摘 要

本论文设计了一个基于单片机的无线温度控制系统，它包括了温度监测端和温度控制端两个系统模块，分别使用的单片机芯片为STC89C52和MSP430F149。系统使用的温度传感器为DS18B20，显示器为LCD1602和TFT显示屏，无线通信模块为nRF24L01 。用户可以通过控制端开启或关闭系统，监测端开启后会采集当前的环境温度并将其显示出来，同时将温度数据发送到控制端。控制端可以接收到温度数据，并且用户可以在控制端对温控区间进行设置，当监测端采集到的温度不在温控区间内，监测端就会报警并且采取相应的温控措施。用户还可以在控制端利用显示屏观察温度的变化趋势。

本系统的控制端使用了TTF显示屏，它兼具有触控功能，这一设备的使用使本系统操作方便，人机交互友好。本论文从硬件设计和软件设计两个方面来介绍系统的实现，并根据设计方案制作出实物，具有一套完整的技术设计方案。

关键词：温度控制；单片机；无线通信；TFT显示屏

Abstract

The paper designs a wireless temperature control system controlled on SCM. It includes two system modules: temperature monitoring system and temperature control system, which uses STC89C52 and MSP430F149 as MCU respectively. The system uses DS18B20 as temperature sensor, the display device is LCD1602 and TFT-LCD, and it makes use of nRF24L01 as wireless communication module. Users can start or shutdown the system through the control system, the monitoring system can collect and display the current environment temperature, and at the same time the temperature value will be sent to the control system after the initiation of the monitoring system. The temperature control system can receive the temperature value, and users can set the range of temperature control on it. When the collected temperature value does not belong to the interval, the monitoring system will alarm and take the temperature control measures correspondingly. Users using the control system can also make use of the display screen to observe the trend of the change of the temperature.

The temperature control system of the design is equipped with TFT-LCD, which also has touch-screen features. The use of this equipment makes the system easy to operate and be friendly human-computer interaction. The paper introduces the realization of the system from two aspects of the hardware design and software design, and makes a model according to the scheme of design, it has a complete technological design programs.

Key Words：temperature control；SCM；wireless communication；TFT-LCD

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的目的和意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 温度测控技术 2

1.2.2 单片微型计算机技术 2

1.2.3 短距离无线通信技术 3

1.3 课题研究的内容和预期目标 3

第2章 温度监测端的硬件设计 5

2.1 方案论证 5

2.1.1 总体方案设计 5

2.1.2 器件的选择 5

2.2 单元电路设计 9

2.2.1 单片机最小系统设计 9

2.2.2 电源电路设计 12

2.2.3 温度采集电路设计 13

2.2.4 无线通信电路设计 15

2.2.5 温度控制电路设计 17

2.2.6 报警电路设计 18

2.2.7 显示电路设计 18

2.3 总电路设计 20

第3章 温度控制端的硬件设计 23

3.1 方案论证 23

3.1.1 总体方案设计 23

3.1.2 器件的选择 23

3.2 单元电路设计 24

3.2.1 单片机最小系统设计 25

3.2.2 电源电路设计 28

3.2.3 无线通信电路设计 29

3.2.4 显示屏电路设计 30

3.3 总电路设计 32

第4章 系统软件设计 36

4.1 系统总程序设计 36

4.1.1 监测端系统总程序设计 36

4.1.2 控制端系统总程序设计 38

4.2 子程序设计 41

4.2.1 温度采集子程序 41

4.2.2 无线通信子程序 45

4.2.3 TFT屏显示和触控子程序 48

第5章 设计结果分析 50

5.1 实物展示 50

5.2 结果分析 51

第6章 结论 55

参考文献 56

致 谢 57

第1章 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

在日常生活中，温度与人们的社会活动关系密切，同时在工农业生产中，温度也是重要的测控参数之一。如果能够对温度进行合理的控制，不仅能够显著提高人们的生活质量，还能够改善工农业的生产环境。因此，温度的控制问题无论在人们的生活还是生产中都显得尤为重要。

现如今生活水平的提高使得人们更加注重自己的生活质量，其中温度作为环境的物理量之一，对空气质量、生活舒适度和人的情绪都有很大的影响，所以温度的监测及控制问题越来越受到人们的重视；温度也是工业生产中常见的被控参数之一，在某些特殊场合，温度直接决定了产品的生产结果和产品质量，合理的温度控制可以降低生产功耗，甚至在一些生产环境中温度的控制还会牵扯到安全生产问题，如果温度控制不当就会造成严重的安全事故。同时，科学技术的发展使得许多高新技术对操作环境提出了更高的要求，它们往往需要更加精确的温度控制。总之，各行各业对温度的要求都有非常严格的规定，表1.1就将一些领域对温度控制的要求列举了出来。