基于单片机的温度控制新版专业系统设计.doc

毕业设计阐明书(论文)

作 者:

学 号：

教研室:
电气自动化教研室
专 业:
电气自动化技术
题 目:
基于单片机温度控制系统设计

指引者：

评阅者：

年 5 月

毕业设计（论文）评语

学生姓名： 班级、学号：
题 目：
综合成绩：
指引者评语：

该生能准时完毕毕业设计（论文）任务书规定工作，积极查阅关于文献资料，设计态度端正，能独立思考并解决关于技术问题，论文符合学校规定格式，写作规范化限度好。设计方案可行，有一定创新性，如果再多参照某些外文资料，将会更加完善。建议成绩评估为 ，可以提交答辩。

指引者(签字)：
5月15日
毕业设计（论文）评语
评阅者评语：

评阅者(签字)：
年 月 日
答辩委员会（小组）评语：

答辩委员会负责人(签字)：
5月20日

毕业设计阐明书（论文）中文摘要

文 献 综 述
摘要 本设计用AT89C51单片机实现房间恒温控制。该系统由温度检测模块、温度显示模块、原则温度设定以及温度控制模块构成。温度检测模块是将DS18B20温度传感器对温度进行测量所传出数字信号运用单片机进行读取和解决；温度显示模块用四位LED数码管显示，温度显示精度为0.1度；温度设定模块用三个按键进行房间原则温度值输入；温度控制是依照房间实际温度与设定原则温度之间差值来调节可变脉宽（PWM）宽度，从而控制可控硅导通或截止时间实现系统恒温控制。本设计有关软件编程由汇编语言实现，与硬件电路相辅相成，较好实现了系统功能。本温度控制系统实现简朴，经济有效，可以达到良好温度控制效果。本系统操作简朴，实用性强，成本低廉，在实际生产生活中可以广泛应用。
核心词 AT89C51单片机 温度传感器DS18B20 恒温控制
可变脉宽（PWM）

目录
1绪论 1
1.1温度控制系统研究目和意义 1
1.2温度控制系统研究概况 1
1.3温度传感器技术 1
2 系统总体方案设计 4
2.1 方案论证 4
2.2 系统功能简介 5
3系统硬件电路设计 7
3.1传感器接口电路设计 7
3.1.1温度数据采集电路 7
3.2 LED显示接口电设计 9
3.2.1 AT89C51单片机 10
3.2.2 LED数码管 12
3.3 温度控制电路设计 13
4 脉宽调制 16
4.1脉宽调制简介 14
4.2基本原理 14
4.3 脉宽调制信号设计思想 15
4.4脉宽调制信号作用 15
4.5脉冲宽度调制长处 16
5系统软件设计 16
6 系统软件调试 19
6.1目测 19
6.2硬件调试 19
6.3 软件调试 19
6.4 注意事项 20
结束语 22
参照文献 23
致 谢 24
附录一 程序 25
附录二 硬件电路图 36

