摘要：观察人们近年以来的生活，经常可以发现温度控制的存在。它就像一只看不见的手，借着一些家用电器的使用，控制着室内温度，调控着冷冻室温度。除此之外，温度控制系统还能广泛应用于工业、农业中。在工业上，对温度的控制可以提高炼铁等不可再生资源的利用率，也可以提高精密仪器的尺寸精度。在农业上，对温度的控制可以让蔬菜、水果等植物更好的进行光合作用，提高产量。

因单片机集成度高、性价比优异、控制指令相当丰富，且能够根据工业等的需要来进行拓展，它在诸多行业使用的很频繁。除此之外，它在温度调控方面也是一把好手，诸如冶炼铁等金属资源、构建保养混凝土、分解浓缩油脂等。随着生产的发展，一些工业设备对温度控制的要求愈来愈高。因此，具有算法简单、计算量小、恒温效果稳定的PID温度控制技术得到了较广泛的应用。

本次毕业设计的课题就是设计一个基于51单片机的水温控制的闭环系统，通过功率控制电路来控制加热过程，通过键盘扫描来设定水温，温度传感器实时测量水的温度，并将实际水温与设定水温比较，通过PID控制算法调节，使实际水温与设定水温接近，从而达到控制水温的目的。同时使用液位传感器来实时测量水位，并将实际水位和设定水位比较，超过则Led灯报警。

关键词：51单片机  水温控制系统  光耦  双向可控硅  DS18B20

目录

摘要

Abstract

1. 绪论-1

2. 系统方案设计-2

2.1 硬件方案的选择-2

2.1.1 主控芯片的选择-2

2.1.2 显示器件的选择-2

2.1.3 温度传感器的选择-3

2.1.4 温度控制装置的选择-3

2.1.5 液位传感器的选择-4

2.2 系统总体方案-4

3. 系统硬件电路设计-5

3.1 系统硬件电路总体结构图-5

3.2 单片机系统部分设计-5

3.2.1 STC89C51的概述-5

3.2.2 STC89C51的最小系统-8

3.3 LCD液晶显示-10

3.3.1 LCD1602的介绍-10

3.3.2 LCD1602与单片机连接-13

3.4 DS18B20温度测量-14

3.4.1 DS18B20的介绍-14

3.4.2 DS18B20与单片机连接-16

3.5 YS01液位测量-17

3.5.1 YS01的介绍-17

3.5.2 YS01与单片机连接-18

3.6 温度控制电路-19

3.6.1 BTA16的介绍-19

3.6.2 MOC3041的介绍-20

3.6.3 BTA16与单片机连接-21

3.7 按键电路设计-21

3.7.1 Button按键的介绍-21

3.7.2 Button按键与单片机连接-22

3.8 LED报警指示-23

3.8.1 LED的介绍-23

3.8.2 LED与单片机连接-23

5. 系统软件设计-24

4.1 软件设计总体方案-24

4.2 各部分程序流程图-24

4.2.1 主程序流程图-24

4.2.2 水温控制子程序-25

4.2.3 液位检测子程序-26

4.2.4 按键设置子程序-26

4.2.5 液晶显示子程序-27

4.2.6 PID算法子程序-27

5. 系统调试-29

5.1 调试的准备-29

5.2 仿真调试-30

5.2.1 LCD的显示-30

5.2.2 按键设置-31

5.2.3 温度和液位的检测-32

5.2.4 温度控制-32

5.3 实物调试-33

5.3.1 LCD的显示-33

5.3.2 按键设置-34

5.3.3 温度和液位的检测-35

5.2.4 温度控制-37

6. 总结-40

7. 致谢-41

参考文献-42

附录1 电路原理接线图-43

附录2 程序（节选）-43