智能温度控制系统设计 - 图文

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智能温度控制系统设计

摘要：在日常生活中，温度和温差对我们的生活都有非常大的影响。目前在大

城市许多的高档公寓已经实现自动控温，然而在普通公寓并没有实现此类控温系统，因此同高档公寓形成了对比，为实现更多的地方使用自动控温系统，本设计通过单片机实现对温度的恒定控制，更廉价，更方便，适用于普及大多数家庭的使用。对我们的生活会有很大的帮助。智能自动控温全面实现全自动化、无人化，都可减少可控因素带来的损失。设计智能自动控温系统，利用温度感应器、报警器、LED显示器通过对单片机的控制实现智能自动控温，解决由于温度不稳定而带来的一系列问题。

本次设计主要以AT89C51单片机为主控核心，与LED显示器、键盘、报警模块等相关电路结合。利用单片机为设计主核心，外接电路连接LED显示器、键盘、报警模块。预定温室内部温度，当温室内部温度有所升高或降低时，此时通过外接电路连接的报警模块发出警报，通过电加热器来调节温室内部温度从而达到温室内部温度恒定。

关键词：单片机，温度传感器，键盘，LED显示器，电加热器

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Design of a Temperature-Control System

Abstract

In everyday life , the temperature and the temperature difference to our lives have a very big impact. Currently many of the luxury apartments in big cities have automatic temperature control, however, did not materialize in apartments such temperature control system , thus forming a contrast with the high-end apartments , to achieve more places to use automatic temperature control system , the design by MCU constant control of temperature , cheaper , more convenient, suitable for universal use in most families . Our life will be a great help . Intelligent fully automatic temperature control fully automated , unmanned , can reduce the losses caused by uncontrollable factors . Intelligent automatic temperature control system design , the use of temperature sensors, alarm , LED display microcontroller achieved through intelligent automatic temperature control , solve a series of problems due to temperature instability brought about .

The design is mainly to AT89C51 master core, combined with the associated circuitry LED monitors, keyboards, alarm module. Use microcontroller as the main core of the design , external circuit connecting the LED display, keyboard, alarm module . The predetermined temperature inside the greenhouse , while the temperature inside the greenhouse be raised or lowered , this time through the external circuit connected to the alarm module alarm , an electric heater to adjust the temperature inside the greenhouse so as to achieve a constant temperature inside the greenhouse .

Keywords: microcontroller, temperature sensor, keyboard, LED displays, electric

heater

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目录

第一章 绪论.................................................................................................................. 1

1.1论文背景及意义............................................................................................... 2 1.2国内外现状....................................................................................................... 3 1.3论文结构与内容............................................................................................... 4 第二章 总体设计方案.................................................................................................. 4

2.1单片机的选择与简介....................................................................................... 5 2.2温度传感器的选择........................................................................................... 6 2.3LED显示器选择 ............................................................................................... 8 2.4键盘的选择..................................................................................................... 10 2.5 其他外围器件................................................................................................ 14 第三章 软件程序设计................................................................................................ 16

3.1 软件设计思路：............................................................................................ 16 3.2智能控温系统总流程图................................................................................. 17 3.3DS18B20子程序流程图 ................................................................................. 18 3.4温差子程序流程图......................................................................................... 19 3.5根据温差的大小使电加热器的子程序流程图............................................. 20 第四章结论.................................................................................................................. 21 致谢.............................................................................................................................. 22 参考文献...................................................................................................................... 23

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第一章 绪论

计算机的发明把人类科技推向更高层次科技，从银河系列到现在的微型计算机，充分的证明随着时间的不断增加，社会也正在不断的发展。在古代，我们就能看出人们为了计算某些东西从而发明的算盘，在当代我们又发明了计算机，然而计算机并非只用于计算，它已经更广泛的渗入到各个领域，从小到大的说，我们日常生活中能利用到计算机，简单的利用计算机功能来控制或者代替我们可以不利用人工能做的事情，在工业上我们也能利用更多计算机的功能来控制机械的运转，在学习我们上可以利用计算机通过Internet上网学习、看电影、购物等等。未来计算机的使用及普及能使我们的生活更加的美好、方便。总之，我们的生活是离不开计算机的应用，计算机已然成为我们未来生活中不可缺少的一部分，计算机也在不断的推动着我们的生产生活。从古至今来说，我们有着五千年的文化历史，到现在计算机已经成为促进现代文明的进步，推动人类社会发展的“智能工具”。

