文档介绍：咸宁学院学士学位论文
ABSTRACT
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摘要
本设计以单片机STC89C52为核心部件，采用单总线型数字式的温度传感器DS18B20作为温度采集，以场效应管作加热控制的开关器件，设计制作了带键盘输入控制，动态显示和越限报警功能的恒温控制系统。该系统既可以对当前温度进行实时显示，又可以对温度进行控制，并使其恒定在某一温度范围。控制键盘设计使设置温度简单快捷，两位整数一位小数的显示方式具有更高的显示精度。建立在模糊控制理论上的控制算法，使控制精度完全能满足一般的电子产品的生产要求。通过对系统软件和硬件的合理规划，发挥单片机自身集成多系统功能单元的优势，在不减少功能的前提下有效降低了成本，系统操作简便。
目录
目录
1 引言 1
2 系统方案论证 2
设计方案 2
方案的论证 2
3 系统硬件电路设计 3
电路总体原理框图 3
单片机的选择 4
温度采集电路的设计 4
键盘接口电路的设计 5
显示接口电路的设计 5
加热控制电路的设计 6
电源及报警指示电路的设计 6
总电路的设计 7
4 软件系统的设计 8
主程序模块 8
功能实现模块 9
运算控制模块 10
10
模糊控制算法 10
10
5 系统性能测试及分析 11
设计所达到的性能指标 11
温控系统的控制精度 11
温度工作波形图 11
结果分析论述 12
设计方案评价 12
12
缺点 12
6 结论与展望 12
7 致谢 13
参考文献 14
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1引言
引言
随着国民经济的发展，温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，人们需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用，其温度的控制效果直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。工业生产中温度控制具有单向性、时滞性、大惯性和时变性的特征，同时要实现温度控制的快速性和准确性，对于提高产品质量具有很重要的现实意义。
对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同，则采用的测温元件、测温方法以及对温度的控制方法也将不同；产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同，则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同。因而，对温度的测控方法要多种多样。随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术，也便随之而生，并得到日益发展和完善，越来越显示出其优越性。然而现有的温度传感元件大多为模拟器件（热电耦）体积大、应用复杂、而且不容易实现数字化等缺点，阻碍了应用领域的扩展。
实现恒温控制的方法有很多，传统的有利用PLC自适应控制加热丝实现恒温控制，还有利用模拟PID调节的恒温控制，其算法需要查表转换。而基于单片机的控制系统，为闭环系统，工作稳定性高，控制精度高，利用模糊控制算法[1]使超调量大大降低。软件采用模块化结构，提高了通用性。本设计的目的不仅仅使温度控制本身，主要提供了单片机外围电路及软件包括控制算法设计的思想，应该说，这种思想比控制系统本身更为重要。
因此本设计从实际应用出发选取了体积小、精度相对高的数字式温度传感元件DS18B20作为温度采集器，单片机STC89C52作为主控芯片，液晶显示屏1602作为显示输出，实现了对温度的实时测量与恒定控制。
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系统方案论证
对于温度的检测通常是采用热敏电阻在通过A/D（模/数）转换得到数字信号，但由于信号的采集对整个系统的影响很大，如果采样精度不高，会使这个系统准确性下降。
设计方案
对于温度控制的方法也有很多：如单片机控制、PLC控制、模拟PID调节器和数字PID调节器等等。而PID调节器的算法复杂，其成本也相对较高。
方案一：利用单片机实现恒温控制
利用单片机实现温度恒定的控制，系统主要包括现场温度采集、实时温度显示、加热控制参数设置、加热电路控制输出、报警装置和系统核心STC89C52单片机作为微处理器。温度采集电路以数字形式将现场温度传至单片机，单片机结合现场温度与用户设定的目标温度，按照已经编程固化的模糊控制算法计算出实时控制量。以此控制量控制场效应管开通和关断，决定加热电路