开题报告：基于单片机的液晶显示温度控制器的优化设计.docx

1、本科生毕业论文（设计）开题报告表论文(设计)名称 基于单片机的液晶显示温度控制器的优化设计 论文（设计）来源导师选题论文设计（类型） 设计 指导教师学生姓名 学号 专业 电子信息工程一、 研究或设计的目的和意义（一）本实验的目的温度在生产生活是很重要的参数之一，随着社会的发展，人们希望对温度进行采集和控制。本设计的控制核心是单片机 STC89C52，温度采集器是以 DS18B20 温度传感器为主。首先，要对元件进行查阅并且了解，从而设计出控制器的硬件电路：测温电路、按键电路、温度控制继电器电路、LM016L 液晶显示电路，STC89C52 单片机最小系统等；然后，设计出相关的软件程序：主程序、

2、读出温度子程序、温度控制继电器程序、LCD 显示程序、按键处理程序等；最后，通过仿真可调试、分析、得出结果，实现温度采集、显示、控制等功能。仿真的结果可以看出本设计的基本功能完全实现，并且操作方便、测量精度高、实时性良好等特点。本设计适用于室内的温度检测和控制。目前大多数监控系统自带的显示系统为LED数码管显示，这样显示效果比较单一，只能显示监控系统的测量值。而LCD液晶显示器不仅可以显示数值、汉字等，并且可以显示文本和图形。所以液晶显示有着他存在发展的实际意义。通过对“温度控制系统”课题的学习和设计，使我了解STC89C52单片机的特性；进一步的掌握了单片机进行多机通信的原理，对以后的学习和

3、工作做了一个很好的铺垫。二、 研究或设计的国内外发展趋势：早在 20 世纪 70 年代国外对温度控制技术的研究就已经开始，相对于我国是比较早的。在发展初期采用的是组合仪表装置，只能够实时对温度的采集和指示、记录以及控制现场的信息，到 80 年代末期出现的温度控制系统是分布式。而当今，正在开发的温度控制系统是研制计算机数据采集的控制系统，它是多因子综合温度控制系统。随着科技的不断发展，世界各国的温度测控技术也加快了发展的脚步，很多国家已从半自动化的方向向着完全自动化、无人化的方向转变，大力发展温度控制系统。近 20 年来许多发达国家在温度控制技术上保持着高频的发展，他们因地制宜、坚持创新，并取得

4、了很好成就，但其产品价格颇高。我国的温度控制技术发展的比较晚，仅开始于 20 世纪 80 年代。由于这样，我国的技术人员秉承着这样的精神，虚心学习、努力专研、不断创新 ，在温度测控的研究中逐步掌握温度微机控制系统的技术，但是该技术仅仅限于对温度的单项的环境因子进行控制，所以技术还需不断改进与研究。我国的温度测控技术发展正在从吸收消化阶段、到简单应用再到实用化、综合性应用阶段的不断过度。在技术上，则是以单片机控制的单参数和单回路的居多，目前还没有真正意义上的多参数温度综合控制系统，与发达国家相比，差距还是很大。我国在温度控制系统的研究创新的路还很长，生产和实际应用中仍有许多的问题等着我们解决，如

5、存在着装备配套的能力落后，产业化的程度低下，环境控制的水平滞后，软硬件的资源还不能共享和可靠性差等缺点。随着社会的不断发展，温度的测量以及控制变得越来越重要。三、 主要研究或设计内容，需要解决的关键问题和思路：在本设计中，我设计了一种可控的温度系统，并通过使用 STC89C52 单片机实时控制温度。 STC89C52 微控制器可以根据温度传感器 DS18B20 收集到的实际数据在显示器上显示，可以通过矩阵键盘手动设定的大小来控制的温度，通过继电器控制加热或降温，从而控制在设定的范围内的温度。所有温度数据通过液晶显示器 LCD 显示。在本实验中许注意设定的温度上下值，还有温度精确度，在着手设计时

6、要解决设计方案的优化，从而使本实验的功能达到直观、方便的目的。本实验主要分为单片机控制模块、温度采集模块、温度显示模块、温度上下限模块键盘输入模块等。如下图温度显示模块单片机控制模块温度上下限调整模块 温度采集模块键 盘主要的硬件有：1 DS1820是美国达拉斯半导体公司生产的新型温度检测器件,它是单片结构, 无需外加A/D即可输出数字量,通讯采用单线制,同时该通讯线还可兼作电源线,即具有寄生电源模式。它具有体积小、精度易保证、无需标定等特点,特别适合与单片机合用构成智能温度检测及控制系统。2. STC89C52是一类低功耗，它是由 STC公司生产的高性能CMOS 8位单片机。它有8K字节的系

