【基于单片机的智能温度检测控制系统设计11000字】.docx

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1、基于单片机的智能温度检测控制系统设计目录摘要22前言21智能温度检测系统总体设计概述31.1 温度检测技术的发展31.2 单片机技术的发展41.3 单片机技术的应用51.4 电路总体方案设计62器件邮62.1 采用数字单片智能温度传感器72.2 单片机的选择72.3 液晶显示器选择93温度检测系统的硬件设计93.1 复位电路93.2 时钟（晶振）电路W3.3 温度测量电路设计103.4 键盘电路的设计123.5 报警电路的设计123.6 1.CD显示电路124温度检测系统的软件设计134.1 主程序模块134.2 温度读取模块134.3 实时时钟模块144.4 液晶显示模块144.5 报警模块

2、145总结145.1 系统设计的分析145.2 经济效益分析155.3 社会效益分析15参考文献16摘要基于单片机的智能温度检测仪的设计，旨在通过单片机和温度传感器实现自动检测和报警功能。在设计中，先对系统的背景和意义进行了阐述，接着重点分析了整个系统的硬件设计、软件设计以及软件调试设计。对于硬件设计，对选用的器件也作了简要的描述，如按键、LCDI602液晶、蜂鸣器、AT89C51单片机、DS18B20温度传感器等，最终对设计进行了总结。设计中使用四个独立的按键来设置温度上下限，并以无源蜂鸣器作为系统的报警装置。整个系统以LCD1602液晶作为系统的显示器件，实时显示对温度进行检测和设定温度的

3、上下限。系统硬件结构简单，操作灵活。它是使用kei14程序开发软件和C语言进行开发的。2前言众所周知，温度在人类生活中非常重要的。温度在工业生产、现代农业和人们生活中都是经常需要测量的重要物理量，比如在石油化工、食品加工、实验研究、农业大棚等方面。因为温度的检测和温度的控制对于工业生产自动控制系统极其重要，所以人们对温度检测系统的便捷、精确、智能化等方面要求越来越高。总之，温度的检测和控制在很多领域都是不可或缺的。温度是最重要的物理量之一，不仅在工业上的控制，在家庭等的测量上也有重要的意义。工业生产的温度控制要求非常严格，特别是特殊材料的烧结，其温度有高有低，有些甚至是恒温。这说明了严格控制温

4、度的重要性。现有的温度检测方法是,几个模拟温度检测元件的使用,不仅检测温度的误差非常大,不仅初期的显示器的几乎都是指针型显示器上,人与机器的互动和非常不方便，人们需要仔细看才得知现在的温度值，并且也没有自动报警检测和温度设定，因此人们只能在守在其旁边看，人们需要添加燃料，直到温度高于一定值的时候才停止燃料，这种做不仅非常浪费能源，而且十分不方便。随着技术的进步，微处理器和传感器得到了快速的发展，温度传感器开启了智能时代，人机交互界面得到了极大的发展。温度过高的指示是通过传感器温度的精确测量和单片机的智能控制来实现的，当温度低于下限时自动关闭。这大大节省了能源消耗和工业劳动力。因此，基于单片机智

5、能温度检测器设计是特别重要的。温度传感器是测量温度的核心部件，热电偶、热敏电阻等传统温度传感器是模拟的，电阻值是热敏电阻获取温度变化的实质，因此在实际使用过程中需要借助辅助器件将其转化为电压信号然后经过调整后送到模拟数字转化器件（A/D）,最后让单片机处理，数字温度传感器的出现使这个问题得到了很好的解决。本文使用的是电路结构相对简单的DS18B20数字温度传感器、内部集成的A/D转换器同单片机技术相结合，进而实现智能温度检测控制系统的设计，系统实现实时温度检测只需要占用单片机的一个I/O,这使得系统具有很强的扩展性，并且应用前景广泛、实用价值高。1智能温度检测系统总体设计概述随着科学技术的进步