微处理器芯片微型计算机（单片机）被称为微控制器，它被设计用于各种特殊的控制器的一般或特殊的微机系统，普通计算机的高密度集成，以及RAM和ROM的卷，以及输入/输出接口，计时器和其它电路在单芯片上构成。

MCU被广泛使用，它具有以下特定特征：小的、灵活的、低成本的、易于商品化。它可以非常容易地被组装成各种智能控制设备，可以有效地解决各种从简单到复杂的控制任务，从而使复杂的工作简单化，避免人工控制不当带来的损失。抗干扰能力强，适应温度范围宽，可以在恶劣的环境条件下进行可靠地工作，这是其他机型无法比拟的。在生活工作中可以很便捷地进行多种机型控制，使全部系统的效率大大的提高。单片机具有体积小、功耗低、价格低等多方面有点，现如今已经开发了一些主微控制器（如8051 ），在所需硬件上嵌入更多更专业的专用型单片机，因此单片机广泛的应用已经在计算机控制领域达到了一个相当不错的效果。

MCU应用的意义不仅带来巨大的经济效益。更重要的意义在于，单片机的应用正在从根本上改变了传统的系统设计思想和设计方法。原来为了实现大部分的

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功能，必须利用模拟电路或者数字电路才能完成，现在看来我们只需要利用单片机通过软件控制就能完成原来复杂的问题。我们把这种控制称之为为控制技术，这种技术给我们带来最大化的利益，它的出现是具有非常大的意义。我们也可以说这是又一次的技术革命，这种技术的出现将在日后的生活生产中进一步的完善，进一步的发展。 1.1论文背景及意义

在人们的日常生活、工业制造、制冷等领域，温度作为当前环境的重要因素之一，被人们广泛的作为参考因素来使用，从而保证各项工作的正常运行，如火灾报警、温室或粮仓中温度的实时监测、冷库温度的调节等，因此以温度参数为基础而设计的温度控制系统被广泛开发和使用。使用传统意义上的温度计采集温度信息，不但采集精度低，实时性差，而且操作人员的劳动强度高，不利于广泛的推广。此外由于环境因素导致的数据难以采集的问题，特别是在工厂，火灾等的现场，工作人员不能长时间停留在现场观察和采集温度，就需要实现能够将数据采集并将其传送到一个地方集中进行处理，以节省人力，提高效率，但这样就会出现数据传输的问题，由于厂房大、需要传输数据多，使用传统方法容易造成资源浪费而且可操作性差，精度不高，这都在不同程度上限制了工作的进行和展开。因此，高精度，低成本，实时性好的温度控制系统亟待人们去开发。

市场决定技术，技术引导产品的开发，在这样的环境下，与温度控制相关的电子类产品的开发成为当今的研究热点。随着单片机技术的日益成熟，应用范围的逐渐扩大，以单片机为核心的控制系统，逐渐应用到生活中的很多方面，这不仅克服了温度控制系统中存在的严重时延，节省了人力，提高了采样频率，而且在很大程度上提高了控制效果和控制精度。

进入21世纪后，温度检测系统已逐步走向复合型和智能化，温度作为其中的重要参数，其测量的准确性对提高正确性是很重要的，研究和设计高性能的温度控制系统具有非常重要的意义，而其中最重要的器件就是温度传感器，它的性能也直接影响到了采集的温度数据的精度和时效性。

现如今，智能温度传感器正迅速朝着高精度、高可靠性及安全性等高科技的

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方向发展，提高温度传感器测温精度和分辨力，增加传感器测试功能，提高总线技术的标准化与规范化，增强可靠性及安全性设计，虚拟温度传感器和网络温度控制器的设计成为当前要解决的主要问题。

由美国Dallas公司生产的DS18B20温度传感器具有单总线，两种工作模式，能够直接读出被测温度等特点，特别是它的单总线设计，使得系统结构简单，可以节省单片机的I/O接口的开销，多个传感器可共用一个接口而不会产生干扰；虽然软件设计复杂，但通过软件的设计，可以提高可靠性，增强抗干扰能力，适合于恶劣的环境，共地模式使得它耗电量小，支持串行数据传输，传输距离远；温度测量范围广，精度高，可根据实际情况实现精度的变换，因而成为目前各类有关温度采集工作的首选。 1.2国内外现状

