基于单片机温度控制系统毕业论文设计.doc

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1、1 1 毕业论文（设计）毕业论文（设计） 题目： 基于单片机的温度控制系统 姓 名： 学 号： 专 业： 研究方向： 指导教师： 环境工程系 二二 O 一四一四 年四年四 月月 2 2 摘要摘要 近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带 动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往 往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构， 以及具体应用对象特点的软件结合，以作完善。 本文从硬件和软件两方面来讲述水温自动控制过程,在控制过程中主要应用 AT89C51、ADC0809、LED 显示器、LM324

2、比较器，而主要是通过 DS18B20 数字温度传感 器采集环境温度，以单片机为核心控制部件，并通过四位数码管显示实时温度的一种数 字温度计。软件方面采用汇编语言来进行程序设计，使指令的执行速度快，节省存储空 间。为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简 洁明了，使硬件在软件的控制下协调运作。 而系统的过程则是：首先,通过设置按键,设定恒温运行时的温度值，并且用数码管 显示这个温度值.然后,在运行过程中将采样的温度模拟量送入 A/D 转换器中进行模拟- 数字转换，再将转换后的数字量用数码管进行显示，最后用单片机来控制加热器,进行 加热或停止加热，直到能在规定的温度

3、下恒温加热。 - 关键词：单片机系统；传感器；数据采集；模数转换器；温度 3 3 目目 录录 摘要.2 第 1 章 绪论4 1.1 选题背景4 1.2 选题简介4 第 2 章 系统零件理论基础5 2.1 AT89C51 单片机的介绍5 2.1.1 AT89C51 单片机的特点5 2.1.2 AT89C51 单片机的基本组成5 2.2 系统功能的确定6 2.3 ADC0809 的内部结构6 2.4 温度传感器 .7 第 3 章 电路设计.8 3.1 单片机控制单元8 3.2 系统结构框图9 3.3 传感器及放大电路9 3.4 模数转换部分.10 3.4.1 模数转换技术.10 3.5 调节执行单

4、元.11 3.6 系统的原理图.12 第 4 章 软件设计.13 4.1 主程序流程图.13 4.2 中断子程序流程图.14 4.3 按键流程图.15 4.4 显示流程图.16 4.5 动态显示子程序.16 4.6 数据转换子程序.18 第 5 章 结论与展望.19 参考文献.20 4 4 第 1 章 绪论 1.1 选题背景 在生产过程中，温度的控制是十分常见的。国内已相继出现各种以微机为核心的温 度控制系统。这种系统控制精度高、重复性好、自动化程度高。 在日常生活中，人们为了拥有一个更舒适的生活环境，往往需要室内拥有一个合适 的温度，而单片机的准确性高、价格低、功耗低等一系列优点，可结合升温

5、和降温设备， 有效的应用到实际生活中。 单片机温度控制系统是单片机控制的一项简单应用。近几年来单片机因其独特的， 方便，快捷的优势被广泛的应用于各个领域之中。 1.2 选题简介 课题名称：基于单片机的温度控制系统 主要任务：将温度控制在设定的温度值，设定范围为0100度，针对在生产和日常 生活中温度智能化控制系统的实现。 开发环境：本环境温度控制系统的软件部分是通过 KEIL 进行编译，能够实现水温的 自动控制，如果设定水温为 0-100，则能使水温保持恒定在 0-100的温度下运行。 用单片机 AT89C51 控制，通过按键来控制水温的设定值，数值采用数码管显示。以数字 电路和模拟电路为硬件

6、基础，以汇编语言为软件实现语言。 功能概述：在该环境温度控制系统中，单片机作为核心部件进行检测控制，增强了 设计的通用性，适时性。在该环境温度控制系统中温度检测采用 DS18B20 温度传感器， 它不仅具有较高的精度，而且适用电压宽。显示设备等外围扩展芯片。温度控制分为升 温和降温控制，升温控制和降温控制分别采用继电器来控制外部的升温和降温设备。软 件部分采用流程图来表示，对各个子程序进行说明，包括控制算法，偏差计算等。控制 是否升温或降温。 本文所要研究的课题是基于单片机控制的水温控制系统的设计，主要是介绍了对水 箱温度的显示、控制及报警，实现了温度的实时显示及控制。水箱水温控制部分，提出

