5。3。2 系统调试 19

6 总结 20

1  前言

1。1 温度控制系统设计发展历史及意义 

温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域 ,如家电、汽车、材料、电力电子等 ,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同 , 在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。传统的继电器调温电路简单实用 ,但由于继电器动作频繁 ,可能会因触点不良而影响正常工作。控制领域还大量采用传统的PID控制方式,但PID控制对象的模型难以建立,并且当扰动因素不明确时,参数调整不便仍是普遍存在的问题。而采用数字温度传感器DS18B20，因其内部集成了A/D转换器，使得电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片机更加具有扩展性。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头，探入到狭小的地方，增加了实用性。更能串接多个数字温度传感器DS18B20进行范围的温度检测。

1。2 温度控制系统的目的源G于J优L尔V论N文M网WwW.youeRw.com 原文+QQ75201`8766

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监测和控制系统，实现对温度的实时检测，具有提醒和控制的功能，本设计的内容是温度测试控制系统，控制对象是温度。它的特点在于应用广泛，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]

2 基于51系列单片机的温度控制系统设计

2。1 方案设计

2。1。1 方案选择

方案一：热电偶采集温度

热电偶利用热电势原理进行温度测量的。其测量精度高、测量范围广。常用的热电偶从-50℃+1600℃均可正常测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。但热电偶测量需要温度补偿。而且输出量为电压，需要经过测量放大器、AD转换后才能送入微处理器处理。

方案二：数字温度传感器DS18B20采集温度

DS18B20采用独特的单线接口方式，与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。在使用中不需要任何外围元件，测温范围 －55℃～＋125℃，最小分辨率达0。0625℃。

2。1。2 方案论证

经过比较，因为采用DS18B20测量温度，硬件电路简单，测量精度高，信号易处理，故采用方案二，即温度变送器选用DS18B20。基于51系列单片机的温度控制系统电路总体设计方框图如图2-1所示

图2-1 数字式温度控制仪总体设计框图

2。2 基本芯片及PID算法简介

2。2。1单片机STC89C52

STC89C52的结构如图2。1所示。由于它的广泛使用使得市面价格较8155、8255、8279要低，所以说用它是很经济的。该芯片具有如下功能：

(1)有1个专用的键盘/显示接口；