（1）国外温度测控系统研究

国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。 （2）国内温度测控系统研究

我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。

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1.3论文结构与内容

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本设计最终目的是实现监测室内温度变化的功能检测系统，要求其精度高，使用范围适合与家庭、综合办公楼等室内监测。具有操作简便、成本低的特点。通过充分的调研、综合分析、比较各种测量方法以及各种改善室内温度的方法，本设计以单片机最小系统为核心，采用LED显示及报警模块系统和外接电路等来实现，将室内温度测量和控制有机的结合起来。主要完成的设计内容如下：

（1） 主控制核心，采用AT89C51单片机为主控单元。 （2） 温度传感器，使用DS18B20来进行数据的传输。 （3） 报警模块，温度变化的大小触发模块报警。 （4） 显示器，采用LED显示器。

（5） 电加热器，通过报警模块的警报触发电加热器自动调节温度。

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第二章总体设计方案

程序电路设计总体设计方框图如图（1-1）所示，控制器采用单片机AT89C51，温度传感器采用DS18B20，用4位LED数码管以串口传送数据实现温度轮流显示。

DS18B20-1 单片机主控制器 LED显示 DS18B20--2 复位电路 时钟震荡电路 黄色警告和电加热器驱动电路 红色警告和电加热器驱动电路

图1-1程序电路总体设计框图 2.1单片机的选择与简介

本次设计主要是以单片机AT89C51作为主控核心，单片机是一种集成的电路芯片，主要是利用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的CPU(中央处理器)、RAM（随机存储器）、ROM(只读存储器)等功能集成在一块硅片上来构成规模小、携带方便、实用的微型计算机系统。单片机（MCU）又名为单片微控制器，它不具有完整逻辑功能的芯片，而是把一个计算机的系统缩小拓展到一个可以承载的芯片上。单片机是由4部分组成，其基本组成类似最小系统的微型单片机，但是和计算机相比，它缺少了计算机的外围设备。简单地说：一块芯片类似一台计算机。在早期，单片机仅仅是由CPU的专用处理器芯片发展而来的，其中最主要是的设计理念是将大量的外围设备和CPU集成到一起，使得系统小，而更容易进行复杂的控制中。INTEL的8080就是按照这种设计理念设计的，其规格都是8-4位的，其中最成功的是INTEL的8051，随后发展出来的MCS51系列单片机就是在INTEL基础上设计出来的，因为简单可靠而性能不错获得广大用户的好评。

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虽然2000年以来ARM 发展出32位的超高主频300M的高级单片机，但是基于8051单片机已经被广泛使用并且使用后的效果已被众人所青睐。本次设计利用的单片机，通过单片机来控制目标实现所需目的，考虑在设计环节中的种种因素我们不得不考虑单片机的选择。按照单片机的应用分类，我们不能去选择那种控制大型的即工控型，我们要选择那种适合我们做本次设计的单片机。例如：80C51类单片机即是通用型又是总线型的，它的体积小、质量轻、价格还便宜、为学习、应用和开发都提供着不可或缺的条件，同时它的功能很适合本次设计的实施。外形及引脚如图2-1所示。

图2-1单片机的种类

2.2温度传感器的选择

温度传感器是指能感受温度变化，把这种变化转成可用输出信号的传感器。温度传感器的种类是非常多的，按照测量方式：接触式和非接触式两种，按照传感器的制作材料及电子元件特性：热电阻和热电偶两种。

利用传感器DS18B20来实现控制温度自动调节，DS18B20作为新的‘一线器件’，具有体积更小、适用电压更宽广、更经济的数字化传感器，结合一线总线

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特性，可以使用户轻松地组建传感器，为测量系统温度的构建引入全新的理念。 DS18B20、 DS1822 “一线总线”数字化温度传感器 同DS1820一样，DS18B20也 支持“一线总线”接口，测量温度范围为 -55°C~+125°C，在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。DS1822的精度较差为± 2°C 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。新的产品支持3V~5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积更小。 DS18B20、 DS1822 的特性 DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率，精度为±0.5°C。可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。DS18B20的性能是新一代产品中最好的！性能价格比也非常出色！ DS1822与 DS18B20软件兼容，是DS18B20的简化版本。省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPROM，精度降低为±2°C，适用于对性能要求不高，成本控制严格的应用，是经济型产品。 继“一线总线”的早期产品后，DS1820开辟了温度传感器技术的新概念。DS18B20和DS1822使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的。