1绪论
1.1温度控制系统研究目和意义
在人类生活环境中，温度扮演着极其重要角色。温度是工业生产中常用工艺参数之一，任何物理变化和化学反映过程都与温度密有关，因而温度控制是生产自动化重要任务。随着社会发展，科技进步，以及测温仪器在各个领域应用，智能化是当代温度控制系统发展主流方向。特别是近几年来，温度控制系统早已应用到人们生活各个方面，但温度控制始终是一种未开发领域，却又与人们息息有关一种世纪问题。针对这种实际状况，设计一种温度控制系统具备广泛应用前景与意义。
本设计为房间温度控制系统设计，控制对象是房间温度。温度控制在寻常生活及工业领域应用十分广泛，例如温室、水池、发酵缸、电源等场合温度控制。而以往温度控制是由人工完毕并且不够注重。其实在诸多场合温度都需要得到较好控制。针对这一问题，本系统设计目是实现可以依照设定温度进行自行调节系统，它应用广泛，功能强大，小巧美观，便于携带，是一款既实用又便宜控制系统。
1.2温度控制系统研究概况
国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模仿式组合仪表，采集现场信息并进行批示、记录和控制。80年代末浮现了分布式控制系统。当前正开发和研制计算机数据采集控制系统多因子综合控制系统。当前世界各国温度测控技术发展不久，某些国家在实现自动化基本上正向着完全自动化、无人化方向发展。
国内对于温度测控技术研究较晚，始于20世纪80年代。国内工程技术人员在吸取发达国家温度测控技术基本上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度单项环境因子控制。国内温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸取、简朴应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术上，以单片机控制单参数单回路系统居多，尚无真正意义上多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。国内温度测量控制现状还远远没有达到工厂化限度，生产实际中依然有许多问题困扰着咱们，存在着装备配套能力差，产业化限度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺陷。
1.3温度传感器技术
传感器技术是当代信息技术重要内容之一，信息技术涉及计算机技术、通信技术和传感器技术。计算机和通信技术发展极快，相称成熟，而传感器应用技术由于需要使用模仿技术，而模仿技术尚有诸多问题难以解决，因而传感器应用技术也有待进一步发展。为了适应当代科学技术发展，世界总舵国家都把传感器技术列为当代核心技术之一。普通将能把非电量转换为电量器件称为传感器，其实质上是一种功能块，作用是将来自外界各种信号转换成电信号。它是实现测试与自动控制系统首要环节。如果没有传感器对原始参数进行精准可靠地测量，那么无论是信号转换或信息解决，或者最佳数据显示和控制都将无法实现。
温度传感器，使用范畴广，数量多，居各种传感器之手。温度传感器发展大体经历了如下三个阶段：老式分立式温度传感器（含敏感元件），重要输可以进行非电量和电量之间转换；模仿集成温度传感器/控制器；智能温度传感器。当前，国际上新型温度传感器正从模仿式向数字式、集成化、智能化及网络化方向发展。温度传感器按传感器与被测介质接触方式可分为接触式温度传感器和非接触式温度传感器两大类，其中，接触式温度传感器测温元件与被测对象要有良好热接触，通过热传导及对流原理达到热平衡，这个示值即为被测对象温度。这种测温办法精度比较高，并可测量物体内部温度分布。但对于运动、热容量比较小及对感温元件有腐蚀作用对象，这种办法将会产生很大误差。非接触测温测温元件与被测对象互不接触。惯用是辐射热互换原理。此种测温办法重要特点是可测量运动状态小目的及热容量小或变化迅速对象，也可测量温度场温度分布，但受环境影响比较大。
温度传感器发展大体可分为如下几种：
（1）热电偶传感器。热点偶传感器是工业测量中应用最广泛一种温度传感器，它与被测对象直接接触，不受中间介质影响，具备较高精度；测量范畴广，可从-50℃～1600℃进行持续测量，特殊热电偶如金,铁,镍,铬最低可测到-269℃，钨,铼最高可达2800℃。
（2）模仿集成温度传感器。采用硅半导体集成工艺制成，因而亦称硅传感器或单片集成温度传感器。模仿集成温度传感器是在20世纪80年代问世，它将温度传感器集成在一种芯片上、可完毕温度测量及模仿信号输出等功能。模仿集成温度传感器重要特点是：功能单一、测温误差小、价格低、响应速度快、传播距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温，不需要进行非线性校准，外围电路简朴。
（3）光纤传感器。光纤测温技术可分为两类:全辐射测温法，单辐射测温法，双波长测温法，多波长测温法等。特点是：光纤挠性好、透光谱段宽、传播损耗低，无论是就地使用或远传均十分以便并且光纤直径小，可以单根、成束、Y型或阵列方式使用，构造布置简朴且体积小。缺陷是：测量起来困难,难于实现较高精度，工艺比较复杂,且造价高，推广应用有一定困难。
（4）半导体吸取式光纤温度传感器。半导体吸取式光纤温度传感器是运用了半导体材料吸取光谱随温度变化特性实现。一种传光型光纤温度传感器，是指在光纤传感系统中，光纤仅作为光波传播通路，而运用其他如光学式或机械式敏感元件来感受被测温度变化。在此类传感器中，半导体吸取式光纤温度传感器是研究得比较进一步一种。
（5）智能温度传感器。智能温度传感器(亦称数字温度传感器）是在20世纪90年代中期问世。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术（ATE）结晶。当前，国际上已开发出各种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部包括温度传感器、A/D传感器、信号解决器、存储器（或寄存器）和接口电路。有产品还带多路选取器、中央控制器（CPU）、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。智能温度传感器能输出温度数据及有关温度控制量，适配各种微控制器（MCU），并且可通过软件来实现测试功能，即智能化取决于软件开发水平。
随着科学技术不断进步与发展，温度传感器种类日益繁多，数字温度传感器更因合用于各种微解决器接口构成自动温度控制系统具备可以克服模仿传感器与微解决器接口时需要信号调理电路和A/D转换器弊端等长处，被广泛应用于工业控制、电子测温计、医疗仪器等各种温度控制系统中。其中，比较有代表性数字温度传感器有DS18B20、MAX6575、DS1722、MAX6635等。相比较而言，老式温度检测以热敏电阻为温度敏感元件，热敏电阻成本低，但需要后续信号解决电路，并且热敏电阻可靠性相对较差，测量温度精确度低，检测系统精度差。数字式温度传感器种类也不少，并且在实际工程设计中具备上述诸多长处。

