時間：2022-11-29 12:37:20
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇單片機溫度控制系統，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
一、引言
隨著我國工業生產水平的提高與電子技術的發展，以單片機技術發展為重要代表的大規模集成電路的發展也十分迅速，為人們的生活帶來了翻天覆地的變化，也為現代工業帶來了新技術的又一次革命。
在工業生產中，經常會遇到有關單片機的問題，其中也包括了對單片機溫度的控制。例如針對各熱處理爐、加工爐、鍋爐及反應爐進行的溫度控制，若采用單片機對溫度進行控制可以讓操作更為簡便快捷，同時對提高產品品質和產品數量也有很大幫助。
二、單片機溫度控制系統原理
本文所采用的是以AT89C51單片機為例的單片機溫度控制系統，通過其實現數據的收集與處理等功能，最終來實現對單片機溫度的控制。具體過程如下：首先單片機中傳感器吧裝置中的非電量信號轉換成為電量信號，這使得溫度的變化得以用相應的電信號變化來表示；然后再將轉換后的電量信號輸入A/D轉換器形成數字顯示，使得溫度變化得以用數字來表示；再將數字傳送至單片機進行數據處理；最后由LED來顯示人們可以看到的溫度數據。這一過程的電路主要由單片機的控制和數碼管的顯示兩部分組成。
三、單片機溫度控制中的硬件選擇
單片機溫度控制系統中硬件的選擇是整個系統設計中舉足輕重的一步，因為它關系著整個系統是否可用，可靠性是否較高，系統運行是否穩定。在一步情況下，硬件系統主要是由以下幾部分組成的：溫度檢測系統、單片機、A/D轉換器和信號放大系統。另外，在測量溫度時，熱敏電阻尤其重要，它起到對溫度感知的作用。當溫度升高時，熱敏電阻以其特有的負電阻溫度特性使得電阻變小，當溫度降低時，電阻則變大。因此在熱敏電阻上給一個恒定電流就會測量到兩端的電壓。再通過相應的計算公式我們可以得到電阻變化所帶來的電壓變化曲線，通過溫度傳感器的工作，最終將溫度信號轉換成模擬信號，最終達到對整個硬件系統進行操控的目的。
在整個單片機溫度控制系統中，硬件設計最基本的思路可概括為：首先，利用溫度傳感器，再通過 A/D 轉換器把抽象的非電量信號轉換成單機片可讀取的電量信號，通過轉換將所測溫度顯示于數碼管上；其次，利用定時器對熱敏電阻絲進行加熱控制來實現溫度控制；最后，利用數據采樣將濾波器等裝置整體聯系起來。
四、硬件電路設計
（一）傳感器設計，由于本次的設計我們選擇對爐溫進行測量，因此屬于0-800度的大范圍溫度測量。不能采用傳統的熱敏電阻溫度傳感器、集成溫度傳感器，而更適合用熱電偶。本文可選擇WRE型熱電偶，此款精度也較高，價格也低廉。
（二）放大電路的設計，一般熱電偶的輸出電壓較低，為0-30mv，而本文所采用的ADC0809處理信號則要求標準信號，達到0-5V，因此要放大電偶的輸出電壓。本次設計采用OP07這一款放大器，它的低漂移運算可以有效抑制溫漂。在本次的設計中，我們選用的ADC0809要求輸入的電壓在0至5伏之間，而熱電偶的輸出電壓則在0至30毫伏之間，兩者之間差以百倍，因此要求放大電路可以放大百倍。可選擇可調電阻來進行的電壓調節。
（三）A/D轉換電路設計，由于 ADC0809 操作簡單，價格低廉，十分適合本系統的需要，因此本設計選用它。其具體的指標和特性如下：
分辨率：8 位。
轉換時間：這取決于芯片的時鐘頻率，1次轉換所需的時間為64個時鐘周期。
單一電源：+5V。
模擬輸入的電壓范圍：單極性為0至+5V；雙極性為+/-10V或+/-5V。啟動轉換控制為正脈沖，上升沿令內部所有寄存器清0，下降沿令A/D轉換開始。
（四）人機對話部分的設計，人機對話部分是單片機溫度控制系統中應用系統與人員操作的交互界面，它起到連接雙方的作用，設計主要包括顯示和鍵盤兩部分。
1.顯示部分設計。在本設計中，P0口與P2口的部分位，將作為動態顯示器顯示輸出的端口。段碼是由P0口并行輸出至4位LED顯示器的，位碼是由P2.0、P2.1 P2.2 P2.3輪流輸出的。2.鍵盤設計。在本系統中，由于設定的溫度只需要溫度+、溫度-與確認3個鍵，因此采用的是獨立式的按鍵。在開機后輸入設定的溫度值即可進行操作。
（五）顯示接口的設計，在單片機系統中，通常采用的顯示器一般有數碼管顯示器（LED）與液晶顯示器（LCD）。由于在本系統中僅需數字的顯示，因此選用LED顯示器即可。LED具有亮度高、反應速度快的特點，且價格便宜。這里選用的是較常使用的7段共陰極LED顯示器。
五、軟件系統設計
硬件電路設計完之后，再進行的就是軟件設計的工作，通常單片機的工作必須要做到軟硬件相結合，因為許多的硬件功能都是需要依靠軟件的支持來實現的，所以軟件的設計也至關重要，其成功與否關系著單片機工作的穩定性與可靠性。一般在軟件的設計中，主程序的功能是將定時器與 I/O 接口初始化，另外需要依靠中斷程序來控制與檢測溫度，而中程序則是單片機初始化過程與CPU 的終端。AT89C51單片機共有5個中斷源。各個中斷源的功能在總體設計時就已經確定，設計者根據已定義的功能來編寫相應的中斷服務程序。作為設計者，在設計前期就應充分考慮與中斷服務程序所相關的各項處理，包括合理分配程序任務，保證程序合理運行。
六、總結
在現今，數字化技術日益普及，單片機的發展也越發迅猛，利用單片機來進行電路控制正逐步代替著傳統的電路控制?？v觀全文，單片機的溫度控制系統設計主要包含了硬件與軟件設計兩方面的內容，設計人員在硬件的選擇以及軟件程序的編寫方面應尤為重視。本文以 AT89C51單片機為例，對爐溫控制系統的硬件和軟件進行了設計，旨在拋磚引玉，為讀者提供思路，希望能夠發掘出更好的單片機溫度控制系統。
參考文獻：
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關鍵詞 單片機；溫度控制系統；控制程序；聯調
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671—7597（2013）022-041-2
表征一個物體的冷熱程度用溫度來作為單位。在生產中最基本的物理量，也是生活中常見的物理量之一?？偟膩碚f，溫度的測量與控制在各個領域中都有涉及，在國民經濟中頗受到重視。因為，溫度與自然界中的許多物理、化學過程都有緊密相關的聯系。而且在很多生產過程中，溫度的測量和控制如若不好，也都會直接影響安全生產、生產效率和產品質量等，還會造成能源的浪費和重大技術經濟指標下降等損失。
1 硬件總體方案設計
如圖1所示，是本文所研究的系統硬件部分結構框圖，按照功能大致分為以下幾個部分：測溫部分、最小系統、控溫部分以及電平轉換和串口通訊部分。
為了使設計功耗更低、成本更低、性能更好，最終決定選用以下器件來搭建硬件平臺。
1.1 單片機最小系統
