家电功率控制及温度监测系统(毕业设计)
温控毕业设计论文.doc
南京工程学院自动化学院本科毕业设计(论文)题目:智能温度检测与显示系统的设计专业:自动化班级:自动化051 学号:203050137学生姓名:张哲指导教师:宋丽蓉副教授起讫日期:2009.3~2009.6设计地点:工程实践中心Graduation Design (Thesis)Design of Intelligent temperature examination and display system南京工程学院自动化学院本科毕业设计(论文)ByZhang zheSupervised byAssociate Prof. Song Lirong Department of Automation Engineering Nanjing Institute of TechnologyJune, 2009摘要近年来,形形色色家电器已经在人们的日常生活中扮演着十分重要的角色。
随着科学技术的不断创新,各种智能家电也渐渐的走进了人们的日常生活,其中温度控制方面在智能家电领域的应用将十分广泛。
本课题所研究的智能温度检测,采用目前市场普遍应用的数字温度传感器实现,加之其人性化的液晶显示功能,今后在家用电器领域具有广阔的应用前景。
系统主要的组成模块如下:键盘扫描模块(4个独立按键);检测信息提示模块(发光二极管);日期显示模块(通过DS1302时钟芯片实现);液晶显示模块(采用12864液晶显示芯片);温度控制模块(使用DS18B20温度传感器设计);其实现的主要功能为:(1)日期显示,用于实现实时的时间信息显示(2)加热模式,主要应用在智能热水器方面,用于控制水温。
(3)制冷模式,主要应用在智能冰箱方面,用于控制冷藏食物的温度。
(4)恒温模式,主要应用在空调方面,用于控制室内的温度,保持恒温。
(5)附加功能:体温检测模式。
由于目前世界各国人们正在遭受甲型H1N1流感的威胁,本设计所带的附加功能,主要完成初步检测的任务。
温度控制系统设计毕业设计论文
目录第一章设计背景及设计意义 (2)第二章系统方案设计 (3)第三章硬件 (5)3.1 温度检测和变送器 (5)3.2 温度控制电路 (6)3.3 A/D转换电路 (7)3.4 报警电路 (8)3.5 看门狗电路 (8)3.6 显示电路 (10)3.7 电源电路 (12)第四章软件设计 (14)4.1软件实现方法 (14)4.2总体程序流程图 (15)4.3程序清单 (19)第五章设计感想 (29)第六章参考文献 (30)第七章附录 (31)7.1硬件清单 (31)7.2硬件布线图 (31)第一章设计背景及研究意义机械制造行业中,用于金属热处理的加热炉,需要消耗大量的电能,而且温度控制是纯滞后的一阶惯性环节。
现有企业多采用常规仪表加接触器的断续控制,随着科技进步和生产的发展,这类设备对温度的控制要求越来越高,除控温精度外,对温度上升速度及下降速度也提出了可控要求,显而易见常规控制难于满足这些工艺要求。
随着微电子技术及电力电子技术的发展,采用功能强、体积小、价格低的智能化温度控制装置控制加热炉已成为现实。
自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用,温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。
随着单片机技术的飞速发展,通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。
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。
对工件的处理温度要求严格控制,计算机温度控制系统使温度控制指标得到了大幅度提高。
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。
毕业设计(论文)-温度监控系统的设计
引言随着“信息时代”的到来,作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步,其应用领域越来越广泛,对其要求越来越高,需求越来越迫切。
传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。
因此,了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号,使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制,但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。
传感器主要用于测量和控制系统,它的性能好坏直接影响系统的性能。
因此,不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标,还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求,而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解,才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来,适应传感器的生产、研制、开发和应用。
另一方面,传感器的被测信号来自于各个应用领域,每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效,各自都在开发研制适合应用的传感器,于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。
温度传感器是其中重要的一类传感器。
其发展速度之快,以及其应用之广,并且还有很大潜力。
为了提高对传感器的认识和了解,尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途,基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。
本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一温度监控系统。
