摘要：许多受控参数已广泛用于大规模工业生产和生活中，其中对温度参数进行管理的重要性变得日益突出。温度参数可以由单片机来进行控制，单片机具有许多优点，最为突出的优点就在于其简单的控制模式和广泛的灵活性。利用单片机进行控制，不仅可以很大程度地提高技术性指标，生产的质量以及效率也会大大得到提高。因此，工业生产中十分看重通过单片机来控制温度参数的问题。

温度控制不仅在工厂生产中而且在科学研究中都非常重要，大多数温度控制系统主要是延迟环节，该环节最大的特点是惯性大，系统也是非线性的，在系统运行期间会发生许多故障，由于调整时间过长，控制过程的精度标准会不断地下降。使用单片机来进行温度控制的系统，提高了控制的效果，使电路的设计有所简化。在许多温度控制算法中，PID控制是最常见的方法，通过改变PWM信号的幅度来控制开关的接通和断开，从而控制继电器的吸合，改变加热装置的输出功率。在本次的恒温水箱自动控制系统的设计中，选用了AT89C51微控制器用作系统的主要处理单元，搭建出自动温度控制箱的硬件部分，同时搭建出系统的总体结构框图、水箱温度的实时检测电路、系统的预设温度值调节电路、温度的显示电路等，并对相应的电路功能进行说明，在 Proteus环境以及MATLAB软件中进行了仿真。

关键词：单片机、恒温控制系统、PID控制、DS18B20温度传感器

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪  论-1

1.1温度控制系统的需求-1

1.2温度控制系统现状-1

1.2.1 温度控制系统的应用范围-1

1.2.2 温度控制系统的控制方法-2

1.3单片机的发展现状-2

第二章  系统总体设计-4

2.1系统的设计任务-4

2.2系统的硬件整体结构-4

2.3系统的软件设计方法-4

2.4本章小结-5

第三章  系统硬件设计-6

3.1单片机处理器选型-6

3.1.1 单片机方案类型-6

3.1.2 AT89C51单片机介绍-7

3.1.3 晶振电路与复位电路的设计-9

3.2温度传感器选型-10

3.2.1 传感器方案类型-10

3.2.2 DS18B20传感器介绍-11

3.2.3 DS18B20引脚介绍-12

3.2.4 DS18B20与单片机的接口电路-12

3.3按键输入电路-14

3.4温度显示电路-14

3.5温度控制电路-15

3.6系统硬件整体电路-16

3.7本章小结-16

第四章  系统软件设计-17

4.1程序模块-17

4.1.1 主程序-17

4.1.2 温度传感器检测子程序-18

4.1.3 按键扫描处理子程序-19

4.1.4 系统温度显示子程序-20

4.2温控系统的控制算法设计-20

4.2.1 温度控制算法的比较-20

4.2.2 温度控制算法的选择-22

4.3本章小结-25

第五章  系统仿真验证-26

5.1 温度控制MATLAB仿真模型的建立-26

5.2 MATLAB仿真结果-26

5.3Proteus仿真模型的建立-29

5.4 Proteus软件仿真结果-30

5.5本章小结-31

第六章  总结与展望-32

6.1总结-32

6.2展望-32

参考文献-33

致  谢-34

附  录-35