7、了用 AD590、AT89C51 单片机及 LED 的硬件电路完成对水温的实时检测及显示，利用 AD590 与单片机连接由软件与硬件电路配合来实现对加热电阻丝的实时控制及超出设定 的上下限温度的报警系统。而炉内温度控制部分，采用一套 PID 闭环负反馈控制系统， 由 AD590 检测炉内温度，用中值滤波的方法取一个值存入程序存取器内部一个单元作为 最后检测信号，并在 LED 中显示。 。 5 5 第 2 章系统零件理论基础 2.1 AT89C51 单片机的介绍 随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的 CPU 、RAM 、 ROM 、定时/计数 器和多种 I/O 接口集成在一片芯片上，形成

8、芯片级的计算机，因此单片机早期的含义称 为单片微型计算机，直译为单片机 。70 年微型计算机研制成功之后，随之即出现了单 片机（即单片微型计算机） 美国 Intel 公司 1971 年生产的 4 位单片机 4004 和 1972 年生产的雏形 8 位单片机 8008，这也算是单片机的第一次公众亮相。 1976 年 Intel 公司首先推出能称为单片机的 MCS-48 系列单片微型计算机。它以体 积小、功能全、价格低等特点，赢得了广泛的应用，同时一些与单片机有关公司都争相 推出各自的单片机。 1978 年下半年 Motorola 公司推出 M6800 系列单片机，Zilog 公司相继推出 Z8

9、单片 机系列。1980 年 Intel 公司在 MCS-48 系列基础上又推出高性能的 MCS-51 系列单片机。 这类单片机均带有串行 I/O 口，定时器/计数器为 16 位，片内存储容量（RAM，ROM）都 相应增大，并有优先级中断处理功能，单片机的功能、寻址范围都比早期的扩大了，它 们是当时单片机应用的主流产品。 1982 年 Mostek 公司和 Intel 公司先后又推出了性能更高的 16 位单片机 MK68200 和 MCS-96 系列，NS 公司和 NEC 公司也分别在原有 8 位单片机的基础上推出了 16 位单片 机 HPC16040 和 PD783系列。 1987 年 Int

10、el 公司又宣布了性能比 8096 高两倍的 CMOS 型 80C196，1988 年推出带 EPROM 的 87C196 单片机。由于 16 位单片机推出的时间较迟、价格昂贵、开发设备有限 等多种原因，至今还未得到广泛应用。而 8 位单片机已能满足大部分应用的需要，因此， 在推出 16 位单片机的同时，高性能的新型 8 位单片机也不断问世。 纵观这短短的 20 年，经历了 4 次更新换代，单片机正朝着集成化、多功能、多选 择、高速度、低功耗、扩大存储容量和加强 I/O 功能及结构兼容的方向发展。新一代的 80C51 系列单片机除了上述的结构特性外，其最主要的技特点是向外部接口电路扩展， 以实

11、现微控制器（microcontroller）完善的控制功能为己任。这一系列单片机为外部 提供了相当完善的总线结构，为系统的扩展和配置打下了良好的基础。由于 80C51 系列 单片机所具有的一系列优越的特点，获得广泛使用指日可待。 下面我们就来重点介绍一下本毕业论文讨论的系统所用的 AT89C51 系列单片机。 2.1.1 AT89C51 单片机的特点 1具有优异的性能价格比 2集成度高、体积小、可靠性高 3控制功能强 4低电压、低功耗 2.1.2 AT89C51 单片机的基本组成 它由 CPU 、存储器（包括 RAM 和 ROM ）、I/O 接口、定时/计数器、中断控制功 能等均集成在一块芯片

12、上，片内各功能通过内部总线相互连接起来。 输入 / 输出引脚 P0、P1、P2、P3 的功能： 6 6 P0.0P0.7（3239 脚）：P0 口是一个 8 位漏极开路型双向 I/O 端口。在访问片 外存储器时，它分时作低 8 位地址和 8 位双向数据总线用。在 EPROM 编程时，由 P0 输入指令字节，而在验证程序时，则输出指令字节。验证程序时，要求外接上拉电阻。 P0 能以吸收电流的方式驱动 8 个 LSTTL 负载。 P1.0P1.7（18 脚）： P1 是一上带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。在 EPROM 编程和验证程序时，由它输入低 8 位地址。 P1 能驱动 4 个 L

