85 罗宇球初级组恒温水浴.docx
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85罗宇球初级组恒温水浴
第七届智能控制大赛初级组A题恒温水浴系统论文
队长：
罗宇球队员：
郑健、韩芳墨
目录
第一节引言……………………………………………………2
1.1水温控制系统概述……………………………………2
1.2设计任务与要求………………………………………2
1.3系统组成………………………………………………3
第二节系统硬件设计…………………………………………..3
2.1系统总体设计框图……………………………………3
2.2键盘及数字显示部分…………………………………4
第三节系统软件设计………………………………………….4
3.1系统主程序设计………………………………………4
3.2部分程序………………………………………………5
第四节实际测试……………………………………………….7
4.1系统测试仪器…………………………………………7
4.2测试方法………………………………………………7
4.3测试结果………………………………………………8
第五节结束语………………………………………………….8
第一节引言
随着社会主义现代化的发展，在科学技术突飞猛进的今天，人工智能起着不可忽视的作用。
尤其是各种智能化的仪器、仪表在工、农业的广泛应用给社会带来了极大的方便。
本文就是一个利用温度来实现简单智能控制的例子。
它完成了从温度的采集、转换、显示以及控制的一系列任务。
由于时间关系，本文并未深入讨论温度的具体事例。
例如用温度来控制热水器等与温度有关的设备。
但是它提供了一个通过温度来控制设备的基本思想和原理。
相信能在实际应用中为我们的生活带来更大的便利。
1.1水温控制系统概述
本设计采用单片机89C52为核心。
采用了温度传感器采集温度变化信息，并实时显示出来。
然后人们通过键盘输入想达到的水温，单片机控制制冷片或电热丝工作，使水温达到设定的温度，这时会有提示灯亮起来提醒人们。
1.2设计任务与要求
设计并制作一个恒温水浴系统，控制一带顶盖容器中液体温度。
容器形状、材质不限，正视、侧视、俯视三个的方向投影长度小于15cm，容积大于等于500ml。
在容器除顶面外的任意位置安装半导体制冷器件（制冷片冷热两用），制冷片的外侧面可加散热片、小风扇等加快热交换的装置。
一、设计要求
1基本要求
1）系统稳定，有明显温控表现，温度可调节范围为10℃～50℃（可宽于此范围），最小设定分度为1℃。
2）当温度达到某一设定值并稳定后，水温的波动控制在±2℃以内。
要求温度调控达到稳定状态时，必须给出声或光提示信号。
3）在超调量<=10%的情况下，调节时间尽量短
2发挥部分
1）温度可调节范围尽量宽；当水温达到某一设定值并稳定后，其波动控制在±1℃内
2）能记录并实时显示温度调节过程的曲线,显示的误差绝对值小于2℃。
3）在不影响以上水浴功能的情况下，增加必要器件（如小水泵等），改装成水冷循环系统，给外部发热器件散热。
4）其他。
二、说明
1.系统电源可使用市售开关电源或者主办方提供的学生电源。
参赛队亦可使用自制电源。
2.采用半导体致冷器件实现制冷或加热，如果单片功率不够允许多片串联，最多不能超过3片。
3.测评时,此题参赛者以5队为一小组同时测评,可自带温度检测工具。
测评时,每队注入相同体积热水,测报当前温度后，先统一设定某一较低温度值制冷,再设定某一较高温度值加热。
4.当温度达到稳定状态的提示信号出现后立即检测并记录调控的温度值，检测时间延续120s，以记录温度波动的最大值；能实时显示温度曲线的可直接记录曲线。
5.超调量：
输出量的最大值减去稳态值，所得之差与稳态值之比的百分数。
6.调节时间：
响应曲线达到并保持在偏离稳态值±5%（或±2%）之内所需要的最短时间。
1.3系统组成
水浴由水槽，制冷片，加热丝，小风扇，温度传感器和控制电路组成。
第二节系统硬件设计
2.1系统总体设计框图
（1）电路图如下：
2.2键盘及数字显示部分
键盘与显示器作为常用的现场人机接口,尤其是现场工作的职能仪表,那时不可缺少的,作为温度测量也不例外.在这里要用显示器件向用户提供实时测量的各路温度值,还要可以设定温度值,所以本设计应用键盘与LED数码管显示器相结合，达到目的。
第三节系统软件设计
3.1系统主程序设计