2 系统总体方案设计
2.1 方案论证
方案一：本课题初步设计方案是通过控制调功电路导通比，来实现对被调对象控制，由图1可见，负载是加热器件，而过零触发电路是由锯齿波发生，信号综合，直流开关，同步电压与过零脉冲输出5个环节构成。如下图所示:
图2.1 方案一电路图
图2.1为第一种设计方案，该方案工作原理简述如下：
（1） 锯齿波是由单结晶体管BT和R1，R2，R3，W1和C1构成张驰震荡产生，然后经射极跟随器V1、R4输出。
（2） 控制电压（Uk）与锯齿波电压进行电流叠加后送到V2基极，合成电压为Us，当Us>0（0.7）时V2导通，Us<0，则V2截止。
（3） 由V2、V3以及R8、R9、DW1构成始终流开关，当V2基极电压Ube2>0(0.7)，V2导通，Ube3接近零电位，V3截止，直流开关导通。输出24V直流电压。
（4） 过零脉冲输出，由同步变压器TB，整流桥D1及R10，R11构成一削波同步电源，这个电源与直流开关输出电压共同去控制V4与V5。只有当直流开关导通期间，V4截止，V4、V5基电极和发射极之间才有工作电压，才干工作在期间，同步电压每次过零时，V4截止，其集电极输出正电压，使V5由截止转导通，经脉冲变压器输出触发脉冲而此脉冲使晶闸管T在需要导通时刻导通。
在直流开关导通期间使出持续正弦波控制电压Uk大小决定了直流开关导通时间长短，也就决定了在设定周期内导通周波数，从而可输出功率调节。显然，控制电压Uk越大，则导通周波数就越多，输出功率也就越大，电阻炉温度也就越高，反之，电阻炉温度就越低。
闭环控制自动调温基本指引思想是在系统中增设温度传感器和温度调节器，温度传感器基本功能是检测电炉实际温度，并变换成电压讯号和炉温控制电压Uk进行比较，依照两者差值大小（Δe=Uk-Uft）和变化方向（即△e为正还是为负），通过调节器进行相反方向调节，使调节器输出控制直流开关导通时间长短，从而使设定周期内晶闸管导通周波数增大或者减小，相应电炉温度升高一点或者减小一点。采用这种控制方式，可以使炉温在较小范畴内变化，控制精度高。
方案二：为了使得电路简朴化，采用单片机作为控制核心来设计本课题，温度信号采集使用温度传感器DS18B20，温度控制基本思想为：通过采集到温度与原则温度之间差值来控制加热电阻丝通电时间长短，从而起到恒温控制目。方案二设计框图如下图所示：
单片机
温度采集
按键电路
电源
显示电路
温控电路

