单片机温度控制系统精选(九篇)

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第1篇：单片机温度控制系统范文

【关键词】DS18B20；单片机；温度控制；LED显示

在今天手机得到广泛应用，一般手机信号发射机要求工作温度在之间，这也就要求手机信号发射机室内温度得在5-45度之间，我们可以设计一个温度控制电路来控制空调的温度，从而使手机信号发射机正常工作。

一、总体方案

考虑到该温度控制系统功能比较少，由单片机控制即可实现。而89C52单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、对环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好，故本系统选择采用89C52单片机。采用单线数字温度传感器DS18B20进行数据采集。DSB18B20S数字温度计提供9到12位温度读数，指示器件的温度信息经过单线接口送入DS18B20送出，因此从中央处理器到DS18B20仅需连接一条线和地，读写和完成温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，甚至不需要外部电源。

二、系统工作原理

该空调控制系统用到89C52单片机作为系统的CPU进行控制控制，由数字传感器DS18B20进行数据采集，89C52对采集到的数据进行处理，得到各种信号。而这些信号将分别作为LED数码管显示的信号输入和启动空调制冷、制热的输入。同时将利用单片机的其它使能端口实现系统的复位，手动调节和自动调节。

三、系统硬件设计

系统的硬件部分主要可分为温度采集电路，信号处理与控制控制，温度显示电路，温度调节电路，控制指示电路五大部分。

四、系统软件设计

DS18B20通信，其命令序列有3步：初始化、ROM命令（跟随需要交换的数据）和功能命令（跟随需要交换的数据）。

每次访问DS18B20，必须严格遵守这个命令时序，如果出现序列混乱，则单总线则单总线器件不会响应主机。这个准则对于搜索ROM命令和报警搜索命令例外，在执行两者中任何一条命令之后，主机不能执行其后的功能命令，而必须返回至第一步。

（一）初始化

单总线上的所有传输过程都是以初始化开始的，初始化过程由主机发出的复位脉冲和从机响应的应答脉冲组成，应答脉冲使主机知道总线上有从机设备且准备就绪。

（二）ROM命令

在主机检测到应答脉冲后，就可以发出ROM命令。ROM命令与各个从机设备的唯一64位ROM代码相关，允许主机在单总线上连接多个从机设备时，指定操作某个从机设备。ROM命令还允许能够检测到总线上有多少个从机设备及其设备类型，或者有没有设备处于报警状态。

（1）搜索ROM

当系统初始上电时，主机必须找出总线上所有从机设备的ROM代码，这样主机才能够判断出从机的数目和类型。主机通过重复执行搜索ROM循环（搜索ROM命令跟随着位数据交换），以找出总线上所有的从机设备。如果总线只有一个从机设备，则可以采用读ROM命令来替代搜索ROM命令。在每次执行完搜索ROM循环后，主机必须返回至命令序列的第一步：初始化。

（2）读ROM

该命令仅适用于总线上只有一个从机设备，它允许主机直接读出从机的64位ROM代码，而无须执行搜索ROM过程。如果该命令用于多节点，系统则必然发生数据冲突，因为每个从机设备都会响应该命令。

（3）匹配ROM

匹配ROM命令跟随64位ROM代码，从而允许主机访问多节点系统中某个指定的从机设备。仅当从机完全匹配64位ROM代码时，才会响应主机随后发出的功能命令，其他设备将处于等待复位脉冲状态。

（4） 跳跃ROM

主机能够采用该命令同时访问总线上的所有从机设备，而无须发出任何ROM代码信息。

（5） 报警搜索

除那些设置了报警标志的从机响应外，该命令的工作方式完全等同于搜索ROM命令，该命令允许主机设备判断哪些从机设备发生了报警（如最近的测量温度过高或过低等）。同搜索ROM命令一样，在完成报警搜索循环后，主机必须返回至命令序列的第一步。

（三）功能命令

在主机发出ROM命令，以访问某个指定的DS18B20，接着就可以发出DS18B20的某个功能命令。这些命令允许主机写入或读出DS18B20的存储器，启动温度转换以及判断从机的供电方式。

（1） 读RAM存储器

此命令读RAM存储器的内容，开始读字节0，并继续读到第九个字节（CRC）。如果不是所有位置均可读，那么主机可以再任何时候发出一复位命令以中止读操作。

（2）复制RAM存储器

此命令读RAM存储器的内容，开始读字节0，并继续读到第九个字节（CRC）。如果不是所有位置均可读，那么主机可以再任何时候发出一复位命令以中止读操作。

（3）重新调出EERAM

此命令把存储在EERAM中TH、TL、CONF的值重新调至RAM存储器。这种重新调出的操作在对DS18B20上电时也自动发生，因此只要器件一接电，暂存存储器内就有有效的数据可供使用。

（4） 读电源

在此命令送至DS18B20之后最先发出的读数据时间片，器件都会给其电源方式的信号：0=强上拉电阻供电；1=电源供电。

（5）写RAM存储器

写数据到RAM存储器，地址为第2、第3、第4字节（TH、TL、CONF）。

（6）温度变换

此命令开始温度变换，不需要另外的数据。温度变换将被执行，接着DS18B20便保持在空闲状态。

五、调试结果

从实物图可以看出，温度控制器能正常显示温度值，当超出18-26℃这个温度范围时输出启动制冷或电暖设备信号。

六、结论

基于DS18B2O的数字温度计在实际应用中取得了良好的效果，提高了温度采集系统的可靠性，且硬件电路简单、工作稳定、可靠，体积小巧、线路简单、成本低、应用灵活、测温精度和的实现转换速度足以保证大多数测温系统工作的要求。

参考文献：

[1]李广弟，朱月秀，王秀山. 单片机基础[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2001.

[2]何立民. 单片机应用技术选编（1）[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，1993.

[3]丁镇生.传感器及传感器技术 [M].北京：电子工业出版社，1998.

[4]彭国贤.数码显示 [M].北京：电子工业出版社，1993.