部分程序：
voidmain（）
{
while
（1）
{
aim=0;
shi=0;
ge=0;
z=0;
TempData[0]=0x40;
TempData[1]=0xc0;
TempData[2]=0x40;
TempData[3]=0x39;
Display（0,4）;
shi=keyscan（）;//第一次按键
while（z==1）
{
TempData[0]=HEYAO_DuanMa[shi];//十位温度
TempData[1]=0xc0;
TempData[2]=0x40;
TempData[3]=0x39;
Display（0,4）;
ge=keyscan（）;//第二次按键
aim=shi*10+ge;
if（z==2）
{
for（q=0;q<15000;q++）
{
TempData[0]=HEYAO_DuanMa[shi];//十位温度
TempData[1]=HEYAO_DuanMa[ge]|0x80;//个位温度,带小数点
TempData[2]=HEYAO_DuanMa[0];
TempData[3]=0x39;
Display（0,4）;
}
Init_Timer0（）;
while
（1）//主循环
{
if（ReadTempFlag==1）
{
ReadTempFlag=0;
temp=ReadTemperature（）;
TempH=temp>>4;
TempL=temp&0x0F;
TempL=TempL*6/10;//小数近似处理
TempL2=TempL*6%10;
TempData[0]=HEYAO_DuanMa[（TempH%100）/10];//十位温度
TempData[1]=HEYAO_DuanMa[（TempH%100）%10]|0x80;//个位温度,带小数点
TempData[2]=HEYAO_DuanMa[TempL];//十分位温度
TempData[3]=HEYAO_DuanMa[TempL2];//百分位温度
}
if（TempH<=（aim-2））
{
y=0;
b=1;
r=1;
hot1=0;
hot2=0;
cold1=1;
cold2=1;
}
if（TempH>=（aim+1））
{
y=1;
b=1;
r=0;
hot1=1;
hot2=1;
cold1=0;
cold2=0;
}
if（TempH>（aim-2）&&TempH<（aim+1））
{
y=1;
b=0;
r=1;
hot1=1;
hot2=1;
cold1=1;
cold2=1;
}
}
}
}
}
}
第四节实际测试
4.1系统测试仪器
水银温度计（最小分度值为0.2摄氏度，量程为0~100摄氏度），万用表，稳压电源，数字温度计（最小分度为0.1摄氏度），钟表。
4.2测试方法
使系统运转，键盘输入想要到达的水温，用温度计测量水温，与数码管显示的温度对比，记录从开始到温度达到设定值的时间。
设定不同的温度值，重复试验几次。
得出系统误差指标，并加以调整。
4.3测试结果
可以随意在20~60摄氏度之间设定温度，当设定的温度高于或低于当前水温时，系统会自动调整让制冷片工作，并能把温度实时显示出来，最终可以达到设定的水温，此时会有二极管发光，提示人们已到达设定温度，并保持恒温，直到改变温度或断开电源，并且水温波动保持在2摄氏度之内。
第六节结束语
基于单片机及控制技术而设计的水浴温度控制系统，经过实际运行表明系统工作稳定可靠。
具有控制精度高，进入稳定状态所需时间短，过调量较小，性能价格比高等特点，有较好的应用推广价值。
通过这次对单片机控制的恒温水浴系统的设计与制作，首先我们小组成员都相互熟悉了，我们会一起进行研究，增进了感情。
而且在锻炼自己的同时也增强了自己的团队意识和合作精神。
另外，我们都了解了单片机，了解了设计电路的程序，要设计一个电路要先用仿真，仿真成功后才能实际接线，但是最后的成品却不一定与仿真的时候完全一样。
因为实际接线中有着各种各样的条件限制。
我们在设计的过程中碰到了各种各样的问题，后经观察和查询资料才得以改正。
从这次的设计中，我们都意识到，在以后的学习中，要联系实际，把我们所学的理论知识用到实际中，学习单片机更是如此，程序只有在经常的写与读的过程中才能提高，这就是我们在这次设计中的最大收获。
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