單片機的最小系統其中包括：單片機芯片，復位電路、時鐘電路。時鐘電路的作用是，在單片機工作時提供所必須的時鐘信號。STC89C52單片機的內部電路可以在時鐘信號的控制下，嚴格地按時序執行指令來進行工作；單片機的初始化操作是復位操作，若想使單片機復位，只要給單片機的復位引腳RST加上大于2個機器周期的高電平。
1.2 測溫部分
本部分的溫度測量采用的是DS18B20傳感器，它有了很大的改進體現在以下方面：測量溫度、轉換時間、傳輸距離、分辨率等。它比傳統的熱敏電阻更能夠直接地讀出被測的溫度值，通常能簡單的來讀取9到12位的溫度值。并且是符合于實際要求。數據總線能控制DS18B20的溫度變換功率，的同時還能向所掛接的DS18B20供電，因此省去了額外電源的部分。因此，對比來看，DS18B20所使用的系統結構更簡單，可靠性更高。最終，DS18B20被廣泛應用于溫度采集與處理、數字溫度計及各種溫度控制系統，也在情理之中。
1.3 控制電路部分
該部分電熱絲的加熱，是通過單片機的P口輸出的高低電平差來繼而控制固態繼電器的通斷來實現的。例如，當P口輸出低于電平時，加熱電阻就會通電從而使周圍的溫度緩慢升高，那么DS18B20測得的溫度值也會跟著升高；一旦當P口輸出高電平時，加熱電路就會立即斷開，溫度漸漸回落。
2 軟件總體方案設計
溫度的控制系統的主要功能，是要在通過系統的硬件電路確定之后再依賴于軟件來實現的。軟件主要流程是：完成溫度數據的采集，通過串口通信把采集的數據傳送給上位機，并接收上位機的命令以此來溫度控制。
2.1 單片機最小系統設計
STC89C52單片機其片內含8kbytes的可反復寫的FlashROM和128位bytes和RAM。是本系統的主控芯片，且由深圳宏晶公司銷售。這款MCU，是由美國設計并生產的一種具有低電壓、高性能的CMOS8位單片機。同時有2個16位定時計數器。
STC89C52單片機內部主要部件，都是由內部總線連接起來的，以此來構成一個完整的微型計算機。其中，各部件包括：寄存器、程序狀態字PSW、制度存儲器ROM、累加器ACC、地址指示器DPTR、隨機存取存儲器RAM、定時器/計數器、并行I/O接口P0-P3、串行I/O接口以及定時控制邏輯電路等。
2.2 測溫電路設計
DS18B20傳感器是通過P1.0口與單片機相連以此來實現數據的傳遞的傳感器。也是本文中測溫電路主要介紹的，其具體硬件原理圖如圖2所示。
DS18B20芯片的供電方式有兩種：寄生電源供電方式、外部電源供電方式。其中本文采用的是外部電源供電方式。
外部電源的供電方式介紹如下：由VDD引腳接入DS18B20工作電源，而且I/O線不需要強上拉，保證了轉換精度，同時也不存在電源電流不足的問題。在理論上，總線上還能同時掛接任意多個DS18B20傳感器，完整地組成多點測溫系統。
需要特別注意的是：在外部供電的方式下，為了保證正常轉換溫度，避免讀取的溫度總是85℃這個情況的發生，所以DS18B20的GND引腳不能懸空。外部電源供電方式作為DS18B20的最佳工作方式。
它具有以下優點：可以突破開發出更多點的溫度監控系統，除此之外，工作穩定可靠，抗干擾能力強，而且電路較為簡單。在外接電源的方式下，即使電源電壓VCC降到最低3V時，也依然能夠保證溫度量的精度，這樣一來，就充分發揮DS18B20寬電源電壓范圍的優點。
3 控制部分子程序設計
本部分的主要功能就是接收上位機的命令，實現整體正常運行。
當接收的命令為“K”，相應的，對單片機P0.1就會輸出低電平，繼而固態繼電器會呈現閉合狀態，如此就能實現接通加熱絲并使其對水進行加熱的效果；
反之，若接收的命令為“G”，相應的P0.1口會輸出高電平，加熱絲會停止加熱達到溫度回落的目的。
4 系統聯調
系統完整調試完畢后其溫度控制結果也相應地，通過上位機顯示出來，如圖3所示。
參考文獻
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關鍵詞：恒溫控制，單片機，硬件，AT89C2051
1. 系統硬件主電路設計
系統總電路圖包括了：電源電路、顯示電路、鍵盤電路、單片機等，具體的設計圖紙在附圖中。
（1）電源電路
由于整個系統都是用單片機和各類芯片及電阻、電容組成的，其工作電壓為+5V，不需要負電壓，可應用三端固定正電壓集成穩壓器的芯片7850。5V的輸出電壓和0.5A和1.0A的輸出電流，轉換成功率則分別為2.5W和5W。從分析和設計整個系統的運行來看，有功率集成芯片和在約2W和多個電阻和電容等器件的幾片，所以考慮整個系統的功率容量，78M05應作為整個系統的電源芯片。
電源電路輸入電壓為交流220V，經過變壓器轉變后其輸出電壓為9.5V，再進行電流整流，通過四個二極管進行全波整流，接電容C1、C2為濾波電容進行濾波，電解電容需要有一定的容量，否則不能起到很好的濾波效果。本次設計電路中使用的電容為470uf，耐壓為25V。而78M05的輸出級接上兩個濾波電容，用來改變電源波動對系統造成的影響，可用容量為100uf耐壓為25V，再接入0.1？F電容器，就可以減少電源波動影響并進一步濾去紋波，可以很好地改善負載的瞬態響應。不過此時產生了一個弊端：一旦78M05的輸入出現短路時，輸出端的大電容上存儲的電荷，將會由集成穩壓器內部放電，造成一定內部電路的損壞，此時應該在兩者之間接一個二極管，提供放電通路，對集成穩壓器起到了一定的分流保護作用。
（2） 顯示電路
顯示電路采用了7段共陰數碼管掃描電路，節約了單片機的輸出端口，便于程序的編寫。
圖1 顯示電路圖
（3） 鍵盤電路
鍵盤輸入是系統控制的基礎，本設計的鍵盤采用串行接口，由一個74HC164，其8個
圖2 鍵盤電路 圖3單片機電路引腳圖
輸出口作為矩陣鍵盤的列線，再由AT89C2051的P1.1、P1.2作為行線組成，為了降低干擾和影響，每根線上都加一個上拉電阻。整個鍵盤共設16個鍵，見圖1。
（4）單片機電路
其定義的數據格式如下表：
AT24C01智能卡是美國ATMEL公司生產的低功耗CMOS串行E2PROM，內含128×8位存儲空間，工作電壓為（2.5～5.5V），具有擦寫次數大于10000次、寫入速度小于10ms等特點。而在系統中，采用AT24C01存儲用戶設定的溫度，上限溫度和下限溫度。當系統斷電再通電以后，系統將會自動讀出AT24C01中的保存值，根據其保存值進行加熱，直到達到了設定的溫度。從而具備了斷電后再加熱的目的。實際電路的連接圖如圖4所示，電阻R7、R8為I2C的上拉電阻。
圖4 AT24C01接口 圖5 報警電路
（2） 報警電路
本設計系統為電路設置了兩路報警信號，為兩路紅色的發光二極管，當系統超越上下限時或者輸入錯誤時報警。
當系統的溫度高于工作人員所設定的上限溫度或者低于所設定的下限溫度時，則系統報警燈（LED1）點亮，提示系統操作出現了越限報警，這時工作人員應該注意是否有意外情況的發生。當系統從低溫開始加熱，到達下限溫度之前系統都會出現越限報警，而此時我們應該忽略。
