【基于单片机的智能温度检测控制系统设计11000字】.docx

基于单片机的智能温度检测控制系统设计目录摘要22前言21智能温度检测系统总体设计概述31.1 温度检测技术的发展31.2 单片机技术的发展41.3 单片机技术的应用51.4 电路总体方案设计62器件邮62.1 采用数字单片智能温度传感器72.2 单片机的选择72.3 液晶显示器选择93温度检测系统的硬件设计93.1 复位电路93.2 时钟（晶振）电路W3.3 温度测量电路设计103.4 键盘电路的设计123.5 报警电路的设计123.6 1.CD显示电路124温度检测系统的软件设计134.1 主程序模块134.2 温度读取模块134.3 实时时钟模块144.4 液晶显示模块144.5 报警模块145总结145.1 系统设计的分析145.2 经济效益分析155.3 社会效益分析15参考文献16摘要基于单片机的智能温度检测仪的设计，旨在通过单片机和温度传感器实现自动检测和报警功能。在设计中，先对系统的背景和意义进行了阐述，接着重点分析了整个系统的硬件设计、软件设计以及软件调试设计。对于硬件设计，对选用的器件也作了简要的描述，如按键、LCDI602液晶、蜂鸣器、AT89C51单片机、DS18B20温度传感器等，最终对设计进行了总结。设计中使用四个独立的按键来设置温度上下限，并以无源蜂鸣器作为系统的报警装置。整个系统以LCD1602液晶作为系统的显示器件，实时显示对温度进行检测和设定温度的上下限。系统硬件结构简单，操作灵活。它是使用kei14程序开发软件和C语言进行开发的。2前言众所周知，温度在人类生活中非常重要的。温度在工业生产、现代农业和人们生活中都是经常需要测量的重要物理量，比如在石油化工、食品加工、实验研究、农业大棚等方面。因为温度的检测和温度的控制对于工业生产自动控制系统极其重要，所以人们对温度检测系统的便捷、精确、智能化等方面要求越来越高。总之，温度的检测和控制在很多领域都是不可或缺的。温度是最重要的物理量之一，不仅在工业上的控制，在家庭等的测量上也有重要的意义。工业生产的温度控制要求非常严格，特别是特殊材料的烧结，其温度有高有低，有些甚至是恒温。这说明了严格控制温度的重要性。现有的温度检测方法是,几个模拟温度检测元件的使用,不仅检测温度的误差非常大,不仅初期的显示器的几乎都是指针型显示器上,人与机器的互动和非常不方便，人们需要仔细看才得知现在的温度值，并且也没有自动报警检测和温度设定，因此人们只能在守在其旁边看，人们需要添加燃料，直到温度高于一定值的时候才停止燃料，这种做不仅非常浪费能源，而且十分不方便。随着技术的进步，微处理器和传感器得到了快速的发展，温度传感器开启了智能时代，人机交互界面得到了极大的发展。温度过高的指示是通过传感器温度的精确测量和单片机的智能控制来实现的，当温度低于下限时自动关闭。这大大节省了能源消耗和工业劳动力。因此，基于单片机智能温度检测器设计是特别重要的。温度传感器是测量温度的核心部件，热电偶、热敏电阻等传统温度传感器是模拟的，电阻值是热敏电阻获取温度变化的实质，因此在实际使用过程中需要借助辅助器件将其转化为电压信号然后经过调整后送到模拟数字转化器件（A/D）,最后让单片机处理，数字温度传感器的出现使这个问题得到了很好的解决。本文使用的是电路结构相对简单的DS18B20数字温度传感器、内部集成的A/D转换器同单片机技术相结合，进而实现智能温度检测控制系统的设计，系统实现实时温度检测只需要占用单片机的一个I/O,这使得系统具有很强的扩展性，并且应用前景广泛、实用价值高。1智能温度检测系统总体设计概述随着科学技术的进步和现代工业的需要，温度测量技术也在不断的发展。由于温度测量的范围越来越广泛，有许多不同的要求，所以制造各种不同需求的温度测量仪器。