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1、（ 空一行 ）基于 RS485通信的 51 单片机恒温控制系统设计 （ 黑体小二 ）（ 空一行 ）潘 雄 （ 宋体四号 ） （吉首大学物理科学与信息工程学院，湖南 吉首 416000） （宋体五号 ）（ 空一行 ） 摘 要 （黑体四号 ） 由于现代工艺越来越多的需要对实时温度进行监测和控制，而且需要的精度越 来越高。所以温度控制系统国内外许多有关人员的重视，得到了十分广泛的应用。 本恒温控制系统是利用单片机键盘设置恒温系统的温度值， 并实时对温度进行采集， 并传输到控制器，控制器采用 PID 控制算法来对温度进行控制；并且把实时温度在 LCD 上显示出来。在温度的控制过程中，经过 PID 控制

2、算法后可以得到的一个 PID 返回值，控制器通过这个 PID 返回值，来控制加温与降温的快慢。 （摘要正文宋体小四 ） 关键词 （黑体四号 ）：MCS51 单片机；温度采集；单片机键盘； LCD 显示；温度控制； PID 算法 （宋体小四，词与词之间用分号 ）（ 空一行 ）The 51 SCM Temperature Control System Design Based onRS485 Communication（ 标题字体 Times New Roman 三号字加粗 ） （ 空一行 ）Pan Xiong（ 字体 Times New Roman 小四 ）（College of Physics

3、 Science and Information Engineering,Jishou University,Jishou,Hunan 416000）（单位字体 Times New Roman 五号 ） （ 空一行 ）Abstract（Times New Roman 小四，加粗 ） As more and more modern technology to the needs of real-time monitoring and control of temperature, but also the increasingly high precision. Therefore, tempe

4、rature control system on the many domestic and foreign attention has been very wide range of applications. The temperature control system is to use SCM keyboard settings of the temperature thermostat system and real-time temperature on the acquisition and transmission to the controller, controller P

5、ID algorithm used to control the temperature, and the real-time temperature on the LCD display Out. In the temperature control process, after the PID algorithm can be a PID return value.（ 正文 Times New Roman 小四 ） Key words（Times New Roman 小四，加粗 ）： MCS51 SCM temperature acquisition; SCM keyboard; LCD

6、display, temperature contro（l Times New Roman 小四号，词之间用分号 ）（页边距：左 2.8cm,右 2.8cm,上 2.5cm，下 2.2cm 。行间距 20 磅。下同 ） （摘要和目录页页码以罗马数字单独编排，居中位于页面底端。）（ 空一行 ）目 录 （三号黑体，居中书写 ）（ 空一行 ）第一章 绪 论 11.1 系统背景 11.2 系统概述 11.2.1 系统功能 11.2.2 系统所用器件及其功能 1第三章 系统硬件电路的设计3.1 恒温控制系统硬件电路总体设计 1 03.2 控制模块电路设计 10参考文献 32（ 章左起书写、黑体，小四。逐

7、级标题右缩进 1 个汉字的距离，宋体，小四。文字与章号或 节号间空一个汉字的距离 ）从第一章起要有页眉，页眉左部为论文标题，右部为每章标题，宋体五号字)第一章 绪 论 ( 三号黑体，居中书写，上下各空一行)1.1 系统背景 ( 四号黑体，左起书写，上，下各空一行)在工农业生产和日常生活中，对温度的测量及控制占据着极其重要地位。首先 让我们了解一下恒温控制系统在各个方面的应用领域：供暖系统的温度恒定控制、 大棚蔬菜种植的温度控制和热水器恒温控制等等。恒温控制系统应用十分的广泛。(正文小四号宋体，行间距 20 磅)1.2 系统概述本设计以 MCS51 单片机为控制核心， 并设计了相应的复位电路，

8、时钟电路和串 口电路。为实现设计的目的，本设计还设计了包括温度采集、温度显示、键盘输入、 温度控制、 485 通信接口等外围电路。 而且对所设计电路给出了相应的软件设计， 包 括温度控制程序、 PID 程序、键盘输入程序，液晶显示程序，温度采集程序等等。 1.2.1 系统的功能 (小四号黑体，左起书写)本恒温控制系统主要完成的功能是对温度的恒定控制，具体的功能如下所述：(1) 能够实时的测得恒温控制系统所控制的对象的实时温度；(2) 我们所需要恒定的温度值可以实时的从键盘输入；(3) 恒温控制系统所控制的对象的实时温度值和我们要恒定的温度值都可以实时 的在 LCD 上显示出来；(4) 恒温控制