錯誤輸入報警（LED2）主要是由于鍵盤引起的，當用鍵盤設定溫度的恒定上、下限溫度時，如果工作人員沒有按要求的步驟進行操作，就是所謂的錯誤操作。當出現錯誤操作時導致報警燈點亮，此時應當進行輸入檢查并更正輸入。
系統的越限報警和錯誤輸入報警分別由P1.0和P1.5口引出，所接的電阻為限流電阻，防止因為電流的過大而引起的發光二極管燒毀。
參考文獻：
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關鍵詞：溫室大棚；無線傳輸；溫度的監測；實時
1 引言
隨著生活水平的提高，人們對家居需求由面積需求變為舒適需求。地板采暖采用輻射方式供暖，符合人體生理需求曲線，如果控制系統選取得當，不僅可以提高房間舒適度，更可以使系統運行費用降低許多。如今一般是在典型位置安裝一個溫控裝置，溫控裝置連接到壁掛爐，溫控器根據室溫和溫度設定直接控制鍋爐運行，各房間不同回路由工作人員憑經驗手動調節分水器球閥，改變不同回路的流量，從而達到調節各房間的室溫的效果。使用這種控制方法，即使是有經驗的工作人員，也難以調節得十分準確，何況各家庭成員由于年齡不同，所需舒適溫度不同，需要經常對室溫進行調節。
2 設計方案
系統總體設計思想是以SST89E564RC單片機為控制核心，整個系統硬件部分包括溫度檢測部分、控制執行部分、顯示及鍵盤系統及最小系統基本電路。系統利用單片機獲得溫度傳感器數據并與系統設計值進行比較，根據比較結果分別控制執行系統。溫度控制系統控制框圖如圖1所示。
3 系統硬件設計
根據系統所需完成的功能，設計系統硬件結構如圖2所示。
利用SST89E564RC紋機及新型測溫器件設計了多點溫控采暖控制系統，根據室內各點溫度設定實時控制采暖系統，從而提高居室的舒適性以及采暖的經濟。溫度壓力傳感器是由溫度敏感元件和檢測線路組成的。溫度傳感器從使用的角度大致可分為接觸式和非接觸式兩大類，前者是讓溫度傳感器直接與待測物體接觸，來敏感被測物體溫度的變化，而后者是使溫度傳感器與待測物體離開一定的距離，檢測從待測物體放射出的紅外線，從而達到測溫的目的。此設計中溫度傳感器采用Dallas半導體公司的數字化溫度傳感器DSl8820。該傳感器支持“一線總線”接口，可方便地進行多點溫度測量，還可以程序設定9～12位的分辨率，最高精度為±0.062 5℃，分辨率設定及用戶設定的報警溫度存儲在E2PROM中，掉電后依然保存。該產品支持3～5.5 V的電壓范圍，因其體積小使系統設計更靈活、方便
4 結論
微型計算機在智能化電器發展中起著至關重要的作用，而單片機經濟實用、開發簡便，因而在工業控制、家電智能化等領域占據了廣泛的市場。這里針對目前溫度控制器現狀設計了一種新方案，利用單片機及新型測溫器件設計了一種多點溫控采暖控制系統，該系統能夠同時測量多點溫度，并根據溫度設定實時控制各回路通斷及壁掛爐的燃燒與停止，從而進一步提高居室的舒適性以及采暖系統的經濟性
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作者簡介
肖勤，邵陽學院魏源國際學院電子科學與技術專業學生。
關鍵詞：PIC16F877單片機，LM35溫度控制
傳統的溫度檢測控制電路大多以熱敏電阻作為溫度傳感器，但熱敏電阻的可靠性較差，測量溫度準確率低，而且還必須經過專門的接口電路轉換成數字信號才能由單片機進行處理。本文的溫度檢測控制電路，硬件接線簡單，測量精度高，抗干擾能力強，溫度測量范圍廣泛，誤差很小。作為一個鍵盤.顯示.數據采集及控制的通用模塊，可以用于其他溫控系統的設計。
1.PIC16F877單片機原理
金屬鉑電阻具有性能穩定.精度高.溫度系數大.易于線性化處理等一系列優點，使得應用鉑電阻作為溫度傳感器和系統，其模擬量輸入通道設計起來比較簡單，其線性化處理原理和過程均已成熟。再采用PIC16F877這類單片機實施最優化控制算法和模糊控制算法，通過雙向可控硅移相輸出控制系統的升溫過程，可實現超調量小.控溫精度高的控制要求；另外，通過PIC16F877單片機所提供的中斷資源.CCP模塊和定時/計數器模塊的相互配合，可以方便的為系統提供其他的實用功能。系統總體架構按照功能的不同可以分為六大功能模塊：模擬量輸入部分.控制及數據處理部分.中斷式鍵盤輸入部分.過零檢測中斷輸入.LED實時顯示部分.雙向可控硅輸出控制部分。
2.設計思路
2.1 PIC單片機PICl6F877PICl6F877
是美國微芯公司的一款中端產品，它的程序存儲器是Flash型的，內置了EEPROM，而且這個EEPROM存取并不是使用通信模式，而是以存儲器映像寄存器的方式來控制存取的，使用更加方便。在A／D轉換方面，分辨率提高到了10bit，而SSP模塊是完整的MSSP，它的好處就是支持通信模式下作為主控制器件時的硬件控制能力，而且其片內集成了AD采集模塊，可以對溫度傳感器采集到的信號直接進行采樣，從而計算出溫度值。
2.2溫度傳感器LM35LM35
是目前市場上常用的一種溫度傳感器，這種溫度傳感器使用簡單.價格低廉而且性能穩定，它直接將溫度值轉換為電壓值。該傳感器在25°C時的輸出電壓為0.25V，隨著溫度的升高，輸出電壓與溫度成線性關系，因此，可以根據得到的電壓值計算出溫度。LM35的主要技術指標如下：（1）比例因子：10mv/℃（2）精度：0.5℃（3）測量范圍：-55°C～150℃（4）工作電壓：4v～30v（5）非線性度：±0.25℃用戶可以根據需要選擇不同的LM35的封裝形式。LM35直接將溫度轉換為電壓輸出。
2.3硬件電路設計
測試的過程中，采用一路PIC單片機的片上ADC模塊采集LM35輸出的電壓值。由于溫度信號屬于緩變信號，信號的變化慢，因此，PIC單片機的A/D可以滿足采樣率的要求。單片機復位后，每隔一段時間對LM35的電壓輸出端采樣一次，然后根據采集得到的電壓計算出溫度值判斷溫度是否超過設定的值。如果超出設定值則燈點亮，否則燈是熄滅的。系統的硬件電路原理圖如下圖1所示，其中包含以下幾個部分：振蕩電路.復位電路.PIC單片機及顯示電路。
圖1系統的硬件電路原理圖
3.程序設計
程序的流程圖如下圖2所示，先進行鍵盤掃描程序的檢測半段是否有鍵按下，沒有的話執行鍵盤顯示程序；如果有的話則進行AD采樣，將采集得到的數據進行數據轉換，然后是顯示，再調判斷，將采集得到的數據與預先設置的溫度值所對應的電壓值比較，確定燈是應該點亮還是熄滅。
圖2程序流程圖
4.結束語
本文介紹的是一個簡單的溫度報警裝置，以PIC16F877單片機為核心，采用溫度傳感器LM35檢測出環境溫度，用單片機的片上ADC模塊對其進行采樣，計算出溫度值，然后將環境溫度轉變為電壓值，如果溫度超過設定的溫度值，燈點亮，如果溫度在設定的范圍內，則燈不會點亮。
參考文獻：
[1]馬江濤. 單片機溫度控制系統的設計及實現[J]. 計算機測量與控制，2004，(12).