第2篇：单片机温度控制系统范文

关键词:单片机;温度控制;算法;程序

中图分类号:TP273.2文献标识码:A

1 系统组成及工作原理

其主要组成包括8051单片机、温度检测元件和变送器、A/D转换器、键盘与显示电路、温度控制电路和报警电路等几个部分。因为8051单片机内部有4K字节的程序存储器,空间足够,所以不必再扩展程序存储器。其工作过程为,热电偶可将检测的温度转变成mV级的电压信号,经温度变送器放大后,送入A/D转换器,转换成数字量送入计算机,与设定值进行比较,经PID调节后,输出驱动信号,控制可控硅的导通与关断,从而达到调节温度的目的。若检测的实际值与设定值相比较越限,则产生报警信号。温度控制系统原理图如图1所示:

图1温度控制系统原理图

1.1 温度检测元件和变送器

温度检测元件和变送器的类型选择与被控温度及精度等级有关。0~1000°C范围内的温度可以选用镍铬/镍铝热电偶,其输出电压为0~41.32mV。这个信号比较小,故需要变送器将其变换成A/D转换器所需的电压范围。

变送器由毫伏变送器和电流/电压变送器组成。毫伏变送器用于把热电偶输出的0~41.32mV变换成0~10mA范围内的电流;电流/电压变送器用于把毫伏变送器输出的0~10mA电流变换成0~5V范围内的电压。为了提高测量精度,变送器可以进行零点迁移。例如:若温度测量范围为400~1000,则热电偶输出为16.4~41.32mV,毫伏变送器零点迁移后输出0~10mA范围电流。这样,采用8位A/D转换器就可使量化温度误差达到±2.34以内。

1.2 A/D转换电路

ADC0809为温度测量电路的输入接口。ADC0809的IN0和变送器输出端相连,故当P0.2~0.0=000时,就选中IN0通道。当P2.1=0时,启动A/D转换器。EOC引脚连接到8051单片机的P1.3引脚,正在转换时EOC=0,转换结束时EOC=1,通过查询方式,若D/A转换结束,将转换后的数字量读入单片机。

1.3 键盘/显示电路的扩展

8051单片机通过并行接口8255扩展键盘/显示电路,由上图可见,在P2.7=0时,选中8255芯片,8255的PA口、PB口、PC口和控制口的地址分别为7FFCH、7FFDH、7FFEH和7FFFH。1.4 过零触发电路

过零同步脉冲是一种50Hz交流电压过零时刻的脉冲,可使可控硅在交流电压正弦波过零时触发导通。过零同步脉冲由过零触发电路产生,更为详细的电路原理图如图2所示。图中,电压比较器LM311用于把50Hz正弦交流电压变为方波。方波的正边沿和负边沿分别作为两个单稳态触发器的输入触发信号,单稳态触发器输出的两个窄脉冲经二极管或门混合后就可得到对应于交流220V市电的过零同步脉冲。此脉冲一方面作为可控硅的触发同步脉冲加到温度控制电路,另一方面还作为计数脉冲加到8051的T0和T1端。

图2 电路原理图

1.5 温度控制执行电路

8051单片机对温度的控制是通过可控硅调功电路实现的。双向可控硅和加热丝串接在交流220V、50Hz交流市电回路。在给定周期T内,8051单片机只要改变可控硅的接通时间便可改变加热丝功率,以达到调节温度的目的。

可控硅接通时间可以通过可控硅控制极上触发脉冲控制。该触发脉冲由8051单片机用软件在P1.4引脚上输出的信号,其时间的长短由PID运算后对控制量取整完成,再经过零同步脉冲同步后再经光耦和驱动器输出送到可控硅的控制极上,从而达到调功的目的。调功控制信号关系示意图如图3所示:

图3 调功控制信号关系示意图

1.6 报警电路

8051单片机的P1.0~P1.2引脚用于报警,可以和报警电路相连。可采用声、光、电等报警方式。

2 温度控制的算法和程序

2.1 温度控制的算法

通常采用偏差控制法。偏差控制的原理是先求出实际温度与对所需温度的偏差值,然后对偏差值处理而获得控制信号去调节热源的加热功率,以实现对温度的控制。

在工业上,偏差控制又称为PID控制。模拟PID控制的理想微分方程为:

式中:

u(n)――PID调节器n次输出值(操作量);

u(n-1)――n-1次输出值;

E(n)――n次测量值与设定温度值的偏差;

E(n-1)――n-1次测量值与设定温度值的偏差;

E(n-2)――n-2次测量值与设定温度值的偏差;

KP――比例系数;

KI――积分系数;

KD――微分系数;

T――采样周期。

2.2 温度控制程序

本机软件采用模块结构,分为如下几个部分。

2.2.1 主程序

主程序是本系统的监控程序,用户可以通过监控程序监控系统工作。在程序运行中,必须首先对系统进行初始化,为简化起见本程序只给出有关标志、暂存单元和显示缓冲区清零、T0初始化、开中断、温度显示和键盘扫描等程序。其相应的框图如图4所示:

图4 主程序简易图

2.2.2 T0中断处理程序

T0中断处理程序是温度控制系统的主体程序,用于启动A/D转换、读入采样数据、数字滤波、越限报警和越限处理、PID计算和输出可控硅的同步触发脉冲等。P1.4引脚上输出的该同步触发脉冲宽度由T1计数器的溢出中断控制,8051利用等待T1溢出中断空隙时间(形成P1.4输出脉冲顶宽)完成把本次采样值转换成显示值而放入显示缓冲区和调用温度显示程序。8051从T1中断服务程序返回后便可恢复现场和返回主程序,以等待下次T0中断。

在T0中断处理程序中,还需要用到一系列子程序。例如:采样温度值的子程序、数字滤波子程序、越限处理子程序、PID计算子程序、标度变换子程序、键盘扫描子程序和温度显示子程序等。T0中断服务程序流程图如图5所示:

图5 T0中断服务程序流程图

为了使程序设计简单,每一个功能模块设计成一个模块形式。本程序的基本思想是对IN0通道的信号采样5次,然后对信号进行数字滤波、越限报警、PID计算等一系列处理。程序中每个模块用一个子程序代替。因此,在中断服务程序中,只需按顺序调用各功能模块子程序即可。以数据采集模块为例:

数据采集程序的主要任务是将温度参数采样5次,并将它们存放在内部RAM指定单元30H~39H。本系统采用查询方式进行采样。程序流程图如图6所示:

图6 程序流程图

3 结束语

本文以温度控制为例介绍了一种实用型单片机控制系统。实际上,这种思路和方法适用于各种控制对象的多种参数,诸如压力、流量、位移、重量等的控制。我们有理由相信:单片机将在越来越多的领域得到更加广泛的应用。

参考文献

[1]陈明荧. 8051单片机课程设计实训教材[M]. 北京: 清华大学出版社, 2004.

[2]万光毅, 严义, 邢春香. 单片机实验与实践教程[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2006.

[3]李大友等. 微型计算机接口技术[M]. 成都: 电子科技大学出版社, 1998.

[4]徐惠民等. 单片微型计算机原理、接口及应用[M]. 北京: 北京邮电大学出版社, 2000.

