摘要：单片机通过不断的发展，技术方面越来越成熟，实际生活中常见的各种电气设备都有单片机的应用，在温度控制系统中也是如此。

温度控制系统按照控制目标，可分为恒值温度控制和动态温度跟踪，本次设计为恒值温度控制。硬件上，采用STC89C51单片机，温度测量装置为传感器DS18B20,并通过LCD1602实时显示。设置有独立键盘，用户可以设定目标温度值。目标温度设定完毕，系统控制加热装置以及制冷装置来进行控温操作，在此过程中加入传统的位置式PID算法以及模糊PID控制算法，使温度可以稳定在设定值。

在生产控制领域中，温度控制系统多应用于加热炉、热处理器、反应炉、精馏塔、换热器等工业生产设备中。此外，由于本次选择的是恒温控制，并通过算法可以使得温度可靠的维持在目标温度附近，在实验室、工业、医药、农业中，该项设计也会得到广泛的应用。

关键词:STC89C51 温度控制 DS18B20 LCD1602

目录

摘要

Abstract

1. 温度控制系统现状简述-1

1.1研究背景-1

1.2研究现状与意义-1

2.设计要求与方案论证-2

2.1 设计要求-2

2.2 系统基本方案选择和论证-2

2.2.1 单片机芯片的选择方案和论证-2

2.2.2 温度传感器设计方案论证-2

2.2.3显示方案论证-3

2.2.4 温度控制演示方案确定-4

2.2.5加热装置选择-4

2.2.6降温装置选择-4

2.2.7温度记录方案确定-5

3.主要硬件元件介绍-6

3.1 STC89C51介绍-6

3.1.1 STC89C51主要功能及PDIP封装-6

3.1.2 单片机最小系统-7

3.2 DS18B20传感器介绍-7

3.2.1 DS18B20概述-7

3.2.2 DS18B20引脚介绍-9

3.2.3 DS18B20的内部结构-9

3.3 LCD1602液晶介绍-10

3.3.1硬件和相关指令介绍-10

3.3.2 1602LCD的RAM地址映射以及标准字库表-11

3.4按键电路展示以及具体功能说明-11

4.软件设计介绍-12

4.1 PID算法介绍-12

4.1.1 传统PID算法介绍-12

4.1.2 模糊PID算法介绍-14

4.2 程序流程图-18

4.2.1主程序流程图-18

4.2.2温度测量模块子程序流程图-19

4.2.3温度显示模块子程序流程图-19

5. 实际调试过程-20

5.1硬件功能展示-20

5.1.1硬件电路图-20

5.1.2实物演示-21

5.2传统位置式PID调试-24

5.2.1调试参数方法-24

5.2.2 具体调试过程-24

5.3模糊PID算法升温效果展示-31

5.4降温效果展示-31

5.5传统位置式PID与模糊PID算法调试效果比较-32

5.6硬件调试问题与总结-33

6. 总结-34

致谢-35

参考文献-36

附件 主要子程序-38