基于51单片机的恒温控制系统设计论文

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1、摘要随着现代工业的逐步发展，在工业生产中，温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。其中，温度是一个非常重要的过程变量。例如：在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域，都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行控制。然而，用常规的控制方法，潜力是有限的，难以满足较高的性能要求。采用单片机来对它们进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大的优点，而且可以大幅度提高被测温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇

2、到的控制问题。本系统实现了单片机AT89C51对水温进行控制，采用AD590作为温度传感器，通过按键、数码显示等组成人机交互接口来实现设置和调节初始温度值。系统启动后，数码管显示测量到的温度值，当加热到设定值后立刻报警。另外，本系统通过软件实现对按键误差、加热过冲的调整，以提高系统的安全性、可靠性和稳定性。本文详细地叙述了用MCS-51单片机设计实验室恒温控制系统的硬件电路及软件实现，细致地介绍了设计构图，各功能模块的程序流程图以及程序清单．该装置控制温度范围广泛，可靠性强，灵敏度高，使用灵活．关

3、键词：DS18B20，单片机，恒温控制，单总线传输方式目录摘要1目录2一引言3二方案设计与论证3三系统总体设计41.元器件基本知识4（1）单片机AT89S514（2）模数转换器AD08097（3）温度传感器AD5909（4）数码管LED显示器122.原理图及功能实现13（1）原理图13（2）功能实现13四软件详细设计151.主程序软件流程图152.源代码16五实验过程中经验及心得181.实验过程中出现的问题及解决方法182.ADC0809的CLK信号与单片机的经典接法19六致谢20七参考文献21一

4、引言随着社会主义现代化的发展，在科学技术突飞猛进的今天，人工智能起不不可忽视的作用。尤其是各种智能化的仪器、仪表在农、工业的广泛应用给社会带来了极大的便利。本文就是一个利用温度来实现简单智能控制的例子。它完成了从温度的采集、转换、显示以及控制的一系列任务。由于时间关系，本文并未深入探讨温度的具体实例。例如根据温度来控制热水器、电风扇等与温度有关的设备。但是它提供了一个通过温度来控制设备的基本思想和原理。相信能在实际应用中为我们的生活带来更大的便利。二方案设计与论证根据题目的要求，我们提出了以下的两

5、种方案：（1）方案一：此方案是采用传统的模拟控制方法，选用模拟电路，用电位器设定给定值，反馈的温度值与给定的温度值比较后，决定加热或者不加热。器特点是电路简单，易于实现，但是系统所得结果的精度不高并且调节动作频繁，系统静差大，不稳定。系统受环境的影响大，不能实现复杂的控制算法，而且不易实现对系统的控制及对温度的显示，人机交换性能差。（2）方案二：采用单片机89s51为核心。采用了温度传感器AD590采集温度变化信号，并通过单片机处理后去控制温度，使其达到稳定。使用单片机具有编程灵活，控制简单的优点

6、，使系统能简单的实现温度的控制及显示，并且通过软件编程能实现各种控制算法使系统还具有控制精度高的特点。比较两种方案，方案二明显的改善了方案一的不足及缺点，并具有控制简单、控制温度精度高的特点。因此本设计电路采用方案二。三系统总体设计1.元器件基本知识（1）单片机AT89S51a.主要特性●与MCS-51单片机产品兼容●4K字节在系统可编程Flash存储器●1000次擦写周期●全静态工作：0Hz—33MHz●32个可编程I/O口线●2个16位定时器/计数器●6个中断源●全双工UART串行通道●低功耗

7、空闲和掉电模式●掉电后中断可唤醒●看门狗定时器●双数据指针●灵活的ISP编程（字或字节模式）●4.0---5.5V电压工作范围b.内部结构图3-1是单片机AT89S51的内部结构总框图。它可以划分为CPU、存储器、并行口、串行口、定时/计数器和中断逻辑几个部分。●CPU由运算器和控制逻辑构成。其中包括若干特殊功能寄存器（SFR）●AT89S51时钟有两种方式产生，即内部方式和外部方式。（如图3-2所示）●AT89S51在物理上有四个存储空间：片内/片外程序存储大路、片内/片外数据存储器。片内有25

8、6B数据存储器RAM和4KB的程序存储器ROM。除此之外，还可以在片外扩展RAM和ROM，并且和有64KB的寻址范围。●AT89S51内部有一个可编程的、全双工的串行接口。它串行收发存储在特殊功能寄存器SFR的串行数据缓冲器SBUF中的数据。图3-1AT89S51内部结构框图●AT89S51共有4个（P0、P1、P2、P3口）8位并行I/O端口，共32个引脚。P0口双向I/O口，用于分时传送低8位地址和8位数据信号；P1、P2、P3口均为准双向I/O口；其中P2口还用于传送高8位地