图2-2 DS18B20结构图

温度传感器DS1820虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，但在实际运用中应该注意一下几点：较小的硬件开销需要相对复

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杂的软件进行补偿，由于DS1820与微处理器间采用串行数据传送，因此，在对 DS1820进行读写编程时，必须严格的保证读写时序，否则将无法读取测温结果。在使用PL/M、C等高级语言进行系统程序设计时，对DS1820操作部分最好采用汇编语言实现。在DS1820的有关资料中均未提及单总线上所挂DS1820数量问题，容易使人误认为可以挂任意多个DS1820，在实际应用中并非如此。当单总线上所挂DS1820超过8个时，就需要解决微处理器的总线驱动问题，这一点在进行多点测温系统设计时要加以注意。连接DS1820的总线电缆是有长度限制的。试验中，当采用普通信号电缆传输长度超过50m时，读取的测温数据将发生错误。当将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离可达150m，当采用每米绞合次数更多的双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离进一步加长。这种情况主要是由总线分布电容使信号波形产生畸变造成的。因此，在用DS1820进行长距离测温系统设计时要充分考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。在DS1820测温程序设计中，向DS1820发出温度转换命令后，程序总要等待DS1820的返回信号，一旦某个DS1820接触不好或断线，当程序读该DS1820时，将没有返回信号，程序进入死循环。这一点在进行DS1820硬件连接和软件设计时也要给予一定的重视。 2.3LED显示器选择

为了能够显示所测得温度值实现实时监控，同时为了节约成本我们将利用多支LED数码显示管而且还要达到显示器呈动态显示状态。

下面列出了LED的七段码表（字型码）

7406和7407的结构和功能如下：它们的外部引角完全相同，不同的是7406是集电极开路反向驱动y=a，7407是集电极开路同向驱动Y=A。 7406、7407电路的外部引脚图如下： VCC：正电源端，+5V

GND：接地端 XA：输入端 XY：输出端

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图2-3-1 7406、7407外部结构图

图2-3-2 7406、7407主要参数

图2-3-3 并行借口显示电路

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2.4键盘的选择

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在微机系统中键盘是最常用的输入设备，键盘通常由数字键和功能键组成，其规模取决于系统的要求。

键盘可以分为编码键盘和非编码键盘，编码键盘的按键识别、去抖动、键编码都由硬件完成；非编码键的上述功能在少量的硬件支持下由软件完成。由此可见编码键盘产生键编码的速度快且基本不占CPU的时间，但硬件开销大，电路复杂，成本高；非编码键盘则硬件电路简单，成本低，但占用CPU的时间长。

键盘接口电路有两个基本特点：（1）.是随机性，系统操作人员对键盘的操作是随机的，所以操作的键也是随机的；（2）.是抖动性，这是键盘的机械特性决定的。根据这两个特点可以得出以下的接口设计原则：

? 键盘的电平与系统总线电平兼容。

? 单片机能够有效地抑制键盘抖动。抑制抖动是由软件实现的，一般采用

多数为主 的原则。

? 单片机系统能实现对键盘的有效控制。单片机系统键盘接口的目的是为

了控制键盘 ，而键盘电路不能影响总线。

（1）消抖措施 ：

在一般电路设计中，按键按下闭合后，应产生一个一个负脉冲。但由于在按键按动时总有一些抖动，因此在负脉冲的开始和末尾部位总要出现一些毛齿波，其长短与开关的机械特性有关，一般为5~10ms。除了抖动之外还有重键，即一个键按下后紧接着又按下一个键，或者两个键同时按下，这些需要采取一定的措施加以消除。

目前消除抖动的方法有两种，一种是用硬件电路来实现，即用RC滤波电路滤除抖动。另一种就是软件延时的方法来解决。在本设计中主要以软件去抖动。主要通过延时来等待信号稳定，在信号稳定后查询健码。其过程是在查询到有按健按下后延时一段时间（12ms~20ms）,再查询一次看是否有按健按下，若第一次查询不到，则说明前一次查询结果为干扰或抖动，若这一次查询到有按健按下，则说明信号已经稳定，然后判断闭和按健的按码。当闭和按健的健码确定之后，