關鍵詞：單片機 溫度檢測 模糊控制 溫度控制
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）09-0015-02
溫度是生產中最基本的物理量，是工業控制中主要的被控參數。無論在電力、冶金、機械制造領域，還是造紙、化工及食品加工等領域，對溫度的測量和控制都有著特別重要的意義。在實際測量和控制中，如何保證快速實時地對溫度進行采樣，確保數據的正確傳輸，并能對所測溫度進行精確的控制，是當前溫控系統迫切需要解決的重要問題之一。采用單片機對溫度進行控制，具有控制方便、使用簡單和靈活性強等諸多優點，而且還可以大幅度地提高并滿足被控溫度的技術指標要求，從而對安全生產、生產效率和產品質量的提升起到極大作用。因此，基于單片機的溫度控制系統在處理工業生產中的溫控問題具有很好的應用前景。
1 硬件系統設計
本系統以STC89C52單片機為核心，構成一個集溫度采集、處理、溫度控制和顯示的溫度測控系統，系統硬件電路結構框圖如圖1所示。
利用溫度傳感器對溫度進行實時采集，然后對采集到的溫度高低進行判斷和顯示。數字溫度傳感器DS18B20測溫范圍為-55～125℃，固有測溫誤差為0.5℃，因此它不僅能對溫度進行有效地測量，且可以對所需要控制的溫度進行準確設置。再者，單片機只需提供一根端口線就能與諸多DS18B20通信，現場溫度直接以“一線總線”的數字方式傳輸，可大大提高系統的抗干擾性。以上特點使DS18B20非常適用于遠距離多點溫度測控系統。
1.1 主控部分
STC89C52是STC公司生產的一種低功耗、高性能的51內核的CMOS 8位微控制器。它對經典的MCS-51內核進行了改進使其具有傳統51單片機所不具備的功能。擁有靈巧的8位CPU和在線編程功能，能夠為許多復雜的控制應用系統提供非常有效、靈活的解決方案，并且價格十分低廉，因此本文選擇使用STC89C52單片機為系統的主控制器，實現溫度值的設定和溫度反饋值的采集，并據此調節I/O的輸出來控制溫度的值。
1.2 溫度采集部分
DS18B20溫度傳感器與單片機進行串行通信時，僅需單片機提供一根I/O口線就可實現通信，從而簡化了邏輯電路。此外，當使用一根I/O線通信時，其電源電壓是以寄生方式供電的，因此，只需要將其電源（VDD）和地線（GND）端接地即可[1]。通過讀DS18B20內部溫度數字計數器并進行有關計數換算，可獲得0.05℃～0.1℃的精度，每個DS18B20都有一個在ROM中的64位各自獨有的芯片序列號，可實現多點溫度的檢測。因此，利用DS18B20作為遠距離的溫度傳感器，完全可以滿足設計要求。
1.3 鍵盤與顯示電路
當單片機上電復位后，會自動讀取保存在存儲器中默認的溫度值，并對輸出溫度進行控制，在實際應用中，可以根據需要通過按鍵對存儲器中的溫度值進行修改，本系統采用4個按鍵分別實現設定時間、溫度上下限的設置和參數保存返回。本系統采用技術成熟價格低廉的1602液晶作為輸出顯示器，可分兩行顯示，每行16個字符。
1.4 溫度控制部分
本系統是一個閉環控制系統，工作原理是溫度傳感器按照設定周期對溫度進行采集，送到單片機通過控制算法算出控制量，經數模轉換電路轉換為模擬量后，輸入到溫度模糊控制器實現對溫度的控制。圖2是以模糊控制器為核心的溫度控制系統原理框圖[2]，溫度傳感器檢測過程變量y，計算誤差e和控制變量u，通過D/A變換后輸出到溫度控制器，使y穩定在一定的范圍內，實現對溫度的控制。
2 溫度的模糊控制[3]
將最優模糊推理方法應用于模糊PID控制，使得最優模糊推理與傳統的PID控制相結合。PID控制作為最常用的控制器，有其它控制器形式無法比擬的優點，一是結構簡單、可靠性高；二是控制精度大大提高；三是算法成熟，資源豐富。PID的比例算法用來控制當前誤差值，積分算法可以控制過去的誤差值，導數能夠體現下一步誤差信息的趨勢。簡單來說，PID控制器能夠反映誤差過去、現在和將來的信息。
3 軟件系統設計
本系統軟件由主程序、實時溫度采集程序、液晶顯示程序、溫度控制程序、Flash ROM存儲與讀寫程序、鍵盤掃描程序等組成。
4 實驗結果分析
4.1 系統溫度采集實驗
實驗的主要目的是對實驗箱內的溫度進行精確控制，3個溫度傳感器DS18B20隨機放置在實驗箱體內側，為了便于較快收集到實驗數據，設置采集數據的頻率為20秒，從而可以達到30秒更新一次數據，采集到的溫度數據通過液晶顯示。記錄14次液晶顯示的溫度數據，如表1所示。
為了證明本實驗的可靠性，驗證實驗中溫度的準確性，購買了兩支高精度溫度計放置于實驗箱中，每20秒鐘記錄一次數據，表2為人工測量的溫度值。
將表1的系統采集溫度數據與表2的人工所測溫度值對比分析可知，本系統溫度控制的同比偏差小于0.1℃，溫控精度很高，控制精度完全能夠滿足工業生產控溫要求。
4.2 系統溫度控制實驗
設置好實驗性溫度參數為28.7℃，觀察發現9分鐘后，溫控系統穩定至設定溫度值。以28.7℃為標準值，溫控系統穩定工作后，溫度變化范圍為±0.1℃。從實驗結果可知，本溫度控制系統響應速度較快，超調量和穩定工作點都達到了最初設計目標，能夠達到工業生產溫度控制的要求。
5 結語
基于單片機的溫度控制系統廣泛應用于工業生產，不僅能夠對溫度進行實時檢測，還能根據設定溫度值來調整控制溫度。本文提出了一種基于單片機的遠距離多點溫度測控系統，以單片機為控制核心完成對模擬實驗箱的溫度測控任務，對實驗箱內的溫度信號進行采集與處理，利用最優模糊PID控制器對箱內溫度進行控制，實驗結果表明，本系統溫度模糊控制精度高、具有較高的穩定性、操作簡單等特點，達到工業生產中的溫度控制要求，具有較大的實際應用價值。
參考文獻
[1]劉亞利，敬嵐，喬衛民.基于MSP430F149型單片機的智能溫度控制系統[J].計算機工程與設計，2006，27（6）：1062-1064.