13、STTL 负载。 P2.0P2.7（2128 脚）： P2 也是一上带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。在访问 外部存储器时，由它输出高 8 位地址。在对 EPROM 编程和程序验证时，由它输入高 8 位地址。 P2 可以驱动 4 个 LSTTL 负载。 P3. 0 P3. 7 （ 1017 脚）： P3 也是一上带内部上拉电阻的双向 I/O 口。 在 MCS-52 中，这 8 个引脚还用于专门的第二功能。P3 能驱动 4 个 LSTTL 负载。 P3.0 RXD（串行口输入） P3.1 TXD（串行口输出） P3.2 INT0（外部中断 0 输入） P3.3 INT1（外部中断 1 输

14、入） P3.4 T0（定时器 0 的外部输入） P3.5 T1（定时器 1 的外部输入） P3.6 WR（片外数据存储器写选通） P3.7 RD（片外数据存储器读选通） 2.2 系统功能的确定 一个控制系统是否能被大众所接受，在于该控制系统是否拥有人性化的操作功能。 为了使本次设计的环境温度控制系统具有操作简单、灵活及高可靠性等特点，确定了该 系统功能： 由温度采集。 温度显示。 温度控制执行。 温度测量范围为 0-100 度，温度有效范围为 0-100 度，允许误差为 1 度。 2.3 ADC0809 的内部结构 ADC0809 是位 A/D 转换芯片，它是采用逐次逼近的方法完成 A/D 转

15、换的。ADC0809 由单+5V 电源供电；片内带有锁存功能的 8 路模拟多路开关，可对 8 路 05V 的输入模 拟电压分时进行转换，完成一次转换约需 100S；片内具有多路开关的地址译码器和锁 存器、高阻抗斩波器、稳定的比较器，256 电阻 T 型网络和树状电子开关以及逐次逼近 寄存器。 ADC0809 是引脚双列直插式封装，引脚及其功能（图 2-2）： 1D7D0：8 位数字量输出引脚。 2IN0IN7：8 路模拟量输入引脚。 3VCC：+5V 工作电压。 4GND：接地。 5REF（+）：参考电压正端。 6REF（-）：参考电压负端。 7START：A/D 转换启动信号输入端。 8A、

16、B、C：地址输入端。 9ALE：地址锁存允许信号输入端。 10EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。 11OE： 输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。 7 7 12CLK：时钟信号输入端，译码后可选通 IN0IN7 八个通道中的一个进行转换。 表 2-1 A、B、C 的输入与被选通道的通道关系 被选中的通道CBA IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 图图 2-2 ADC0809 的管脚图的管脚图 2.4 温度传感器 集成温度传感器

17、实质上是一种半导体集成电路，它是利用晶体管的 b-e 结压降的不 饱和值 VBE 与热力学温度 T 和通过发射极电流 I 的下述关系实现对温度的检测,集成温 度传感器具有线性好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便等优点，得到广泛应用。 集成温度传感器的输出形式分为电压输出和电流输出两种。电压输出型的灵敏度一般为 10mV/K，温度 0时输出为 0，温度 25时输出 2.982V。电流输出型的灵敏度一般为 1mA/K。AD590 是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。它的主要特性如下： 流过器件的电流（mA）等于器件所处环境的热力学温度,AD590 的测温范围为-55到 +150。A

18、D590 的电源电压范围为 4V-30V。电源电压可在 4V-6V 范围变化，电流变化 1mA，相当于温度变化 1K。AD590 可以承受 44V 正向电压和 20V 反向电压，因而器件反 接也不会被损坏。输出电阻为 710MW。精度高共有 I、J、K、L、M 五档，其中 M 档精度 最高，在-55到+150范围内，非线性误差为0.3。AD590 的输出电流 I=（273+T）A（T 为摄氏温度） ，因此测量的电压 V 为（273+T） 8 8 A10K=（2.73+T/100）V。为了将电压测量出来又务须使输出电流 I 不分流出来，我 们使用电压跟随器其输出电压 V2 等于输入电压 V。由于

19、一般电源供应教多器件之后，电 源是带杂波的，因此我们使用齐纳二极管作为稳压元件，再利用可变电阻分压，其输出 电压 V1 需调整至 2.73V 接下来我们使用差动放大器其输出 Vo 为（100K/10K）（V2- V1）=T/10，如果现在为摄氏 28，输出电压为 2.8V，输出电压接 AD 转换器，那么 AD 转换输出的数字量就和摄氏温度成线形比例关系。 第 3 章电路设计 本设计采用按键作为输入控制，通过温度多采样单元采集温度信息，经过 27L2C 放 大器放大及 ADC0809 数模转换器将其转换，由主机 AT89C51 进行处理并将实际温度值和 设定温度值分别显示在共阳极数码显示管 LE