社会发展需要测量更多的温度参数。1.1温度检测技术的发展现代工业自动化控制行业发展的大趋势是生产管理网络化和一体化，使用工业计算机、现场网络以及开放的工业数据库能很好的实现这些功能。要想使生产管理一体化以及有效地改善生产管理的自动化水平，应利用先迸科技手段监测各类繁琐生产环境的被控参数（如气温、流量及压强等）。温度追踪测量（又被称为温度分布测定技术）是一种用计算机来对进行数据采集、传输和分析处理的一种全新技术，是在生产过程中对热加工产品与空气温度关系进行记录和说明的技术，追踪测量获得的数据以图表或数字的方式显示。这个过程较简单的形式是它能够向生产者提供所生产的产品的温度、维持此温度的时间以及什么时候达到了什么温度。通过对数据的分析，生产者可以确保产品达到最优的质量、及时解决产品存在的问题、改进生产工艺路线和减少能耗。温度是生产过程中极为重要的控制指标，无论是在电子产品的生产、食品的加工、其它工业的生产，还是在医疗器械的生产等方面，温度检测（也称追踪）技术都有非常不错的应用前景。1）国内国外温度检测技术动向（1）扩展检测的范围目前一般的温度检测范围为-2003000匕，但未来的目标是能够测定超高温和超低温。特别是液化气的超低温检测是当务之急，例如IOk以下温度的检测是重要的研究课题。（2）扩大测温的对象温度检测技术将从点温测量向线温测量、表面温度测量基至三维温度测量发展。应用范围已扩展到家电、环保、汽车工业、航空航天等行业。(3)发展新型的产品为了满足用户的需求，可以使用以前开发的检测技术来适应不同情况和工作条件下的新产品。也可以利用新的检测技术制造新的产品。(4)适应特殊环境的测温在许多环境中，如易燃、抗硫剂、碎纸机等对热探测器的特殊要求;就像对钢水温度的连续分析，测量运动物体的温度和快速旋转物体的温度，确定火焰温度等等。(5)显示的数字化现代温度仪器正迅速向数字化方向发展。从直觉上看，没有证据误差，显示高分辨率和更小的测量误差，它最大的优势是它的贸易市场有很大的发展空间。(6)标定的自动化借助计算机技术，就可以自动快速地、准确地设定温度检测器。2)国内国外温度检测的发展趋势通过分析以上要求，国内国外温度仪表的生产商未来会向以下几方面发展：(1)接着生产大量涉及范围广的传统温度检测元件，例如:热电阻、热电偶、热敏电阻等。(2)加强新原理、新材料、新工艺的开发。例如，近年来我们开发了单晶硅热敏电阻温度探测器、碳化硅薄膜热敏电阻温度探测器、薄膜和厚膜电阻温度探测器等。(3)向智能化、适用化、综合化方向发展。新产品不仅要具有检测功能，还要具有判断和指示功能，因此微机应向智能化和机电一体化的方向发展。1.2 单片机技术的发展我们都知道，单片机是指一种集成芯片，包括集成微处理器(CPU)、内存、基本I/O接口和定时/计数、通信等部件，即具有微型计算机基本功能的芯片。自20世纪70年代微型计算机问世以来，紧接着又出现了单片微型计算机(即单片机)。美国英特尔公司1971年制造的4位单片机4004和1972年试制的8位单片机8008,特别是1976年开发出mcs-48后，在短短二十多年时间里，多次更新换代。其发展速度必须每隔两三年更新换代，使集成度翻一番，功能翻一番。特别是它的速度和应用范围都是惊人的，从生产到生活。尽管目前有各种各样的单片机，但英特尔mc-51系列的单片机尤其具有代表性。mc-5基于1980年开发的mc-48,仍然是一个8位单片机，但是它的功能得到了很大的改进。由于飞利浦、ATMEL、WELBORD.LG等近100家集成电路制造商生产51系列兼容产品，所有这些制造商都有各种各样的、兼容的和广泛的软硬件信息。因此，mcs-51具有广泛的应用，已经成为自mcs-48以来最重要的单片机品种。