基于DS18B20的数控温度系统设计 毕业设计1.doc

基于DS18B20的数控温度系统设计 摘 要 本文主要介绍一种基于DS18B20的数控温度系统的实际方法，给出了系统硬件设计及软件实现方法。。硬件电路主要由单片机AT89S51,温度传感器,LCD1602和继电器等组成。主要包括温度检测电路,键盘和显示电路,介绍了它们的工作原理及工作过程。该温度控制系统能够显示实时温度，并能够和设定的温度相比较，从而产生响应的动作。 关键词： 温度传感器 单片机 液晶  The DS18B20-based numerical control Temperature system Abstract This paper introduces a numerical control temperature system based on DS18B20 given system hardware design and software implementation.The hardware circuit is mainly composed by the microcontroller AT89S52,Temperature sensor,LCD1602 and relays.Including a temperature detection circuit,and they work and work process.The temperature control system can display real-time temperature,and the ability to set temperature,resulting in response action. Keywords: temperature sensor microcontroller liquid crtstal   目 录 摘 要 I Abstract II 1 绪论 1 1.1 温度控制的意义 1 1.2 温度控制的几种算法 1 1.3 论文的主要内容 4 2 温度控制系统的总体设计方案 5 2.1 设计背景 5 2.2 设计目标 5 2.3 设计功能要求 5 2.4 设计特色 5 2.5 系统框图 6 3 温度控制系统的硬件设计 8 3.1 AT89S52单片机简介 8 3.1.2 AT89S52引脚描述 9 3.2数字温度传感器DS18B20简介 12 3.2.1 DS18B20的外形和内部结构 12 3.2.2 DS18B20的主要特性 13 3.3声光报警电路 17 3.4 温度控制接口电路 17 3.4.1 温度检测电路 18 3.5 显示接口电路 19 3.6 键盘接口电路 20 3.7 电源接口电路 21 4软件的设计与实现 23 4.1 控制器主程序 23 4.2 温度检测子程序 24 4.3 温度显示子程序 26 4.4 温度设定按键子程序 28 4.5继电器控制子程序流程图 30 结束语 31 致谢 32 参考文献 33 附录1：原理图 34 附录2：仿真电路图 41 1 绪论 1.1 温度控制的意义 温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常遇到的一个物理量。而且随着现代工业的发展，人们需要对工业生产中有关温度系统进行控制，如钢铁冶炼过程需要对刚出炉的钢铁进行热处理，塑料的定型及各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行实时监测和精确控制。而有很多领域的温度可能较高或较低，现场也会较复杂，有时人无法靠近或现场无需人力来监控。如加热炉大都采用简单的温控仪表和温控电路进行控制, 存在控制精度低、超调量大等缺点, 很难达到生产工艺要求。且在很多热处理行业都存在类似的问题，所以，设计一个较为通用的温度控制系统具有重要意义。这时我们可以采用单片机控制，这些控制技术会大大提高控制精度，不但使控制简捷，降低了产品的成本，还可以和计算机通讯，提高了生产效率。 温度控制的几种算法 PID控制 温度控制系统由于负载的变化以及外界干扰因素复杂，而PID控制只能对电参数的影响做精确的计算，对于外界环境的变化只能做近似的估算，影响控制精度。人工神经网络以其高度的非线映射，自组织，自学习和联想记忆等功能，可对复杂的非线性系统建模。该方法响应速度快，抗干扰能力强，算法简单，且易于用硬件和软件实现。训练方法实际是网络的自学习过程，即根据事先定义好的学习规则，按照提供的学习实例，调节网络系统各节点之间相互连接的权值大小，从而达到记忆，联想，归纳等目的。在温控系统中，将温度的影响因素如天气、气温、外加电压、被加热物体性质以及被加热物体温度等作为网络的输入，将其输出作为PID控制器的参数，以实验数据作为样本，在微机上反复迭代，随实验与研究的进行与深入，自我完善与修正，