關鍵詞：溫度控制器 單片機 傳感器
中圖分類號：TP272 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）11-0006-01
家用壁掛爐室內溫度控制器是現代家庭中常用溫控器，使用該產品可以讓室內的溫度值按照使用者的意愿進行修改，以使使用者感到身心舒適，該技術的研究具有一定的實際使用意義。該設計實用性強，不僅能鞏固所學的相關專業知識，而且成本相對于現有產品較低。該設計用成本較低的DS18B20溫度傳感器讀取溫度值、使用傳統的51系列單片機對實際生活中的壁掛爐的水溫的控制以達到使用者的需求。該設計電路比較簡單、性價比較高、水溫控制靈活、實用性強；依此設計的溫控器能很靈活地控制市面上不同的燃氣壁掛爐，具有良好的市場應用前景。
1 控制器的設計要求
該設計使用液晶顯示器顯示使用者設定溫度值的和硬件實際測量得出的水溫；在現有產品中的壁掛爐并自己不能很好地調節水的溫度，能夠控制的水的溫度在35°～85°左右，這個溫度范圍雖然較大，但是并不能滿足人們實際生活要求，必須要另外加以其他的控制器來輔助控制水溫。這次設計的家用壁掛爐室內溫度控制器就是準備解決這個問題的主要配件，首先DS18B20溫度傳感器檢測當前室內的溫度并送到單片機中與預先設定的溫度進行對比，經過單片的處理后，如果當前室內溫度值小于使用者預設溫度，單片機發出信號，啟動控制機構讓火花塞點火火，加熱壁掛爐中的水，直至室內溫度大于或等于預設溫度。
2 設計的思路和方法
設計的家用壁掛爐室內溫度控制器是以AT89C52單片機為核心具有調節溫度、液晶顯示功能、能調節出想要的水溫，并且能滿足用戶的需求。首先利用單片機的接口技術實現壁掛爐對室內各種溫度參數的采集，然后單片機根據采集到的數據加以比較以此來驅動壁掛爐進行工作調溫，最終實現對室內溫度的控制和調節。硬件方面包括對溫度的測量，電路設計及加熱器的通斷設計，信號處理判斷，各個控制部件的選擇及溫度設置設計等。軟件方面，根據系統的硬件配置和功能來編制相對應軟件及溫度測量和校正算法。
3 溫控器工作原理和硬件電路
家用壁掛爐溫度控制器用于控制壁掛爐制熱系統。其工作原理是溫控器上的溫度傳感器把測得溫度以電信號傳到單片機，通過檢測房間內溫度和設定溫度進行比較，如果實際溫度小于設定溫度，單片機發出電信號，通過輸出電路控制相應的繼電器進行開關動作，輸出控制壁掛爐制熱系統的啟停。目前市面上的溫控器很多，最常見的有三種：一種為手動機械膜盒式的、第二種液晶可編程型的，第三種就是無線型溫控器，本設計用單片機AT59C52和溫度傳感DS18B20為主要核心部件設計家用壁掛爐室內溫度控制器。
以AT89C52單片機為核心的溫控器，讀取溫度靠新型單總線接口方式的DS18B20數字溫度傳感器來實現，雙向可控硅驅動電路MOC3041和雙向可控硅TLC336A組成輸出控制通道，還有鍵盤和顯示電路，其工作原理框圖如圖1所示：
加熱絲輸出電路采用可控硅MOC3041組成晶閘管觸發電路，隔離了強電和弱電實現了弱電對強電的控制。當AT89C52單片機的P0.5口輸出為低電平時，集成可控硅驅動器件MOC3041內部導通，T1的G端出現同步觸發脈沖，控制可控硅導通并且接通升壓點火電路的工作電源。交流220V電壓經T進行升壓、VD2～VD5進行整流后，通過R2對C6充電。當C6兩端電壓達到放電管的擊穿電壓時，放電管放電擊穿，C6上所儲存的電能經放電管和電感線圈L加至火花塞上，通過火花塞產生放電火花，將天燃氣點燃。同時通電延時型繼電器的KT線圈得電，KT延時斷開觸點開始延時，30s后，KT觸點斷開，將升壓點火電路的工作電源切斷。
4 單片機主程序的設計
主程序首先對DS18B20進行復位與檢測，如果DS18B20存在，則往下執行，否則返回。往下則依次執行DS18B20溫度轉換命令，DS18B20讀取溫 度命令，單片機讀溫度命令，對溫度進行整合與比較，如果大于或等于則轉入加熱程序對水進行加熱。鍵盤是4*4的鍵盤，先從P1口的高四位輸出低電平，低四位輸出高電平，從P1口的低四位讀取鍵盤狀態。再從P1口的低四位輸出低電平，高四位輸出高電平，從P1口的高四位讀取鍵盤狀態。將兩次讀取結果組合起來就可以得到當前按鍵的特征編碼。使用上述方法我們得到16個鍵的特征編碼。
5 結語
通過測試本系統能夠準確控制壁掛爐使室內溫度溫度到恒定，采用數字化控制精度達到±1°，遠高于現在市面上有很多壁掛爐的溫度控制系統。輸出電路方面采用可控硅作為控制期間，實現了弱電對強電的無觸電控制，增加了控制電路的安全性和使用壽命。
參考文獻
[1]呂俊亞.一種基于單片機的溫度控制系統設計與實現[J].計算機仿真，2012（7）.
本設計的主要內容是根據倉庫的溫度調節排氣扇的轉速從而達到控制倉庫溫度的作用。同時本系統還要實現用數碼管顯示倉庫溫度，當倉庫溫度達到報警溫度時系統報警和繼電器控制電機啟動的功能，方便工作人員對倉庫的溫度和情況進行監控。設計中利用數字測溫計DS18B20測溫、用市場上常見的AT89C2051單片機作為控制器、采用易于和數字系統連接的繼電器控制電機動作。整個系統采用的都是數字芯片，因此系統工作穩定，升級維護方便。
關鍵詞：DS18B20；單片機AT89S52；溫度控制；
Abstract: with the rapid development of digital technology, microcontroller in social fields has been widely used, due to the digital system have the advantage of simulation system is not as strong anti-interference, facilitate and PC connected, system to upgrade maintenance, so the digital control system is more suited for warehouse temperature control system design.
The main content of this design is according to the warehouse temperature adjust exhaust fan speed so as to achieve control role of temperature in the warehouse. At the same time the system implemented with a digital pipe display the warehouse temperature, when the alarm temperature is reached when the warehouse temperature system and relay control of motor start alarm function, convenient staff to monitor the temperature and condition of the warehouse. Used in the design of digital thermometer DS18B20 temperature measurement, using common on the market of AT89C2051 single-chip microcomputer as the controller, using easily and the digital system connection relay control motor action. The whole system adopts are digital chip, so the system work stable, maintenance is convenient.
