4。1主程序流程图 13

4。2DS18B20温度传感器子程序流程图 15

5仿真与实验 15

5。1Proteus仿真 15

5。2实验 18

结论 23

参考文献 24

致谢 25

附录1 实物图 26

附录2 电路原理图 27

附录3 C语言程序 28

1绪论

温度与我们的日常生活息息相关，而在工业领域中，温度不仅直接关系到了产品在生产制作中质量的好坏，而且还影响水资源是否能得到有效的利用。针对该问题，本文采取以单片机为核心的水温控制系统设计，能够依据给定温度而自动调节的系统，其应用领域广泛，功能性强，是一款性价比极高的温度控制系统。

文章的具体研究内容如下：

1。简述DS18B20温度传感器的工作原理；

2。编写单片机语言实现对水温的控制；

3。使用Proteus对电路进行仿真，验证电路的正确性；

4。制作电路板并运行。

2水温控制系统总体设计

2。1水温控制系统基本要求

（1）利用DS18B20防水型温度传感器测量实时水温。

（2）用按键来设置报警值，当温度超过所设定的上下限温度时，蜂鸣器报警，同时相应的继电器吸合，继电器旁的指示灯亮，然后继电器可以驱动负载。

（3）按键包括温度设置键、加温键和减温键。可设置上下限温度控制的范围。

（4）温度测量范围5到38摄氏度，精度为0。1摄氏度。

（5）AT24C02实现失电保存系统预先设置的温度报警值。

2。2水温控制系统总体方案设计

水温控制系统框图如图2-2所示，将STC89C51MCU作为核心，控制整个系统的运行，再结合电阻电容等元器件形成单片机的最小系统。显示模块、测温模块、存储模块等围绕单片机的最小系统进行展开。采用DS18B20作为防水型温度传感器，测量实时水温；采用AT24C02实现测量数据记录的存储，并且保持预先设置的温度报警值；采用共阳极数码管作为系统的显示器件，用来显示测量的实际水温值；按键模块，用来设置系统温度报警值；蜂鸣器报警电路，一旦实际测量并通过数码管显示的水温低于设置的最小温度，或大于设置的最高温度时，则立马触发报警；然后继电器输出控制模块提供相应负载，即加热棒和散热风扇，根据设置的温度报警值对水温进行实时的加热或降温；最后是供电模块，采用5V的USB接口和220V电源分别为系统和加热棒供电。

2。3单片机最小系统

图2-2水温控制系统框图

STC89C51最小系统包括晶振电路、复位电路和电源电路。

2。3。1STC89C51单片机

STC89C51单片机凭借低能耗，性能优良的CMOS8位微控制器得到广泛应用，最高工作时钟频率为80MHz，片内由4KBytes可反复擦写的Flash只读程序存储器（ROM）和512bytes的随机存取数据存储器（RAM）构成，兼容标准MCS-51指令系统和80C51引脚结构，内置通用8位CPU和ISPFlash存储单元。[3]

STC89C51单片机有40个引脚，其引脚排列如图2-3所示。

图2-3STC89C51单片机引脚图