20、D 上。 3.1 单片机控制单元 单片机控制单元，如图 3-1 所示，包括按键控制电路，其中按键控制电 路这一模块设置了：“设置”、 “加 1”、 “右移”、 “确定”四个按键，来实现人机对 话。人为地设定温度门限值，使电路在人为设定的某一温度值相对稳定的工 作。 图图 3-1 按键控制电路按键控制电路 9 9 3.2 系统结构框图 图 3.1 系统硬件总体框图 该系统由核心部件AT89C52来处理从键盘输入电路和温度采集电路送入的数据，并 通过温度显示电路进行温度显示，由温度控制电路来进行相应的升温或降温的操作。 3.3 传感器及放大电路 温度采样单元，如 3-2 所示,传感器输出电流是以绝

21、对温度零度（-273）为基准, 每增加 1,它会增加 1A 输出电流,因此在室温 25时,其输出电流 Iout=（273+25） =298A。测量 Vo 时,不可分出任何电流，所以在应用时我们还要通过运算放大器来作 相应处理才能达到测量 V0 时，不分出任何的电流,电路如图 3.2 所示。 电路分析：AD590 的输出电流 I=（273+T）A（T 为摄氏温度）,因此测量的电压为 2.V。为了将电压测量出来又务须使输出电流 I 不分流出来,我们使用电压跟随器其输出 电压 V2 等于输入电压 V。 由于一般电源供应教多器件之后,电源是带杂波的,因此我们使用齐纳二极管作为稳 压元件,再利用可变电阻

22、分压,其输出电压 V1 需调整至 2.73V 接下来我们使用差动其输 出 Vo 为（100K/10K）（V2-V1）=T/10,如果现在为摄氏 28,输出电压为 2.8V,输出 电压接 AD 转换器,那么 AD 转换输出的数字量就和摄氏温度成线形比例关系。 图 3-2 传感器及放大电路 由于一般电源供应教多器件之后,电源是带杂波的,因此我们使用 MC1403 是低压基准 芯片。一般用作 812bit 的 D/A 芯片的基准电压等一些需要基本精准的基准电压的场 AT89C52 温度显示电路 温度控制电路 键盘输入电路 温度采集电路 10 10 合。 输出电压: 2.5 V /- 25 mV 输入

23、电压范围: 4.5 V to 40 V 输出电流: 10 mA, 再利用可变电阻分压,其输出电压 V1 需调整至 2.73V 接下来我们使用差动其输出 Vo 为（100K/10K）（V2-V1）=T/10,如果现在为摄氏 28,输出电压为 2.8V,输出电压接 AD 转换器,那么 AD 转换输出的数字量就和摄氏温度成线形比例关系。 端 A、B、C 直接与地相边，默认选择 IN0 输入通道。ALE 与 START 端直接相连再边到单 片机的 P2 口，ADC0890 必须由外部提供时钟信号，其时钟信号频率范围是：10-1248kHZ,所 以时钟信号可以由单片机提供，单片机 ALE 端输出频率是晶

24、振频率的六分之一。所以单 片机的晶振应选 6MHz 这样 ALE 端输出 1000kHz 的频率就可以供给 ADC0809 使用。 温度传感器： 广义来讲，一切随温度变化而物体性质亦发生变化的物质均可作为温度传感器。例 如，我们平常使用的各种材料、元件，其性质或多或少地都会随其所处的环境温度变化 而变化，因而它们几乎都能作为温度传感器使用。但是，一般真正能作为实际中可使用 的温度传感器的物体一般需要具备下述条件： 1物体的特性随温度的变化有较大的变化，且该变化量易于测量。 2对温度的变化有较好的一一对应关系，即对除温度外其他物理量的变化不敏感。 3性能误差及老化小、重复性好，尺寸小。 4有较强

25、的耐机械、化学及热作用等的特点。 5与被检测的温度范围和精度相适应。 6价格适宜，适合于批量生产。 符合上述条件的常用温度传感器有热电偶、热电阻、光辐射温度计、玻璃温度计、 半导体集成温度传感器等。 3.4 模数转换部分 模数转换是将模拟输入信号转换为 N 位二进制数字输出信号的技术。采用数字信号 处理能够方便地实现各种先进的自适应算法，完成模拟电路无法实现的功能，因此，越 来越多的模拟信号处理正在被数字技术所取代。与之相应的是，作为模拟系统和数字系 统之间桥梁的模数转换的应用日趋广泛。为了满足市场的需求，各芯片制造公司不断推 出性能更加先进的新产品、新技术，令人目不暇接。 3.4.1 模数转