6、和现代工业的需要，温度测量技术也在不断的发展。由于温度测量的范围越来越广泛，有许多不同的要求，所以制造各种不同需求的温度测量仪器。社会发展需要测量更多的温度参数。1.1温度检测技术的发展现代工业自动化控制行业发展的大趋势是生产管理网络化和一体化，使用工业计算机、现场网络以及开放的工业数据库能很好的实现这些功能。要想使生产管理一体化以及有效地改善生产管理的自动化水平，应利用先迸科技手段监测各类繁琐生产环境的被控参数（如气温、流量及压强等）。温度追踪测量（又被称为温度分布测定技术）是一种用计算机来对进行数据采集、传输和分析处理的一种全新技术，是在生产过程中对热加工产品与空气温度关系进行记录和说明的

7、技术，追踪测量获得的数据以图表或数字的方式显示。这个过程较简单的形式是它能够向生产者提供所生产的产品的温度、维持此温度的时间以及什么时候达到了什么温度。通过对数据的分析，生产者可以确保产品达到最优的质量、及时解决产品存在的问题、改进生产工艺路线和减少能耗。温度是生产过程中极为重要的控制指标，无论是在电子产品的生产、食品的加工、其它工业的生产，还是在医疗器械的生产等方面，温度检测（也称追踪）技术都有非常不错的应用前景。1）国内国外温度检测技术动向（1）扩展检测的范围目前一般的温度检测范围为-2003000匕，但未来的目标是能够测定超高温和超低温。特别是液化气的超低温检测是当务之急，例如IOk以下

8、温度的检测是重要的研究课题。（2）扩大测温的对象温度检测技术将从点温测量向线温测量、表面温度测量基至三维温度测量发展。应用范围已扩展到家电、环保、汽车工业、航空航天等行业。(3)发展新型的产品为了满足用户的需求，可以使用以前开发的检测技术来适应不同情况和工作条件下的新产品。也可以利用新的检测技术制造新的产品。(4)适应特殊环境的测温在许多环境中，如易燃、抗硫剂、碎纸机等对热探测器的特殊要求;就像对钢水温度的连续分析，测量运动物体的温度和快速旋转物体的温度，确定火焰温度等等。(5)显示的数字化现代温度仪器正迅速向数字化方向发展。从直觉上看，没有证据误差，显示高分辨率和更小的测量误差，它最大的优势

9、是它的贸易市场有很大的发展空间。(6)标定的自动化借助计算机技术，就可以自动快速地、准确地设定温度检测器。2)国内国外温度检测的发展趋势通过分析以上要求，国内国外温度仪表的生产商未来会向以下几方面发展：(1)接着生产大量涉及范围广的传统温度检测元件，例如:热电阻、热电偶、热敏电阻等。(2)加强新原理、新材料、新工艺的开发。例如，近年来我们开发了单晶硅热敏电阻温度探测器、碳化硅薄膜热敏电阻温度探测器、薄膜和厚膜电阻温度探测器等。(3)向智能化、适用化、综合化方向发展。新产品不仅要具有检测功能，还要具有判断和指示功能，因此微机应向智能化和机电一体化的方向发展。1.2 单片机技术的发展我们都知道，单

10、片机是指一种集成芯片，包括集成微处理器(CPU)、内存、基本I/O接口和定时/计数、通信等部件，即具有微型计算机基本功能的芯片。自20世纪70年代微型计算机问世以来，紧接着又出现了单片微型计算机(即单片机)。美国英特尔公司1971年制造的4位单片机4004和1972年试制的8位单片机8008,特别是1976年开发出mcs-48后，在短短二十多年时间里，多次更新换代。其发展速度必须每隔两三年更新换代，使集成度翻一番，功能翻一番。特别是它的速度和应用范围都是惊人的，从生产到生活。尽管目前有各种各样的单片机，但英特尔mc-51系列的单片机尤其具有代表性。mc-5基于1980年开发的mc-48,仍然是

11、一个8位单片机，但是它的功能得到了很大的改进。由于飞利浦、ATMEL、WELBORD.LG等近100家集成电路制造商生产51系列兼容产品，所有这些制造商都有各种各样的、兼容的和广泛的软硬件信息。因此，mcs-51具有广泛的应用，已经成为自mcs-48以来最重要的单片机品种。即使是现在，mc-51仍然是单片机的主导型号。国内使用最广泛的单片机是英特尔的mc-51系列。由于8位单片机的高性价比，据估计，近年来8位单片机仍然是单片机的主要型号。1.3 单片机技术的应用由于计算机技术的不断进步和广泛应用于控制系统,以及设备小型化、智能化的发展特征,作为高新技术之一的单片机的特点是体积小,功能强,成本效

