专题资料（2021-2022年）51单片机AD590温控系统设计.doc

单片机温控系统设计

单片机温控系统设计

摘要

本设计是以一个保温箱为控制对象，以 AT89C51 为控制系统核心，通过单片机系统设

计实现对保温箱温度的显示和控制功能。本温度控制系统是一个闭环反馈调节系统，由温度

传感器 AD590 对保温箱温度进行检测，经过调理电路得到合适的电压信号。经 A/D 转换芯片

得到相应的温度值，将所得的温度值与设定温度值相比较得到偏差。通过对偏差信号的处理

获得控制信号，去调节加热器的通断，从而实现对保温箱温度的显示和控制。本文主要介绍

了保温箱温度控制系统的工作原理和设计方法，论文主要由三部分构成。① 系统整体方案

This design takes a heat preservation box as a control object and the AT89C51

as a control system core. A Single-chip Computer system is designed to carry out

the temperature display and control. This heat temperature control system is a closed

loop feedback control system. The temperature of the heat preservation box is

measured by sensor AD590. For AD590, a adjust electric circuit is designed to get

a suitable electric voltage signal for the A/D transformation. After the A/D

transformation, the corresponding temperature digital quantity can be obtains, and

is compared with the setting temperature, then a deviation can be obtained. Through

processing the deviation, a control signal will be produced, which adjusts the heater

the on or off, thus the preservation box temperature control and display is realized.

module, the keyboard module and the control module.

Key words: Single-chip Computer；Sensor；Temperature Measurement；

目录

1 绪论 1

1.1 课题设计背景和目的 1

1.2 国内外研究状况和发展趋势 1

1.3 温度检测的主要方法 2

1.4 课题设计的主要内容 3

2 系统总体方案设计 4

2.1 系统硬件设计方案 4

2.2 系统软件设计方案 6

3 系统硬件设计 7

3.1 中央处理器 7

3.1.1 AT89C51 简介 7

3.1.3 特殊功能存储器 10

3.1.4 芯片擦除

; 10

3.1.5 复位电路的设计 11

3.1.6 时钟电路设计 11

3.2 温度传感器 AD590 11

4 系统软件设计 25

4.1 程序初始化 26

4.2 主程序 27

4.3 A/D 转换子程序 27

4.4 标度转换子程序 28

4.5 显示子程序 29

4.6 控制子程序 30

4.7 键盘子程序 32

参考文献 36

致谢 37

附录 38

附录 A 系统硬件原理图 38

附录 B PCB 板图 39

1 单片机最小系统 PCB 板图 39

1.1 课题设计背景和目的

在现代化的工业生产中电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主

重要物理量。在现代化的工业生产过程中温度作为一种常用的主要被控参数，在很多生产过

程中我们需要对温度参数进行检测。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、

软件编写方法。熟悉 Protel 软件的使用方法。通过课题的研究进一步巩固所学的知识，同

所学的理论与实践结合起来。

1.2 国内外研究状况和发展趋势

随着国内外工业的日益发展，温度检测技术也有了不断的进步。温度测量系统主要由

两部分组成，一部分是传感器，它将温度信号转换为电信号。另一部分是电子装置，它主要

完成对信号的接收、处理、对测点进行控制、温度显示等功能。对应于不同的温度段及测量

精度要求，测温装置也不尽相同，从传感器方面看，己出现有各种金属材料、非金属材料、

半导体材料制成的传感器，也有红外传感器。仪器本身也趋向小型化，多采用集成度较高的

芯片或元件组成电路。对于测点较多，并具有报警、巡测、控制等多功能测温装置，一般采

用单片机电路。目前的温度检测技术原理很多，大致包括以下几种:(1)物体热胀冷缩原理(2)

热电效应(3)热阻效应(4)利热辐射原理。

传统的温度传感器(如,热电偶、铂电阻、双金属开关等)虽然有着各自不可替代的优点,

但由于自身因自热效应影响了测量精度,从而制约了它们在微型化高端电子产品中的应用。

实用性的重大进展。新一代温度检测元件正在不断出现和完善化，主要包括以下几种。(1)

晶体管温度检测元件(2)集成电路温度检测元件(3)核磁共振温度检测器(4)热噪声温度检测

器(5)石英晶体温度检测器(6)光纤温度检测器(7)激光温度检测器。

目前国内外的温度控制方式越来越趋向于智能化，温度测量首先是由温度传感器来实

现的。测温仪器由温度传感器和信号处理两部分组成。温度测量的过程就是通过温度传感器

将被测对象的温度值转换成电的或其它形式的信号,传递给信号处理电路进行信号处理转换

成温度值显示出来。温度传感器随着温度变化而引起变化的物理参数有: 膨胀、电阻、电容、

热电动势,磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。随着生产的发展,新型温度传感器还会不

断出现,目前,国内外通用的温度传感器及测温仪大致有以下几种: 热膨胀式温度计、电阻温

度计、热电偶、辐射式测温仪表、石英温度传感器测温仪[3]。