文中传感器理论单片机实际应用有机结合,详细地讲述了利用热敏电阻作为热敏传感器探测环境温度的过程,以及实现热电转换的原理过程。
本设计应用性比较强,设计系统可以作为生物培养液温度监控系统,如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统等等。
课题主要任务是完成环境温度检测,利用单片机实现温度调节并通过计算机实施温度监控。
设计后的系统具有操作方便,控制灵活等优点。
本设计系统包括温度传感器,A/D转换模块,输出控制模块,数据传输模块,温度显示模块和温度调节驱动电路六个部分。
毕业设计(论文)-基于专用温度传感器的温度检测系统模板
在现代工业领域,温度检测系统是指用某种方式显示出当前的环境温度。
传统使用PTC或NTC电阻作为温度传感器的方式在使用过程中存在着很多不足之处,比如所采集温度的精度比较低、系统的可靠性差、设计难度较大、整体设计成本较高等缺点,已经无法满足现代工业生产中高精度温度控制的需求。
而采用专用温度传感器,则可以在克服以上缺点,很大程度上提高温度检测系统的性能。
本文阐述了一个基于专用温度传感器AD590的高精度温度检测系统的设计和实现过程。
整个设计包括:使用AD590的模拟温度采集传感器,专用仪表放大器AD620的信号处理系统,由ADC0804构成的模数转换电路,采用AT89C52组成的单片机系统,数码管显示系统和整机所需的供电系统。
关键字:温度检测系统;AD590;AT89C52ⅠThe temperature check system in modern industry is that uses some special method to process and display the environmental temperature. Tradition uses PTC or NTC resistance to be using process to there be existing much defects as the temperature sensor way, supposes that what be detected the temperature has a bad accuracy, systematic reliability is bad, has much difficulties to design, and the cost of entire system is expensive. To use this method already unable satisfied modern industry produces the need being hit by the high-accuracy temperature under the control. Use the special temperature transducer could improve the systematic function of temperature detecting.This article elaborated the high-accuracy temperature having set forth a because of special temperature transducer AD590 checks the main body of a book systematically designing and realizing process. Entire design is included: Use the AD590 temperature transducer to detect the analog temperature, instrumentation amplifier AD620 signal process system, change the analog signal to digital signal circuit of ADC0804, the AT89C52 MUC system and the power system.Key word:temperature check system;AD590;AT89C52Ⅱ目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)目录 (Ⅲ)1 绪论 (1)1.1简介 (2)1.2 温度控制系统的国内外现状 (2)1.3温度控制系统方案 (2)1.4 论文的主要任务和所做的工作 (2)2设计方案以及论证 (4)2.2 温度传感部分 (4)2.3 A/D转换部分 (5)2.4数字显示部分 (6)3电路设计 (8)3.1 硬件电路设计 (8)3.1.1 温度采集电路 (8)3.1.2 AD转换电路 (8)3.1.3 单片机电路 (10)3.1.4 显示电路 (14)3.1.5 电源电路 (16)3.2 软件系统设计 (16)3.2.1 主程序设计 (16)3.2.2 AD转换程序 (17)3.2.3 温度采样 (18)3.2.4温度标度转换算法 (19)3.3 特殊元器件介绍 (22)4 总结 (24)参考文献 (25)附录 (26)1 绪论1.1 简介当代社会,温度检测系统被广泛应用于社会生产、生活的各个领域。
温度检测与控制试验系统设计
温度检测与控制实验系统设计任务书设计参数:被测温度1200C,最大误差不超过±1℃,设计要求:(1).被控对象为小型加热炉,供电电压220VAC,功率2KW,用可控硅控制加热炉温度;(2).通过查阅相关设备手册或上网查询,选择温度传感器、调节器、加热炉控制器等设备(包括设备名称、型号、性能指标等);(3).设备选型要有一定的理论计算;(4).用所选设备构成实验系统,画出系统结构图;(5).列出所能开设的实验,并写出实验目的、步骤、要求等温度检测与控制实验系统设计一摘要本文介绍了一个简单的温度检测与控制系统的设计。
该系统的被控对象为小 型加热炉,供电电压为220VAC,功率2KW,被测温度1200度,误差不超过±1℃。
