基于单片机温度控制系统的设计
摘要：得益于工业革命的长足进步，导致了现代社会生活的丰富与科技的繁荣。对于工业环节，温度是一个关键性的因素。在生产车间中，环境温度的高低会影响到产品的稳定性，尤其在一些精密仪器的半导体生产车间更是如此。
本系统采用多路DS18B20数字温度传感器对温度进行检测，将测量结果传送给单片机AT89C51，并且通过液晶显示器LCD1602显示当前环境的温度值，使用RS485通信总线实现了单片机与计算机之间数据的传输，并且实现直观显示对温度的控制；当温度传感器的实际测量值与标准值相同时，绿色指示灯亮；当温度传感器实际测量值大于标准值，蜂鸣器发出警报声且红色指示灯亮；当温度传感器的实际测量值小于标准值，黄色指示灯亮。
关键词：单片机；温度；485总线；DS18B20；proteus
The design of temperature control based on the MCU
Abstract: Due to progress of industrial revolution,which promotes richness of modern social life and prosperity of science and technology.In the process of industrial production,temperature is an important factor . In the production workshop,ambient temperature can affect stability of industrial products, especially in a number of precision instruments semiconductor production workshop is more so . This system uses DS18B20 digital temperature sensor to real-time detection of temperature, to send AT89C51, and through LCD1602 display the current temperature value. RS485 serial communication to realize the upper machine to machine monitoring, will measure temperature data transmission through the 485 bus to PC; PC using proteus receiving MCU send temperature data, the temperature value in decimal form displayed on the screen program; When the temperature is greater than or less than the set value, the indicator light change the color.when the actual measured value is the same as the standard value,green indicator lights.when the actual measured value is greater than the standard value,buzzer sounds and red indicator lights.when the actual measured value is less than the standard value,yellow indicator lights.
Key words: single chip microcomputer; temperature;485 bus; DS18B20;proteus
第一章 引言
1.1课题背景
温度这个名词是我们在我们的日常生活中最为熟悉不过的名词，我们生活的各个方面都和温度有着极为密切的联系和关系。俗话说：“春江水暖鸭先知”，体现出了自然界和温度的密切联系。例如：我们的日常出行，都会提前关注到天气预报，关注天气的变化与走势，温度的高低都会影响到我们的出行和旅游计划，还有最近这几年的极端天气以及气温频繁地出现对我们的生产和生活造成极大的不便，造成我们的工农业产品一定程度上的减产和增加了我们生产产品的成本。例如在生产精密仪器的生产车间，为了保证工业产品质量的稳定与合格，必须保证生产车间温度保持在一个正常温度区间的范围内，为了保证温度在合适的区间范围内，我们必须去控制温度的变化，但是外界气温对车间环境气温的干扰是一个重要的因素，这无疑增加了我们调节和控制温度的成本。除此以外，如今的全球气候变暖也增强了我们对温度的关注度，也提高我们的公众保护环境的意识。现如今，国际社会以及一些民间环保组织对温度控制的呼声越来越高，各种的国际性气候大会的召开共同探讨问题的探索和协商问题以此来保护我们的生存环境。
温度的变化和我们人类生存居住的环境密切相关和温度乃至整个地球环境都息息相关，我们生产生活等社会经济活动都离不开温度 ，温度是生产生活和活动中最基本的物理量，在自然界之中，任何自然界的物理变化和化学变化都离不开温度的影响。在产品的工业环节中，温度的变化因素会直接影响到产品的质量；温度的检测与环境温度的控制显得尤为重要。随着工业化脚步不断地推进和科技的更新，温度在工业环节中有着举足轻重的地位。如今，温度控制系统广泛运用于日常生活的许多方面，例如家居产品，发动机，甚至是高精度仪器领域。对于半导体芯片，对环境温度的变化更为敏感，温度的高低都有可能造成芯片在生产过程的失效，增加了工业了我们的生产成本。另外对于我们关注的食品问题，环境温度对食品有着重要而且不可忽视的作用，对温度掌握和控制的误差和精确度，都会影响到食品的质量，食品安全的质量和我们健康息息相关，因为受温度的影响而发生变质的食品会对我们的身体健康安全造成一定程度上的影响，了解和掌握温度变化的规律，并且利用温度变化的原理，有利于提高我们生产的效率和节约我们的生产成本。同时，在食品的制造领域，我们可以利用温度的变化来制造和生产食品，利用酵母菌原理的技术，把生产的环境温度控制在合理正常的温度区间范围之内，可以用来改良我们食品加工的技术，例如对酒精制造的工艺改进等方面。
现代化科学技术的快速发展，我们对信息的处理量的需求也越来越大，在工业现场中，我们需要实时观察和对数据的变化作出快速的反应，从而保证我们的数字化控制系统的精度和准确性，控制系统和网络化数字监控系统保证了我们生产的效率与可靠性。
目录
第一章 引言............................................................1
1.1 课题的背景.......................................................1
1.2课题研究的意义....................................................2
第二章 系统总体方案设计.................................................4
2.1系统主要组成......................................................4