第3篇：单片机温度控制系统范文

关键词：温室大棚；无线传输；温度的监测；实时

1 引言

随着生活水平的提高，人们对家居需求由面积需求变为舒适需求。地板采暖采用辐射方式供暖，符合人体生理需求曲线，如果控制系统选取得当，不仅可以提高房间舒适度，更可以使系统运行费用降低许多。如今一般是在典型位置安装一个温控装置，温控装置连接到壁挂炉，温控器根据室温和温度设定直接控制锅炉运行，各房间不同回路由工作人员凭经验手动调节分水器球阀，改变不同回路的流量，从而达到调节各房间的室温的效果。使用这种控制方法，即使是有经验的工作人员，也难以调节得十分准确，何况各家庭成员由于年龄不同，所需舒适温度不同，需要经常对室温进行调节。

2 设计方案

系统总体设计思想是以SST89E564RC单片机为控制核心，整个系统硬件部分包括温度检测部分、控制执行部分、显示及键盘系统及最小系统基本电路。系统利用单片机获得温度传感器数据并与系统设计值进行比较，根据比较结果分别控制执行系统。温度控制系统控制框图如图1所示。

3 系统硬件设计

根据系统所需完成的功能，设计系统硬件结构如图2所示。

利用SST89E564RC纹机及新型测温器件设计了多点温控采暖控制系统，根据室内各点温度设定实时控制采暖系统，从而提高居室的舒适性以及采暖的经济。温度压力传感器是由温度敏感元件和检测线路组成的。温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类，前者是让温度传感器直接与待测物体接触，来敏感被测物体温度的变化，而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离，检测从待测物体放射出的红外线，从而达到测温的目的。此设计中温度传感器采用Dallas半导体公司的数字化温度传感器DSl8820。该传感器支持“一线总线”接口，可方便地进行多点温度测量，还可以程序设定9～12位的分辨率，最高精度为±0.062 5℃，分辨率设定及用户设定的报警温度存储在E2PROM中，掉电后依然保存。该产品支持3～5.5 V的电压范围，因其体积小使系统设计更灵活、方便

4 结论

微型计算机在智能化电器发展中起着至关重要的作用，而单片机经济实用、开发简便，因而在工业控制、家电智能化等领域占据了广泛的市场。这里针对目前温度控制器现状设计了一种新方案，利用单片机及新型测温器件设计了一种多点温控采暖控制系统，该系统能够同时测量多点温度，并根据温度设定实时控制各回路通断及壁挂炉的燃烧与停止，从而进一步提高居室的舒适性以及采暖系统的经济性

参考文献

[1]闫玉德.单片微型计算机原理与设计[M].北京：中国电力出版社，2010

[2]王守中.51单片机开发入门与典型实例[M].北京：人民邮电出版社，2007

[3]李光飞.单片机课程设计实例指导[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.

[4]罗亚萍.基于AT89C52单片机的室内有毒气体监控系统[J].山西电子技术，2011，05（2）：17-19.

[5]张友德.单片微型机原理、应用与实验[M].上海：复旦大学出版社，2005

[6]江世明，黄同成.单片机原理及应用[M].北京：中国铁道出版社，2010

[7]江世明.单片机原理及应用实验教程[M].北京：中国铁道出版社，2010

[8]周润景.基于proteus的电路及单片机设计与仿真[M].北京：北京航空航天大学出版社，2010

[9]郭天祥.51单片机C语言教程[M].北京：电子工业出版社，2009

作者简介

肖勤，邵阳学院魏源国际学院电子科学与技术专业学生。

第4篇：单片机温度控制系统范文

关键词：51单片机；DS18B20；多点温度检测；温度控制系统

中图分类号：TP274文献标识码：B

文章编号：1004 373X(2009)02 186 03

Multi－point Temperature Control System Based on 51 Single Chip Computer

XI Jianrong

(Weinan Teachers University,Weinan,714000,China)

Abstract：A multi－point temperature control system based on MCS－51 single chip computer is designed to solve the inaccurate problem of current temperature control system.Using DS18B20,"1－Wire" digital thermometer,and the component controlled by electric pulse.According to the temperatures got from multi－pointtemperature sensor,it can control heating water circuit and the burning or shutting of the stove.It makesthe room more comfortable and enhances the efficiency of the heating system.

Keywords：single chip computer；DS18B20；multi－point temperature measurement；temperature control system

随着生活水平的提高，人们对家居需求由面积需求变为舒适需求。地板采暖采用辐射方式供暖，符合人体生理需求曲线，如果控制系统选取得当，不仅可以提高房间舒适度，更可以使系统运行费用降低许多。如今一般是在典型位置安装一个温控装置，温控装置连接到壁挂炉，温控器根据室温和温度设定直接控制锅炉运行，各房间不同回路由工作人员凭经验手动调节分水器球阀，改变不同回路的流量，从而达到调节各房间的室温的效果。使用这种控制方法，即使是有经验的工作人员，也难以调节得十分准确，何况各家庭成员由于年龄不同，所需舒适温度不同，需要经常对室温进行调节。

针对以上问题，利用SST89E564RC单片机及新型测温器件设计了多点温控采暖控制系统，根据室内各点温度设定实时控制采暖系统，从而提高居室的舒适性以及采暖的经济性。

1 系统设计目标

系统总体设计思想是以SST89E564RC单片机为控制核心，整个系统硬件部分包括温度检测部分、控制执行部分、显示及键盘系统及最小系统基本电路。系统利用单片机获得温度传感器数据并与系统设计值进行比较，根据比较结果分别控制执行系统。温度控制系统控制框图如图1所示。

2 系统硬件设计

根据系统所需完成的功能，设计系统硬件结构如图2所示。

2.1 控制核心

系统采用SST89E564RC单片机作为控制核心，进行温度采集、信息显示及执行机构的控制。SST89E564RC是美国SST公司推出的高可靠、小扇区结构的FLASH单片机，内部嵌入72 KB的SuperFlash，1 KB的RAM，通过对其RAM做进一步扩展，可满足嵌入系统操作系统的运行条件。

2.2 温度传感器

温度传感器采用Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS18B20。该传感器支持 “一线总线”接口，可方便地进行多点温度测量，还可以程序设定9~12位的分辨率，最高精度为±0.062 5 ℃，分辨率设定及用户设定的报警温度存储在E2PROM中，掉电后依然保存。该产品支持3~5.5 V的电压范围，因其体积小使系统设计更灵活、方便。

DS18B20的管脚排列如图3所示，其中DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端。

DS18B20内部结构主要由4部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。

光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现1根总线上挂接多个DS18B20的目的。

DS18B20温度传感器的内部存储器包括9 B高速暂存RAM和1 B非易失性的可电擦除的E2PROM，后者存放高温度和低温度触发器TH，TL和结构寄存器，该字节第7位（TM）为0，低5位一直都是1，第6，5位（R1，R0）用来设置分辨率，如表1所示。

根据DS18B20的通信协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过3个步骤：每一次读写之前都要对其进行复位，复位成功后发送1条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500 μs，然后释放，DS18B20收到信号后等待16～60 μs左右，后发出60～240 μs的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。由于DS18B20采用的是单线进行控制与读取数据，因此对操作的时序要求非常严格，否则由于时序不匹配，将无法完成对器件的正确操作。