12、益,使用方便等优点，显示出其顽强的生命力。它比一般集成电路具有更好的抗干扰能力，对环境温度和湿度有更好的适应能力，能在工业条件下稳定工作。目单片机广泛应用于各类仪器和仪表，让仪器和仪表更加智能化，对它们的测量速度和测量精度有着很大提高，使其控制功能得到加强。如“船舶导航状态自动记录仪”、“烟草水分测试仪”、“智能超声波测厚仪”等。采用MCS-51系列单片机控制。实时控制系统同样也以单片机为核心，例如工业中各类窑炉温度、酸度、化学成分等都是由单片机测量和控制。自动控制技术、计量和单片机相结合,充分发挥数据处理和实时控制的功能,因此,系统的工作状态是最好的时间,以便系统的生产效率和产品质量已得到改

13、进。从分布式系统、智能控制和机电一体化设备和产品，到通信、日常设备和设备，单片机发挥着其核心作用。其应用可分为如下几方面：(1)机电一体化设备的控制核心机电一体化是机械装备的发展方向。微芯片的出现促进了机电一体化技术的发展。作为机电产品的控制器，它充分发挥自身的优势，大大增强了机械的功能，提高了机械的自动化和智能化程度。最具代表性的机械产品机器人，每个关节和动作部分都是微机控制系统。(2)数据采集系统的现场采集单元大型数据收集系统需要更多的同步和更真实的数据收集。该系统使用单片机作为集群的前端，主计算机发送到集群命令，然后招收集到的数据发送到主计算机进行处理。例如，一些气象部门、石油生产部门和

14、电厂可以采用这种系统。(3)分布控制系统的前端控制器在具有直接控制水平的分布式计算机控制系统CS)中，单片机作为控制过程中的每个部分的控制器，它们执行数据收集、反馈计算和按上级命令出口管理，并执行相应的协调工作。(4)智能化仪表的机芯自动化仪器正变得越来越智能。智能单片机仪表具有自调节、自校准、自补偿、自适应等功能。还可以调整数字PID,通过软件消除热电流噪声，解决传统电表无法解决的问题。单片机的应用使这种性能更加强大，例如，它已经应用在自动充电电能表和煤气表中。工业仪器中许多智能的流量计、气体的分析仪和成分的分析仪也都采用这种技术。甚至有些保健仪器都是单片机控制的。(5)消费类电子产品控制该

15、应用主要应用于家用电器领域，如洗衣机、空调、安全系统、VCD视频播放器、电子天平、IC卡、手机、BB机等。在这些设备中使用单片机，大大提高了控制功能和性能，实现了智能、优化的控制。(6)终端及外围设备控制计算机网络终端设备，如银行终端、商业POS(自动柜员机)和计算机外围设备，如打印机、通信终端和智能UPS0这些设备使用单片机，具有计算、存储、显示、输入等功能。它有一个连接到计算机的接口,大大增加了计算机的容量和应用程序的范围。1.4 电路总体方案设计本文的主要目标是研究和开发基于AT89C51的温度测定系统，可用于温室等工业和农业生产，具有广泛的实际前景。温度测量系统可以实时测量和显示温度，并具有报警温度升高的功能。系统由硬件和软件设计组成。硬件设计包括单片机控制芯片、测温电路、温度显示电路、报警电路和温度控制电路，软件设计包括相应的信号采集处理程序和单片机接口子程序等。，实现实时温度测量、显示、控制和报警功能。温度控制系统采用AT89C518位计算机作为微处理单元进行控制。用四个按键将设定的温度的最大值和最小值存储到单片机的数据存储器中，通过键盘可以完成温度检测功能的转换。温度传感器通过将采集到的信号与单片机中的数据进行比较来控制温度控制器。2器件选择本章主要对毕业设计的课题进行了分析，并根据要实现的功能对几种设计方法进行了综合比较，提出了实现系统功能的最佳方案。2.1