基于51单片机的温度控制系统设计涉及到多个关键知识点，主要包括以下几个方面：
1. **51单片机**：51系列单片机是微控制器的一种，由Intel公司开发，广泛应用于电子设备中。AT89C51是51系列的典型代表，具有4KB的Flash存储器、128B RAM和4个8位I/O端口，适用于简单的嵌入式控制任务。
2. **DS18B20温度传感器**：DS18B20是一种数字温度传感器，可以直接输出数字信号，精度高，使用一根数据线即可与单片机进行通信，简化了硬件连接。
3. **温度控制系统设计**：
- **显示模块**：本设计中选择了LCD液晶显示屏（如RT1602C）而非LED数码管，因为LCD可显示更多信息，编程虽然复杂些，但显示效果更佳，且可同时显示当前温度和设定温度，便于用户对比。
- **按键接口**：系统有4个按键，包括设置键、加1键、减1键和启动/复位键，用于设置温度和系统操作。
- **报警与指示模块**：通过红、黄、绿三种颜色的LED灯和蜂鸣器实现声光报警，当温度超出设定范围±5℃时，会触发相应的报警指示。
4. **硬件设计**：
- **时钟电路**：51单片机的时钟电路通常采用内部时钟方式，通过外部晶体振荡器（如图2所示）和两个匹配电容形成振荡器，提供单片机运行所需的时钟信号。
- **复位电路**：复位电路是确保系统稳定运行的关键，包括上电复位和按键复位，图3所示的按键复位电路在按下启动/复位键时可使系统回到初始状态。
- **键盘接口模块**：设计中需要4个按键的接口，连接到单片机的I/O端口，用于读取用户输入。
- **温度采集模块**：DS18B20通过单总线协议与单片机通信，将采集到的温度数据传输给单片机。
- **LCD显示模块**：LCD显示屏通过特定的驱动电路与单片机连接，显示温度数据和状态信息。
5. **程序设计**：
- **C语言编程**：51单片机的程序通常使用C语言编写，涉及I/O口操作、中断处理、定时器/计数器应用、串行通信等。
- **温度处理算法**：需要编写算法来比较当前温度和设定温度，判断是否触发报警，并更新显示内容。
- **键盘扫描算法**：实现对按键的实时检测，响应用户的操作请求。
基于51单片机的温度控制系统设计涵盖了单片机基础、传感器技术、显示技术、接口设计、电路设计等多个IT领域的知识，是一个典型的嵌入式系统项目，需要综合运用硬件和软件技能来实现。