26、换技术 本次设计还涉及到数模转换技术，而模数转换技术包括采样、保持、量化和编码四 个过程。 1采样就是将一个连续变化的模拟信号 x(t)转换成时间上离散的采样信号 x(n)。根据 奈奎斯特采样定理，对于采样信号 x(t)，如果采样频率 fs 大于或等于 2fmax(fmax 为 x(t)最高频率成分)，则可以无失真地重建恢复原始信号 x(t)。实际上，由于模数转换 器器件的非线性失真、量化噪声及接收机噪声等因素的影响采样速率一般取 fs=2.5fmax。通常采样脉冲的宽度 tw是很短的，故采样输出是断续的窄脉冲。 2要把一个采样输出信号数字化，需要将采样输出所得的瞬时模拟信号保持一段时间， 这

27、就是保持过程。 3量化是将连续幅度的抽样信号转换成离散时间、离散幅度的数字信号，量化的主要 问题就是量化误差。假设噪声信号在量化电平中是均匀分布的，则量化噪声均方值与量 化间隔和模数转换器的输入阻抗值有关。 11 11 4编码是将量化后的信号编码成二进制代码输出。这些过程有些是合并进行的，例如， 采样和保持就利用一个电路连续完成，量化和编码也是在转换过程中同时实现的，且所 用时间又是保持时间的一部分。 3.5 调节执行单元 调节执行单元，如图 3-4 所示，采用实时控制的方法，在主机 AT89C51 的 P3.5 口 输出温度控制信号，由光电耦合器 MOC3041（光电耦合器）和可控硅 SCR

28、 组成。其中光 电耦合器 MOC3041 的作用是将单片机系统与可控硅 SCR 电路隔开，避免在高压过程中的 干扰信号影响单片机的运行；可控硅 SCR 的作用是相当于一个固态的触点，使之有能力 开启或关断电炉，从而控制电炉通断，以实现对水温的实时控制。 MOC3061 为光电耦合双 向可控硅驱动器,也属于光电耦合器的一种,用来驱动双向 可控硅 BCR 并且起到隔离的作用,R23 为触发限流电阻,R26 为 BCR 门极电阻,防止误触发,提 高抗干扰能力。当单片机 80C51 的 p3.5 引脚输出负脉冲信号时 T2 导通,MOC3061 导通, 触发 BCR 导通,接通交流负载。另外,若双向可

29、控硅接感性交流负载时,由于电源电压超 前负载电流一个相位角,因此,当负载电流为零时,电源电压为反向电压,加上感性负载自 感电动势 el 作用,使得双向可控硅承受的电压值远远超过电源电压。虽然双向可控硅反 向导通,但容易击穿,故必须使双向可控硅能承受这种反向电压。一般在双向可控硅两极 间并联一个 RC 阻容吸收电路,实现双向可控硅过电压保护,图 3 中的 C9、R25 为 RC 阻容 吸收电路 。 图 3-4 调节执行单元 12 12 3.6 系统的原理图 13 13 第 4 章 软件设计 4.1 主程序流程图 系统的软件部分由主程序流程图、中断子程序流程图、按键流程图和显示流程图四 部分组成。

30、系统的主程序流程图如图 4-1，当有信号输入时，主程序启动，根据内部设 定的条件逐步运行，达到设计目的。 初 始 化 处理按键、显示设定 值 启动 A/D 转换 数值处理 显示实际温度 比较设定温度值和实际温 度值 是否大于？ 加 热 开 始 停 止 图 4-1 主程序流程图 N Y 14 14 4.2 中断子程序流程图 图 4-2 为中断子程序的流程图，这个主要是为了保障整个软件程序在运行时可以达 到中断，从而使系统进一步达到完善。 关中断 保护现象 A 右移一位 读 P1 口送至 A C=1? C=1? C=1? C=1? 右移一位 右移一位 右移一位 中断返回 开中断 恢复现场 MOV

