摘 要本文以“嵌入式数字温控系统”作为研究课题，设计了一款嵌入式的温度控制系统，旨在数字温控系统的平均性能水平方面进行大幅度的提升，经过了STC89C51单片机微处理器芯片的嵌入以及数个高性能模块电路的搭建，使得这款系统能够实现对周围待测环境中的温度值进行实时快速的检测，通过高性能的温度传感器将环境温度值转换为数字信号后送入微处理器中，温控系统能够根据获取到的环境温度值快速进行判断，从而制定是否需要进行加热的操作，为了使得提升这款嵌入式温度控制系统的性能，本课题还为这款系统配置了一个具有较高清晰度的液晶显示功能，能够将检测到的环境温度值等数据显示给用户，另外当检测到的温度值大于用户设置的目标温度时能够进行快速的报警功能，提醒用户需要注意。经过了多个角度并且反复的测试，这款系统无论在正常环境还是恶劣工作环境都能够长时间的稳定运行。
目录
一、 引言 1
（一） 数字温控系统的发展背景 1
（二） 数字温控系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件简介 3
（一） 数字温控系统的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 4
（三） LCD1602液晶屏简介 4
（四） DS18B20温度传感器简介 4
（五） 有源蜂鸣器简介 5
（六） 继电器简介 5
（七） 红外遥控收发模块简介 6
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 环境温度采集电路设计 7
（三） 温度异常报警电路设计 8
（四） 加热器驱动电路设计 8
（五） 数据显示电路设计 9
（六） 红外遥控电路设计 10
四、 系统软件设计 11
（一） 数字温控系统的主程序流程设计 11
（二） 环境温度采集子程序设计 12
（三） 温度异常报警子程序流程设计 12
（四） 加热器驱动子程序设计 13
（五） 数据显示驱动子程序设计 13
（六） 红外遥控子程序设计 14
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/> 五、 系统调试与仿真 16
总结 21
参考文献 22
致 谢 23
附录一 原理图 24
附录二 程序 26
引言
数字温控系统的发展背景
通过对该系统的整个发展背景来看，从最初的传统型数字温控系统到现如今的数字化或者称之为智能化数字温控系统，无论这种系统被设计的多么优秀，还是软硬件设计师考虑的多么周到，数字温控系统在工作过程中总会表现出各种各样的故障，这主要是因为主控微处理器芯片自身性能所限制的，无论是早期的低端微处理器芯片还是现在的32位或者64位微处理器，其内部的资源都非常有限，尤其是用于存放程序变量的RAM存储区域，这个区域的空间大小在很大程度上能够决定数字温控系统的复杂程度，如果在理想情况下这个区域能够被设计的足够大，那么数字温控系统就能够实现更为复杂的功能。第二个原因则是程序设计员自身的资质水平的原因，不当的内存操作将会引起各种各样的死机现象，所以程序设计员非常有必要考虑到这一点。本课题将在前人工作的基础上，选择了一款性价比很高的STC89C51单片机，实现一款数字温控系统。
数字温控系统的国内外发展现状
目前国内外的许多企业推出的数字温控系统产品都能够实现工作性能出色、输出结果精度较高的数字温控系统，能够稳定的实现高清显示参数、温度检测、报警、继电器控制和红外遥控操作，本课题对该系统在国内外的发展现状方面进行了广泛的资料查阅和调研，发现数字温控系统目前在国内已经不需要依赖进口，无论是内部核心技术的研发还是产品的组装，国内都已经形成了一条成熟的产业链，尤其是对于新型数字温控系统的研发方面，国内外的研发者们通过对国际上优秀的设计案例进行学习和归纳，已经完全可以设计出自己的数字温控系统。
本文主要研究内容
本文将要研究的是一款能够实现对周围待测环境中的温度值进行实时快速的检测的数字温控系统，通过高性能的温度传感器将环境温度值转换为数字信号后送入微处理器中，温控系统能够根据获取到的环境温度值快速进行判断，从而制定是否需要进行加热的操作，为了使得提升这款嵌入式温度控制系统的性能，本课题还为这款系统配置了一个具有较高清晰度的液晶显示功能，能够将检测到的环境温度值等数据显示给用户，另外当检测到的温度值大于用户设置的目标温度时能够进行快速的报警功能，提醒用户需要注意，下列为本课题将要实现的各项功能指标。
1、能够将数字温控系统的重要运行参数通过高清晰度液晶显示效果展示出来；
2、能够通过STC89C51单片机按照协议构建单总线接口，实现对DS18B20温度传感器的驱动从而获取温度检测值；
3、能够在STC89C51单片机的高低电平控制下实现蜂鸣器的报警声音输出；
4、设计继电器控制电路，通过STC89C51单片机的管脚控制实现继电器内部触头的闭合和断开，从而灵活驱动后继模块；
5、能够实现HX1838红外一体接收头硬件驱动电路的设计，并且在STC89C51单片机内部能够通过C语言实现对NEC协议的解码，恢复出红外遥控数据；
方案设计及元器件简介
数字温控系统的方案设计
本课题通过Visio软件绘制了下图中的系统结构框图，以单片机最小系统作为核心部分，通过最小系统电路的控制实现对周围LCD1602显示电路、DS18B20温度检测电路、报警电路、继电器驱动电路和HX1838红外一体接收头电路的控制，通过这种方式实现各项预期功能指标，这里需要对各个功能电路模块的设计原理和功能进行简介。
为了实现对周围环境中的温度数据进行快速而准确的检测，本课题将选用DS18B20型号的温度传感器来实现温度采集功能，本课题将它配置为0.5摄氏度采集精度，它能够将采集到的温度数据转换为串行数字信号后送入到单片机中进行处理。
为了实现对周围环境中的温度参数进行高效的控制，本课题将选用一个就有灵活切换性能的继电器实现对加热器的控制，它能够在单片机输出的高低电平信号驱动下实现对加热器的驱动，最大驱动功率可以达到3000W以上，能够满足系统的加热需求。

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