本设计通过热电偶测量加热炉内液体的温度,将热电偶的输出信号直接传输到调 节器,该调节器内部集成有变送器,并且可设定给定温度值,本实验为1200度。
调节器将偏差信号变为标准的4-20MA 或l —5v 电信号。
该信号输出到调功器, 可改变晶闸管导通时间,从而调节输出平均电压的大小,实现加热炉温度的控制。
经验证此控制器的性能指标达到要求。
二系统框图本系统中,检测单元热电偶,调节器为集成变送器的数字调节器,执行器为 可控硅调功器,被控对象为加热炉,被控参数为温度。
三设备选型1热电偶热电偶要求测温度1200度,误差不超过±1℃,所以决定了只能用钳钱等贵 金属材料热电偶。
钳馅热电偶乂称高温贵金属热电偶,钳铭有单伯铭(钳铭 10-伯铭)和双祐钱(钳钱30-伯铭6)之分,它们作为温度测量传感器,通 常与温度变送器、调节器及显示仪表等配套使用,组成过程控制系统,用以 直接测量或控制各种生产过程中0T800C 范围内的流体、蒸汽和气体介质 以及固体表面等温度。
钳籍热电偶的工作原理是伯铭热电偶是由两种不同成分的导体两 端接合成回路时,当两接合点温度不同时,就会在回路内产生热电流。
毕业设计(论文)-基于CC2530的温度监测系统设计
编号:( )字 号本科生毕业设计题目:姓名: 学号: 班级:二〇一四年六月基于CC2530的温度监测系统设计 信息工程2010-4班中国矿业大学本科生毕业设计姓名:学号:********学院:信息与电气工程学院专业:信息工程设计题目:基于CC2530的温度监测系统设计专题:指导教师:华钢职称:教授二〇一四年六月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院信息与电气工程学院专业年级信息2010级学生姓名李明达任务下达日期:2013年12月30日毕业设计日期:2013年12月30日至2014年6月10日毕业设计题目:基于CC2530的温度监测系统设计毕业设计专题题目:毕业设计主要内容和要求:1.设计基于CC2530的无线温度检测节点;2.多个节点组成一跳网络;3.节点可睡眠;4.设计节点软件;5.简单设计上位机软件院长签字:指导教师签字:年月日指导教师评语(①基础理论及基本技能的掌握;②独立解决实际问题的能力;③研究内容的理论依据和技术方法;④取得的主要成果及创新点;⑤工作态度及工作量;⑥总体评价及建议成绩;⑦存在问题;⑧是否同意答辩等):成绩:指导教师签字:年月日评阅教师评语(①选题的意义;②基础理论及基本技能的掌握;③综合运用所学知识解决实际问题的能力;③工作量的大小;④取得的主要成果及创新点;⑤写作的规范程度;⑥总体评价及建议成绩;⑦存在问题;⑧是否同意答辩等):成绩:评阅教师签字:年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩摘要本文主要对煤矿监控系统中温度的监测进行研究和分析,根据国内目前对于温度监测方法的研究,设计了一种基于CC2530的温度监测系统。
本文首先对本课题的研究意义及国内发展现状进行分析和研究,详细比较了几种现有的温度监测方法,根据煤矿监控系统所处的复杂环境需要,提出了基于CC2530的温度监测系统设计。
随后本文对设计所采用的ZigBee无线自组网技术和ZigBee开发套件进行了简要介绍,并对设计所采用的Z-Stack协议栈的工作流程作详细介绍。
(完整版)温度控制系统毕业设计
绪论随着新技术的不断开发与应用,近年来单片机发展十分迅速,一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起,单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。
传统的温度采集方法不仅费时费力,而且精度差,单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决[1]。
传统的控制方式以不能满足高精度,高速度的控制要求,如温度控制表温度接触器,其主要缺点是温度波动范围大,由于他主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的,受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制,通断频率很低。
本设计使用单片机作为核心进行控制。
单片机具有集成度高,通用性好,功能强,特别是体积小,重量轻,耗能低,可靠性高,抗干扰能力强和使用方便等独特优点,在数字、智能化方面有广泛的用途。
1 温度控制及单片机发展历程温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛,但从国内生产的温度控制器来讲,总体发展水平仍然不高,同日本、美国、德国等先进国家相比,仍然有着较大的差距。
成熟的温控产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主,它们只能适应一般温度系统控制,而用于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表,国内技术还不十分成熟,形成商品化并广泛应用的控制仪表较少[2]。
随着我国经济的发展及加入WTO,我国政府及企业对此都非常重视,对相关企业资源进行了重组,相继建立了一些国家、企业的研发中心,开展创新性研究,使我国仪表工业得到了迅速的发展。
单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。
尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上,但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件:CPU、内存、内部和外部总线系统,目前大部分还会具有外存。
同时集成诸如通讯接口、定时器,实时时钟等外围设备。
而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。
单片机也被称为微控制器(Microcontroller),是因为它最早被用在工业控制领域。
毕业设计论文(烘箱温度控制系统的设计)