图 2.2 方案二设计框图
本方案采用单片机作为控制核心，使用温度传感器进行温度采集，通过将采集到温度与原则设定温度之间差值进行温度控制，从而使得温度维持在原则设定温度。本方案设计成本低，具备具备较高可靠性，对于系统动态性能与稳定规定不是很高场合非常适当。
2.2 系统功能简介
本设计是对房间温度进行检测与控制，设计温度控制系统实现了基本温度控制功能：当温度低于设定温度时，系统自动通过PWM启动加热装置，使温度上升。当温度高于设定温度时，停止加热。三位数码管及时显示温度，精准到小数点后一位。
本文设计温度控制系统具备如下功能：
（1）通过温度芯片DS18B20采集温度，并以数字信号方式传送给单片机。
（2）四位数码管动态实时显示房间温度，显示精度0.10C。
（3）三个按键实现原则温度设定。
（4）运用PWM实现温度控制。

3系统硬件电路设计

图3.0电路硬件图
此方案以AT89C51为核心，通过DS18B20检测房间温度，将信号传播至单片机，用四位LED数码管显示温度，同步通过将检测温度与原则设定温度偏差来控制电阻丝通断时间长短，从而达到恒温控制目。
3.1传感器接口电路设计
3.1.1温度数据采集电路
DS18B20是美国DALLAS半导体公司生产可组网数字式温度传感器，与其他温度传感器相比，DS18B20具备如下特性：独特单线接口方式，DS18B20在与微解决器连接时仅需要一条口线即可实现微解决器与DS18B20双向通讯。DS18B20支持多点组网功能，各种DS18B20可以并联在唯一三线上，实现组网多点测温。DS18B20在使用中不需要任何外围元件，所有传感器元件及转换电路集成在形如一只三极管集成电路内。温度范畴－55℃～＋125℃，固有测温辨别率±0.5℃；测量成果直接输出数字温度信号，以“一线总线”串行传送给CPU，同步可传送CRC效验码，具备极强抗干扰纠错能力；测量成果以9位数字量方式串行传送。
DS18B20虽然具备测温系统简朴、测温精度高、连接以便、占用口线少等长处，但在实际应用中也应注意如下几方面问题：
（1）系统硬件虽然简朴但需要相对复杂软件进行补偿，由于DS18B20与微解决器间采用串行数据传送，因而，在对DS18B20进行读写编程时，必要严格保证读写时序，否则将无法读取测温成果。
（2）在DS18B20关于资料中均未提及单总线上所挂DS18B20数量问题，容易使人误以为可以挂任意各种DS18B20，在实际应用中并非如此。当单总线上所挂DS18B20超过8个时，就需要解决微解决器总线驱动问题，这一点在进行多点测温系统设计时要加以注意。
(3)连接DS18B20总线电缆有长度限制。由于信号电缆自身存在电阻，距离过长时将导致信号衰减。实验中，当采用普通信号电缆传播长度超过50m时，读取测温数据将发生错误。当将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离可达150m。
DS18B20有PR-35和SOIC两种封装形式，管脚排列如表3.1所示。本系统选用PR-35封装形式。DS18B20返回温度值虽然只有9位，如图3.1.2所示。

管脚
管脚定义
阐明
8脚SOIC 3脚PR-35

2 1
GND
地
1 2
I|O
数据输入端
8 3
VCC
电源
3 4 5 6 7
NC
空脚
表3.1 DS18B20管脚排列

图3.1.2 DS18B20温度值表达办法
D9为符号位，0表达正，1表达负，高字节其她位（D10～D15）是以符号位扩展位表达；D0～D8为数据位，以二进制补码表达。温度是以1/2℃LSB形式表达。表3.2为数值和温度关系。