31、35H,#1 MOV 35H,#2 MOV 35H,#3 MOV 35H,#4 开始 图 4-2 中断子程序 N N N N Y Y Y Y 15 15 4.3 按键流程图 图 4-3 为系统的按键流程图。主要是通过人为的对外部按键的控制来调节系统的温 度，从而实现系统对温度的手动和自动控制。 图 4-3 按键流程图 N Y N 中 断 P1.4=0? P1.5=0? P1.7=0? P1.6=0? 转 IR1 转 IR4 转 IR2 转 IR3 返 回 N Y N Y Y 16 16 4.4 显示流程图 图 4-4 为系统的显示流程图。主要是通过对传输过来的信号进行显示后，给操作 者提供提示

32、。已达到为本系统提供对温度的显示和监控的目的。 本章节主要讲的是单片机温度系统的软件设计部分的主要的流程图，这也 是系统程序设计的基本设计思路，通过依照四部分的流程图进行设计，已达 到对系统完整的运行，对温度的显示、监控和控制。 4.5 动态显示子程序 在该恒温系统中使用了两个两位的LED七段数码管来显示系统所采集的当前温度值 和设置的温度值，为了不占用更多的单片机端口，在针对显示电路的设计时采用了动态 显示的方案，而动态显示子程序的主要任务就是控制显示电路的扫描规律，其程序流程 开 始 结 束 串行口初始化 往缓冲区送数 查段码 送显示 17 17 图如图4.4所示。 图 4.5 动态显示子

33、程序流程图 开始 当前温度高位送入 A 片选信号初始化 ORL A,#30H 当前温度高位片选信号 ANL A,#0CFH 显示输出 MOV P1,A 延时 1ms 当前温度低位送入 A 片选信号初始化 ORL A,#30H 当前温度低位片选信号 ANL A,#0DFH 显示输出 MOV P1,A 延时 1ms 设置温度高位送入 A 片选信号初始化 ORL A,#30H 设置温度高位片选信号 ANL A,#0EFH 显示输出 MOV P1,A 延时 1ms 设置温度低位送入 A 片选信号初始化 ORL A,#30H 设置温度低位片选信号 ANL A,#0FFH 显示输出 MOV P1,A 延时

34、 1ms 结束 18 18 4.6 数据转换子程序 数据转换子程序功能是将从温度采集子程序中采集的十六进制温度数据，转换成十 进制的数值并存储在指定的存储单元内。由于该恒温系统设计的温度检测有效为0-99， 所以数据转换原理为：将获取到的十六进制温度值除以十进制数10，所得到的商为相应 十进制数的十位，并存入31H单元，余数则为相应十进制数的个位，并存入30H单元，其 程序流程图如图4.3所示。 图 4.6 数据转换流程图 开始 合并温度值的高 位和低位存入 A A 除以 10 商送 31H 单元 余数送 30H 单 元 结束 19 第 5 章 结 论 在设计该系统的过程中我充分应用了在课堂上

35、所学的相关理论知识，当把理论知识 通过自己的双手变成实际后，使我对电路设计有了更多的了解，同时又产生了更浓厚的 兴趣。 近三个月的毕业设计即将结束，这意味着我们的大学生活也要结束了，但我们的学 习没有结束，在本次设计中，我们所学过的理论知识接受了实践的检验，增强我的综合 运用所学知识的能力及动手能力，为以后的学习和工作打下了良好的基础。本文以 AT89C51 系列单片机为核心，用 AT89C51 单片机作为控制器件，温度信号通过热敏电阻 和放大器转换成电信号，再由 ADC0809 转换成为数字信号，测温电路采用桥式电路，温 度设定采用按键移位式设定方法，温度控制采用光耦和可控硅控制加热器。软件

36、算法采 用设定值和测量值相比较的算法。在单片机应用的基础上，实现了一种用带有 EPROM 的 AT89C51 单片机控制传感器的自动化温度监控系统。 为了实现这一系列功能我主动与指导老师交流，并且查阅了大量相关的书籍，在此 过程中进一步锻炼了自己思考问题与解决问题的能力，巩固并提高了自己的单片机、数 字电路、模拟电路等相关知识。 该系统实现的最终功能是控制外界温度，使温度恒定在一定的范围内，统所能测量 温度的范围在 0-100 度之间，能恒定的范围是在 0-100 度之间，所以该系统在日常生活 与生产中有较大的应用空间，特别是运用在养值业方面。而在一些特殊的生产环境中， 其需要恒温的范围远远超