随着电子技术的飞速发展,自动控制、智能仪器、智能家电的广泛应用,给社会带来了巨大改变。
单片机技术的发展给智能仪器、智能家电注入了新的活力。
单片微型计算机的功能不断增强,许多高性能的新型机种不断涌现出来。
单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点,称为自动化和各个测控领域中广泛应用的器件,在工业生产中称为必不可少的器件,而温度是工业对象中主要的控制参数之一。
现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到温度控制,早期温度控制主要应用于工厂中,例如钢铁的水溶温度,不同等级的钢铁要通过不同温度的铁水来实现,这样就可能有效的利用温度控制来掌握所需要的产品了。
设计中介绍了以AT8951单片机为核心的烘箱的温度控制系统的工作原理和软件设计方法。
设计中详细介绍了软件设计部分,在这里采用模块化结构,主要模块有:主程序、中断服务程序、采样程序、报警程序、键盘/显示程序以及PID计算程序等。
此外,设计中还介绍了该系统的所用到的主要芯片,如AT8951单片机,A/D转换芯片ADC0809等等。
由于设计具有很强的通用性,所以本设计也可用于其它的温度控制系统。
全文分四个部分:一、AT89C51单片机主要功能以及它的概述;二、控制系统的硬件电路组成部分;三、系统的软件控制程序,四、系统抗干扰相关措施。
整个电路包括主机、模拟输入输出通道、A/D转换电路、键盘和显示电路。
在温度传感器和A/D转换器的选择方面,分别采用了MAX6675传感器和ADC0809转换器。
在硬件设计方面,此设计中从单点温度控制引申到多点温度开关控制进行了详细的介绍,并最终利用AT89C51单片机实现了烘箱的温度控制。
关键字:单片机;温度;A/D转换;PID ;ADC0809 ;MAX6675第一章引言 (4)1.1技术指标 (4)1.2控制方案设计 (4)第二章 AT89C51单片机主要功能及它的概述 (5)2.1单片机的基本组成和内部结构 (5)2.2A T89C51单片机引脚图及各引脚的功能 (7)2.2.1 单片机主控电路的主要元件AT 89C51引脚图 (7)2.2.2 AT89C51单片机各引脚功能 (7)第三章控制系统的硬件电路组成部分 (10)3.1烘箱温度控制系统的工作原理及它的组成部分 (10)3.1.1 烘箱温度控制系统的工作原理 (10)3.1.2 烘箱温度控制系统的组成部分 (10)3.2温度控制电路 (11)3.3温度检测电路 (12)3.3.1 温度检测和变送器 (12)3.3.2 接口电路的设计 (13)第四章系统的软件控制程序 (15)4.1软件的总体设计 (15)4.1.1 程序设计原则 (15)4.1.2 各个功能模块的功能说明 (15)4.1.3 参数传递 (15)4.2温度检测电路的设计 (15)4.3主程序清单 (19)4.4中断服务程序设计 (22)4.5显示子程序设计 (24)4.6键盘扫描处理程序 (25)4.7定时中断子程序 (26)4.8数据字节与位定义 (27)第五章系统抗干扰相关措施 (28)5.1单片机系统中硬件抗干扰设计 (28)5.1.1 抑制干扰源常用措施 (28)5.1.2 切断干扰传播途径措施 (28)5.1.3 提高敏感器件的抗干扰性能 (29)5.2单片机系统软件的抗干扰 (29)5.2.1 模拟输入信号抗干扰 (29)5.2.2 “死机”现象的克服 (30)5.3系统复位特征 (31)5.3.1 上电标志的设定方法 (31)5.3.2 软件复位与中断激活标志 (31)5.3.3 程序失控后恢复运行的方法 (31)5.4眠抗干扰 (32)第六章结语 (33)第一章引言随着集成电路技术的发展,在冶金、机械、食品加工、化工等工业生产过程中,广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等,都是要求对温度进行严格控制的。
温度控制器毕业设计
南通职业大学毕业设计(论文)课题:基于单片机的温度控制系统学院电子信息工程学院专业(方向)班级电子092D学号*********姓名陈玲完成日期指导教师刘剑峰基于单片机的温度控制系统摘要本文提出的温度采集控制系统以单片机(STC89C52)为核心,由控制部分、显示部分和温度测量部分组成。
该系统大部分功能通过硬件来实现,电路简单明了,系统稳定性很高。
这套温度控制系统可以方便地实现温度测量、温度显示等功能,并通过与单片机连接的键盘可以实时设定测控温度的下限,还可以连接相应的外围电路,在收到单片机发出的指令后对环境进行检测本文首先描述系统硬件工作原理,并附以系统结构框图加以说明,着重介绍了本系统所应用的各硬件模块的功能和它的工作过程;其次,详细阐述了程序的各个模块及其实现过程。
本系统的主要设计思想是以硬件为基础,软件和硬件相结合,最终实现各个模块的功能。
关键字:单片机、温度采集、硬件模块The Design of Temperature Control System Based onSCMABSTRACTThe design and implementation of temperature control system based on SCM (AD590), it makes up of control part, display part and temperature testing part. Most functions of this system are realized by hardware, the electric circuit is reliable, and the system can achieve higher stability.The system can measure and display the temperature, set the limit figure of temperature by the keyboard which connects with SCM instantly, and still can link corresponding peripheral equipment