温度
数据（二进制）
数据（十六进制）
+125
0000 0000 1111 1010
00FAH
+25
0000 0000 0011 0010
0032H
+0.5
0000 0000 0000 0001
0001H
0
0000 0000 0000 0000
0000H
+0.5
1111 1111 1111 1111
FFFFH
-25
1111 1111 1100 1110
FFCEH
-55
1111 1111 1001 0010
FF92H
表3.2 DS18B20数值和温度关系
因房间环境温度不能浮现负温状况，因而本系统不考虑负温状况，这样，在硬件选用上可以考虑选用商业级器件，不必要选用工业级器件，可以大幅度减少成本。因而单片机读取温度信息后，只需将低字节（D0～D8）送入上位机和控制电路即可。
3.2 LED显示接口电设计
本系统选用是四位数码管动态实时显示房间温度，显示精度0.10C。详细电路图如图3.2：

图3.2
3.2.1 AT89C51单片机
单片机选用ATMEL公司可在线编程AT89C51，用于温度采集及数据通讯。AT89C51 是一种低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)可重复擦写1000次Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司高密度、非易失性存储技术制造，兼容原则MCS-51指令系统及80C51引脚构造，芯片内集成了通用8位中央解决器和ISP Flash存储单元，功能强大微型计算机AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比解决方案。AT89C51具备如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定期计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。
AT89C51有3个并行I/O端口，P0:P0.0～P0.7、P1.0～P1.7、P2.0～P2.7。P0端口在没有片内存储器时，可以作为普通I/O口使用，外接存储器时作为地址线/数据线使用。P1端口可以作为普通I/O口使用，同步P1.0、P1.1、P1.5～P1.7还具备特殊功能，如表3.4所示。P2端口在没有片外存储器时，可以作为普通I/O口使用，外接存储器时作为高8位地址使用。

引脚
特殊功能
P1.0
T2：定期器|计数器2外部计数器输入
P1.1
T2EX：定期器|计数器2捕获|重载触发及方向控制
P1.5
MOSI：用于在线编程（ISP）
P1.6
MOSI：用于在线编程（ISP）
P1.7
SCK：用于在线编程（ISP）

表3.4 AT89C51 P1端口特殊功能

引脚
特殊功能
P3.0
RXD (串行口输入)
P3.1
TXD (串行口输入)
P3.2
INT0 (外部中断输入0)
P3.3
INT1 (外部中断输入1)
P3.4
T0（定期器0外部输入）
P3.5
T1（定期器1外部输入）
P3.6
WR （外部数据存储器写控制）
P3.7
RD （外部数据存储器读控制）

表3.5 AT89C51 P3端口特殊功能
单片机在本房间温度监控系统中重要用于通讯及温度采集。P3.0接DS18B20。P0口用于温度显示接口设计。单片机与控制电路共用一种外部时钟，采用片内存储器，设有上电复位功能。单片机最小系统如图3.2.1：

图 3.2.1 单片机最小系统
3.2.2 LED数码管

LED显示屏即为发光二极管显示屏，具备显示醒目、成本低、配备灵活、接口以便等特点，单片机应用系统中惯用它来显示系统工作状态和采集信息输入数值等。
LED显示屏按其发光管排布构造不同，可分为LED数码管显示其和LED点阵显示屏。LED数码管重要用来显示数字及少数字母和符号，LED点阵显示屏可显示数字、字母、汉子和图形等。LED点阵显示屏虽然显示灵活，但其占用单片机系统软件、硬件资源远不不大于LED数码管。因而除专门应用大屏幕LED点阵显示或有特殊显示规定场合外，几乎所有单片机应用系统都采用LED数码管显示。本系统选用是LED数码管显示屏。
数码管显示屏有两种工作方式，即静态显示方式和动态显示方式。静态显方式程序非常简朴，占用CPU时间资源很少，只是在显示字符变化时调用一下显示程序。但硬件电路繁多，每个数码管需要一种8位I/O口、一种8位驱动、8个限流电阻。普通用于数码管位数较少场合。LED静态显示由于使用元器件较少，在数码管显示屏较多场合，电路显得啰嗦，为了简化线路，减低成本，本系统选用是动态扫描显示方式。
动态扫描显示方式工作原理是：逐个地循环点亮各位显示屏，也就是说在任意时刻只有1位显示屏在显示。为了使人看到所有显示屏都在显示，就得加快循环点亮各位显示屏速度（提高扫描频率），运用人眼视觉残留效应，给人感觉到与所有显示屏持续点亮效果同样。动态扫描显示电路如图3.2.2：