2.3 控制执行部分

（1） 壁挂炉燃烧系统控制。

控制电路采用了脉冲继电器器件作为整个系统的总控部分，当所有居室温度均达到设定值时，停止壁挂炉的工作。该继电器的特点是：当线圈收到一个脉冲信号后，线圈通电，电磁铁吸合，带动触头闭合接通需要控制的电路，当下一个信号到来后，电磁铁吸合，触头断开，切断被控制的电源，因此其具有自锁和信号遥控功能。由于磁铁的作用，控制脉冲消失后滑片位置不发生变化，保持稳定状态，所以该器件具有功耗小、具有记忆功能。

（2） 居室温度控制。

各居室温度控制在燃烧控制系统工作前提下，根据各居室温度测量返回值，采用上海欧凯电磁阀制造有限公司生产的OK6515自保持脉冲电磁阀控制各回路的通断。脉冲电磁阀采用脉冲和永磁技术，只需通过控制器切换脉冲的电极触点来改变电磁阀的开关状态，当控制器发出电脉冲时，驱动阀芯克服永磁力产生上下移，使阀瓣到位后在永磁作用下处于自保持状态。

第5篇：单片机温度控制系统范文

关键词： AT89S51; 串口通信; 分布式温度控制; 电路设计

中图分类号： TN919?34; V211.74 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）02?0073?04

Design and implementation of temperature control system based on MCU

CHEN Yong?lu ， ZHANG Li

（Chinese Fight Test Establishment，Xi’an 710089， China）

Abstract： According to the temperature regulation and control requirements in current chemical， medical， aviation， aerospace and other high?tech fields， a set of distributed temperature control and acquisition system was designed. The specific hardware circuit design and software implementation methods are given. A digital temperature sensor is used to collect temperature. Compared with the traditional temperature measurement device， it has more simple structure， higher temperature measurement precision， wider application rang， etc. In combination with AT89S51 and PC communication mechanism， the serial communication based on multi?thread technology is adopted to extend the functions of serial communication with PC and remote monitoring， and achieve the real?time temperature automatic monitoring， automatic adjustment and intelligent alarm in object region. Experimental results show that the system has the characteristics of low cost， convenient application and extension， which can be widely used in people's daily life， industry， agriculture and scientific research， and can provide a reference for the extensive application.

Key words： AT89S51; series?port communication; distributed temperature control; circuit design

0 引 言

在工业控制过程中，例如航空、航天、石油等领域对温度有着较高的要求。在实际测量和控制中，如何保证快速实时地对温度进行采样，确保数据的正确传输，并能对所测温度场依据实际需要进行较精确的控制，是当前温控系统需要迫切关注并给予解决的重要问题之一。本文研究的传感器结合单片机嵌入式控制、采集一体化技术，具有能耗低、便携、高精度的特点，克服了传统温度检测系统的校准复杂、精度低等缺点，能够实现多通道、高精度以及大容量的要求。

1 系统工作原理及架构

温度控制与采集系统主要是针对制定区域或空间进行温度实时的监测，实时地采集记录温度信息，并实现对温度的自动化智能控制、调节，以确保温度一直保持在预计的范围内。系统设计模块包括温控范围的设定模块、温度检测模块、加温控制模块、温度信息采集模块、记录模块、温度信息显示模块及超温报警模块。系统设计架构图见图1所示。

由图1可知，被控对象区域的温度可通过一线制数字温度传感器感应获得，再由AT89S51单片机将数字温度传感器输出的电压信号通过串口传送至便携式计算机，便携式计算机上位机软件将电压信号转换为温度信号，打上时间标记，实时显示并存储。同时，上位机软件依据设定的温度范围及控制算法，自动判断当前被控对象区域温度是否在预计的温控范围内，通过串口向AT89S51单片机发送控制指令，单片机依据控制指令自动调节继电器控制指令，以决定是否通过加热炉对被控对象区域加温，最终实现对被控对象区域温度的全自动闭环控制。若被控对象区域温度在规定的时间段内没有达到预计温度，则上位机软件会自动向AT89S51单片机发送告警指令，由单片机控制蜂鸣器实现报警功能[1]。

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图1 系统设计架构图

2 硬件电路设计

2.1 串口通信电路设计

AT89S51单片机具有串口RXD和TXD，而PC机上也具有RXD和TXD两个端口。通过串口通信可实现单片机与PC机之间的控制和采集功能。由于单片机的TTL逻辑中的2～5 V和0～0.8 V与PC机的RS 232标准定义的高低电平-3～-25 V和3～25 V不匹配，需通过MAX232接口芯片实现二者之间的通信链路连接[2]。单片机与PC机串口通信电路设计原理图见图2所示。AT89S51单片机的TXD与

MAX232的第2组电平转换器的输入端T2IN（10管脚）相连，

经过MAX232转换后，输出端T2OUT（7管脚）输出的信号进入计算机串口的RXD。同样地，计算机串口的TXD与MAX232的R2IN（8管脚）相连，经过电平转换后，由R2OUT（9管脚）输出到单片机的RXD上。

2.2 温度信号调理电路设计

温度信号调理电路主要是根据K型热电偶的特点进行设计的。由于K型热电偶使用温度范围为使用温度范围为-200～1 200 ℃，其输出电压信号为mV级，因此，信号调理电路包括信号放大电路、滤波电路以及冷端补偿电路。针对热电偶测试的冷端补偿，本文采用软件补偿的方式。

温度信号调理电路原理图如图3所示。

3 系统软件设计

3.1 单片机软件设计

单片机的主要功能（数据采集、通信、控制）分别在不同的程序模块中实现，依据实现功能，单片机的软件设计可分为采集控制模块和串口通信模块。

根据测控系统的特点，针对进行调理、A/D转换后送来的温度信号，在单片机主程序中采取查询法进行循环采集。在程序编写过程中，针对温度信号，结合K型热电偶的温度范围，采用上、下限判断的方法进行二次软件滤波，消除干扰，确保数据采集的可靠性及真实性。同时，判断串口通信模块送来的加温控制信号，实时通过继电器控制加热炉工作，以确保被控区域温度在规定的范围内。

图2 串口通信电路设计原理图

串口通信模块主要是与上位机进行数据及控制命令的通信传输。上位机每隔50 ms发一个命令字，要求单片机上传数据。当要修改温度控制范围等参数时，上位机先发一个命令字，再发数据，串口通信模块根据命令字和数据首先判断修改的温度范围数据是否合理，如果数据错误，则向上位机反馈错误信息，如果合理，则完成相应的控制采集操作。

