目 录
一、 引言 1
（一） 水温控制系统发展背景 1
（二） 水温控制技术的国内外发展现状 1
（三） 本文主要内容 1
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 单片机的选取 3
（二） STC89C51型51单片机 3
（三） DS18B20温度传感器概述 4
（四） 红外遥控系统概述 5
（五） LCD1602字符点阵型液晶显示器 7
三、 硬件系统设计 8
（一） 系统总体设计 8
（二） STC89C51最小系统设计 8
（三） DS18B20电路设计 9
（四） 红外遥控系统电路设计 10
（五） LCD1602液晶屏与单片机电路设计 11
（六） 继电器及其驱动电路设计 11
四、 软件系统设计 13
（一） 主程序流程设计 13
（二） DS18B20温度转换流程设计 14
（三） 红外遥控工作流程设计 14
（四） 显示器的工作流程设计 16
（五） 加热模块工作流程设计 17
五、 系统仿真 19
总结 22
参考文献 23
附录一 原理图 24
附录二 PCB图 25
附录三 元件列表 26
附录四 程序 27
引言
水温控制系统发展背景
温度参数是多种行业都需要检测的一个重要参数，几乎工业上的大小环节都离不开对温度的准确控制，它是决定产品质量的决定性因素，比如在烟草生产企业，温度在烘烤车间是决定烟叶色泽和质量的首要保障；而在冶金行业，温度是决定化学反应效率的重要条件，因此在历史上产生了多种监控温度的方法（如学习算法、模糊算法以及PID算法等），它们在不同的应用场合都能发挥出很灵活的控制性能。在工业上，监控温度的控制器主要使用微处理器，如单片机、PLC或者DSP等，随着单片机技术的飞速发展，目前32位单片机（如SST公司的STM32）已经在微处理器界大行其道，它优异的性能能够使得过去
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是决定烟叶色泽和质量的首要保障；而在冶金行业，温度是决定化学反应效率的重要条件，因此在历史上产生了多种监控温度的方法（如学习算法、模糊算法以及PID算法等），它们在不同的应用场合都能发挥出很灵活的控制性能。在工业上，监控温度的控制器主要使用微处理器，如单片机、PLC或者DSP等，随着单片机技术的飞速发展，目前32位单片机（如SST公司的STM32）已经在微处理器界大行其道，它优异的性能能够使得过去的传统控制系统大幅提高，因此对于温度参数的控制，各行各业也提出了更高的要求，不但要求温度稳定、抑制干扰以及快速到达设定温度等，这些要求的实现对于性能优越的微处理器是非常容易的。
纵观目前水温监控系统市场现状，可以发现已经相当成熟，但是许多系统的功能还都停留在近距离控制，随着以太网技术、红外遥控技术、RFID（射频通信）系统、GSM技术以及蓝牙技术的发展并且低成本化，将这些数据进行远程传输已经变得可能，这样将远程数据传送技术和温度控制技术结合在一起，就衍生出了一种性能更加完善的水温监控系统，它能使得温度控制变得远程化，只要坐在电脑边、持手机或者拿着遥控就能实现对水温的灵活监控，这将车间人员解放出来，同时也能够降低高温对人员的伤害。
水温控制技术的国内外发展现状
远程水温监控技术目前正朝着网络化、更远距离化的方向发展，在网络化方面，很多研究者正在不断地将以太网模块、互联网总线植入到水温监控系统内，有了以太网模块，多个水温监控系统就可以组成一个小网络，多个小网络就可以组成一个大网络，从而进行集中管理、监视和维护。麻省理工大学的一个研究小组开发了一款能够手机对水温进行监控的系统，它的智能之处在于这个系统不但在手机上设计了水温的监控界面，同时能够将多项参数（如温度、湿度以及气压等）通过GPRS模块发送给手机持有者，这样企业人员在给自己的手机上下载这个系统后，就能够在办公室内轻松的检测车间的水温情况，省去了现场监管的麻烦。而国内的研究者也在这方面取得了很大的成果，他们将以太网植入了水温控制系统中，通过网络数据实现了对水温的灵活监控。
本文主要内容
本文主要设计了一款具有远程控制功能的水温控制系统，远程控制功能主要依靠红外遥控系统实现，选用了红外遥控器和HX1838红外一体接收头组成了红外遥控系统，利用红外遥控器给接收头发送指令数据，通过微处理器对指令进行解码，从而实现对水温的控制。另外选用了目前工业上常用的DS18B20型传感器作为温度检测模块，HRS1H-S-DC5V型继电器作为加热模块开关，并给系统配置了一个液晶屏，从而显示温度等重要数据。
方案选择及元器件介绍
单片机的选取
方案一：以自身对单片机的使用熟练度为第一考虑要素，则选择51单片机作为本系统的主控芯片最为合适，虽然大多数51单片机内部资源比较匮乏，比如很少有集成ADC、DAC或者SPI模块，但是其内部集成的16为计时器、UART以及中断等功能已经足够使用，并且像SPI以及IIC这种接口都可以通过软件方式模拟，因此这不但节省了系统的开发成本，又能够结合自身的学习情况来顺利进行单片机系统的设计，这是很重要的。在51系列单片机中，台湾宏晶公司推出的STC89C51是近年来比较常用的一款芯片，它采用RISC最简指令集，这同其他51单片机一样，并且管脚排列以及封装形式都是相同的，因此不同型号的51单片机互换可行性很高。在开发环境方面，STC89C51单片机的开发平台使用英国ARM公司的Keil软件进行开发，这款软件非常精简，但是功能齐全，集代码编写、调试以及仿真等多种功能于一身，在该平台上能够实现51单片机开过过程中所需要的所有功能，并且Keil还可以同Proteus软件一起实现系统的联合仿真，开发者通过仿真可以看到系统的实际效果，因此综合上述理由，STC89C51单片机较为适合作为本系统的主控芯片。
方案二：若以系统的功耗作为主要考核目标，那么德州仪器公司生产的MSP430系列单片机绝对是当之无愧的首选，430单片机内部集成了4种低功耗模式，当系统不在正式工作时，可使其进入低功耗，当再次工作时，430单片机能瞬间恢复到正常工作中来，因此如果使用单片机作为本系统的主控芯片，能够结合其低功耗模式将系统的功耗降到最低。在MSP430单片机的内部资源方面，大多数430单片机内部不但集成了定时器、UART以及丰富的管脚中断，并且还具有ADC、DAC以及DMA等功能，这些资源的集成能够将系统的开发变得高效稳定，并且节省硬件系统的开发空间。在MSP430单片机的开发环境方面，它是以UI
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