Key words: DS18B20; Single-chip microcomputer AT89S52 devices; Temperature control;
中圖分類號： S379.3 文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)
第一章 溫度控制系統總體設計
該倉庫溫度控制系統主要是利用集成溫度傳感器DS18B20來測量倉庫內的溫度，將測量的數據讀取到單片機并與設定值進行比較，然后根據比較結果通過繼電器來控制排風扇電機是否啟動，以此來控制倉庫內溫度。
1.1系統工作原理
控制系統一般可以分為四個部分：
1.控制器：它是各類控制系統的核心部分，由AT89C2051來實現控制器的作用。
2.執行結構：本設計的執行機構為直流電機。
3.被控對象：本設計的被控對象是倉庫。
4.檢測變送裝置：檢測變送裝置是集成溫度傳感器DS18B20 。
系統原理框圖如圖1-1所示。
圖1-1 系統原理框圖
本系統將倉庫內需要保持的正常溫度對應的電壓量作為給定量，將集成溫度傳感器DS18B20檢測到的倉庫內溫度對應的電壓信號作為反饋信號，在與給定量進行比較后的差值送入控制器，然后通過繼電器控制直流電機是否啟動運轉，以達到控制倉庫內溫度的目的。
本設計采用模塊化設計思想，整個系統由五大模塊組成，分別是繼電器控制模塊、電機模塊、測溫模塊、顯示模塊、單片機控制模塊。
各個模塊之間的關系如圖1-2所示。本設計的工作原理是，首先由測溫電路實時測量倉庫內的溫度，再利用單片機將此溫度儲存起來：一方面傳給數碼管，由0.56寸的三位共陽極數碼管顯示溫度值；另一方面要對測量的溫度值和預先設定的溫度值進行比較。如設定報警的溫度為20ºC，則當環境溫度達到21ºC時，報警發光二極管發光，同時繼電器動作，驅動直流電機運轉，降低倉庫溫度。如果不需要對溫度控制（報警），可以將報警溫度值設置高些。如果控制的是某局部的溫度，可將DS18B20用引線引出，但距離不宜過大，注意其引腳絕緣。設計中為了使工作人員更好的操作系統，設置了工作狀態指示燈，AN1、AN2和AN3鍵供操作人員來查看和設定上限溫度值。
圖1-2系統結構圖
1.2 AT89C2051單片機
AT89C2051是美國ATMEL公司生產的低電壓、高性能8位單片機，片內含2K bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（EPROM）和128 bytes的隨機數據存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C2051單片機在電子類產品中有廣泛的應用[[
第二章 系統硬件設計
2.1 測溫電路模塊
在本設計中，由于使用了數字芯片，為了使測溫電路的接口簡單化，所以測溫器件采用了單線數字溫度傳感器DS18B20，不需要專用A/D轉換電路來實現溫度量由模擬量到數字量的變換，并可與單片機直接連接。
為了滿足大型工業企業的生產目標，需要及時對單片機電池系統進行檢測，以便發現系統存在的故障，在檢測的過程中，要采用單片機做主控單元，利用主控功能對溫度開始檢測和采集數據，主要介紹單片機在鋰離子蓄電池充放電過程中溫度檢測的應用，并結合電壓發電流對溫度控制影響，從溫度控制的模塊中，找到系統的工作原理，并根據具體的要求編寫了適合本設計的軟件程序。基于此，本文探討了基于單片機技術的電池檢測系統的設計與實現。
【關鍵詞】單片機技術 電池檢測系統 設計 實現
隨著我國綜合經濟水平的不斷提高，人們對高科技技術的需求越來越大，為了實現工業自動化的控制生產模式，技術人員逐漸加大了對技術研發的力度，形成了集中測控系統、過程控制、機電一體化設備為一體的單片機技術。工業企業的不斷發展，使得傳統的單片機技術已經不能滿足生產和加工的需求，電池檢測系統也不能根據溫度、電壓、電流的變化，掌握到技術應用的技巧。所以要通過實時在線監視、檢測、數據采集等處理的過程，來設計檢測系統，使檢測系統可以根據單片微型計算機技術的應用情況，明確系統完善的方式。
1 單片機電池檢測系統的硬件設計
1.1 電量的檢測
當單片機檢測到一個電池電量時，要求技術人員要通過檢測鋰離子蓄電池充放電回路的電流，進而明確電池組的端電壓，在鋰離子蓄電池組充放電回路中放入一個阻值很小的電阻，確保電阻的阻值不會影響到電池組的端電壓，當為電池組充電的過程中，電壓值為負；放電時，電壓值為正，并把這個電壓作為電路的輸入電壓。通過這種電量檢測的方法，可以更加準確的了解到電池組的實際運行情況，以及兩端的端電壓，技術人員也可以根據檢測的結果，制定出系統優化的方案。
1.2 電量的轉換
在電量轉換的過程中，需要組成一個運算電路，并要確保電路兩端有輸入的電壓，一個作用是降低電阻上的電壓，另外一個是穩定系統的電壓值。這種雙重的控制方式，可以更加真實的反映出電池組的實際溫度。電量轉換的過程會涉及到很大的輸入電壓，所以技術人員要合理控制好電壓的流量，最大程度的保障系統的正常運行，運算結束后需要把A/D轉換器直接接到單片機上，利用轉化器的接口實現電壓的控制，同時A/D轉換器也要將輸入的電壓模式轉換成模擬的數字電壓量。轉換之后的模擬信號量會在LED燈的作用下，顯示出來，這個過程的結束，說明電量已經成功完成轉換的過程，得到的數據也是真實、可靠的，技術人員可以根據數據顯示的內容，去調整系統的工作形式。
1.3 溫度控制電路設計
根據單片機技術的電池溫度檢測目標，在工業生產的過程中，通過溫度控制電路的設計和實現，來及時的檢測電路的運行情況，以及掌握到溫度變化的規律。在設計電路時，要通過單片集成兩端的溫度傳感器檢測溫度的變化，首先，控制水溫在0-100度之間，驅動電壓在4-30V之間，電量轉換的形式為電壓型，這種溫度設計的電路要求技術人員要嚴格控制電壓和電量，既要保障電路的順利運行，又要提高溫度控制的能力。
1.4 溫度報警電路設計
根據多路溫度控制系統的運行要求，進行溫度報警電路的設計，單片機的中央處理器負責運算和操作控制，主要包括報警系統的運算器和控制器，這種溫度報警系統的設計可以滿足系統檢測的需求。溫度報警的功能就是及時發現系統電壓和電流的變化規律，在電壓和電流的含量影響到系統的安全時，要及時發出警報，使技術人員可以了解到系統存在的故障，進而停止電池檢測系統的運行，避免系統硬件設施的損壞。
2 單片機電池檢測系統的軟件設計
2.1 溫度采集模塊設計
在設計溫度采集數據模塊時，要利用數據模擬量的范圍，來確定溫度變化的區間，溫度采集模塊的設計，要滿足電量轉換和顯示的需求，因此，技術人員需要根據實際的檢測系統形式，設置出數字量轉換的環境和空間，使其可以滿足單片機控制的要求。單片機技術的控制形式會影響到溫度采集的數據，所以為了提高數據信息的準確性，并通過溫度采集的過程，利用中斷方式來實現A/D轉換，進而使單片機可以對數據進行處理及存儲。
2.2 數字濾波程序設計
在單片機技術的電池檢測系統設計和實現的過程中，數字濾波程序的設計就是為了彰顯出程序的高精度性和抗干擾性，使其可以有效的提高檢測效率。系統程序會根據干擾信號的頻率特征，確定系統的通頻帶，并融入到數學模型中去分析，制定出濾波程序的線性離散方程。根據對方程的計算可以明確程序監控的效果，也可以更加真實的反映出檢測到的溫度變化規律，單片機的技術也可以很好的融入到數字濾波系統中。
2.3 溫度顯示模塊設計
溫度顯示模塊的軟件程序設計，要能與LED控制系統進行結合，通過軟件程序的功能可以對數據信息進行采集和處理，同時LED燈會把相應的溫度變化內容，顯示出來。這種技術控制的效果，可以真實、快速的顯示出溫度變化的情況，同時也可以體現出程序高效的工作效率。單片機技術的應用也可以提高溫度控制能力，使其可以在LED燈上，顯示出具體的變化過程，顯示模塊的設計要求技術人員要時刻掌握顯示的內容，進而分析電池檢測系統的電量轉換形式。
2.4 鍵盤模塊設計
在檢測時，單片機會通過中斷式掃描的方式對鍵盤輸入的信號進行采集，所以在信息數據輸入的過程中，技術人員一定要保障數據信息的完整性和真實性，使其可以明確體現出電池溫度變化的情況。中斷信號作為直接的控制系統，當鍵盤被按下時，單片機的外部中斷信號會產生一個低電平信號，技術人員可以根據低電平信號的類型判斷出檢測系統的電壓和電量，進而使單片機可以進入到中斷服務程序中，以便更準確的掌握到檢測系統的工作效率。
3 總結
綜上所述，單片機技術的不斷創新和發展，使電池檢測系統的設計與實現成為了可能。本文分別從硬件與軟件兩方面探討了一種基于單片機技術的電池檢測系統的設計與實現，以期能夠為基于單片機的電池檢測系統的進一步完善提供參考。
參考文獻
[1]林娟.基于單片機技術電池檢測系統的設計[J].河南科技大學，2010，15（08）：100-102.