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图3 温度信号调理电路设计原理图

单片机软件设计流程图见图4所示。

<E：＼王芳＼现代电子技术201502＼Image＼29t4.tif>

图4 单片机软件设计流程图

3.2 上位机软件设计

根据系统设计的功能，上位机软件主要包括串口通信模块、数据存储模块、实时数据显示模块及信号控制模块。系统采用VC++ 6.0平台编写，采用了多线程技术，在软件界面运行的同时开启串口通信、数据存储工作线程，代码如下：

void Start（）

{

CWinThread* pThread;

//开启串口通信、数据存储线程

pThread = AfxBeginThread（Thread， this）;

}

//串口通信、数据存储线程

UINT Thread（）

{

//采用分时工作方式

ThreadFun1（）; //串口通信函数

ThreadFun2（）; //数据存储函数

return 0;

}

3.2.1 串口通信模块设计

数据通信程序使用PC机Com1口与单片机通信，在Visual C++6.0中利用Windows API接口函数编程实现[3]。根据通信协议，上位机软件使用WriteFile（）函数将控制命令传送给单片机，单片机在后续进行循环采集、发送，将数据送至PC机串口缓冲区，上位机软件以缓冲区中有数据到来为判断条件，采用中断方式，使用ReadFile（）函数，实时将缓冲区中的数据取出，进而进行实时保存及显示。同时，串口通信模块循环监测信号控制模块送来的控制命令，以确保实时将控制命令传送至单片机。

3.2.2 数据存储模块设计

数据存储模块主要是使用SQL数据库数据库实现，将从串口缓冲区中获取的数据实时保存至数据库中。主要使用VC++中的ADO Data控件和DataGrid控件实现与数据库的连接及数据的调阅显示，同时需要配置ODBC数据源，以确保数据库连接成功[4]。ADO Data控件主要用来连接和配置数据源，DataGrid控件用于调阅、查看数据库中的数据信息。

3.2.3 实时数据显示模块设计

实时数据显示模块主要是用于实时监测温度信息，以便工程人员实时掌握被控区域的温度变化趋势，根据实际情况需要实时进行温度调整或分析。实时数据显示程序设计界面见图5所示。

<E：＼王芳＼现代电子技术201502＼Image＼29t5.tif>

图5 实时数据显示程序界面

3.2.4 信号控制模块设计

信号控制模块设计主要是在显示界面上设置温度控制的上、下限和极限报警时间。当被控区域的温度超出下限时，由信号控制模块自动通过串口通信模块向单片机发送加温控制信号，以控制加温炉向被控区域加温，同时实时监测由串口通信模块接收到的温度信息，当温度达到预定值时，再次通过串口通信模块向单片机发送控制信号，停止向被控区域加温。当被控区域的温度长时间超出预定的温度上、下限时，信号控制模块向单片机发送报警控制信号，以供工程技术人员进行现场检查和确认。信号控制模块的设计流程图见图6所示。

<E：＼王芳＼现代电子技术201502＼Image＼29t6.tif>

图6 信号控制模块设计流程图

4 结 语

本文设计的温度控制与采集系统可实现对被控区域温度的有效实时监测，能够根据预定的温度上、下限范围实现温度的自动化调节、控制，并能够对温度信息进行存储和二次处理分析。该系统具有研制成本低、精度高、可靠性强、操作灵活、可扩展性强的特点，可以广泛应用于工业控制领域。

参考文献

[1] 胡乾斌，李光斌，李玲，等.单片微型计算机原理与应用[M].

2版.武汉：华中科技大学出版社，2006.

[2] 蒋辉平，周国雄.单片机原理与应用设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.

[3] 李景峰，潘恒.Visual C++串口通信技术详解[M].2版.北京：机械工业出版社，2013.

[4] 明日科技. SQL Server从入门到精通[M].北京：清华大学出版社，2012.

第6篇：单片机温度控制系统范文

关键词：单片机； SHT11； DS1302； 温、湿度控制

中图分类号：TN710-34文献标识码：A

文章编号：1004-373X(2011)09-0118-03

Temperature and Humidity Control System of Warehouse Based on MCU

MAN Hong, ZOU Cun-ming, JI Yong-gang

(Information Engineering College, Dalian Jiaotong University, Dalian 116052, China)

Abstract： According to the low automatic degree of the warehouse of agricultural seed and the difficulty in large area management, an intelligent temperature and humidity control system with MCU of ATMEL Company is designed. The system realized the temperature and humidity value set of PC through serial communication, enhanced the intellectualization of the warehouse, built the hardware circuits based on MCU, and tested the software and hardware of the system. The structure, working principle and fuzzy control algorithm are introduced. The actual effect about the system is good.

Keywords： MCU; SHT11; DS1302; temperature and humidity control

0 引 言

温、湿度控制广泛应用于人们的生产和生活中，对于农产品种子来说，对环境温度与湿度有着比较严格的要求。人们通常使用温度计、湿度计来测量仓库的温度和湿度，通过人工加热、加湿、通风和降温等方法来控制仓库的温、湿度，这种方法不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。同时温度与相对湿度的大幅度变化可能导致种子大范围腐烂或者影响种子的发芽率，从而带来极大的经济及财产损失。因此，保持适宜的仓库温度、湿度对保证农产品种子存储质量十分重要。

目前市场上的各种温度控制设备大多只能根据简单的温度变化规律制定控制算法，系统扩展性较差。本系统采集了种子仓库所在地一年的温度变化规律，并使用能适应季节变化、节省能源的模糊控制算法，结合AT89S51单片机技术研制了一种稳定性高、成本低的温、湿度智能控制系统，采用上、下位机控制结构，实现全方位智能化的仓库管理控制系统。

1 系统结构及工作原理

该系统采用PC机作为上位机监控单元，AT89S51单片机作为下位机控制器，其设备包括温度、湿度检测模块，温、湿度输出控制模块，键盘输入模块、LCD显示模块及上下位机通信模块、报警模块等。其中设备采用RS 485串行通信接口方式和上位机实现远程数据交换，用以实现向用户发送信息，用户对设备进行操作处理等功能［1-2］。系统结构如图1所示。

图1 系统结构图

本系统可以通过键盘设定模块或者上位机下装模块进行系统给定值的设置来调整仓库温、湿度控制范围。温度、湿度检测模块将仓库内的温、湿度信息传到单片机，单片机根据实际情况发出控制信号驱动控制模块进行相应操作，同时将当前信息存储到单片机相应内存单元中并上传数据到上位机显示及保存。当温度或者湿度超过设定的范围上下限时，控制器将会启动或者停止相应设备来调整环境湿度和温度，同时将各种调整信息在LCD上显示并发出报警信号。控制信息同时在上位机显示并报警，建立控制日志保存。另外还可以设计一些通用接口，为以后设备功能扩展提供方便。