即使是现在，mc-51仍然是单片机的主导型号。国内使用最广泛的单片机是英特尔的mc-51系列。由于8位单片机的高性价比，据估计，近年来8位单片机仍然是单片机的主要型号。1.3 单片机技术的应用由于计算机技术的不断进步和广泛应用于控制系统,以及设备小型化、智能化的发展特征,作为高新技术之一的单片机的特点是体积小,功能强,成本效益,使用方便等优点，显示出其顽强的生命力。它比一般集成电路具有更好的抗干扰能力，对环境温度和湿度有更好的适应能力，能在工业条件下稳定工作。目单片机广泛应用于各类仪器和仪表，让仪器和仪表更加智能化，对它们的测量速度和测量精度有着很大提高，使其控制功能得到加强。如“船舶导航状态自动记录仪”、“烟草水分测试仪”、“智能超声波测厚仪”等。采用MCS-51系列单片机控制。实时控制系统同样也以单片机为核心，例如工业中各类窑炉温度、酸度、化学成分等都是由单片机测量和控制。自动控制技术、计量和单片机相结合,充分发挥数据处理和实时控制的功能,因此,系统的工作状态是最好的时间,以便系统的生产效率和产品质量已得到改进。从分布式系统、智能控制和机电一体化设备和产品，到通信、日常设备和设备，单片机发挥着其核心作用。其应用可分为如下几方面：(1)机电一体化设备的控制核心机电一体化是机械装备的发展方向。微芯片的出现促进了机电一体化技术的发展。作为机电产品的控制器，它充分发挥自身的优势，大大增强了机械的功能，提高了机械的自动化和智能化程度。最具代表性的机械产品机器人，每个关节和动作部分都是微机控制系统。(2)数据采集系统的现场采集单元大型数据收集系统需要更多的同步和更真实的数据收集。该系统使用单片机作为集群的前端，主计算机发送到集群命令，然后招收集到的数据发送到主计算机进行处理。例如，一些气象部门、石油生产部门和电厂可以采用这种系统。(3)分布控制系统的前端控制器在具有直接控制水平的分布式计算机控制系统CS)中，单片机作为控制过程中的每个部分的控制器，它们执行数据收集、反馈计算和按上级命令出口管理，并执行相应的协调工作。(4)智能化仪表的机芯自动化仪器正变得越来越智能。智能单片机仪表具有自调节、自校准、自补偿、自适应等功能。还可以调整数字PID,通过软件消除热电流噪声，解决传统电表无法解决的问题。单片机的应用使这种性能更加强大，例如，它已经应用在自动充电电能表和煤气表中。工业仪器中许多智能的流量计、气体的分析仪和成分的分析仪也都采用这种技术。甚至有些保健仪器都是单片机控制的。(5)消费类电子产品控制该应用主要应用于家用电器领域，如洗衣机、空调、安全系统、VCD视频播放器、电子天平、IC卡、手机、BB机等。在这些设备中使用单片机，大大提高了控制功能和性能，实现了智能、优化的控制。(6)终端及外围设备控制计算机网络终端设备，如银行终端、商业POS(自动柜员机)和计算机外围设备，如打印机、通信终端和智能UPS0这些设备使用单片机，具有计算、存储、显示、输入等功能。它有一个连接到计算机的接口,大大增加了计算机的容量和应用程序的范围。1.4 电路总体方案设计本文的主要目标是研究和开发基于AT89C51的温度测定系统，可用于温室等工业和农业生产，具有广泛的实际前景。温度测量系统可以实时测量和显示温度，并具有报警温度升高的功能。系统由硬件和软件设计组成。硬件设计包括单片机控制芯片、测温电路、温度显示电路、报警电路和温度控制电路，软件设计包括相应的信号采集处理程序和单片机接口子程序等。，实现实时温度测量、显示、控制和报警功能。温度控制系统采用AT89C518位计算机作为微处理单元进行控制。用四个按键将设定的温度的最大值和最小值存储到单片机的数据存储器中，通过键盘可以完成温度检测功能的转换。温度传感器通过将采集到的信号与单片机中的数据进行比较来控制温度控制器。