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扰。重键则以后一次查询为最后结果。 （2）键盘接口及扫描方式说明：

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再去查询按键是否释放，待按键释放后再进行处理，这样即可消除释放抖动的干

通过对设计要求的具体分析，在这里采用矩阵式键盘来控制系统参数的输入和调整。矩阵式键盘又成为行列式键盘。

假设0键被按下,称为被按键或闭合键,这时,键盘矩阵中A点的行线和列线相通.

行扫描法的基本原理是这样的:使一条列线为低电平,如果这条列线上没有闭合键,则各行线的状态都为高电平;如果列线上有闭合键,则相应的那条行线即变为低电平.这样,就可以根据行线号和列线号求得闭合键的键码.

行扫描的过程是:先使输出口输出FEH,然后输入行线状态,判断行线状态中是否有低电平,如果没有低电平,则使输出口输出FDH,再判断行线状态.到输出口输出FCH时,行线中有状态为低电平,则闭合键找到.至此,行扫描似乎可以结束,但实际上扫描往往继续进行下去,以排除可能出现的多键同时被按下的现象.

键盘中有4根行线和4根列线，经限流电阻接+5V电源上，按键跨接在行线和列线上，4×4行列结构可构成16个按键。当无键闭合时，74922芯片的x、y接口处于开路状态。当有键闭合时，与闭合键相连的两条I/O口线之间短路。判断有无按键按下的方法是：一，置74922的x1、x2、x3、x4为输入状态，从行线输出低电平，读入列线数据，若某一列线为低电平，则该列线上有键按下。第二步，置74922的y1、y2、y3、y4口为输入状态，从列线输出低电平，读入行线数据，若某一行为低电平，则该行线上有按键按下。综合一、二两步的结果，可确定按键的编码号。但是键闭合一次只能进行一次键功能任务，因此须等待按键释放后，在进行键功能操作。通过循环扫描方式可以重复扫描是否有键按下，并在键按下后等待一定时间，在这段时间可以消除按键的抖动。 （3）键盘功能说明：

通过键盘的不同键来设定我们需要的数值，对数字的输入设定用“*”键，当正确无误时按“ENTER”键，有误时按下“CENCER”键以便重新输入。按 “#”键来进行设定温度与实测温度的显示变换。“RUN”键用来启动系统工作，当没有按该键时系统处于炉温预热状态，也就是炉温保持在700℃的状态，该状态由

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按键。

（4）键盘与8051实际接线图如下：

图2-4 人机控制显示通道

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加热器进行控制这里不进行介绍。上限、下限两键是分别进行温度上下限设定的

本电路经A/D转换、十进制、乘4、显示，省略D1（小数）取3位数整数输出，最大转值=FFH（225），放大器741为放大101倍时，则本电路的最大显示值值为750。 （5）求键值

根据按键的位置求键值的方法很多，对于4×4的键盘，采用查表法求取： 键识别码=行码求反（高4位）+列码（低4位） 按键 行码 列码 键识别码

0 1110 0111 00010111 17H 1 1110 1011 00011011 1BH 2 1110 1101 00011101 1DH 3 1110 1110 00011110 1EH 4 1101 0111 00100111 27H 5 1101 1011 00101011 2BH 6 1101 1101 00101101 2DH 7 1101 1110 00101110 2EH

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8 1011 0111 01000111 47H 9 1011 1011 01001011 4BH * 1011 1101 01001101 4DH 上限 1011 1110 01001110 4EH 下限 0111 0111 10000111 87H ENTER 0111 1011 10001011 8BH # 0111 1101 10001101 8DH CANCER 0111 1110 10001110 8EH 键功能说明如下：

‘上限’键设定上限温度，再按一次可以取消设定值 ‘下限’键设定下限温度再，按一次可以取消设定值

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“*” 键进行工作温度段设定模式，当设定温度和实际温度相等时电机动作。 “ENTER”键对设定的温度进行确定，重复按下即可以使系统转到运行状态“CANCER” 键对设定的温度进行取消操作。 “#” 键用来显示系统当前实际温度和设定温度值。 5.4.2 74922引脚说明及功能