[2]江曼.電池批量檢測系統的設計與實現[J].華中科技大學，2010，14（07）：40-45.
[3]秦艷波.基于單片機的蓄電池在線檢測系統設計[J].武漢理工大學，2010，48（08）：52-56.
關鍵詞：單片機溫度檢測溫度控制
Abstract: the single chip microcomputer with small size, the function is strong, the cost is low, the wide application advantages, such as, say, intelligent control and automatic control is the core of the single chip microcomputer. At present, a study and application of the climax of the single chip microcomputer in the whole society large-scale rise. The most effective method of learning single chip microcomputer is both theory and practice, this paper mainly discusses with the single chip processor as the foundation, in cars respectively temperature control system and the liquid containers temperature control system as an example, this paper expounds the application of microcomputer in the temperature control system principle.
Keywords: single chip microcomputer temperature testing temperature control
中圖分類號：S624.4+4文獻標識碼：A文章編號：
1．引言
目前國內外的溫度控制方式越來越趨向于智能化，溫度測量首先是由溫度傳感器來實現的。測溫儀器由溫度傳感器和信號處理兩部分組成。溫度測量的過程就是通過溫度傳感器將被測對象的溫度值轉換成電的或其它形式的信號,傳遞給信號處理電路進行信號處理轉換成溫度值顯示出來。溫度傳感器隨著溫度變化而引起變化的物理參數有: 膨脹、電阻、電容、熱電動勢,磁性能、頻率、光學特性及熱噪聲等等。隨著生產的發展,新型溫度傳感器還會不斷出現,目前,國內外通用的溫度傳感器及測溫儀大致有以下幾種: 熱膨脹式溫度計、電阻溫度計、熱電偶、輻射式測溫儀表、石英溫度傳感器測溫儀。
2.溫度檢測的主要方法
溫度的測量方法多采用集成的半導體模擬溫度傳感器，傳感器輸出的電壓或電流與溫度在一定范圍呈線性關系。通過放大，采樣得到被測量。另一種溫度測量方法是使用熱電偶，其測量精度較高，但測試過程復雜，測量時間長，而且采用電橋測量的系統抗干擾能力較差，誤差較大。隨著集成電路技術的迅速發展
，新型的數字化溫度傳感器其精度、穩定性、可靠性及抗干擾能力都優于模擬的溫度傳感器。數字溫度傳感器也越來越的到廣泛的應用。
溫度檢測的方法根據敏感元件和被測介質接觸與否，可以分為接觸式與非接觸式兩大類。接觸式檢測的方法主要包括基于物體受熱體積膨脹性質的膨脹式溫度檢測儀表；基于熱電效應的熱電偶溫度檢測儀表。非接觸式檢測方法是利用物體的熱輻射特性與溫度之間的對應關系，對物體的溫度進行檢測，主要有亮度法、全輻射法和比色法等。接觸式測溫是使測溫敏感元件與被測介質接觸，當被測介質與感溫元件達到熱平衡時，感溫元件與被測介質的溫度相等。這類傳感器結構簡單、性能可靠、精度高、穩定性好、價格低、應用十分廣泛，因此，本方案采用接觸式測溫法，選用相關類型的傳感器。
由單片機組成的溫度測控系統,通過在單片機外部添加各種接口電路，可構成單片機最小系統，用以實現對溫度控制對象的溫度的顯示和控制。同時也能根據實際情況實現多路巡回檢測、數據處理、報警及記錄,對各個參數以一定的周期進行檢查和測量,檢測的結果經計算機處理后再進行顯示、打印和報警,以提醒操作人員注意或直接用于生產控制。
3．單片機溫度控制系統的組成及工作原理
在工業生產和日常生活中，對溫度控制系統的要求，主要是保證溫度在一定溫度范圍內變化，穩定性好，不振蕩，對系統的快速性要求不高。以下簡單分析了單片機溫度控制系統設計過程及實現方法?，F場溫度經溫度傳感器采樣后變換為模擬電壓信號，經低通濾波濾掉干擾信號后送放大器，信號放大后送模/數轉換器轉換為數字信號送單片機，單片機根據輸入的溫度控制范圍通過繼電器控制加熱設備完成溫度的控制。本系統的測溫范圍為0℃～99℃，啟動單片機溫度控制系統后首先按下第一個按鍵開始最低溫度的設置，這時數碼管顯示溫度數值，每隔一秒溫度數值增加一度，當滿足用戶溫度設置最低值時再按一下第一個按鍵完成最低溫度的設置，依次類推通過第二個按鍵完成最高溫度的設置。然后溫度檢測系統根據用戶設定的溫度范圍完成一定范圍的溫度控制。
3.1硬件系統。本系統選用ATMEL公司的AT89系列單片機中的AT89C52，AT89C52單片機是一種新型的低功耗、高性能且內含8K字節閃電存儲器的8位CMOS微控制器，與工業標準MCS一51指令系列和引腳完全兼容。有超強的加密功能，其片內閃電存儲器的編程與擦除完全用電實現，數據不易揮發，編程／擦除速度快。AT89C52芯片內部有6個中斷源：兩個外部中斷INTO和INT1．三個定時器中斷(定時器0，1，2)和一個串行口中斷。在本系統中涉及到AT89C52芯片的中斷源有五個：分別是外部中斷INT1，定時／計數器T0，T1和T2以及串行口中斷。本測控系統采用電平激活方式，也即是INT1=0；一旦INT1引腳的采樣值為低電平，則TCON寄對于定時器TO和Tl，通過寄存器TMOD，TCON來控制和選擇定時／計數器的功能和操作模式。這些寄存器的內容靠軟件設置，系統復位時，寄存器的所有位都被清零。而T2的工作是靠對T2CON寄存器進行軟件設置而定義的。本系統采用定時TO來計算車廂溫度采集的時間間隔，設置為工作方式1，即l6位計數定時方式：定時Tl作波特率發生器使用，選擇在工作方式2，即8位自動加載方式；定時器T2用于確定混合風門步進電機輸入脈沖的頻率，設置位l6位常數自動重裝人的工作方式。
當采用12MHz的晶振時，計數速率為lMHz．微機串口通常采用RS232電平，而單片機串口是1TrL電平，二者不兼容。所以，接口必須做電平轉換處理。采用MAXIM公司的MAX232電平轉換芯片。單片機串行口的TXD，RXD和GND經電平轉換分別與微機的RXD，TXD和SG相連，MAX232電平轉換芯片的第9，10引腳分別接單片機的l0和11引腳。DB9串口的第2，3引腳分別接MAX232電平轉換芯片的7，8引腳。通過MAX232的TTL電平和RS232的輸入／輸出端口，自動地調節了單片機串口的TTL電平信號和RS232的串行通信信號的電平匹配。數據發送是由一條寫發送寄存器(SBUF)的指令開始，隨后在串行口由硬件自動加人起位和停止位，構成一個完整的幀格式，然后在移位脈沖的作用下，由TXD端串行輸出。一個字符幀發送完后。使TXD輸出線維持在“1”狀態下，并將串行控制寄存器SCON的TI位置“1”，通知CPU可以接著發送下一個字符。
