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智能水温控制系统
摘要：为了实现水温控制系统的设计要求，通过对各个模块电路方案的比较和论
证，最后确定了以 STC89C52 单片机为核心的硬件电路，选用 DS18B20 温度传感
器测量水温。该系统具有实时显示、温度测量、温度设定并能根据设定值对水的
温度进行调节和控温的目的以及达到上限温度的报警功能，控制算法是基于数字
PID 算法，在设定温度发生突变时，可自动打印水温随时间变化的曲线。
关键词：AT89C52 单片机、PID 算法、温度测量和控温
随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用，以单片机为核心的温度采
集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度的控制水平。
本设计论述了 一种以 STC89C52 单片机为主控制单元，以 DS18B20 为温度传感器
的温度自动控制系统。该控制系统可以根据设定的温度，通过单片机控制继电器
开启和关闭，从而控制水泥电阻的加热和停止。硬件电路主要包括 STC89C52 单
片机最小系统、稳压电路、DS18b20 测温电路、键盘电路、锁存器 SN74HC573、
MT05011AR 数码管显示电路、继电器电路，加热模块电路等。系统程序模块主要
包括主程序控制模块，温度处理子程序模块、按键处理程序模块、锁存器控制模
块、数码管显示模块。
一、设计任务
设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为 500ml 净水，容器为搪瓷器
皿。水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，
以保持设定的温度基本不变。
1）温度设定范围为 20~70 C，最小区分度为 1 C ，标定温度≤1C 。
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2）用十进制数码管显示水的实际温度。
3）采用适当的控制方法，当设定温度突变（比如：由 50C 提高到 60 C）时，
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减小系统的调节时间和超调量。
4）温度控制的静态误差≤1 C(达到发挥部分的要求)
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5）在设定温度发生突变时，自动打印水温随时间变化的曲线。
二、
整个系统分为以下几个部分：温度采样部分、控制电路部分、加热装置以及
串口通信部分。
2.1 温度采样部分
采用温度传感器 DS18B20,测温范围-55 C ~ +125 C，采用独特的单线接口方
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