基于DS18B20的自动温度控制系统设计与实现

本次课程作业聚焦于一个自动温度控制系统的设计与实现，主要分为两个关键部分：PC端的软件模拟和Arduino控制模块。首先，课题任务要求搭建一个能模拟温度控制系统，并具备串口控制接口，以便接收和发送控制指令。 在系统设计上，核心模块是温度测量模块。温度测量是系统的关键功能，选取了单片机配合DS18B20数字温度传感器作为解决方案。DS18B20因其单总线接口、良好的抗干扰性、宽范围的测量精度（-55℃至+125℃，±0.5℃）和多点组网能力而成为理想选择。它的供电方式灵活，可通过数据线自供电，降低了系统复杂性和提高了可靠性。此外，DS18B20的测量分辨率还可根据程序设定，提供一定程度的定制性。 温度显示模块则是另一个重要组成部分，要求实现高精度和实时显示。为了满足这些需求，作业选择了两种显示方式：数码管动态显示和1602液晶屏幕。数码管动态显示通过快速交替显示各段，产生连续的数字或字符显示效果，而1602字符型液晶则可以直接显示字母、数字和符号，提供了清晰直观的界面。 在方案比较中，设计者可能对DS18B20的经济性、体积小、适用电压宽以及多种封装选项进行了权衡，最终决定采用它来构建经济高效的测温系统。同时，通过离散PID控制算法在Arduino中编程，确保控制指令能够准确地调整和控制PC中的模拟系统模型，从而达到理想的温度控制效果。 系统调试是整个项目的重要环节，意味着需要对硬件连接、软件逻辑、传感器读取、PID算法执行以及显示模块工作进行全面测试，确保系统在实际操作中能够稳定、准确地响应温度变化。 这个自动温度控制系统项目不仅考察了学生的编程技能、硬件选型和系统集成能力，还涉及到温度传感技术、模拟控制理论和实时数据处理等关键知识点。完成这样的项目有助于提升学生的实践能力和对实际工程问题的解决策略理解。