目 录
一、绪论 1
（一）课题的概述 1
（二）课题研究的背景 1
（三）课题研究的意义 1
二、 方案设计 1
（一）系统总体方案选择 1
（二）电源模块方案选择 2
（三）主机控制部分方案选择 3
（四）温度采集模块方案选择 3
（五）键盘与显示模块方案选择 3
（六）温度控制模块论证 3
三、硬件系统设计 4
（一）单片机最小系统电路 4
（二）键盘电路 5
（三）液晶显示 6
（四）电源供电 7
（五） 温度传感器 7
（六）继电器电路 8
（七）报警电路设计 9
四、 软件系统设计 10
（一）读取温度DS18B20模块的流程图 10
（二）键盘扫描处理流程 11
（三）报警流程 12
五、系统调试 12
六、 结束语 15
致谢 16
参考文献 17
附录 18
（一）DS18B20温度模块子程序： 19
（二）液晶驱动程序： 21
一、绪论
（一）课题的概述
温度控制和报警系统可以用于饮水机、热水器等生活用具，也可用于需要控制温度的工业仪器上。这个系统就是让温度可以自动控制并且服务于人类，使人类的生活更方便。
此设计通过对硬件和软件的研究更加适合现代化科技，更加方便的融入现代化生活。该设计使用51系列单片机并能测出水的温度，且在液晶显示屏上显示温度，然后水温和外界的温度进行比较，如果水温比外界的小了就进行加热，如果高了就降温；如果温度超了，蜂鸣器就会响。蜂鸣器可通过复位键停止。
（二）课题研究的背景
在我们生活中，温度很重要。自18世纪以来，工业发展与温度有着密切关系。很多行业上都得考虑着温度。温度在工业生活上都起着作用，同样高校发展也要高科技现代化设备支持。
这几年，单片机利用其自己的优势得到了各行各业的应用。用单片机知识来对温度实时控
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比外界的小了就进行加热，如果高了就降温；如果温度超了，蜂鸣器就会响。蜂鸣器可通过复位键停止。
（二）课题研究的背景
在我们生活中，温度很重要。自18世纪以来，工业发展与温度有着密切关系。很多行业上都得考虑着温度。温度在工业生活上都起着作用，同样高校发展也要高科技现代化设备支持。
这几年，单片机利用其自己的优势得到了各行各业的应用。用单片机知识来对温度实时控制从而解决一些生活及工业上的问题，是目前现在温控系统发展的趋势。
（三）课题研究的意义
人们对电子产品的高需求和高要求使得单片机盛行。单片机利用其优势完成了很多人们想要的。该课题是对水温控制的发展进行的研究，丰富了水温控制技术, 该系统可用于很多场所，由人工设定温度，控制系统不但可用于控制水温，还可以应用到其它领域。
水温控制也在生活中发挥着作用，像一些车间里，水产养殖中，对水的温度控制都很严格，在生活中，我们也离不开它，像电热水器，自动饮水机等。控制水温有很多方法，单片机控制在其中为最优之选。
本文只要讲的是系统的设计。我们用AT89c51芯片作为控制核心，用编程温度传感器提供温度信号。而水温的控制我们可以使用软件。人们设置一个水温，然后让其自己控制，并且监控其变化。使用软件编程减少了工作量，提高了开发速度，提高系统稳定性，避免了系统缺陷。
方案设计
（一）系统总体方案选择
方案1：这个方案是一个很传统的模拟控制电路（如图2-1），首先通过模拟电路比较温度之后再看温度是否需要加热。此方案也有缺陷，就是不能得到较高精度。

图2-1 模拟控制电路
方案2：这个方案用AT89S52单片机，此方案使用温度传感器测量温度，然后用继电器加热，如图2-2。


图2-2温度控制系统框图
方案1是传统模拟控制，模拟在现实中比较是难以实现的，修改也麻烦。方案2是用AT89S52的单片机控制系统，提高了对温度控制方面的智能化。所以采用方案2。
（二）电源模块方案选择
在本设计中，需要一个能输出+5V直流电压源。电压源的选择也有两个方案。
方案1：直接用干电池供电。此方法不用焊接电路，简单方便，但是由于它提供的4.5V的电压，电压不够，提而且供电不稳定，带负载能力不强。因此，此方案不可取。
方案2：自制一个直流稳压电源。其基本原理框图如图2-3：


图2-3基本原理框图
如图2-3 所示，从变压电路中输出的为交流电压，我们使用变压器将其变成直流电压。最后还要用稳压电路提高电路的稳定性。所以选择方案2。
（三）主机控制部分方案选择
方案1：采用8031芯片，需要进行外部扩展。
方案2：采用2051芯片，不需外部扩展程序存储器。
方案3：采用AT89S52单片机，而且也不要扩展，其I/O口也符合。
方案4：用FPGA实现控制。电路很简单而且其可以对电路精确控制，但是和单片机比价格太高。
比较这4种方案，考虑单片机各部分资源选用方案3。
（四）温度采集模块方案选择
方案1：用热敏电阻传感器可以测量出阻值的变化，这样就可以得到相应的温度。
方案2：温度传感器用单总线编程。DS18B20可测温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃。分辨率是从9到12位，可实现较高精度的测温。
方案3：采用温度传感器AD590。其测量范围在-50℃-- +150℃，满刻度范围误差为±0.3℃，其优点体积小、质量轻、性能稳定等。
基于以上分析所限，选用方案2。DS18B20与传统热敏电阻相比，其可通过简单编程实现9到12位读数方式直接读出温度。并且读出信息或将信息写入只要一根接口线,因此其更简单，可靠性更高。
（五）键盘与显示模块方案选择
根据要求我们得现实水温数值，显示模块也有两种方案：
方案1：用LED数码管可以具体显示出数值。数码管具有很多特点像低耗低压耐老化等。且易程序编译，占用资源少。但可视面积小，画面效果不美观。
方案2：采用LCD
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