2器件选择本章主要对毕业设计的课题进行了分析，并根据要实现的功能对几种设计方法进行了综合比较，提出了实现系统功能的最佳方案。2.1 采用数字单片智能温度传感器温度传感器的选择是实现温度检测和控制的关键设备。这个系统被选为DS18B20的DanaS数字温度计。DS18B20的温度传感器有多种封装形式，可以在不同的温度测量情况下应用。DS18B20最大的优点是小型化和集成化。它不需要任何额外的组件来构建电路。其仅需一个I/O口就能与单片机进行联系，从而实现单总线协议。将采集到的环境温度直接转换成数字信号输出，大大简化了温度传感器与单片机的接口。DS18B20芯片集成了所有传感器元件和转换电路。封装后，它只有三个引脚，因此电路接口连接非常简单。DS18B20采用独立供电方式，VCC引脚与电源相连，单总线信号输入输出引脚I/O与STC89C51单片机的P3.7引脚相连，同时为了使单总线默认为高电平，在I/O引脚上连接一个IOk上拉电阻。数字温度传感器DS18B20是Dallas公司生产的抗干扰能力强、精度高的超小体积数字温度传感器。无需将模拟量转换为数字量，A/D转换电路可以直接将温度测量值转换为数字量。DS18B20测量范围为55CJ25C,精度为±0.5匕。DS18B20是有三个引脚的一个单总线接口,引脚一个是VCC,一个是GND以及一个DQ数据引脚。单总线通信对时序是非常严格的。2.2 单片机的选择随着微芯片技术在所有领域都很受欢迎，世界上许多集成电路公司开始生产各种各样的微芯片。MCS-51系列具有优良的特性、先进的技术、高可靠性和高性价比。迅速占领了工业测量和自动化工程应用的主要市场，成为国内微芯片应用的主流。单片机的出现标志着计算机科学在两个分支上的正规化:通用计算机系统和集成计算机系统。通用计算机系统主要用于大型高速数字操作，不考虑控制功能。其数据总线的宽度不断更新，从8位、16位迅速升级到32位、64位，运算速度不断提高，通用操作系统不断改进，突出了高速海量数字运算的能力。它已广泛应用于数据处理、仿真、数据处理等领域；作为微型芯片是最典型的嵌入式系统,在小型尺寸和非常低的成本,因此,家庭、机器人、电子产品的机器,工业用控制单元,实现办公自动化设备和通信产品为实现被使用的,现代电子系统的最重要的智能工具。因此，微芯片的出现推动了现代计算机技术的快速发展，成为现代计算机技术发展史上一个重要的里程碑。MCS系统集成了几乎完美的中央处理器，处理功能卓越，在中央处理器中集方便、灵敏的专用寄存器(MCS)于一身，所以使用微型芯片非常方便。将微控制器的主要部件集成在一个芯片上的微芯片大大缩短了数据传输距离，提高了工作速度，提高了可靠性，提高了抗干扰能力。由于是芯片化的微计算机，各功能部件在芯片内的配置和结构得到了优化，操作也很稳定。51具有价格便宜，I/O端口多，程序空间大的优点。因此，在测控系统中使用51微芯片是最佳选择。按钮是典型的嵌入系统，是低控制系统的最好设备。单向微机开发环境要求低，软件资源非常丰富，开发工具，语言非常简约。微机的典型代表是20世纪80年代初英特尔公司开发的MCS51系列微机。MCS51微机在我国得到了广泛的普及和应用，已成为电子系统中最常用的应用手段。在工业控制，交通运输，家用电器仪表等方面取得了许多应用成果。通过MCS-51汇编语言技术核心主要单片机已成为许多制造商,电子企业竞争选择对象,并基于这一核心,推出了许多和MCS51,CHMOS单片机具有良好的兼容性洞时增加了一些新的功能,所以使用AT89C51单片机。2.3 液晶显示器选择显示使用LCD液晶面板。LCD显示器是一种抵押贷款,为消除微显示元件,只要23伏,工作电流在短短几个微安，任何显示器都无法比拟，此外，数字曲线可以显示大量信息，还可以显示文字，比传统的数字LED显示界面质量提高。