9、效果好，经过实际的测控证明：本恒温控制系统，控制的精度为 1。本恒温控制系统恒温控制过程如下：利用单片机键盘设置恒温系统的目标温度 值，并实时对温度进行采集，并传输到控制器，控制器采用 PID 控制算法来对温度 进行控制；并且把实时温度在 LCD 上显示出来。在温度的控制过程中，经过 PID 控制算法后可以得到的一个 PID 返回值，控制器通过这个 PID 返回值，采用 PWM 方式来控制制冷设备与加热设备的工作或不工作。1.2.2 系统所用器件及其作用在本恒温控制系统中所使用的器件及其在恒温控制系统中的作用如下所述：( 页码从正文开始至全文结束，按阿拉伯数字编排，居中位于页面底端第三章 系统

10、硬件电路的设计3.1 恒温控制系统硬件电路总体设计恒温控制系统硬件电路按功能上可以分为以下几个模块电路：控制模块电路、温度传感器模块电路、液晶显示模块电路、键盘输入模块电路、升温及降温模块电 路。系统硬件电路总体设计方框图，如图 3.1 所示：图 3.1 恒温控制系统硬件电路总体（图要有图号和图名，居中置于图下方，楷体五号。图内文字说明字号同正文）3.2 控制模块电路设计MCU 控制模块电路是恒温控制系统的控制核心部分，主要由晶振电路、复位电 路和 MCU 芯片组成。晶振电路，它产生整个系统的时钟脉冲；复位电路，是整个恒 温控制系统的复位电路，可以用该复位电路来复位 MCU 芯片、 8255芯

11、片、 LCD 液 晶； MCU 芯片，是恒温控制系统的控制核心芯片，在通信过程的中的各种数据处理 和控制都是由它来执行的。R0R1温度计分辨率 /bit最大转换时间 /us00993.750110187.510113751112750（表要有表号和表名，居中置于表上方，五号楷体。表内汉字宋体小四，英文表 3.1 配置寄存器与分辨率关系表Times New Roman 小四 )高速暂存存储器由 9 个字节组成，其分配如下图所示。当温度转换命令发布后， 经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第 0和第 1个字节单片机可通过单线接口读到该数据， 读取时低位在前， 高位在后，数据格式

12、如图 3.6.3 DS18B20 存储器映像图所示。对应的温度计算：当符号位 S=0时，直接将二进制位 转换为十进制；当 S=1 时，先将补码变为原码，再计算十进制值。典型对应的温度值表如表 3.2 所示：表 3.2 DS18B20 典型对应的温度值表温度/二进制表示十六进制表示+12500000111 1101000007D0H+25.062500000001 100100010191H+10.12500000000 1010001000A2H+0.500000000 000010000008H000000000 000000000000H-0.511111111 11111000FFF8H

13、-10.12511111111 01011110FF5EH-25.062511111110 01101111FE6FH-5511111100 10010000FC90HDS18B20最大的特点是单总线数据传输方式， DS18B20的数据 I/O均由同一条线来完成参考文献 （黑体，小四号，居中书写）1 周泽魁，张同军，张光新 . 太赫兹波科学与技术 J .自动化仪表， 2006，27（3）：12.2 高传善，毛迪林，曹袖.数据通信与计算机网络 M .北京：高等教育出版社， 2004，154156.3 Fellow ，Terahertz . IEEE Transactions on Microwave Theory and TechniquesJ . 2002，3（50）：917 924.4 全国大学生电子设计竞赛组委会 . 全国大学生电子设计竞赛题目作品选编 （2001）M. 北京： 北京理工大学出版社 ,2001,156 166.5 赵亮,侯国锐 .单片机 C语言编程与实例 M. 北京:人民邮电出版社 ,2005,133 138.6 张友德 ,赵志英 ,涂时亮 . 单片机微型机原理应用与实验（第三版） M. 上海:复旦大学出版 社,2000,190 199.7 梅遂生 ,杨家德 . 光电子技术信息装备的新秀 M. 北京: 国防工业出版社 ,1999.8 张开生 ,郭国