子产品的生产要求。通过对系统软件和硬件的合理规划，发挥单片机自身集成多系统功能单元的优势，在不减少功能的前提下有效降低了成本，系统操作简便。
【关键词】：AT89C52；恒温控制；DS18B20温度传感器
前言
随着国民经济的发展，温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，人们需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用，其温度的控制效果直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。工业生产中温度控制具有单向性、时滞性、大惯性和时变性的特征，同时要实现温度控制的快速性和准确性，对于提高产品质量具有很重要的现实意义。
关于温度测量系统的发展现状，它主要经历了三个发展阶段：传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器和智能温度传感器。其中传统的分立式温度传感器亦称为热电偶传感器，它是工业测量中应用最广泛的一种温度传感器，它与被测对象直接接触，不受中间介质的影响，具有较高的精确度，测量范围广，可从-50℃—1600℃进行连续测量，特殊的热电偶如钨—铼最高可达2800℃；模拟集成温度传感器采用硅半导体集成工艺制成，因此又称为硅传感器或单片集成温度传感器。此种传感器具有功能单一（仅测量温度）、测量误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗，适合远距离测量、控温、不需要进行非线性校准、外围电路简单等特点；智能温度传感器亦称数字温度传感器，它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结晶。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器和接口电路。有的产品还带有多路选择器、中央控制器、随机存取存储器和只读存储器。智能温度传感器的最大特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器，并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的，其智能化程度取决于软件的开发水平。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成式向智能化，网络化的方向飞速发展。
对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同，则采用的测温元件、测温方法以及对温度的控制方法也将不同；产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同，则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同。因而，对温度的测控方法要多种多样。随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术，也便随之而生，并得到日益发展和完善，越来越显示出其优越性。然而现有的温度传感元件大多为模拟器件（热电耦）体积大、应用复杂、而且不容易实现数字化等缺点，阻碍了应用领域的扩展。
实现恒温控制的方法有很多，传统的有利用PLC自适应控制加热丝实现恒温控制，还有利用模拟PID调节的恒温控制，其算法需要查表转换。而基于单片机的控制系统，为闭环系统，工作稳定性高，控制精度高，利用模糊控制算法使超调量大大降低。软件采用模块化结构，提高了通用性。本设计的目的不仅仅使温度控制本身，主要提供了单片机外围电路及软件包括控制算法设计的思想，应该说，这种思想比控制系统本身更为重要。
随着现代信息技术的飞速发展，温度测量在人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，使用了抗干扰能力较强的新型数字温度数据传感器DS18B20实现温度的测量。由于DS18B20得转换精度高，可直接将温度数据进行编码，而且使用单总线传输温度数据，使系统结构简单，准确性高，通信方便，传输距离较远且抗干扰能力较强，与传统的模拟信号温度计组成的测温系统相比电路简单，集成度高，扩展性能好，抗干扰能力强，因此具有很好的经济效益和实用性。
因此本设计从实际应用出发选取了体积小、精度相对高的数字式温度传感元件DS18B20作为温度采集器，单片机AT89C52作为主控芯片，LED数码显示管作为显示输出，实现了对温度的实时测量与恒定控制。
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