to heat the environment up after received the instruction that SCM issued.Firstly, the working principle of hardware is described in this paper which adds the structural block diagram for explanation. This paper emphatically introduces the functions and working process of each applied module. Secondly, this text expounds the functions of each module of program. The dominant thought of this text is that hardware is regarded as the foundation, software combining with hardware to actualize the functions.Key Words:SCM、 Temperature collection、 Hardware module引言在国民经济各部门,如电力、化工、机械、冶金、农业、医学以及人们的日常生活中,温度检测是十分重要的。
自动化专业毕业设计 温度控制器的设计
温度控制器的设计摘要在现代社会中,温度控制不仅应用在工厂生产方面,其作用也体现到了各个方面,随着人们生活质量的提高,生活中都会见到温度控制的影子,温度控制将会更好的服务于社会。
而今,空调等家用电器随着生产技术的发展和生活水平的提高越来越普及,一个简单,稳定的温度控制系统能更好的适应市场。
本温度控制器的设计中,主控制电路是以AT89C52为控制核心来设计的,其中硬件部分包括DS18B20温度采样电路、按键电路、报警电路、LED数码显示器。
在配合用C语言编制的程序中实现空调的温度控制基本功能。
本控制电路成本低廉,功能实用,操作简便,有一定的实用价值。
关键词: AT89C52 DS18B20 LED数码显示Temperature controller designABSTRACTIn modern society, the temperature control is not only used in factory production, its action also reflect on each aspect, as people's life quality is improving, life will see temperature control shadow, temperature control will be better service to the society. Now, air conditioning and household appliances as production technology development and improvement of living standards, a simple is becoming more and more popular, stable temperature control system can better adapt to the market.This temperature controller design, main control circuit is designed as control core AT89C52, of which the hardware part includes DS18B20 temperature sampling circuit, buttons circuit, alarm circuit, LED digital display. In coordination with C language program realization of air temperature control basic functions. This control circuit cost is low, functional practical, simple operation, and has certain practical value.KEY WORDS: AT89C52 DS18B20 LED digital display目录摘要 (I)ABSTRACT ................................................. I I 1概论 . (1)1.1空调温度控制器的介绍 (1)1.2课题的目的及意义 (1)1.3本文的结构 (2)2总体设计 (3)2.1系统的总体设计 (3)2.2主要元器件的介绍及特点 (3)2.2.1单片机 (3)2.2.2 AT89C52的介绍及其特点 (4)2.2.3 DB18B20温度传感器 (6)2.2.3.1 DS18B20工作原理及应用 (6)2.2.3.2 DS18B20的主要特征 (7)3 硬件设计 (8)3.1各单元模块的设计 (8)3.1.1单片机及其电路 (8)3.1.2温度采集电路 (9)3.1.3外部晶振电路 (9)3.1.4按键选择电路 (10)3.1.5安全报警电路 (11)3.1.6 LED数码管显示电路 (12)3.2硬件总体设计 (14)3.2.1硬件设计软件介绍 (14)3.2.2硬件设计过程 (14)3.3.3硬件实物图 (17)4软件设计 (19)4.1编译软件 (19)4.2软件设计工具 (19)4.3C51优化的C语言交叉编译器 (20)4.4系统设计流程图 (21)4.5 DS18B20工作流程图及软件驱动程序 (22)4.6程序运行结果 (28)5 总结 (29)参考文献 (30)附录 (31)1、软件源程序 (31)2、原理图 (38)谢辞 (39)1概论1.1空调温度控制器的介绍空调器即空气调节器(room air conditioner),是一种用于给空间区域提供处理空气的机组。
毕业设计---空调机的温度控制系统设计