广泛应用于仪器仪表和低功耗应用。优点为：D显示质量高的液晶显示器，由于每接收到信号的位置，其颜色和亮度都有一定的闪烁，所以画面质量高无闪烁。2)数字接口,LCD是数字的，单片机接口操作也很简单。(3)体积小重量轻的液晶显示器，由于液晶分子的状态是由电极控制在显示屏上显示的，与相同显示面积的传统显示器重量要轻得多。4)功耗小型液晶显示器的主要功耗是内部电极和驱动IC,所以功耗比其他器件小。LCD显示器比数码管贵，但是显示效果好，是现在显示器的主流，所以它被用作显示器。3温度检测系统的硬件设计温度检测系统的硬件设计部分包括单片机控制芯片，温度测量电路，温度显示电路，报警电路和温度控制电路。以AT89C51单片机为控制核心，温度测量电路由DS18B20数字传感器构成，用来采集实时温度，并由单片机计算、转换，传输给由LCD1602构成的显示电路，同时控制报警电路和温度控制电路。3.1 复位电路复位信号的输入端是RST引脚。复位信号为高电平激活。高空有效持续时间应大于24个振荡周期。如果时钟频率为6MHZ,复位信号应至少持续4微秒，然后才能复位MCUo本设计采用按键复位的方法进行复位。如下图3.1所示。使用开关按钮进行复位，打开电源后按下开关，使RST终端的电位与VCC终端的电位相同。电容电压随着存储在电容器中的能量的增加而增加，电荷电流减小，终端复位电位缓慢减小。因此，在RST端设置脉冲电压，通过调节电容大小的电阻来调节脉冲持续时间。3.2 时钟(晶振)电路时钟电路是单片机系统必不可少的组成部分。由于单片机是由各种数字逻辑器件(如触发器、寄存器、存储器等)组成，这些数字器件的工作必须按照时间序列来完成，这就是所谓的时间序列。时钟电路是为单片机的各种操作提供时间参考的电路。没有时钟电路，单片机无法工作。内模：XTALI和XTAL2端口使用石英晶体作为时钟组件，内部反相放大器产生时钟。时钟振荡器将振荡脉冲分为两部分：如果石英频率为F0SC=6MHz,计时器的频率为3MHz。因此，时钟是由Pl相位和P2相位组成的双向信号。Fe)SC可从2MHz-12MHz中选择。小电容约为30PF。3.3 温度测量电路设计3.3.1 DS18B20舱体简介I)DSI8B20性能特点：(1)采用单总线专用技术，即通过串口线，也可以通过其他I/O线和计算机接口，无需其他转换电路，从而直接输出所测温度值；(2)温度范围是-55度257度。(3)每个设备具有存储在内部存储器中的唯一64位序列号。(4)用户可以定义温度报警的上限和下限。(5)简单的多点分散温度测量应用；(6)用户可选择9-12位温度计分辨率。(7)可以用数据线供电，供电范围为3.0v5.5v°(8)报警搜索命令程序识别并标记超过极限温度的设备(温度报警条件)；DSl8B20的内部结构主要由四部分组成：64位光刻RoM、温度传感器、非易失性温度报警触发器TH和TL,高速寄存器。2)DS18B20简单阐述64位Rc)M存储设备的唯一芯片序列号。高速寄存器包含一个双字节温度寄存器，用于存储温度传感器的输出数据。此外，高速寄存器提供直接温度报警值寄存器(TH和TL)和字节配置寄存器。配置寄存器允许用户将温度精度设置为9位、10位、11位或12位。TH、TL和配置寄存器是非易失性可擦程序寄存器(EEPRoM),因此存储的数据在设备断电时不会消失。DS18B20依靠单线端口，通过DaIlaS独特的单总线协议进行通信。当所有设备通过3态端口连接到总线S18B20上的DQ引脚)时，需要一个上拉电阻来连接到控制线。在这个总线系统中，微控制器(主设备)识别总线上的设备，并通过每个设备独特的64位芯片序列代码记录总、线上设备的地址。