使用單片機實現(xiàn)溫度控制系統(tǒng)的論文說明

　　本溫度控制系統(tǒng)采用現(xiàn)在流行的STC89C52單片機，配以DS18B20數(shù)字溫度傳感器，該溫度傳感器可自行設(shè)置溫度上下限。單片機將檢測到的溫度信號與輸入的溫度上、下限進行比較，由此作出判斷是否啟動繼電器以開啟設(shè)備。

　　溫度控制系統(tǒng)采用單片機對它們進行控制不僅具有控制方便、簡單、靈活性大等特點，而且還可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，智能化溫度控制技術(shù)正被廣泛地采用。本設(shè)計還加入了常用的數(shù)碼管顯示及狀態(tài)燈顯示燈常用電路，使得整個設(shè)計更加完整，更加靈活。該設(shè)計已應(yīng)用于花房，可對花房溫度進行智能監(jiān)控。

　　溫度控制系統(tǒng)介紹

　　隨著社會的發(fā)展，科技的進步，以及測溫儀器在各個領(lǐng)域的應(yīng)用，智能化已是現(xiàn)代溫度控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。特別是近年來，溫度控制系統(tǒng)已應(yīng)用到人們生活的各個方面，但溫度控制一直是一個未開發(fā)的領(lǐng)域，卻又是與人們息息相關(guān)的一個實際問題。針對這種實際情況，設(shè)計一個溫度控制系統(tǒng)，具有廣泛的應(yīng)用前景與實際意義。

　　溫度是科學(xué)技術(shù)中最基本的物理量之一，物理、化學(xué)、生物等學(xué)科都離不開溫度。在工業(yè)生產(chǎn)和實驗研究中，像電力、化工、石油、冶金、航空航天、機械制造、糧食存儲、酒類生產(chǎn)等領(lǐng)域內(nèi)，溫度常常是表征對象和過程狀態(tài)的最重要的參數(shù)之一。比如，發(fā)電廠鍋爐的溫度必須控制在一定的范圍之內(nèi)；許多化學(xué)反應(yīng)的工藝過程必須在適當(dāng)?shù)臏囟认虏拍苷＿M行；煉油過程中，原油必須在不同的溫度和壓力條件下進行分餾才能得到汽油、柴油、煤油等產(chǎn)品。沒有合適的溫度環(huán)境，許多電子設(shè)備就不能正常工作，糧倉的儲糧就會變質(zhì)霉爛，酒類的品質(zhì)就沒有保障。因此，各行各業(yè)對溫度控制的要求都越來越高?？梢?，溫度的測量和控制是非常重要的。

　　單片機在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了溫度檢測和溫度控制。隨著溫度控制器應(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣，各種適用于不同場合的智能溫度控制器應(yīng)運而生。

　　溫度控制系統(tǒng)的目的

　　本設(shè)計的內(nèi)容是溫度測試控制系統(tǒng)，控制對象是溫度。溫度控制在日常生活及工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用相當(dāng)廣泛，比如溫室、水池、發(fā)酵缸、電源等場所的溫度控制。而以往溫度控制是由人工完成的而且不夠重視，其實在很多場所溫度都需要監(jiān)控以防止發(fā)生意外。針對此問題，本系統(tǒng)設(shè)計的目的是實現(xiàn)一種可連續(xù)高精度調(diào)溫的溫度控制系統(tǒng)，它應(yīng)用廣泛，功能強大，小巧美觀，便于攜帶，是一款既實用又廉價的控制系統(tǒng)。

　　溫度控制系統(tǒng)完成的功能

　　本設(shè)計是對溫度進行實時監(jiān)測與控制，設(shè)計的溫度控制系統(tǒng)實現(xiàn)了基本的溫度控制功能：當(dāng)溫度低于設(shè)定下限溫度時，系統(tǒng)自動啟動加熱繼電器加溫，使溫度上升，同時綠燈亮。當(dāng)溫度上升到下限溫度以上時，停止加溫；當(dāng)溫度高于設(shè)定上限溫度時，系統(tǒng)自動啟動風(fēng)扇降溫，使溫度下降，同時紅燈亮。當(dāng)溫度下降到上限溫度以下時，停止降溫。溫度在上下限溫度之間時，執(zhí)行機構(gòu)不執(zhí)行。三個數(shù)碼管即時顯示溫度，精確到小數(shù)點一位。

　　我們經(jīng)常所說的單片機，就是通過一定的科技技術(shù)手段將處理器、存儲器、和一些外圍輸入輸出設(shè)備集成到一起的微型計算機，也叫作微型電腦。如今，科技水平已經(jīng)變得相當(dāng)發(fā)達，也造就了單片機技術(shù)的飛速發(fā)展。當(dāng)前，生產(chǎn)單片機的國家有很多，也有更多的公司在開發(fā)新的單片機，根據(jù)單片機的命名就可以知道單片機的的屬性，在本設(shè)計中，采用的是由深圳宏晶科技公司生產(chǎn)的一款名為STC89C52RC的單片機。從其名字中，可以知道，“STC”為單片機開發(fā)公司的名稱，“89”代表的是速度采用12個時鐘8051系列單片機；“C”表示工作電壓在3.8V-5.5V之間；“52”代表程序的存儲空間大小為8K;“RC”代表RAM為512。這款單片機為8位單片機，就目前來看，市面上常見的有8位、16位、32位單片機，可謂百花齊放。而且可以預(yù)料，在不久的單片機發(fā)展的路還很遠，還具有廣闊的發(fā)展空間。就當(dāng)前已經(jīng)研發(fā)出來的單片機，我們可以根據(jù)不同的用途，不同的功能需求，選擇不同的單片機。