37、过了该系统，该恒温系统是不适用的，这也是该系统有待完善 的地方。 展望 单片为我们改变了什么？纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上 各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数 据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能 IC 卡、电子宠物等，这些都离不开单片 机。以前没有单片机时，这些东西也能做，但是只能使用复杂的模拟电路，然而这样做 出来的产品不仅体积大，而且成本高，并且由于长期使用， 元器件不断老化，控制的 精度自然也会达不到标准。在单片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我 们只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由

38、人为的写入程序来完成。 这样产品的体积变小了，成本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了。据统计， 我国的单片机年容量已达 3 亿片，且每年以大约 20%的速度增长，但相对于 世界市场 我国的占有率还不到 1%。特别是沿海地区的玩 具厂等生产产品多数用到单片机，并不 断地辐射向内地。 所以，学习单片机在我国是有着广阔前景的。 20 目前，测温控温系统得到快速的发展，国外的测量控制系统已经成熟，产品也较多。 近两年，国内也出现了许多高精度的温度控制系统产品，但相对于用户来说，价格还是 偏高。而由于竞争越来越激烈，现在企业发展的趋势是如何最有效的提高生产效率，降 低生产成本。寻求性能可靠、价格低

39、廉，且应用广泛的元器件是生产过程的首先要考虑 的问题，因此像本设计这种控制简单、精度较高、价格低廉的控制系统会有很好的发展 前景，所以学好单片机技术也十分重要。 通过本次的设计，是我感觉到单片机的应用会越来越广泛，而且，在医疗事业的发 展中，单片机也会越来越重要。以后的医疗服务会急速的向现代化，智能化方向发展， 从而增加了安全性，减少了操作的繁琐性。学习并使用单片机为核心进行设计，将为我 们电子工作者打开一扇通往电子设计新出路的。 参考文献 1 刘高鏁编著.单片机实用技术.清华大学出版社； 2 樊明龙,任丽静编著.单片机原理与应用.化学工业出版社； 3 徐光翔编著.单片机原理接口及应用.南京大

40、学出版社 4 杨文龙编著.单片机原理及应用.西安电子科技大学出版社 5 楼然苗,李光飞编著.51 系列单片机设计实例.北京航空航天大学出版社 6 张毅刚.单片机原理及应用M.高等教育出版社.2004 年 1 月，第 1 版：137-156 7 曹巧媛主编. 单片机原理及应用(第二版). 北京:电子工业出版社,2002 8 何力民编. 单片机高级教程. 北京:北京航空大学出版社,2000 9 金发庆等编. 传感器技术与应用.北京机械工业出版社,2002 10 王锦标，方崇智过程计算机控制北京：清华大学出版社，1997；3640 11 邵惠鹤工业过程高级控制上海：上海交通大学出版社，1997；58

41、62，78 101 12 胡寿松自动控制原理北京：国防工业出版社，2000；103124 13 刘伯春智能 PID 调节器的设计及应用电子自动化，1995；(3)：2025 14 周润景，张丽娜基于 PROTEUS 的电路及单片机系统设计与仿真M北京:航空 航天大学出版社 ,2006.P321P326 21 参考文献 1 刘高鏁编著.单片机实用技术.清华大学出版社； 2 樊明龙,任丽静编著.单片机原理与应用.化学工业出版社； 3 徐光翔编著.单片机原理接口及应用.南京大学出版社 4 杨文龙编著.单片机原理及应用.西安电子科技大学出版社 5 楼然苗,李光飞编著.51 系列单片机设计实例.北京航空

42、航天大学出版社 6 张毅刚.单片机原理及应用M.高等教育出版社.2004 年 1 月，第 1 版：137-156 7 曹巧媛主编. 单片机原理及应用(第二版). 北京:电子工业出版社,2002 8 何力民编. 单片机高级教程. 北京:北京航空大学出版社,2000 9 金发庆等编. 传感器技术与应用.北京机械工业出版社,2002 10 王锦标，方崇智过程计算机控制北京：清华大学出版社，1997；3640 11 邵惠鹤工业过程高级控制上海：上海交通大学出版社，1997；5862，78 101 12 胡寿松自动控制原理北京：国防工业出版社，2000；103124 13 刘伯春智能 PID 调节器的设计及应用电子自动化，1995；(3)：2025 14 周润景，张丽娜基于 PROTEUS 的电路及单片机系统设计与仿真M北京:航空 航天大学出版社 ,2006.P321P326 22 23