图3.2.2动态扫描图
3.3 温度控制电路设计

图3.3

通过调节脉冲宽度来控制双向可控硅通断。当脉冲宽度变宽（占空比增大）时，双向可控硅导通时间延长，电阻丝加热时间延长从而使温度升高。反之脉冲宽度变窄（占空比减小）时，双向可控硅导通时间缩短，电阻丝加热时间缩短使得温度减少。
以此办法来控制温度恒定不变。
4 脉宽调制
4.1脉宽调制简介
PWM就是脉冲宽度调制英文缩写，方波高电平时间跟周期比例叫占空比，例如1秒高电平1秒低电平PWM波占空比是50%
　 脉宽调制PWM是开关型稳压电源中术语。这是按稳压控制方式分类，除了PWM型，尚有PFM型和PWM、PFM混合型。脉宽宽度调制式（PWM）开关型稳压电路是在控制电路输出频率不变状况下，通过电压反馈调节其占空比，从而达到稳定输出电压目。 脉宽调制(PWM)是运用微解决器数字输出来对模仿电路进行控制一种非常有效技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换许多领域中。
4.2基本原理
　　随着电子技术发展，浮现了各种PWM技术，其中涉及：相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等，而在镍氢电池智能充电器中采用脉宽PWM法，它是把每一脉冲宽度均相等脉冲列作为PWM波形，通过变化脉冲列周期可以调频，变化脉冲宽度或占空比可以调压，采用恰当控制办法即可使电压与频率协调变化。可以通过调节PWM周期、PWM占空比而达到控制充电电流目。
　　模仿信号值可以持续变化，其时间和幅度辨别率都没有限制。9V电池就是一种模仿器件，由于它输出电压并不精准地等于9V，而是随时间发生变化，并可取任何实数值。与此类似，从电池吸取电流也不限定在一组也许取值范畴之内。模仿信号与数字信号区别在于后者取值普通只能属于预先拟定也许取值集合之内，例如在{0V，5V}这一集合中取值。
　　模仿电压和电流可直接用来进行控制，如对汽车收音机音量进行控制。在简朴模仿收音机中，音量旋钮被连接到一种可变电阻。拧动旋钮时，电阻值变大或变小；流经这个电阻电流也随之增长或减少，从而变化了驱动扬声器电流值，使音量相应变大或变小。与收音机同样，模仿电路输出与输入成线性比例。
　　尽管模仿控制看起来也许直观而简朴，但它并不总是非常经济或可行。其中一点就是，模仿电路容易随时间漂移，因而难以调节。可以解决这个问题精密模仿电路也许非常庞大、笨重(如老式家庭立体声设备)和昂贵。模仿电路尚有也许严重发热，其功耗相对于工作元件两端电压与电流乘积成正比。模仿电路还也许对噪声很敏感，任何扰动或噪声都必定会变化电流值大小。
　　通过以数字方式控制模仿电路，可以大幅度减少系统成本和功耗。此外，许多微控制器和DSP已经在芯片上包括了PWM控制器，这使数字控制实现变得更加容易了。
4.3 脉宽调制信号设计思想

本课题脉宽调制信号是设定周期为1s矩形波。它产生将定期计数器设定在10ms定期，后通过寄存器R3来控制脉宽调制信号周期，本课题只是达到一种模仿效果，在精准上没有过高规定，因而将1s周期提成100等份，即设定定期器定期为10ms，R3中启动定期器次数100。
寄存器R2中存储数据是依照检测电路和控制电路转换过来一种数，R2中存储数值大小用于控制脉冲信号，在1s内高电平时间长短。这样可以从P2.6口检测到定周期脉冲可调控制信号。