3.2軟件系統。轎車空調智能溫控系統的工作模式分為“正常運行模式”、“軟關機模式”、“手動控制模式”和“自動控制模式”。系統上電時，軟件進人上電自檢狀態，這時系統會首先從監控芯片x25045讀入上次斷電前存人EEPROM的系統狀態信息，初始化各個中斷并恢復空調控制器到上次關機前狀態。經過上電初始化，智能溫控系統會恢復到上次關機前的“正常運行模式”。此時，通過溫度調節按鍵可以設定需要的溫度值，溫度傳感器定時檢測車廂溫度，顯示器顯示溫度設定值和溫度測量值，混合風門的開度會根據溫差和溫差變化自動調節，溫控系統能夠與PC機通過串口通訊交換數據。按一下“ON／OFF”鍵，可使溫控系統進入“軟關機模式”。此時，系統不能再進行溫度檢測、溫度設定和串行通訊，顯示器熄滅，混合風門步進電機停止運轉。
參考文獻：
[1]李華，MCS一51系列單片機實用接口技術[M]．北京：北京航空航天大學出版社．1993．306405．
關鍵詞：AT89C51單片機；溫度控制；DS18B20
基于單片機的飲水機溫度控制系統設計，是通過溫度傳感器和單片機對飲水機的智能控制，以解決傳統控制水溫對電力資源和水資源的浪費，同時又使飲用水達到飲用的標準。溫度過高或者是過低，都會使水資源失去應有的作用，也喪失了很多營養物質，從而同時造成了電力資源和水資源的巨大浪費，特別是在當前的全球能源極度匱乏，而國家倡導節約水資源的情況下，我們更應該掌握好對水溫的控制，才能把身邊的水電資源更好的利用起來，這同樣也是對自己的負責。
1 項目背景
隨著人們對飲水機的需求變高的同時，我們自然而然的對飲水質量問題就產生了更多的關注，而現在的飲水設備大多都沒有自動控溫系統，有的只是自動加熱，但是水的礦物質等營養成分在反復加熱的過程中就大大的流失了，基于這個問題，本文給出了合理的軟件設計來解決。基于單片機飲水機的溫度智能控制系統，可以智能的實時檢測飲水機水箱的水溫，當水溫低于設定的溫度時，飲水機將加熱水箱中的水，當高于設定的時候，飲水機將對水箱中的水停止加溫。這樣既節約了能源又為人們的使用提供了便捷。
2 設計部分
⑴系統方案設計。本論文設計了一種以AT89C51單片機為核心部件，采用DS18B20的高精度數據采集系統，這個系統的最大有點在于可以實時檢測飲水機水箱的水溫，并且可以通過數碼管顯示（也即3位LED數碼管）飲水機水箱水溫度數，而且可以預防二次加熱。系統的電路設計主要由以下幾部分組成：①控制部分主芯片采用單片機AT89C51；②顯示部分采用3位LED數碼管以動態掃描方式實現溫度顯示；③溫度采集部分采用DS18B20溫度傳感器；④加熱控制部分采用繼電器電路；⑤時鐘電路；⑥復位電路；⑦按鍵輸入這部分就不用說了，這個是必不可少的。在這里就不再贅述。
⑵系統軟件設計。系統的軟件設計本人主要采用C語言，對單片機的各項功能用編程來實現。主程序對模塊進行初始化，而后調用讀溫度、處理溫度、顯示、繼電器電路，用的是循環查詢方式來顯示和控制溫度。
1）系統主程序流程圖。本軟件設計采用循環查詢來處理各個模塊，溫度是緩慢變化量，所以可以滿足性能要求。程序流程：當你選擇了打開飲水機之后，程序內部進行初始化操作，將數據傳送給DS18B20系統，系統調用數據來處理子程序，繼而顯示子程序，最后是繼電器控制子程序，但是飲水機沒有停止工作，只要沒有給它結束命令，它會在繼電器控制子程序語句執行完之后繼續初始化操作，然后循環進行。如圖1所示
2）讀取DS18B20溫度模塊子程序。每次對DS18B20操作時多要按照DS18B20中的協議進行。初始化DS18B20發ROM功能命令發存儲器操作命令處理數據。程序流程圖如圖2
3）數據處理子程序。由于DS18B20轉換后的代碼并不是實際的溫度值，所以要進行數據處理。首先程序判斷當前飲水機內水溫是否為零下，如果是，則DS18B20保存的是溫度的補碼，需要對其低八位取反加一變成原碼。處理過后把DS18B20的溫度復制到單片機的RAM中，里面已經是溫度值的Hex碼了，然后轉換Hex碼到BCD碼，分別把小數位，個位，十位的BCD碼存入RAM中。
3 總結
本設計在元器件選擇上盡量做到使硬件電路簡單，充分利用軟件編程來彌補元器件精度不足的缺點。完成了以AT89C51單片機為核心的溫度控制系統的設計。整個系統實現了多項功能，其中包括：溫度采集部分、顯示部分、驅動部分等，基本實現了設計任務的要求，并且電路簡單，功能全，易于控制操作，還能擴展很多功能。同時，由于時間及個人能力有限的問題，本系統的設計還存在很多不足和需要改進的地方，如：采集部分的誤差較大，控制算法還需進一步完善等。
[參考文獻]
[1]唐朔飛.計算機組成原理.高等教育出版社.2008.
[2]汪新民，劉若慧.C語言基礎案例教程.北京大學出版社.2010.
關鍵詞：模糊控制；單片機；電阻爐
1．引言
1965年美國的控制論專家L. A. Zadeh教授創立了模糊集合論，從而為描述，研究和處理模糊性現象提供了一種新的工具。一種利用模糊集合的理論來建立系統模型，設計控制器的新型方法—模糊控制也隨之問世了。模糊控制是基于規則的智能控制方式，它不依賴于被控對象的精確數學模型，特別適合對具有多輸入—多輸出的強耦合性、參數的時變性、嚴重非線性與不確定性的復雜系統或過程的控制，且控制方法簡單，魯棒性好。
本文的設計思想是，以AT8051單片機為平臺，把反映爐溫的熱電偶電勢與設定爐溫電勢比較后得到的誤差，經冷端補償的變送器放大后，經過A/D轉換成為數字信號，經過數字濾波、線性化處理、標度變換后送入單片機，通過LED顯示；送入單片機的誤差信號經過模糊推理，作出模糊控制決策的結果，通過單片機I/O口去改變控制脈沖寬度，從而改變晶閘管在一個固定周期內的導通時間。即而改變電阻爐的平均輸出功率，達到控制爐溫的目的。
2．模糊控制系統的組成及工作原理
（1）模糊控制系統的組成
圖1 模糊控制系統框圖
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3.本系統模糊控制結構
本系統采用二維模糊控制器。模糊變量為三個：e—溫度誤差；ec—誤差變化模糊子集；u—輸出量模糊子集。模糊變量e的模糊集：{負，零，正小，正中，正大}；ec的模糊集：{負大，負中，負小，零，正小，正中，正大}；u的模糊集：{零，正小，正中，正大}。模糊控制器的結構框圖如圖2所示。該控制器中K1取1，K2取2，K3取19。
圖2 模糊控制器結構框圖
4.硬件和軟件設計
本系統硬件由溫度傳感器, AT89c51單片機、執行機構，外圍電路包括鍵盤，LED顯示以及保護電路構成的閉環控制回路，控制對象為水溫。系統的原理框圖如圖3所示。
圖3 系統原理框圖
軟件程序主要包括主程序、按鍵子程序、LED顯示子程序、模糊控制子程序等。其中主程序如圖4、
圖4 主程序
本文用AT8051單片機實現控制，為了便于用戶根據不同的實際需要對工作方式及其他參數組態進行修改，所有的參數及組態狀況均可通過面板的幾個操作鍵輸入、檢查和修改。系統的測量值和所有設定參數均由LED數碼管直接顯示，讀數清晰，直觀。電阻爐的溫度控制范圍在400℃-1000℃內、溫控精度
參考文獻：
[1] 涂時亮 張友德．單片微機控制技術[M]．上海：復旦大學出版社，1994
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