因为每个设备都有一个唯一的芯片序列码，所以可以通过总线连接的设备数量实际上是无限的。指令和定时在单总线协议里有详细说明。3) DS18B20的存储器DS18B20的存储结构如图3.4所示。该存储器由一个临时SRAM和一个非易失电可擦EEPROM组成，存储用于高、低报警的上限TH和下限TL。注意，TH和TL寄存器在不使用告警功能时可以作为正常的寄存器使用。所有内存指令不再详细。位0和位1是测量温度信息的LSB和MSB。这两个字节是只读的。第二和第三字节是TH和TL的副本。第4位包含配置寄存器数据。设备保留位5、6、7,禁止写入；这些数据在读回时都表示为逻辑1。数据通过写寄存器指令4eh写入高速寄存器的2、3、4位；传输数据时必须将位2作为最低有效位。为了完全验证数据，可以在写入数据后读取高速寄存器(使用读取寄存器IBEH)。读取寄存器时，数据从单总线移出，位0为最低有效位。当总线控制器将数据从寄存器传输到eepromth时，TL和配置数据必须发出复制寄存器的命令48h°当设备断电时，EEPROM寄存器中的数据仍然保存；通电时，数据加载到寄存器中。还可以通过调用EEPROM命令将数据从寄存器加载到EEPROM中。总线控制器发出此命令后发出读取序列。DS18B20返回0表示它处于回调状态，返回1表示操作结束。4) DS18B20的初始化和读/写时序由于DS18B20采用的是单线总线协议，即在一条数据线上实现数据的双向传输。对于AT89C51,硬件不支持单总线协议。因此，对DS18B20芯片的访问必须通过软件方法模拟单总线协议定时来实现。因此，对数据位的读写有严格的时序要求。DS18B20具有严格的通信协议，确保数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几个信号定时：初始化定时、读定时和写定时。主机作为主设备，单总线设备作为从设备。每一个命令和数据传输都是从主机主动启动写序列开始的。如果需要单总线设备发回数据，主机需要在写命令后启动读序列完成数据接收。首先传输数据和命令。3.3.2DS18B20接口电路在硬件方面，DS18B20与单片机的连接有两种方式。一是VCC接外接电源，GND接地，I/O接MCU的I/O线；另一种是利用寄生电源，当UDD和GND接地时，I/O连接到MCUI/Oo无论是内部寄生电源还是外部电源，I/O端口线都应连接到5KQ拉起左右两侧的阻力。我们使用第一种连接方法，如图3.5所示。将DSl8B20的数据线与MCU的13针连接，并添加上拉电阻。3.4 键盘电路的设计3.4.1 键盘的接口电路本系统具有上下限复位功能，需要键盘输入。我们使用一个四键键盘来显示温度，并通过按不同的键来实时刷新温度限制。如图3.3所示，在本设计中，我们使用三个按钮连接MCU引脚PIO、Pll和P12,另一端接地。如果按下按钮，MCU的相应引脚将被拉到低电平。这样，我们就可以确定按钮是否被按下，然后采取相应的行动。我们将两个键连接到PlO和PIl尖刺上，当我们按下其中一个键时，可以设置为0和1外部中断，一旦处理完毕，它们就可以返回主函数并继续工作。按S2键切换温度上下限设置，按S3和S4键进行温度数据的加减。具体电路如下：3.4.2 键盘的使用说明键盘共有4个按键，用于方便设定温度。D按下Kl键是显示设置好的报警上下限值；2）按下K2键用来刷新报警上下限值，在按下K2键后，KI-K4键功能如下；3）除了上述情况下，按K3、K4键则无意义，返回主程序。对应按键的序号排列如下：3.5 报警电路的设计DS18B20在温度检测系统中收集的温度信号被转换成给定温度值的8位BCD二进制代码，并传输到AT89C51单片机。将系统转换计算的实测温度值与设定的上限和下限进行比较。