　　在本次畢業(yè)設(shè)計中，STC88C52單片機作為系統(tǒng)的核心處理器，首先看中的是它的功耗，此款單片機的額定損耗只有60mW，在幾年前開發(fā)的一些單片機中，其功耗在100Mw，后來隨著科技的快速發(fā)展，人們追求便利、省電的要求，不斷的將功耗向著更低的要求發(fā)展，其中有意向技術(shù)值得我們關(guān)注，那就是HOS技技術(shù)。如今，HMOS技術(shù)已經(jīng)成為了單片機生產(chǎn)廠家使用的必不可少的一項高科技技術(shù)，其采用了高密度的金屬氧化物，因此也叫作高密度金屬氧化物半導(dǎo)體技術(shù)，還有一項是互補高密度金屬氧化物半導(dǎo)體技術(shù)也叫CHMOS技術(shù)，此設(shè)計中的STC89C52就使用了HMOS與CHMOS這兩項節(jié)能技術(shù)。

　　STC89C52RC單片機在整個51家族中屬于比較低端的一款單片機，因為其只有最基本的設(shè)施，也就是只有CPU中央處理器、ROM只讀存儲器和RAM隨機存儲器再加上輸入輸出IO口等一些外圍設(shè)備。而一些高端的51系列單片機除了具有這些基礎(chǔ)設(shè)置以外，還會有一些高級功能，比如說就有PWM脈寬調(diào)制的

　　功能，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換的功能，WDT看門狗的功能，具有多個定時器和多個串口等。當(dāng)然，隨著單片機設(shè)施設(shè)備的增加，其功能就越強大，其使用起來也就越困難。在本系統(tǒng)中，由于使用單片機的功能比較少，所以也就沒有必要大轉(zhuǎn)周折去使用那些所謂的高級的增強型51單片機，一片STC89C52RC即可。

　　在整個51系列中，最常用的型號就是STC89C52這個型號，因為這款單片機功耗比較低、抗干擾能力比較強、使用壽命長，功能比較齊全，更重要的是價格比較，這款單片機的這些特點可以減小系統(tǒng)的成本，降低編程難度，因此大多數(shù)做畢設(shè)的同學(xué)都比較熱衷這款型號的單片機。

　　STC89C52單片機也是采用的也是51內(nèi)核，其程序代碼和工作指令完全匹配C51的單片機。此款單片機的工作周期為十二時鐘周期，其工作的頻率為0～40MHz，也就是說和普通的8051的0～80MHz的工作頻率差不多，而48M赫茲為實際的工作頻率。此單片機的作正常工作溫度指標有兩種：-40～+85℃的為工業(yè)等級，0～75℃為商業(yè)等級。

　　STC89C52單片機具有8K的ROM，也就具有8K字大小的，可讓用戶使用的程序空間。而RAM，STC89C52單片機具有512個字節(jié)數(shù)。而單片機比較常用的I/O具有32個端口，當(dāng)其復(fù)位之后其P1、P2、P、P4IO口的工作方式為準向上口和弱上拉兩種工作方式，P0I口輸出為開漏，開漏輸出的驅(qū)動能力比較小，當(dāng)需要驅(qū)動一些功耗比較大的負載時，需要加上10K的上拉電阻才可以。而其他組的IO口，例如P2其內(nèi)部都已經(jīng)弱上拉，在使用的時候就不需要再加上拉電阻了。

　　一般我們常見的系統(tǒng)在IAP可編程應(yīng)用和可編程ISP系統(tǒng)是完全不需要專門的系統(tǒng)仿真，不需要專門的仿真器。在需要下載程序時，只需要使用串口線，通過串口（RXD/P3.0，TXD/P3.1）直接下載程序即可。只需要短短的幾秒鐘就可以快速的完成工作。其中普遍使用的是UART異步串行口，同時可以用定時器模擬串口來完成標準串口所使用的功能。

　　STC89C52單片機一共有三個16位的定時器和計數(shù)器。其中定時器/計數(shù)器包括：T0、T1和T2。而且具有外部中斷等功能，其中外部中斷就有四種觸發(fā)模式：低電平觸發(fā)、高電平觸發(fā)、下降沿觸發(fā)和上升沿觸發(fā)。以及電源的喚醒模式有中斷形式的觸發(fā)和外部中斷形式的喚醒。

　　STC89C52型號的單片機的PDIP封裝模式如下：

　　STC89C52RC單片機具有3種工作模式：

　　斷電模塊：新型的損耗《0.1μA，完全可以使用外部中斷來工作，當(dāng)中斷原路撤回時，該程序繼續(xù)工作于初始狀態(tài)的程序。

　　休息模塊：新型2mA。

　　正常工作模式：典型損耗為：4mA～7mA。

　　完全可以使用外部中斷來工作當(dāng)斷電的時候，廣泛應(yīng)用于計步器、溫度儀等電池類器件中。
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