2.2 系统控制原理图....................................................5
第三章 系统硬件设计......................................................7
3.1 单片机选型........................................................7
3.1.1 AT89C51单片机简介..........................................7
3.1.2 AT89C51单片机引脚结构示意图及功能..........................8
3.1.3 单片机引脚分配.............................................9
3.1.4 单片机最小系统电路........................................10
3.2 传感器选型.......................................................12
3.2.1 DS18B20温度传感器介绍.....................................12
3.2.2 DS18B20 温度传感器的主要特性..............................12
3.2.3 DS18B20外形...............................................13
3.2.4 DS18B20内部结构...........................................13
3.2.5 DS18B20温度转换过程.......................................17
3.2.6单片机与DS18B20的接口电路.................................18
3.3 LCD选型.........................................................20
3.3.1 LCD1602简介...............................................20
3.3.2 LCD1602引脚功能...........................................20
3.3.3 字符型LCD液晶显示模块与单片机接口........................21
3.3.4 字符型LCD液晶显示模块的应用..............................22
3.4通信总线选型....................................................23
3.4.1 RS-485通信总线简介........................................23
3.4.2 485总线模块电路图.........................................25
3.4.3 MAX487芯片 ...............................................25
第四章 系统软件设计....................................................27
4.1 系统主程序设计..................................................27
4.1.1 基于AT89C51的主程序设计..................................27
4.2 传感器程序设计..................................................28
4.2.1 DS18B20初始化子程序.......................................28
4.2.2 复位函数子程序.............................................28
4.2.3 写入温度值子程序...........................................29
4.2.4 读取温度值子程序...........................................29
4.3 LCD程序设计......................................................30
4.3.1 LCD初始化设置..............................................30
4.3.2 读状态操作.................................................31
4.3.3 写命令操作.................................................31
4.4 键盘扫描程序设计.................................................32
4.5 RS485总线通讯....................................................33
第五章 系统调试.........................................................34
5.1系统仿真测试......................................................34
总结.....................................................................38
致谢.....................................................................38
参考文献.................................................................39
毕业设计附录目录.........................................................40
参考文献
[1] MSC-51单片机原理与接口技术/陈东主编-电子工业出版社，2003，(8)：63-79
[2]单片机开发入门与典型设计实例/白林峰，曲培新，左现刚主编-机械工业出版社，2013，9
[3] 单片机课程设计与指导（第二版）/楼然苗，李光飞主编-北京航空航天大学出版社，2012，1
[4]8051片上可编程系统原理及应用/何宾主编-化学工业出版社，2012,3
[5] 单片机典型系统设计实例精讲/彭为，黄科，雷道仲主编-电子工业出版社，2006．5
[6].程序设计基础Visual Basic教程（第2版）/周黎,钱瑛，周阳花主编-人民邮电出版社，2011年(下)
[7] 51单片机C语言程序设计经典实例/陈忠平主编-电子工业出版社，2012，5
[8] 案例解说单片机C语言开发---基于8051+proteus仿真/程国钢主编-电子工业出版社.2012，9
http://www.bysj360.com/cat.asp?id=27
http://www.bysj360.com/cat.asp?id=28
http://www.bysj360.com/cat.asp?id=22