如果温度值超过限值，单片机控制蜂鸣器报警。在本设计中，我们采用了无源蜂鸣器，即只有触发一定频率的脉冲才能使蜂鸣器发出声音。我们将MCU的P37引脚连接到PNP三极管。当MCU的P37端口输出一定频率的脉冲时，蜂鸣器鸣响。1.CD显示电路1.CD1602是一种只能显示字符和数字的字符液晶显示器。如果需要显示中文字符，通常选择LCDI2864。LCDI602可以显示两行，每行16个字符，因此命名为1602。它有很多内存，所以我们用了40。通过控制1602的控制引脚RS、RW和E,可以将数据写入LCDl602显示屏。第一行显示了0x80位的起始地址，第二行显示位的起始地址为0x40+0x8。LCD1602与MCU的连接如图3.6所示。在温度检测系统中，AT89C51单片机的并口PO与LCDI602的8位双向数据线相连。数据或指令通过并口输入或输出，实现温度显示功能。基本操作顺序如下。将8条数据线连接到Pl端口,将3条控制线连接到p3.5、p3.6和p3.7o向VCC端子和接地GND端子施加+5V电压。V型端子的驱动电压不宜太大。应调整滑动变阻器，使Vee在0.7V以下工作。1.1 检测系统的软件设计整个系统软件的设计包括主程序模块、DS18B20温度读取模块、DS1302实时时钟模块、LCD1602液晶显示模块、报警模块等。1.2 主程序模块由于硬件电路和需要实现的功能，系统主程序模块设计情况如下：(1)系统的初始化，包括液晶显示器的初始化、DS18B20的初始化、时钟芯片的初始化、控制变量；(2)时间、当前环境温度和温度上下限值数据显示；(3)实时时间、温度上下限阈值的设置；(4)时间、温度数据比较报警处理；(5)返回上述步骤(2)进行循环执行。根据上述流程，就能够实现智能温度检测与控制系统。1.3 温度读取模块本系统采用的温度传感器为DS18B20,可以实时读取系统当前环境的温度，实现温度检测；根据设定的温度阈值，判断当前温度是否在要求范围内，从而实现温度控制。DS18B20温度读数的主要操作步骤如下：(1)初始化DS18B20并配置温度传感器的转换精度(2)复位DS18B20(3)总线上只有一个温度传感器，它发送跳过ROM命令而不读取序列号(4)发送读取温度命令(5)读取温度寄存器中的值并执行CRC校验(6)将读取的数据转换为实际温度O1.4 实时时钟模块DS1302通过简单的三线制结构与单片机通用I/O相连，实现串行总线读写传输。根据数据手册，DS1302的编程实际上是操作其时间项读写寄存器和控制寄存器。实时时钟模块的主要操作步骤如下：（1）初始化DS1302,设置时间项的初始值，写入时间项寄存器（2）开始计时，根据系统要求，通过按键设置当前实际时间（3）读取时间项寄存器（4）在LCD显示器上显示时间。1.5 液晶显示模块本系统采用LCD1602液晶显示模块，可以显示字田、数字、符号等。驱动电路简单。根据芯片数据手册，编程很方便。液晶显示模块的主要操作步骤如下：（1）初始化LCD1602实际上是向其写入命令，主要包括清除屏幕、确定显示行数和点阵数、光标移动是否有光标显示等参数（2）确定要显示的字符的地址，即根据系统设计确定字符在显示屏上的具体位置（3）,可显示当前环境温度、温度阈值和当前时间（4）字体点阵（显示）进行字体读出。1.6 报警模块主要操作步骤如下：（1）将当前环境的实际温度与设定时间段的温度阈值进行比较，判断当前环境温度是否大于设定时间的温度阈值（2）如果大于，则执行声光报警，直流电机驱动风扇工作，执行冷却操作（3）如果没有，则判断当前环境温度是否低于当前时间设定的低温阈值（4）如果低于，则执行声光报警，加热设备由继电器控制进行加热操作（5）否则，表示当前环境温度在设定时间段的温度阈值内。关闭散热、加热和报警。