2 系统硬件设计

2.1 控制器的设计

此系统下位机采用模块化设计，由AT89S51主控芯片，温、湿度检测模块，输出控制模块，键盘输入模块，LCD显示模块，上下位机通信模块等几部分组成。温、湿度检测模块使用数字温度传感器DS18B20测量仓库的温度，使用温、湿度传感器SHT11测量湿度。输出控制模块的控制信号由单片机控制器提供，通过光电隔离器传送信号到继电器控制各执行电机动作来调节仓库的温、湿度。单片机的P2.0～P2.4接口分别作为驱动空调加热制冷、循环风机、排湿窗风门的I/O接口。在I/O接口输出电平为0时，K1开关断开，相应执行电机不工作；在I/O接口输出电平为1时，光电隔离器输出信号使K1开关闭合，相应执行电机工作。键盘和通信模块采用查询方式实现对控制系统的设置，从而达到对系统温、湿度值和其限定范围的及时调节。如果出现异常情况，设备将立即通过RS 485将事件传送给远程主机，发出报警信号［3-5］。

2.2 温度检测模块

此系统的温度检测模块根据仓库面积的大小可增加多处检测点，而数字温度传感器DS18B20［3］就具有支持多点组网的功能，可将多个DS18B20并连在惟一的三线上，实现多点温度检测，其测温范围为-55～+125 ℃，固有测温分辨率为0.5 ℃,工作电源为DC 3～5 V，测量结果以9～12位数字量的方式串行传送。其检测电路如图2所示。

图2 温度检测模块电路

2.3 湿度检测模块

湿度测量模块为了节省控制器I/O接口并方便以后的芯片功能扩展，采用SHT11温、湿度传感器［6］。此传感器是高度集成，将温度感测、湿度感测、信号变换、A/D 转换和加热器等功能集成到一个芯片上，提供二线数字串行接口SCK和DATA，接口简单，支持CRC传输校验，传输可靠性高，测量精确度高，由于同时集成温、湿度传感器，可以提供温度补偿的湿度测量值和高质量的露点计算功能。SHT11可通过DATA数据总线直接输出数字量湿度值。该湿度值称为“相对湿度”,需要进行线性补偿和温度补偿后才能得到较为准确的湿度值。由于相对湿度数字输出特性呈一定的非线性，因此为了补偿湿度传感器的非线性，可按下式修正湿度值：

RHlinear=C1+C2×SORH+C3×SO2RH

式中：RHlinear为经过线性补偿后的湿度值;SORH为相对湿度测量值;C1,C2,C3为线性补偿系数，取值如表1所列。

表1 湿度线性补偿系数

SORHC1C2C3

12位-40.040 5-2.8×106

8位-40.648-7.2×104

而实际温度和测试参考温度25 ℃有所不同，所以对线性补偿后的湿度值进行温度补偿很有必要。补偿公式如下：

RHtrue=(T-25)×(t1+t2×SORH)+RHlinear

式中：RHtrue为经过线性补偿和温度补偿后的湿度值;T为测试湿度值时的温度(单位：℃);t1和t2为温度补偿系数，取值如表2所示。

表2 湿度值温度补偿系数

SORHt1t2

12位0.010.000 08

8位0.010.001 28

具体湿度检测模块电路如图3所示。

图3 湿度检测模块电路

2.4 输出驱动控制模块及报警模块

输出驱动控制模块通过控制芯片产生电信号，控制相应的设备运转或者停止，实现仓库温度和湿度的自动调节。当检测到的温度和湿度值大于或小于设定值时，报警模块同时会发生报警信号通知用户注意当前状况，必要时需采取相应人工措施［7-9］。

3 系统软件设计

由于温、湿度变化规律性不强，被检测对象的温、湿度具有非线性、热惯性、时变性等特点，较难建立精确的数学模型。而模糊控制算法不需要建立精确的数学模型，可依据人工实际操作经验，将其抽象为一系列的控制算法后通过计算机完成控制过程，具有控制动态响应好、超调小、稳定性强等特点［10］。

控制器可以自动检测昼夜、季节、室内环境温、湿度值的变化，利用模糊算法实现自动控制过程。仓库存储土豆种子的温度控制在-1～+3 ℃之间，相对湿度保持在45%~70％较为适宜。

温、湿度控制程序中，温、湿度各有2个输入数据和1个输出数据。e为温、湿度偏差;Δe为温、湿度变化率;u为输出控制变量，其值分别为：

e={PL,PM,PS,0,NS,NM,NL}

Δe={PL,PM,PS,0,NS,NM,NL}

u={PL,PM,PS,0,NS,NM,NL}

其中：PL表示负大；PM表示负中；PS表示负小；NS表示正小；NM表示正中；NL表示正大。然后根据专家知识和操作人员的经验，建立模糊控制表。其模糊关系可以用多个条件语句表示，例如：IF e=NL and Δe=NL then u=SM；根据模糊推理进行运算，即可推出控制结果。

在主程序中，主要负责仓库中温、湿度的实时显示，读取并处理传感器测量的温、湿度值，当实际值与事先设定的温、湿度上下限值不同时，发出控制信号，驱动输出控制单元启动或停止执行控制电机，同时发出报警信号，通知用户当前发生的状况并作相应控制日志记录。主程序流程图和温、湿度采集处理流程图分别如图4,图5所示。

图4 主程序流程图

图5 温、湿度采集处理框图

4 结 语

采用模糊控制算法非常适合大型仓库中多点温度和湿度的检测与控制，具有可靠性高、成本低廉、能耗低、反应灵敏、以及可扩展性好等特点。该设备具备一定的通用性，经过简单的改进，就能服务于国防工业、农业等生产上的各个方面。

参考文献

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［8］谢自美.电子线路设计•实验•测试［M］.武汉：华中科技大学出版社，2003.

［9］赵超越.汽车自动空调控制器的研究［D］.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2004.

［10］曾光奇，胡均安,王东，等.模糊控制理论与工程应用［M］.武汉：华中科技大学出版社，2006.