7、统内可编程闪存。STC89C52采用了经典的MCS-51内核，但做了很多改进，使该芯片具有传统51不具备的功能。在一个芯片上，用智能8位CPU和闪存中的系统可以被编程，使得STC89C52对于许多嵌入式控制应用，以提供一个高度灵活的和有效的解决办法。3. 液晶显示器（LCD）具有功耗低、体积小、质量轻、功耗小的特点。M016L液晶模块采用 HD44780控制器。 HD44780具有简单而功能较强的指令集，可以实现字符移动、闪烁等功能。LM016L与单片机 MCU（Microcontroller Unit）通讯可采用 8位或者 4位并行传输两种方式。 HD44780控制器由两个 8位寄存器、指令

8、寄存器（ IR）和数据寄存器（DR ）、忙标志（BF ）、显示数据 RAM（DDRAM）、字符发生器ROM（CGROM）、字符发生器 RAM（CGRAM）、地址计数器（ AC）。四、 完成毕业论文（设计）所必须具备的工作条件及解决的办法：在深入了解过基于单片机的液晶显示温度控制器的优化设计，所以本次设计将需要阅读大量的相关书籍、文章文献，这个可以通过校图书馆、省市图书馆、书店、网上书店、网上电子图书馆和导师指导等多渠道获得帮助。本次设计，需要用到计算机、PROTEL 绘图设计软件、Linux 等不同平台的操作系统，本系统主要 LCD 显示、温度传感和外机按键等功能，其中本设计的中心系统是由单片

9、机AT89C51 完成的，主要硬件电路有单片机、选择按键输入电路、传感器电路等，并给出了其完整的硬件电路和软件的设计方案与实现方法。五、工作的主要阶段、进度与时间安排：设计分为四个阶段：第一阶段：（三月月初到三月下旬）主要是阅读大量相关书籍、文章文献，搜集资料。第二阶段：（三月下旬至四月下旬）是整理阶段。确定整体思路和制定出论文的目录，并写出大概的提纲。第三阶段：（四月下旬至五月中旬）通过前期的准备，先写出大致的初稿。第四阶段：（五月中旬到六月）将初稿交给老师进行审阅，然后对不足的地方进行反复修改，最后定稿。五、 阅读的主要参考文献及资料名称：1李志广,张辉,王永学,张志东. 基于12864点

10、阵液晶显示的智能温度控制器的设计与实现J. 实验室科学,2010,03:49-51.2蔡恩丰. 基于ARM的智能温度控制器的设计与研究D.宁波大学,2014.3王军. 基于ARM的多路智能温度控制器的设计与研究D.江南大学,2011.4王瑞丰. 基于ARM的变温空调伺服系统设计D.西北工业大学,2007.5孙浩. 智能供暖系统户端温度控制器的设计与研发D.昆明理工大学,2014.6李超. 多功能低温测定器的多路温度控制系统设计D.大连理工大学,2009.7. 液晶显示电脑温度控制器J. 企业技术开发,1994,01:25.8张璟. 液晶显示系统时序控制器设计与实现D.华中科技大学,2007.9

11、郑杲. 基于ARM的液晶显示控制设计D.南京理工大学,2007.10张霞,周克,何威,张超. 基于MCS-51单片机的液晶显示设计J.现代机械,2014,03:71-74.11Yang Jun Kang,Sung Yang. Integrated microfluidic viscometer equipped with fluid temperature controller for measurement of viscosity in complex fluidsJ. Microfluidics and Nanofluidics,2013,143:.12B. L. Smith,T. J.

12、 Bruno. Advanced Distillation Curve Measurement with a Model Predictive Temperature ControllerJ. International Journal of Thermophysics,2006,275:.13Tomohiko Utsuki,Hidetoshi Wakamatsu. Development of Automatic Brain Temperature Controller Based on Conditions of Clinical UseJ. Electron Comm Jpn,2014,974:.14V. I. Vasilenko. Temperature controller of dilatometer furnaceJ. Powder Metallurgy and Metal Ceramics,2009,487:.七、导师意见和建议：课题符合本科毕业设计任务要求，资料收集和相关的实验条件满足毕业设计条件。同意开题。指导教师（签字）： 2016 年 3 月 11 日