4.4脉宽调制信号作用

可控脉冲

脉宽调制信号由P3.0口输出将P3.0口输出矩形波信号接于双向可控硅控制端来控制可控硅通断。当矩形波在一种周期内高电平时间越长，双向可控硅导通时间越长，即发热元件上发出热量也越多。总之，发热元件上释放出能量高低由矩形波在一种周期内高电平时间长短所决定。
4.5脉冲宽度调制长处
　　PWM一种长处是从解决器到被控系统信号都是数字形式，无需进行数模转换。让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。噪声只有在强到足以将逻辑1变化为逻辑0或将逻辑0变化为逻辑1时，也才干对数字信号产生影响。
　　对噪声抵抗能力增强是PWM相对于模仿控制此外一种长处，并且这也是在某些时候将PWM用于通信重要因素。从模仿信号转向PWM可以极大地延长通信距离。在接受端，通过恰当RC或LC网络可以滤除调制高频方波并将信号还原为模仿形式。
　　总之，PWM既经济、节约空间、抗噪性能强，是一种值得广大工程师在许多设计应用中使用有效技术。

5系统软件设计
本设计总体程序框图如下，总体程序由主程序，按键子程序，温度获取子程序三某些构成。

图5.1 总体程序框图

初始化
存储操作命令
ROM操作命令
开始
DS18820 存在？
结束
读取温度值
否
是

图5.2读温度流程图

6 系统软件调试
6.1目测
1.有无短路处。
2.对照电路图看有无接错、漏接处。
3.有无虚焊处。
4元件与否都对
6.2硬件调试
一方面应进行上电前准备。为了防止硬件损坏，应在电路板上电迈进行电
路检查，涉及：对芯片焊接方向进行检查，对芯片引脚进行短路和断路检查。
在通过检查确认芯片焊接没有任何问题状况下，进行上电检查，在电源打开
后，先判断电路与否存在异常，如浮现芯片过热等现象，应及时切断电源，检查
电路故障。在上电无异常状况前提下，可以用万用表和示波器进行测量。一方面
测量电源芯片输出电压与否正常，然后用示波器分别测量各个重要芯片电源引
脚，察看电源波形状况，如有纹波，则在预先留出位置上焊上退耦电容以消
除纹波，保证芯片工作正常。电源测量完毕后，进一步用示波器测量有源晶振
输出脚，其输出是频率为8MHz波形(非方波，类似正弦波)。在拟定晶振起
振后，按住复位键，使单片机始终保持在复位状态，同步测量其各个引脚电平
状况，并同数据手册上表述复位时芯片引脚状态进行比对，由此可判断单片
机与否正常。确认单片机正常之后就可以通过仿真器连接顾客板进行调试。
6.3 软件调试
由于软件编写都是依照各个模块进行，咱们在进行软件系统模仿调试时应，先确认硬件接口标记与否在软件程序中一一相应，并且要检测所编写软件有无知识性错误。在觉得基本没有问题后咱们通过电脑将程序编译进入系统核心AT89S52单片机，检查软件与硬件各某些与否协调工作。浮现问题时咱们要耐心检查程序并作出恰当修改，直到软件系统完全契合硬件电路，那咱们软件就调试成功了。
1、测试环境
环境温度28摄氏度，室内面积20平方米
测试仪器：数字万用表，温度计0----100摄氏度
2、测试办法
使系统运营，采用温度计同步测量室内度变化状况，得出系统测量温度。