第7篇：单片机温度控制系统范文

温湿度传感器SHT91ATmega16单片机OCMJ液晶显示器

1 绪论

1.1背景及意义

随着现代化的发展，工业化程度的提高，自动化技术的发展，在现代化的厂房里已经基本实现了机械化，自动化。而很多的精密机械正常工作都需要一定的环境，当环境中的某些指标超出了其工作范围时机器就无法正常工作，甚至会出现一些危险事故，造成巨大损失。温度，湿度就是其中的很重要的两个因素。因此做一个基于单片机的温湿度控制系统有其重要的现实意义。

2基于单片机的温湿度控制系统总体设计方案

2.1系统总体设计方案

系统的总体设计方案框图如图2-1所示，主要由温湿度监测仪和上位PC机两部分组成。两部分之间通过RS-485串行通信总线连接，完成仓库环境湿度的在线测量、数据远距离传输和集中显示管理等。

3硬件电路设计

本设计是基于单片机对数字信号的高敏感和可控性、温湿度传感器可以产生模拟信号，和A/D模拟数字转换芯片的性能，本设计以ATmega16基本系统为核心的一套检测控制系统，其中包括单片机、复位电路、温度检测、湿度检测及显示、报警电路控制系统、系统软件等部分的设计。

3.1信号采集模块

在整个温度湿度监测系统中，信号采集模快起着非常重要的作用。整个系统的好坏主要取决于传感器性能的优劣，传感器的精度在一定程度上决定了整个系统的精度。综合来考虑，最后选用推DHT91这款温湿度传感器。该传感器在极为精确的恒温室中进行标定，以镜面冷凝式露点仪为参照。测量精度为±3%RH，并且品质卓越、响应超快、抗干扰能力强、极高的性价比。

3.2电源模块

电源模块可以直接提供正5V的直流电压，但是由于在一些工业环境中并不提供直流电源，而都是交流电源，为确保其实用性，在电源这一部分，提供了整流稳压电路，可以把交流电压变成5V的电压，为整个电路板提供电源。

3.4显示模块

显示模块采用OCMJ4*8C液晶显示器，它是汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16*16点阵）、128个字符（8*16点阵）及64*256点阵显示RAM（GDRAM）。具有多种软件功能，如：光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等。

3.5报警模块

报警器在整个系统中也起着非常重要的作用，它是高电平报警，一旦监测到的温度、湿度值的任意一个超过其设定范围，马上通过蜂鸣器发出报警声音，提示使用者出现报警状态，以保证仓库处在最佳环境中。

4软件部分的设计

4.1软件组成

软件部分的设计采用模块化程序设计与结构程序设计的思想，即将程序整体分解为几个相对独立的模块。主要包括主程序模块、数据采集模块、显示模块、报警模块、控制模块等，各模块的软件共同作用，完成仓库环境温湿度的监测任务。

4.2主程序模块

主程序模块的主要任务是将各个模块进行协调处理和实现数据交互。其首先完成初始化工作，初始化后进入循环处理，在循环的过程中，主处理获得采集模块的数据，并将数据进行处理，处理后的结果通过显示模块显示。

4.3数据采集模块

由于DHT91温湿度传感器的输出为数字信号，无须进行A/D转换。此采集模块主要是单片机通过I/O端口采集信号，通过延时程序来控制采集的时间间隔，并通过使确认位ACK为高电平来结束湿度的测量。

4.4显示模块

显示模块主要完成数据的显示功能。首先当模块接受指令前，单片机必须确认模块内部处于非忙碌状态，然后根据接受到指令显示相关的内容在屏幕上。

4.5报警模块

单片机通过对所测的湿度值与上下限进行比较，判断是否超出范围，如果一旦发现超出，通过PC0口输出低电平进行报警。

5结论

本次设计的基于单片机的仓库温度湿度控制系统，通过DHT91传感器器对仓库内环境的微弱信号湿度的采集，直接输出数字数字信号到低功耗单片机AVR集中处理，然后通过液晶显示器显示。这样不仅可以通过对周围环境的湿度的自动监测以保证仓库的最佳储存环境，而且也降低了能耗，测量的精度也较高。因此，在仓库储存的应用领域有着良好的前景。

但电路的设计中还有许多需要改进的地方，这将在以后的设计里还有待于进一步完善。

参考文献：

[1]满红，邹存名，冀勇钢.现代电子技术.2011（9）.

[2]乐嘉华.温度检测技术的现状和未来[J].煤油化工自动化，1998（3）.

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[4]张毅坤.单片微型计算机原理及应用[M].西安电子科技大学出版社.

第8篇：单片机温度控制系统范文

关键词：单片机、温度传感器、模/数转换器

一、单片机温度控制系统的组成及工作原理

在工业生产和日常生活中，对温度控制系统的要求，主要是保证温度在一定温度范围内变化，稳定性好，不振荡，对系统的快速性要求不高。以下简单分析了单片机温度控制系统设计过程及实现方法。现场温度经温度传感器采样后变换为模拟电压信号，经低通滤波滤掉干扰信号后送放大器，信号放大后送模/数转换器转换为数字信号送单片机，单片机根据输入的温度控制范围通过继电器控制加热设备完成温度的控制。本系统的测温范围为0℃～99℃，启动单片机温度控制系统后首先按下第一个按键开始最低温度的设置，这时数码管显示温度数值，每隔一秒温度数值增加一度，当满足用户温度设置最低值时再按一下第一个按键完成最低温度的设置，依次类推通过第二个按键完成最高温度的设置。然后温度检测系统根据用户设定的温度范围完成一定范围的温度控制。

二、温度检测的设计

系统测温采用AD590温度传感器，AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。它的主要特性如下：

1、流过器件的电流（mA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数；即：，式中：Ir—流过器件（AD590）的电流，单位为mA；T—热力学温度，单位为K。

2、AD590的测温范围为-55℃～+150℃；

3、AD590的电源电压范围为4V～30V；

4、输出电阻为710MW；

5、精度高。

AD590温度传感器输出信号经放大电路放大10倍，再送入模/数转换器ADC0804，转换后送单片机。根据AD590温度传感器特性以及放大10倍后的电压值与现场温度的比较发现，实际温度转换后送入单片机的值与按键输入数值之间有一定的差值，模/数转换器送入单片机的数值是按键输入值得2.5倍。由于单片机不能进行小数乘法运算，所以先对按键输入进行乘5，然后根据运算结果及程序状态字的状态再进行循环右移一位，如果溢出标志位为低电平时直接对累加器进行一次带进位循环右移，如果溢出标志位为高电平时，先对进位标准位CY位置为高电平，然后再进行一次带进位循环右移，通过上述操作使按键输入的温度值与模/数转换器送入单片机的温度值相统一。

