论文总字数：20360字

摘 要

温度是工业生产和日常生活中的常见参数之一。无论是物理的变化和化学的反应过程都有温度参与。因此，温度的检测和控制是工业生产和日常生活中的重要任务。本文介绍了一款通过单片机STC89C51作为主机的温度控制系统。系统将通过传感器DS18B20检测周围的温度并将数值传回给单片机。以数码管作为数字显示器将检测的温度显示出来。蜂鸣器和LED共同组成报警模块，通过按钮模块设置报警温度的范围。当超出设定范围时，报警模块会发出声光报警。然后继电器模块启动，通过加热和降温使得温度保持在设定范围内。通过本设计，可以为工业生产和日常生活做出基本检测和控制的贡献。

关键词：STC89C51单片机，温度，DS18B20传感器

Abstract：Temperature is one of the common parameters in industrial production and daily life. Both physical changes and chemical reaction processes involve temperature participation. Therefore, temperature detection and control are important tasks in industrial production and daily life. This paper introduces a temperature control system using the single-chip STC89C51 as the host. The system will detect the ambient temperature via sensor DS18B20 and pass the value back to the microcontroller. The digital tube is used as a digital display to display the detected temperature. The buzzer and the LED together form an alarm module, and the range of the alarm temperature is set by the button module. When the setting range is exceeded, the alarm module will give an audible and visual alarm. The relay module is then activated to maintain the temperature within the set range by heating and cooling. Through this design, it is possible to make basic testing and control contributions for industrial production and daily life.

Keywords：STC89C51 Single Chip Microcompute, Temperature, DS18B20 sensor

目 录

1 绪论 4

1.1 概述 4

1.2 国内外发展现状 4

2 系统总体方案设计 4

2.1 设计要求 4

2.2 元件选用 5

3 系统硬件设计 5

3.1 整体方案设计 5

3.2 最小系统模块 6

3.3 DS18B20传感器电路 9

3.4 数码管显示模块 15

3.5 蜂鸣器模块 17

3.6 按键输入模块 17

3.7 LED显示电路 19

3.8 继电器电路 19

4 软件设计 20

4.1 程序语言及开发环境 20

4.2 程序流程图设计 21

5 硬件组装与调试 23

5.1 元件组装 23

5.2 系统调试 23

总结 27

参考文献 28

致谢 29

附 录 30

附录一 代码 30

附录二 实物图 43

附录三 原理图 44

1 绪论

1.1 概述

21世纪的主流技术是电子和微单芯片技术。随便科技的发展和生产力的提高，温度测量也成为必要的需求。所以，温度控制已成为生活中常用的术语，它们在各行各业中也发挥着重要作用。例如，在工业生产中，温度控制来确保生产。在农业方面，用于确保蔬菜房的恒温。

温度是物体的冷热的物理量，是最为重要的参数。因此，温度控制在生产当中起着极为重要的作用。由于科技的发展，温度传感器的种类越来越多，以满足不同的需求。

单片机温度测量也是其中一种，可以满足工业农业等诸多需求。在日常生活中，它也可广泛应用于各种工业生产中，如温度测量，如地热，空调和电加热器。

1.2 国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

国外对于温度控制的探索始于七十年代。二十世纪八十年代又研发出了分布式控制系统。在二十世纪九十年代又利用计算机技术来开发智能温度控制器。现在国外大部分采用智能温度控制器。甚至在此基础上增加了多功能选择以及中央控制等其他功能。时至今日，一些国家将温度控制朝自动化及无人化方向开发。  

1.2.2国内研究现状 

我国对温度控制探索较为落后。二十世纪八十年代我国技术人员通过研究其他的国家的温度控制技术，学会了自己的温度控制技术，但是只能用于控制温度。我国的温度控制技术是从消化吸收再到应用实际的。技术上与发达国家仍有很大差距，体现在我国没有多参数集成控制系统。并且技术仍然达不到工厂水平，而且还有诸多问题例如设备无法支持，工业化程度低，无法共享等。

2 系统总体方案设计

2.1 设计要求

1）实时显示温度值，精度为0.1摄氏度。

2）使用数码管作为显示单元。

3）按下按钮可以设置温度报警

4）当温度过低时，绿色指示灯亮起，蜂鸣器鸣响，加热膜开始发热，模拟温度升高。

5）当温度过高时，红色指示灯亮，声音响起，风扇开始旋转，模拟冷却装置。

2.2 元件选用

2.2.1 传感器的选用

本系统将通过传感器DS18B20检测目标温度。 DS18B20传感器是美国Dallas公司开发的新型测温仪器。可以测量-55°C~125°C范围内的温度，并且分辨率极高。温度测量通过串行形式输出，其工作流从电源或外部产生。多个传感器可以连接到同一个处理器上。处理器通过一个I/O端口与传感器通信，所以占用端口少，电路简单。所以使用DS18B20来检测温度。

2.2.2 单片机的选用 

本系统将选用STC89C51来完成设计。它具有高可靠性，高性价比，低电压，低功耗等优点。可以通过不同种类的编程来满足人们的需求。并且STC89C51内部含有预设的计数器和定时器，要求的功能非常完善。因此被广泛开发和使用。所以我们采用STC89C51单片机。

3 系统硬件设计

3.1 系统框图设计

本系统将以STC89C51单片机为主机，辅以电阻，电容和晶振共同组成单片机的最小系统。然后通过其他几部分来组成本系统。首先由传感器DS18B20检测环境温度，发送给STC89C51。 接着本设计使用4位共阴数码管作为显示器，来显示传感器的检测温度。然后通过按钮模块按下按键来设置报警温度。当测量温度超过设定的温度时会报警，报警模块由蜂鸣器和LED共同组成，报警时会通过声光报警来提醒人们。最后继电器模块中的加热片和小电扇开始工作。通过加热和降温降温度维持在范围内。本设计系统框图如3-1所示。

4位共阴数码管

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