OSC：震荡消除抖动电路，并发出两种信号： ① 内部计数器停止计数

② 使DA脚（未按键时保持在LO的电平）

变为HI的电平，若按键未放开会一直保持HI电平， 当按键放开时，才转为LO的电平。 DA：数据有效信号。 /OE：输出使能。

D~A：按键值输出，依BCD码输出。 ⒉功能说明：

在设计软件程序中，有时在硬件电路增加一些专用IC，就可简化软件程序的设计，但唯一缺点就是提高了成本。

本电路将键盘扫描交给74922IC来完成，只要检测DA脚由LO →HI（按）、HI→LO（放），就将74922的D、C、B、A读入8051。

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2.5 其他外围器件

⑴ 手动及自动复位电路

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电源采用双刀双掷开关。S1a为电源开关，S1b为上电复位开关，二者同步动作。刚开机时S1a闭合， S1b断开，电源立即工作并建立起电压UCC。由于电容器C3两端的压降不能突变，就使C点电位UC=UCC;依次经过反相器F1和F2放大整形，C4与R2微分后，产生复位信号(正脉冲)，将80C31和8279复位。然后电源又沿着UCC→C3→R1→GND的途径迅速给C3充C5电，使UC不断下降，当UC低于F1的开户电压时，F2的输出又恢复成低电平。因此，每次开机时都产生一个复位脉冲，将整个系统复位，关机后， S1b拨至a将C3短路， C3上的电荷立即被泄放掉，保证再次重新开机时仍能产生复位信号。鉴于开关闭合需一定的时间且会拌有抖动现象，致使UC的上升沿不陡峭，现利用F1， F2对UC的波形进行放大和整形，使复位脉冲的沿口陡直，此外， F1和F2隔离作用,能提高复位电路带负载的能力。 ⑵ 看门狗电路

在控制系统中，当出现干扰或软件错误时，会导致程序乱飞和系统瘫痪。改善这类系统可靠性的一种简单、有效的措施是采用看门狗电路。

为提高系统的可靠性，由硬件和软件组成两级(看门狗).由NE555定时器构成的看门狗电路，R3、C5为定时元件，由单稳态电路产生的正脉冲宽度为tw=1.1R3C6=123μS. C5e用于滤除高频干扰。

当系统工作正常时，看门狗电路不起作用，当系统运行不正常时，8051不能给定时器送去触发脉冲； NE555中的单稳态触发器就输出脉宽大于4μS的负脉冲，经F6反相后加至8051的复位端，使系统能可靠地复位，迅速恢复正常运行状态。 （3）时钟电路、复位、看门狗 与8051电路接线图

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图2-5 时钟及复位电路

XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度.

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第三章 软件程序设计

3.1 软件设计思路：

智能温控系统设计方案论证:考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用两只温度传感器DS18B20。通过此传感器，单片机可以很容易读取被测温度值，将温度进行转换输出，再将两温度进行相减得出温差输出，最后根据的温度和温差的大小，使电加热器进行相应动作，即可满足设计要求。

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3.2智能控温系统总流程图

开始 第 17 页

采集并显示第一个温度 根据温度的大小使电加热器做出相应的调节 延时 采集并显示第二个温度 根据温度的大小使电加热器做出相应的调节 延时 显示温度 根据温度的大小使电加热器做出相应的调节 延时 结束

图3-2 控温系统总流程图

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3.3DS18B20子程序流程图

第 18 页

图3-3 DS18B20子程序流程图

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3.4温差子程序流程图

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说明：温差为温度一减温度二，第一位显示3表示此数据是温差，第二位显示0表示温度一大于温度二、显示1表示温度二大于温度一，三四位为温差大小值。

开始 R5R6＞R3R4 H或=R3R4 R2=3 R3=0 R4R5=R5R6—R3R4 R2=3 R3=1 R4R5=R3R4—R5R6 结束

图3-4 温差子程序流程图

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3.5根据温差的大小使电加热器的子程序流程图

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说明：当温差大于或等于20时，发出红色警告并启动电加热器；当温差大于或等于10而小于20时，发出黄色警告并启动电加热器。