5总结5.1 系统设计的分析当系统通电时，LCD显示时间、当前环境温度以及设置的温度上下限阈值。模式选择键将切换到设定时间模式和设定温度上下限阈值模式。设置时间模式可使系统显示当前实时时间；设置温度阈值模式，首先设置开始时间和结束时间，然后设置该时段的上下温度阈值。设定的时间和温度值保存在AT24C02中。下次开机时，只需读取AT24C02保存的数据，无需重复设置。系统具有恒温功能。系统将当前时间和环境温度与设定时间段的上下限温度阈值进行比较，通过加热设备和散热设备将系统温度控制在阈值范围内，实现智能温度检测和控制功能。本系统的优点有使用非常方便、测温精确、体积较小、响应较快、工作较稳定、可扩展功能等，在智能家居、温室大棚等方面，具有非常高的应用价值。5.2 经济效益分析该系统的设计目的是将温室温度控制在设定的范围内，使系统稳定运行。这个系统的设计成本很低。如果大量生产，生产成本就会降低。市场上，自动温度控制系统的价格在100元以上。对系统用户来说，温度控制稳定，稳定性高。只要配备合适的温度传感器，就能在各个领域自动控制温度。这样可以提高系统的运行效率，避免重复设计。在这个系统的作用下，为工作系统提供了良好的工作环境，可以大大提高产品的质和量。因此，产品的制造成本降低，系统用户的利益增加。分析表明：该系统是一个性价比较高的系统，无论是对生产者还是用户，都能带来良好的经济效益。5.3 社会效益分析本设计是以AT89C51为核心的典型实例，采用硬件和软件相结合的方式进行自动控制。在单片机自动控制在人们生产生活中得到广泛应用的今天，传统的模拟电路来控制温度的方法已经逐渐被淘汰。该系统改变了传统的温度控制方式，为温度控制开辟了一条新的途径。根据我国的科技和产业水平，本系统的设计符合工业生产的需要。自动控制是我国实现工业化的重要目标之一。自动控制系统广泛应用于工业生产和人们的日常生活中。该系统的设计成功地实现了“冰山一角，对自动控制而言，更是为将来设计更加智能化、人性化的自动控制系统铺平了道路。因此，本系统的设计具有较好的社会效益。经过三个多月的方案论证、系统软硬件设计、系统调试。查阅了大量传感器、单片机及其接口电路、控制原理。经过特殊的经历，我体会到了失败的痛苦和成功的喜悦。这是第一次，它依靠所学的专业知识来解决问题。我检查了自己的知识水平，以便对自己有一个新的认识。通过这次毕业设计，他们不仅锻炼了自己分析问题和处理问题的能力，而且提高了自己的实践能力。这些训练和纪律对我们这些将继续学习和进一步学习的人是非常重要的。本次毕业设计完成了本课题的基本要求。但是，由于设计者的设计经验和知识水平有限，该系统仍然存在许多不足和缺陷。参考文献IU谢浪清.LED照明驱动电路设计IM.北京：科学出版社,2015:77-87.何培森.电视机原理与维修M,北京：中国劳动社会保障出版社，2017.13王洪业.传感器技术M.长沙:湖南科学技术出版社,1995.4李鑫宇.肖雪.基于单片机的温度控制系统设计研究J.通信电源技术,2018(2):15-16S.C.5刘川来，李康康，刘成才，徐健，一种组合式温度传感器的研究J.仪器仪表学报,2007,28(31):888-892.6余威明.DSl8B20高精度多点温度检测显示系统J.仪表技术,2007,03:37.39.7李长春，刘利民.温度检测电路设计J有色冶金设计与研究，2008,(06):36-37.8余国卫.基于H8单片机的通用温度检测系统设计J应用科技，2008,33(6):159-161.9孙剑涛，崔明礼.基于AT89C51单片机的温度测控系统设计J.传感检测技术,2008,(08):36-37.10杨金红，林咏海.AT89C51及其在温度检测中的应用J.科技风,2008,(21):109-111.