（论文 字数：11423 页数：31）摘 要：本文介绍了对锅炉水位及室内温度的显示、控制及报警，实现了锅炉温度的实时显示及控制。锅炉水温控制部分，提出了用DS18S20、89C51单片机及LED的硬件电路完成对锅炉水温的实时检测及显示，利用DS18S20与单片机连接由软件与硬件电路配合来实现对加热电阻丝的实时控制及超出设定的上下温度的报警系统。
炉内温度控制部分，采用一套PID闭环负反馈控制系统，由DS18S20检测炉内温度，用中值滤波的方法取一个值存入程序存取器内部一个单元作为最后检测信号，并在LED中显示。控制器是用89C51单片机，用PID算法对检测信号和设定值的差值进行调节后输出控制信号给执行机构，去调节电阻炉的加热功率，从而控制炉内温度。
它具有微型化、低功耗、高性能、抗干拢能力强、易配微处理器等优点，特别适合于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号供微机处理，而且每片DS18S20都有唯一的产品号并可存入其ROM中，以便在构成大型温度测控系统时在单线上挂接任意多个DS18S20芯片。从DS18S20读出或写入DS18S20信息仅需要一根口线，其读写及温度变换功率来源于数据总线，该总线本身也可以向所挂接的DS18S20供电，而无需额处电源。DS18S20能提供九位温度读数，它无需任何外围硬件即可方便地构成温度检测系统。
关键词： DS18S20,89C51单片机,PID闭环负反馈控制系统；
目 录
1 绪论………………………………………………………………………………
1.1 课题概述和意义……………………………………………………………
1.2 本文主要研究的工作………………………………………………………
2 系统简介…………………………………………………………………………
2.1 系统的组成 ………………………………………………………………
2.1.1 系统组成图……………………………………………………………
2.1.2 系统各部分工作原理…………………………………………………
2.1.3 系统各部分功能………………………………………………………
2.2 系统的工作过程 …………………………………………………………
3 系统的硬件电路设计……………………………………………………………
3.1 微处理器的89C51的简介 …………………………………………………
3.2 DS18S20温度传感器的介绍 ……………………………………………………
3.3 电路的设计…………………………………………………………………
3.3.1 主回路的设计 ………………………………………………………
3.3.2 键盘与显示电路 ……………………………………………………
3.3.3 报警电路 ……………………………………………………………
3.3.4 温度控制电路 ………………………………………………………………
3.3.5 +5V芯片电源的设计…………………………………………………………
3.3.6 +12V芯片电源的设计 ………………………………………………
4 控制的算法………………………………………………………………………
4.1 温度控制的PID算法………………………………………………………
4.2 积分加微分控制（PID控制）……………………………………………
4.3 控制方法的选择……………………………………………………………
5 温度控制程序……………………………………………………………………
5.1 介绍…………………………………………………………………………
5.2 主程序………………………………………………………………………
5.3 T0中断服务程序ZT0 ………………………………………………………
5.4 分段程序 …………………………………………………………………
5.4.1 采样子程序SAMP …………………………………………………
5.4.2 数字滤波子程序DATALB …………………………………………
5.4.3温度转换程序TRAST ………………………………………………
6 总结 ……………………………………………………………………………
参考文献……………………………………………………………………………
致谢…………………………………………………………………………………
附录…………………………………………………………………………………
1 绪论
1.1 课题概述和意义
单片微型计算机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的，由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点，所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、军事装置、机器人、工业控制等诸多领域，使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。本文主要介绍单片机在温度控制中的应用。
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要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用MCS-51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。 | 