开始 N R3R4＞20 或=20 N Y R5R6＞10 或=10 发出红色警告并 启动电加热器 发出黄色警告并 启动电加热器 Y 关闭所有的警告和电加热器 结束

图3-5 驱动电加热器工作流程图

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第四章结论

本次设计主要以单片机为控制核心，通过软硬件设备进行实时监控，本次设计采用最小单片机和简单电路等来实现。该系统具有很好的控制效果，当发现内部温度降低或者升高时，该设备将自发的进行温度调节，使温度达到适合的室温。

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致谢

从毕业论文开题到目前为止，历经将近三个月的时间，在这个漫长而短暂的过程中，我在论文写作方面遇到了很多障碍和困难，但幸运的是，在老师和同学们的帮助下，我顺利克服了这些困难，这其中最感谢的是我的论文指导老师王树彬老师，每当我遇到困难的时候寻求他的帮助，他总是不厌其烦的在第一时间给予我帮助，对我进行悉心地指导，帮我进行论文的修改和改进。大学四年，任课老师的谆谆教诲让我没齿难忘，是他们教会我知识，是他们让我学会了为人处世。另外，在我查找资料和论文排版的时候，很多同学也曾向我提供热情的帮助，在此向帮助我的老师和同学表示衷心的感谢。

感谢这篇论文涉及到的学者，他们之前的研究为我现在的论文提供了指导性意见，没有他们的帮助，我论文的思路将不会如此清晰，写作也不会如此顺利。 感谢我生活学习了四年的母校—内蒙古大学创业学院，是母校给我提供了优越的学习环境，并给予我展示自己提高自己的平台，我会不断的完善自己、充实自己。

感谢我的父母，他们不辞劳苦，为了照顾我不惜付出辛勤的汗水，他们为我创造了美好的家庭和良好的生活条件，伴我成长，他们伟大和无私的爱就是我前进和奋斗的动力。

我的学术水平和想法有限，论文的写作还有很多不足之处，恳请各位老师批评指正。

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参考文献

[1]周航慈编著.《单片机应用程序设计技术》[M].北京航空航天大学出版社,2010年

[2]胡寿松.《自动控制原理》[M].国防工业出版社,2011年 [3]李广弟,朱月秀,王秀山.《单片机基础》[M].2009年

[4] 吴金戌,沈庆阳,郭庭吉.《8051单片机实践与应用》[M].2009年

[5]梅晓榕,兰朴森,柏桂珍编著.《自动控制元件及线路》[M].哈尔滨工业大学出版社 ,2009年

[6]黄胜军编著.《微机控制应用实验与实例》[M].清华大学出版社,2009年 [7]邱关源主编．《电路》第四版[M]．高等教育出版社，2010

[8]贾伯年.《传感器技术》[J] 福建东南大学机械工业出版社, 2011,150-155 [9]韦珑, 杨荣松.《基于DS18B20的单片机多点温度测量系统》[M]. 机械与电子, 2007, 21(1): 36-39

[10]丁幼春, 李文新和黄剑. 《基于AT98S52和DS18B20的多点温度检测报警系统》[D]. 农机化研究, 2007, 5(3): 60-63

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参考文献

[1]周航慈编著.《单片机应用程序设计技术》[M].北京航空航天大学出版社,2010年

[2]胡寿松.《自动控制原理》[M].国防工业出版社,2011年 [3]李广弟,朱月秀,王秀山.《单片机基础》[M].2009年

[4] 吴金戌,沈庆阳,郭庭吉.《8051单片机实践与应用》[M].2009年

[5]梅晓榕,兰朴森,柏桂珍编著.《自动控制元件及线路》[M].哈尔滨工业大学出版社 ,2009年

[6]黄胜军编著.《微机控制应用实验与实例》[M].清华大学出版社,2009年 [7]邱关源主编．《电路》第四版[M]．高等教育出版社，2010

[8]贾伯年.《传感器技术》[J] 福建东南大学机械工业出版社, 2011,150-155 [9]韦珑, 杨荣松.《基于DS18B20的单片机多点温度测量系统》[M]. 机械与电子, 2007, 21(1): 36-39

[10]丁幼春, 李文新和黄剑. 《基于AT98S52和DS18B20的多点温度检测报警系统》[D]. 农机化研究, 2007, 5(3): 60-63

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