基于单片机的智能水温控制系统设计与研究Word文档下载推荐.doc

基于单片机的智能水温控制系统设计与研究Word文档下载推荐.doc

《基于单片机的智能水温控制系统设计与研究Word文档下载推荐.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的智能水温控制系统设计与研究Word文档下载推荐.doc（37页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

可控硅；

PID算法。

作者：

指导老师：

Abstract

Thisdesigninwhich89c52singlechipcomputerasthecore,thetemperaturesensorDS18B20samplingchip,siliconcontrolledBT138-600EandPIDalgorithmfortemperaturecontrol.Thewatertemperaturecontrolsystemisatypicalinspection,controltypeapplicationsystem,itrequiressystemcompletionfromwatertemperaturedetectionandsignalprocessing,input,computingtooutputcontrolofelectricheatingpowerinordertorealizethewholeprocessoftemperaturecontrol.Thisdesignrealizetheintellectualizedcontroltemperatureandprovidingperfectman-machineinterfaceandmulti-motorcommunicationinterfacesystemtochannelmodulebyformer（i.e.temperaturesamplingmodule）,tocontrolmodule,systemafterthemainmoduleandkeyboarddisplaytouchblockandsoonfourmodules.ThissystemfeaturesofPCandnormalkeyboardrealizedthemulticomputercommunication.

Thewatertemperaturecontrolsystemisatypicalinspection,controltypeapplicationsystem,itrequiressystemcompletionfromwatertemperaturedetectionandsignalprocessing,input,computingtooutputcontrolofelectricheatingpowerinordertorealizethewholeprocessoftemperaturecontrol,andcontroldividedintomanualandsonictwokindofway.Therefore,shouldbewithsinglechipmicrocomputerasthecorecomponentaspecialcomputerapplicationsystem,tosatisfytheinspection,controlapplicationtypeoffunctionrequirement.Inaddition,fortherealizationofsinglechipwateruseofintelligentcontrolandprovideperfectman-machineinterfaceandmulti-motorcommunicationinterface,whichoffersthepotentialfunctioninconventionaldigitallogicpathisoftendifficulttoimplementorunabletorealize.So,inthiscaseusingbasedonsinglechipdirectnumericalcontrolsystem.

Keywords:

SCM；

temperaturesensors；

SCR；

PID

algorithminverybodymicrophone

Author:

GuidingTeacher:

目录

第一章绪论 1

1.1系统概述 1

1.2本章小结 2

第二章系统方案设计 3

2.1总体方案论证 3

2.2模块方案论证 3

2.2.1控制方法论证 4

2.2.2系统组成论证 5

2.2.3单片机系统选择 5

2.2.4温度控制方案论证 5

2.2.5LCD1602显示电路论证 6

2.3本章小结 6

第三章总体设计 7

3.1总体设计系统图 7

3.2PID控制的原理和特点 7

3.3DS18B20温度传感器 8

3.4LCM1602液晶 13

3.5AT89C52单片机 17

3.6本章小结 20

第四章硬件电路设计与计算 21

4.1主机控制部分 21

4.2系统电源电路 21

4.3温度采样电路 21

4.4温度控制电路 22

4.5遥控与数字显示部分 22

4.6系统原理图 23

4.7系统PCB图 24

4.8实物图 24

4.9本章小结 25

第五章软件设计 26

5.1键盘显示程序流程：

26

5.2主程序流程图：

27

5.3本章小结 28

第六章测试方法与测试结果 29

6.1系统测试仪器：

29

6.2测试方法：

6.3测试结果 29

6.4本章小结 30

第七章设计总结 31

参考文献 32

致谢 33

江西理工大学2011届本科毕业设计（论文）

第一章绪论

1.1系统概述

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。

在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。

温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。

对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。

无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。

自18世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。

在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。

本设计的任务与要求为一升水由1kw的电炉加热，要求水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动调整，以保持设定的温度基本不变。

主要性能指标

a.控制精度：

温度控制的静态误差≤3℃。

b.用十进制数码显示实际水温。

c.温度设定范围：

00-90℃，最小区分度为1℃。

d.能打印实测水温值。

扩展功能

a.具有通信能力，可接受其他数据设备发来的命令，或将结果传送到其他数据设备。

b.采用适当的控制方法实现当设定温度与环境温度突变时，减小系统的调节时间和超调量。

c.温度控制的静态误差≤1℃。

1.2本章小结

本章主要介绍了系统的工作模块，工作方式，基本的性能要求和需要的一些主要器件，通过本章的介绍，大概可以对系统有个初步模型。

第二章系统方案设计

2.1总体方案论证

（1）、方案一：

此方案是采用传统的模拟控制方法（方案框图如图2-1-1），选用模拟电路，用电位器设定给定值，反馈的温度值与给定的温度值比较后，决定加热或者不加热。

器特点是电路简单，易于实现，但是系统所得结果的精度不高并且调节动作频繁，系统静差大，不稳定。

系统受环境的影响大，不能实现复杂的控制算法，而且不易实现对系统的

控制及对温度的显示，人机交换性能差。

数据采集

温度预置

信号放大

单片机

L

C

D显示

控制开关

图2-1-2模拟控制框图

（2）方案二：

采用单片机89c52为核心。

采用了温度传感器DS18B20采集温度变化信号，数字采样芯片DS18B20将数