使用单片机实现温度控制系统的论文说明

　　本温度控制系统采用现在流行的STC89C52单片机，配以DS18B20数字温度传感器，该温度传感器可自行设置温度上下限。单片机将检测到的温度信号与输入的温度上、下限进行比较，由此作出判断是否启动继电器以开启设备。

　　温度控制系统采用单片机对它们进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量。因此，智能化温度控制技术正被广泛地采用。本设计还加入了常用的数码管显示及状态灯显示灯常用电路，使得整个设计更加完整，更加灵活。该设计已应用于花房，可对花房温度进行智能监控。

　　温度控制系统介绍

　　随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，但温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具有广泛的应用前景与实际意义。

　　温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行；炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。因此，各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见，温度的测量和控制是非常重要的。

　　单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样，各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。

　　温度控制系统的目的

　　本设计的内容是温度测试控制系统，控制对象是温度。温度控制在日常生活及工业领域应用相当广泛，比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度控制。而以往温度控制是由人工完成的而且不够重视，其实在很多场所温度都需要监控以防止发生意外。针对此问题，本系统设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度控制系统，它应用广泛，功能强大，小巧美观，便于携带，是一款既实用又廉价的控制系统。

　　温度控制系统完成的功能

　　本设计是对温度进行实时监测与控制，设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能：当温度低于设定下限温度时，系统自动启动加热继电器加温，使温度上升，同时绿灯亮。当温度上升到下限温度以上时，停止加温；当温度高于设定上限温度时，系统自动启动风扇降温，使温度下降，同时红灯亮。当温度下降到上限温度以下时，停止降温。温度在上下限温度之间时，执行机构不执行。三个数码管即时显示温度，精确到小数点一位。

　　我们经常所说的单片机，就是通过一定的科技技术手段将处理器、存储器、和一些外围输入输出设备集成到一起的微型计算机，也叫作微型电脑。如今，科技水平已经变得相当发达，也造就了单片机技术的飞速发展。当前，生产单片机的国家有很多，也有更多的公司在开发新的单片机，根据单片机的命名就可以知道单片机的的属性，在本设计中，采用的是由深圳宏晶科技公司生产的一款名为STC89C52RC的单片机。从其名字中，可以知道，“STC”为单片机开发公司的名称，“89”代表的是速度采用12个时钟8051系列单片机；“C”表示工作电压在3.8V-5.5V之间；“52”代表程序的存储空间大小为8K;“RC”代表RAM为512。这款单片机为8位单片机，就目前来看，市面上常见的有8位、16位、32位单片机，可谓百花齐放。而且可以预料，在不久的单片机发展的路还很远，还具有广阔的发展空间。就当前已经研发出来的单片机，我们可以根据不同的用途，不同的功能需求，选择不同的单片机。

　　在本次毕业设计中，STC88C52单片机作为系统的核心处理器，首先看中的是它的功耗，此款单片机的额定损耗只有60mW，在几年前开发的一些单片机中，其功耗在100Mw，后来随着科技的快速发展，人们追求便利、省电的要求，不断的将功耗向着更低的要求发展，其中有意向技术值得我们关注，那就是HOS技技术。如今，HMOS技术已经成为了单片机生产厂家使用的必不可少的一项高科技技术，其采用了高密度的金属氧化物，因此也叫作高密度金属氧化物半导体技术，还有一项是互补高密度金属氧化物半导体技术也叫CHMOS技术，此设计中的STC89C52就使用了HMOS与CHMOS这两项节能技术。

　　STC89C52RC单片机在整个51家族中属于比较低端的一款单片机，因为其只有最基本的设施，也就是只有CPU中央处理器、ROM只读存储器和RAM随机存储器再加上输入输出IO口等一些外围设备。而一些高端的51系列单片机除了具有这些基础设置以外，还会有一些高级功能，比如说就有PWM脉宽调制的

　　功能，ADC模数转换的功能，WDT看门狗的功能，具有多个定时器和多个串口等。当然，随着单片机设施设备的增加，其功能就越强大，其使用起来也就越困难。在本系统中，由于使用单片机的功能比较少，所以也就没有必要大转周折去使用那些所谓的高级的增强型51单片机，一片STC89C52RC即可。

　　在整个51系列中，最常用的型号就是STC89C52这个型号，因为这款单片机功耗比较低、抗干扰能力比较强、使用寿命长，功能比较齐全，更重要的是价格比较，这款单片机的这些特点可以减小系统的成本，降低编程难度，因此大多数做毕设的同学都比较热衷这款型号的单片机。

　　STC89C52单片机也是采用的也是51内核，其程序代码和工作指令完全匹配C51的单片机。此款单片机的工作周期为十二时钟周期，其工作的频率为0～40MHz，也就是说和普通的8051的0～80MHz的工作频率差不多，而48M赫兹为实际的工作频率。此单片机的作正常工作温度指标有两种：-40～+85℃的为工业等级，0～75℃为商业等级。

　　STC89C52单片机具有8K的ROM，也就具有8K字大小的，可让用户使用的程序空间。而RAM，STC89C52单片机具有512个字节数。而单片机比较常用的I/O具有32个端口，当其复位之后其P1、P2、P、P4IO口的工作方式为准向上口和弱上拉两种工作方式，P0I口输出为开漏，开漏输出的驱动能力比较小，当需要驱动一些功耗比较大的负载时，需要加上10K的上拉电阻才可以。而其他组的IO口，例如P2其内部都已经弱上拉，在使用的时候就不需要再加上拉电阻了。

　　一般我们常见的系统在IAP可编程应用和可编程ISP系统是完全不需要专门的系统仿真，不需要专门的仿真器。在需要下载程序时，只需要使用串口线，通过串口（RXD/P3.0，TXD/P3.1）直接下载程序即可。只需要短短的几秒钟就可以快速的完成工作。其中普遍使用的是UART异步串行口，同时可以用定时器模拟串口来完成标准串口所使用的功能。

　　STC89C52单片机一共有三个16位的定时器和计数器。其中定时器/计数器包括：T0、T1和T2。而且具有外部中断等功能，其中外部中断就有四种触发模式：低电平触发、高电平触发、下降沿触发和上升沿触发。以及电源的唤醒模式有中断形式的触发和外部中断形式的唤醒。

　　STC89C52型号的单片机的PDIP封装模式如下：

　　STC89C52RC单片机具有3种工作模式：

　　断电模块：新型的损耗《0.1μA，完全可以使用外部中断来工作，当中断原路撤回时，该程序继续工作于初始状态的程序。

　　休息模块：新型2mA。

　　正常工作模式：典型损耗为：4mA～7mA。

　　完全可以使用外部中断来工作当断电的时候，广泛应用于计步器、温度仪等电池类器件中。