3、测试成果
设定温度由0摄氏度到40摄氏度
标定温差<=1摄氏度 调节时间 15s（详细视现场状况）
静态误差<=0.5摄氏度 最大超调量1摄氏度
4、通过测试分析，对于实际室内温度控制，可以再提出如下 2 点办法 ：
Ⅰ增长传感器个数，对各个温度传感器采集数据进行求算术平均，可得到较为精确温度值。
Ⅱ对实际室内温度控制，可采用功率较大电炉，并且通过电扇对箱内温度进行充分搅和，降温设备可采用空气压缩机等制冷设备。
5、通过实验测试和分析，发现虽然传感器温度采集精度最高可得到 0.06 ℃，但测试得到数据最小间隔为 0.03 ℃ 。通过度析，当对浮点数求平均解决时遇到同一时刻两个传感头采集温度相差不大，使 0.06 ℃ 时求出平均温度变为 0.03 ℃ 为理解该数据与否真实，可采用一种高精度数字温度计测试，发现读出值与其基本一致，由此推断如果在同一时间增长采集温度个数，则可以进一步提高温度精度。
6.4 注意事项
（1）测驱动电路过程中发现数码管不能正常显示状况，经检查发现重要是由于接触不良问题。其中涉及线接触不良和芯片接触不良，在实验过程中，数码管有几段时隐时现。用万用表检测发既有线接触不良，重焊后就可正常显示。而芯片接触不良用万用表欧姆档检测有几种引脚本该相通地方却未通，其解决办法为把芯片拔出正对万能板孔均匀用力插入。
（2）由于焊接时大意损坏了元件，在调试是咱们怎么都找不到问题所在，咱们是用排除法一种一种元件测试找出损坏元件，重新换上新元件，故障得以解决。
（3）尚关于于程序调试过程中浮现问题。执行程序是发现程序执行不稳定，排除软件错误外，经教师指引才发现单片机EA管脚没有接地。由于次程序只用到片内程序存储器，因此在程序执行时一定要把管脚接，这样程序才干只执行片内，否则程序会乱跳，从而导致程序执行不稳定。
（4）接三极管过程中，发现电路不论程序是什么，数码管都是显示8字，经查除发现本来是三极管极端弄错了，从新调节极端顺序。
（5）在电路调试时由于咱们选用是对射型光电传感器由于没正对好使调试一度中断，最后咱们通过重复调试解决了问题
（6）调试时由于线路繁杂，没有仔细找到相应某些线路，使调试成果与预期浮现很大误差，咱们通过梳理线路后就调试成功了并达到了预期效果。
（7）在调试时几种模块电路调试都不是较好，咱们就要对线路硬件连接做仔细检查，调试时候咱们一方面要拟定连接电路没有错误，各个元件管脚间没有虚连，那样咱们调试才会更顺利。

结束语
这次毕业设计让我受益匪浅。通过这次设计我对自己在大学里所学知识得到了全面回顾，并充分发挥对所学知识理解和对毕业设计思考及书面表达能力，最后完毕了这份论文。撰写论文过程也是专业知识学习过程，它使我运用已有专业基本知识，对其进行设计，分析和解决一种理论问题或实际问题，把知识转化为能力实际训练。培养了我运用所学知识解决实际问题能力。
通过这次毕业设计我发现，只有理论水平提高了，才可以将课本知识与实践相整合，理论知识服务于教学实践，以增强自己动手能力。这个设计十分故意义 我获得很深刻经验。通过这次毕业设计，咱们懂得了理论和实际距离，也懂得了理论和实际想结合重要性，，也从中得知了诸多课本上无法得知知识。

咱们学习不但要立足于课本，以解决理论和实际教学中实际问题为目，还要以实践相结合，理论问题即实践课题，解决问题即课程研究，学生自己就是一种专家，通过自己手来解决问题比用脑子解决问题更加深刻。学习就应当采用理论与实践结合方式，理论问题，也就是实践性课题。这种做法既有助于完毕理论知识巩固，又有助于带动实践，解决实际问题，加强咱们动手能力和解决问题能力。
总来说这次毕业设计使得我学习了诸多它是大学里最后一堂课也是重要一堂课，她对咱们将来都具备深远影响。

参照文献
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[2]宗光华,李大寨.多单片机系统应用技术.国防工业出版社.
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[4]孙育才,王荣兴,孙华芳.ATMEL新型AT89S52系列单片机及其应用.清华大学
出版社.
[5]于京,张景璐.51系列单片机C程序设计与应用案例.中华人民共和国电力出版社.
[6]蔡杏山.Protel 99 SE 电路设计.人民邮电出版社.
[7]杨小川.Protel DXP 设计指引教程. 清华大学出版社.
[8] 李晓荃. 单片机原理与