三、具体电路连接如图所示

四、软件编程

单片机温度控制系统由硬件和软件组成，上述硬件原理图搭建完成上电之后，我们还不能实现对温度的控制，需要给单片机编写程序，下面给出了温度控制系统的编程方法。

ORG00H

START：ANLP1，#00H；显示00

JBP3.4，$；T0=0？有键按下？

CALLDELAY1；消除抖动

JNBP3.4，$；T0=1？放下？

MOVR0，#00；计温指针初值

L1：MOVA，R0；计温指针载入ACC

MOVP1，A；输出至P1显示

MOVR5，#10；延时1秒

A1：MOVR6，#200

D1：MOVR7，#248；0.5毫秒

JNBP3.4，L2；第2次按下T0？

DJNZR7，$

DJNZR6，D1

DJNZR5，A1

INCA

DAA

MOVR0,A

JMPL1

L2：CALLDELAY1；第2次按消除抖动

JBP3.4，L3；放开了没？是则

；跳至L3停止

JMPL2

L3:MOVA，R0

CALLCHANGE

MOV31H,A；下限温度存入31H

JBP3.5，$；T1=0？有键按下？

CALLDELAY1；消除抖动

JNBP3.5，$；T1=1？放开？

MOVR0，#00；计温指针初值

L4：MOVA，RO；计温指针载入ACC

MOVP1，A；显示00

MOVR5，#10；延时1秒

A2：MOVR6，#200

D2：MOVR7，#248；0.5毫秒

JNBP3.5，L5；第二次按下T1？DJNZR7，$

DJNZR6，D2

DJNZR5,A2

ADDA,#01H

DAA

MOVR0,A

JMPL4

L5:CALLDELAY1；第2次按消除抖动

JBP3.5，L6；放开了？是则跳至L6

JMPL5

L6：MOVA，RO；

CALLCHANGE

MOV30H，A；上限温度存入30H

DELAY1：MOVR6，#60；30毫秒

D3：MOVR7，#248

DJNZR7，$

DJNZR6，D3

RET

CHANGE：MOVB，#5

MULAB

JNOD4

SETBC

D4：RRCA

RET

MOV32H，#0FFH；32H旧温度寄存

；器初值

AAA：MOVX@R0，A；使BUS为高阻抗

；并令ADC0804开始转换

WAIT：JBP2.0，ADC；检测转换完成否

JMPWAIT

ADC：MOVXA，@RO；将转换好的值送入

；累加器

MOV33H，A；将现在温度值存入33H

CLRC；C=0

SUBBA，32H

JCTDOWN；C=0取入值较大，表示

；温度上升，C=1表示下降

TUP：MOVA，33H；将现在温度值存入A

CLRC

SUBBA，30H；与上限温度作比较

JCLOOP；C=1时表示比上限小须

；加热，C=0表示比上限大，停止加热

SETBP2.1

JMPLOOP

TDOWN：MOVA，33H；将现在温度值存入A

CLRC

SUBBA，31H；与下限温度作比较

JNCLOOP；C=1时表示比下限小，须

；加热，C=0表示比下限大

CLRP2.1；令P2.1动作

LOOP：MOV32H，33H

CLRA

MOVR4，#0FFH；延时

DJNZR4，$

JMPAAA

END

五、结语：

本文给出了用单片机在0℃～99℃之间，通过用户设置温度上限、下限值来实现一定范围内温度的控制；给出了温度控制系统的硬件连接电路以及软件程序，此系统温度控制只是单片机广泛应用于各行各业中的一例，相信通过大家的聪明才智和努力，一定会使单片机的应用更加广泛化。

参考文献：

第9篇：单片机温度控制系统范文

关键词：温度控制 单片机 硬件设计 检测技术

中图分类号：TP368.11 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）02-0021-02

1 引言

随着电子技术的飞速发展和超大规模集成电路设计以及制造工艺的进一步提高，单片机技术已被被广泛的运用到国防、工业、农业及日常生活中的各个领域。单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。采用MCS-51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且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和数量。

2 工作原理及系统结构

用单片机系统对温度进行实时采集与控制，即用温度传感器AD590对外界温度进行实时采集，采集回来的实际温度与设定的两个温度进行比较来控制风扇和加热器的工作，同时要在数码管上显示出温度。而且我们可以通过按键随意的设定两个温度值（在0℃—99℃）。主要解决的是要对传感器AD590采集回来电流信号首先要转换为电压信号接着要对它进行调理，调理后的模拟量要通过A/D转换TLC2543转换为数字信号再送给单片机处理。

系统的结构框图如图1所示：

3 系统硬件设计

3.1 电压基准电路

由于模数转换需要的参考电压VREF比较精确，一般的稳压电源可能无法满足要求，故采用TL431精密稳压源来提供， 如图2所示，调整电位器R5可获得2.5V——5V的输出电压VREF。经过运放组成的二倍放大器为AD590提供电压基准，这样做可抵消一部分TL431因为温漂带来的误差。

Vref =（1+R5/R4）V3 V3=2.5V

Vref（max）=2×2.5=5V VTREF=（1+R9/R10）Vref=2×5V=10V

3.2 电压调理电路

温度测量部分采用集成温度传感器AD590。它的非线性为0.8℃，测温精度为0.3℃，其测温重复性优于0.1℃。预算放大器用OP07超低漂移高精度运算，其共模抑制比达120dB，增益达104 dB，温漂仅为0.7Mv/℃，并且还具有小偏置电流，失调电流等特性，对于保证小信号的低噪音起到决定性的作用。经过调整的采集信号送给A/D转换器进行A/D转换后由单片机进行处理。

AD590的输出电流凯式温度（°K）成正比，0°K时输出0A，每°K电流增加1微安。简单实用的AD590接口是串接一个10KΩ电阻再接地，即可产生10*（273.2+T℃）毫伏，这个电压先经一个运算放大器所组成的缓冲器，以避免负载效应。当0℃时，VA=10*273.2mV =2.732V、100℃时，VA=10*3.732mV=3.732V，不是很人性化，如果将VA减去2.732，则0℃时VA为0V、100℃时VA为1V，温度每增加1℃，VA增加0.01V，这样比较容易被接受！我们利用一个运算放大器构成减法器，以进行减法功能。用数字万用表测VB，调整电位器VR56，让VB为1.366V，则VC=-（VA-2.732）。在使用TLC2543将此电压转换成数字信号时，若TLC2543的参考电压为5V的话，其Vlsb为50mV，则还需将VC再放大-5倍，使温度增加1℃时，VC增加0.05V，如图3所示。

3.3 风扇驱动电路

风扇驱动电路前级采用用光电耦合器进行强弱电路隔离，有效的降低了后级强电流对前级控制系统的干扰。后级采用两级放大电路，以满足功率要求，如图4所示。

3.4 加热驱动电路

加热驱动电路采用了光电耦合器件和大功率场效应管组成的固态继电器，可达到无触点无火花地接通和断开电路的目的，如图5所示。

前级采用光电耦合器进行强弱电路隔离，有效的降低了后级强电流对前级控制系统的干扰。后级我们使用了动态内阻小，功耗低的N沟道MOSFET管，IRF3710极限ID为40A，完全能够满足条件。

3.5 显示电路

同时使用多个7段LED数码管时，可采用扫描式显示，即将每个7段LED数码管的a，b，c，d，e，f，g都连接在一起，再使用7448及74LS49输出高电平来推动共阴极7段LED数码管晶体管分别驱动每个7段LED数码管的共同引脚com，如图6所示。

4 结语

本文讨论了基于单片机的多路温度控制器硬件设计方案，由单片机系统对温度进行实时采集与控制，将实际温度与设定的两个温度进行比较来控制风扇和加热器的工作。本文重点介绍了多路温度控制的整体框架结构、硬件组成和电路设计。

参考文献

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