基于ds18b20的智能调温系统结题报告大学论文

中北大学仪器与电子学院基金项目结题报告

中北大学大学生创新创业训练项目

结题报告

项目名称： 基于DS18B20的智能温度调节系统

学院名称（盖章）： 仪器与电子学院

项目负责人： 呼延

中北大学教务处制

中北大学仪器与电子学院基金项目结题报告

摘 要

随着科技的进步，人类物质生活的提高，人们对自动化、智能化的要求越来越高，各种自动化设备应运而生，逐渐代替耗时、耗力、效率低的人工操作，温控系统便是其中一种。在农业、工业、生活等诸多领域中，人们都需要对各类设备中的温度进行检测和控制，比如热反应炉，农业中的蔬菜大棚，大型粮仓....温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量和产量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。

本项目采用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。使用DS18B20温度传感器，由于它具有微型化、低功耗、高性能、抗干拢能力强、易配微处理器等优点，可以实现多点温度检测，通过检测环境温度，传送给单片机，单片机通过分析、比较，发出相应的指令，进行报警 并做相关处理；当环境温度高于预设值时，开启制冷设备(风扇模拟），同理，环境温度低于预设值时，开启制热设备（模拟），当温度一段时间仍为达到理想值，可以加大功率。用串口将采集到的温度数据实时发送至上位机（进行实时监控）。

本项目不仅可以应用到实际中提高生产效率，减少损失、增加产量，更重要的是可以拓展我们大学生的知识领域，增强我们的动手能力，将所学到的知识运用到实际中，更好

的达到书本知识与实际生活接轨，增强大学生的个人素质！

关键词： 单片机；温度控制系统；DS18B20温度传感器

中北大学仪器与电子学院基金项目结题报告

目录

1 引言 ...................................................................... 4

1.1 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义 .............................. 4 1.2 温度控制系统的目的 .................................................. 4 1.3 温度控制系统完成的功能 .............................................. 4 2 总体设计方案 ............................................................. 5

2.1 方案一 .............................................................. 5 2.2 方案二 .............................................................. 5 3 DS18B20温度传感器简介 .................................................... 9

3.1 温度传感器的历史及简介 .............................................. 9 3.2 DS18B20的工作原理 ................................................... 9

3.2.1 DS18B20工作时序 ............................................... 9 3.2.2 ROM操作命令 .................................................. 11 3.3 DS18B20的测温原理 .................................................. 11

3.3.1 DS18B20的测温原理: ........................................... 11 3.3.2 DS18B20的测温流程 ............................................ 12

4 单片机接口设计 ........................................................... 13

4.1 设计原则 ........................................................... 13 4.2 引脚连接 ........................................................... 13

4.2.1 晶振电路 ...................................................... 13 4.2.2 串口引脚 ...................................................... 13 4.2.3 其它引脚 ...................................................... 13

5 系统整体设计 ............................................................. 14

5.1 系统硬件电路设计 ................................................... 14

5.1.1 主板电路设计 .................................................. 14 5.1.2 各部分电路 .................................................... 14 5.2 系统软件设计 ....................................................... 16

5.2.1 系统软件设计整体思路 .......................................... 16 5.2.2 系统程序流图 .................................................. 16 5.3 调试 ............................................................ 20

6 总结 ..................................................................... 21 附录 ....................................................................... 20 参考文献 ................................................................... 39

中北大学仪器与电子学院基金项目结题报告

1 引言

1.1 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义

温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数，随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，但温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具有广泛的应用前景与实际意义。

温度是一个重要的物理量，它反映了物体冷热的程度，与自然界中的各种物理和化学过程相联系。在工、农业生产和日常生活中，各个环节都与温度紧密相联，温度的准确监测及控制占据着极其重要地位。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许

多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行等。没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。可见，温度的测量和控制是非常重要的。

随着电子技术和微型计算机的迅速发展，单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛。利用单片机对温度进行控制的技术也随之而生，并日益发展和完善，且越来越显示出它的优越性。

1.2 温度控制系统的目的

本设计的内容是温度测试控制系统，控制对象是温度。温度控制在日常生活及工业领域应用相当广泛，比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度控制。而以往温度控制是由人工完成的而且不够重视，其实在很多场所温度都需要监控以防止发生意外。针对此问题，本系统设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度控制系统，它应用广泛，功能强大，小巧美观，便于携带，是一款既实用又廉价的控制系统。

1.3 温度控制系统完成的功能

本设计是对温度进行实时监测与控制，设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能：通过检测环境温度，传送给单片机，单片机通过分析、比较，发出相应的指令，进行报警 并做相关处理；当环境温度高于预设值时，开启制冷设备(风扇模拟），同理，环境温度低于预设值时，开启制热设备（模拟），当温度一段时间仍为达到理想值，可以加大功率。液晶LCD1602即时显示温度，精确到小数点一位。