基于单片机的温度控制器系统设计

**单片机设计介绍， 基于单片机的温度控制器系统设计

一 概要

  
基于单片机的温度控制器系统是一种利用单片机来检测环境温度并控制温度的系统。它通常由以下几个部分组成：

1. 温度传感器：用于感知环境温度的传感器。常见的温度传感器有热敏电阻（如NTC、PTC）、热电偶和数字温度传感器（如DS18B20）等。

2. 单片机：作为系统的核心控制器，单片机主要负责读取温度传感器的数据，并根据设定的温度范围进行判断和控制。常用的单片机有Atmel AVR、PIC、STM32等。

3. 控制模块：控制模块包括与单片机连接的外围电路，用来控制温度的变化。例如，可以利用继电器、三极管等元件来控制加热器或制冷器的开关，以维持温度在设定范围内。

4. 显示模块：为了方便用户了解当前温度及系统状态，可以使用液晶显示屏或数码管等模块来显示温度数值和控制状态。

系统的工作原理一般为：单片机通过温度传感器采集到环境温度的模拟信号，并将其转换为数字信号。然后，单片机根据用户设定的温度范围进行判断，如果当前温度超出设定范围，单片机会控制相应的加热或制冷设备进行调节，直到温度进入设定范围。同时，系统会将实时温度和控制状态显示在显示模块上，便于用户观察和调节。

需要注意的是，系统设计中还需要考虑防止温度

二、功能设计

基于单片机温度控制系统仿真设计

[摘要]迄今为止，温度还是人们日常生活谈论的一个热门话题。如何掌控温度为人们生产生活所用，如何利用温度创造人们生产生活所需，倒是一件令人深度思考的事。在化工冶金制造领域，温度是影响产品成功合成的决定性因素；在蔬菜和水果的种植及水产品的养殖方面，温度也是其中一个重要的因素。本设计从人们日趋关注的温室的温度控制方面的问题出发，设计出一种能检测外界环境温度值然后做出相应处理的温度控制系统。此系统以模块化的方式制作，让人一目了然各个模块的所具有的功能，但不论是哪一种模块都要受主模块——AT89C51单片机的控制。本系统的温度采集模块所使用的温度采集器件是DS18B20，显示模块用的是LCD1602这款液晶显示屏，整个模块设计都讲究低成本化、高效率化，以所学所用以最优的模块设计展现此次设计要求。

本论文着重介绍了AT89C51单片机的结构和特性,与此同时，还详细讲述DS18B20的内部结构及工作原理。LCD1602也是本文的重中之重，本文也对它做了具体的叙述讲解。此外，还对系统进行设计、编程和调试，绘制系统的电路原理图并通过仿真软件仿真出来以观察结果。

[关键词]AT89C51 单片机 DS18B20 LCD1602

包含了仿真、程序、报告等资料，电路包含液晶显示电路、单片机电路、温度采集电路、报警电路、加热电路、降温电路等。

设计思路

设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图

五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25