空调机的温度控制系统设计摘要空调机的温度控制对于工业和日常生活等工程都具有广阔的应用前景。
本文将传统控制理论与智能控制理论相结合应用于温度控制的实际工程中。
首先,设计出系统的硬件构成,然后,从热力学的角度对温度对象的特性做了较深入的分析,从理论上推导出温度对象的常用的一阶带纯滞后的近似数学模型,并给出了数学模型中各参数的含义。
在此基拙上,本文分析了现有空调机控制方法的利弊,并针对它们各自的优、缺点,对具有纯滞后特性的温度对象提出一种改进的模糊控制方法。
该方法将模糊控制、PID控制结合起来。
通过数字仿真表明该方法对空调机温度的控制具有超调小(可达到无超调)、调节时间短、鲁棒性好等优点。
在此基拙上,用阶跃信号做激励,辨识出系统的数学模型。
本文的最后,通过对实物实验结果可以看出,本文所提出的改进的模糊控制算法对非线性、具纯滞后环节对象的控制是很有效的。
温度控制系统的软件采用汇编语言编制,控制算法部分采用C与汇编混合编程。
该软件基于Windows20000/xp平台,人机界面友好,易于用户操作。
具有在线修改采样时间、控制算法、控制参数、图形显示及数据保存和打印功能。
设计的空调机温度控制的精确性,使用方便,功能齐全。
目录摘要........................................................................................................... - 1 - Abstract...................................................................... 错误!未定义书签。
目录........................................................................................................... - 2 - 前言........................................................................................................... - 3 - 1MCS-51单片机简介.............................................................................. - 6 -1.1芯片的引脚描述.......................................................................... - 6 -1.2 MSC-51单片机中央处理器....................................................... - 9 -2 温度控制系统的实现.......................................................................... - 11 -2.1总体设计..................................................................................... - 11 -2.2信号采样电路设计.................................................................... - 12 -2.2.1温度采样电路设计.......................................................... - 12 -2.2.2单片机最小系统的设计.................................................. - 14 -2.3 A/D转换电路设计.................................................................... - 16 -2.3.1 A/D转换的常用方法...................................................... - 16 -2.3.2 A/D转换器的主要技术指标........................................... - 17 -2.3.3 ADC0809的主要特性和内部结构.................................. - 17 -2.3.4 ADC0809管脚功能及定义.............................................. - 18 -2.3.5 ADC0809与8031的接口电路........................................ - 20 -2.4软件系统的初始化程序............................................................ - 20 -2.5软件程序的主循环框架............................................................ - 21 -2.6校准程序.................................................................................... - 23 -3 控制算法的研究................................................................................. - 25 -3.1 PID算法的研究......................................................................... - 25 -3.2模糊控制系统设计.................................................................... - 25 -3.2.1模糊控制算法.................................................................. - 26 -3.2.2模糊控制的基本概念...................................................... - 27 -3.2.3模糊控制过程.................................................................. - 28 - 总结......................................................................................................... - 33 - 致谢......................................................................................................... - 34 - 参考文献................................................................................................. - 35 -前言控制菌种生长环境的设施和设备由功能简单、单一的气候箱发展成现在控制复的人工气候室,这对于研究在人工模拟自然生态环境中生长因素对菌种生长的提供了必要的条件和能够继续深入研究的基础。
毕业设计毕业论文家用电器远程控制系统的设计
本科生毕业设计家用电器远程控制系统的设计独创性声明本人郑重声明:所呈交的毕业论文(设计)是本人在指导老师指导下取得的研究成果。
除了文中特别加以注释和致谢的地方外,论文(设计)中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。
与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文(设计)中作了明确的说明并表示了谢意。
签名:年月日授权声明本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业论文(设计)的规定,即:有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文(设计)的复印件和磁盘,允许毕业论文(设计)被查阅和借阅。
本人授权许昌学院可以将毕业论文(设计)的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文(设计)。
本人论文(设计)中有原创性数据需要保密的部分为(如没有,请填写“无”):签名:年月日指导教师签名:年月日摘要随着我国通信产业的迅猛发展,移动手机及电话机已走进了千家万户。
本文设计了一种基于单片机80C51的电话远程控制系统,利用公用电话网络来实现对家用电器的远程控制。
该系统以80C51单片机和MT8870双音多频解码器为核心,辅以振铃检测电路、模拟摘机电路、语音提示电路及家用控制电路来实现其功能。
用户在户外可通过任意一部双音多频电话(包括手机、电话分机),根据语音提示,可以对各种电器(如电饭锅、微波炉等电器)进行远程控制。
该系统设计实用,功能灵活多样,可靠性高,操作方便,可以广泛地应用于家庭或者其它场所的智能控制。
关键词:80C51单片机;远程电话控制;家用电器;ABSTRACTWith the rapid development of communication, telephone is widely used all over the world. In this paper introduces a design about based the remote telephone control system which based on microcontroller 80C51, using the public telephone network to realize the remote control for household appliances. This system put MT8870 and microcontroller 80C51 as the core , with frequency decoder ringing detection circuit , simulated pick electromechanical road, audio circuits and home control circuit to realize its function. Users in the outdoor can pass any a dual multi phone ( including mobile , telephone extension) , according to the voice prompt, to various appliances ( such as can be rice cooker, microwave oven, etc. Electronics) remote control. This system is practical, and the function is flexible , and the operation is convenient with high reliability , which can be used extensive in various kinds of control equipment to home and others field.Keywords:80C51; Telephone remote control; Household appliances;目录1 绪论 (1)2 系统设计原理及可行性分析 (2)2.1硬件功能分析 (2)2.2硬件模块 (3)2.2.1 振铃检测模块 (3)2.2.2 模拟摘机模块 (4)2.2.3 DTMF双音频解码模块 (4)2.2.4 语音提示模块 (4)2.2.5 家用电器控制模块 (4)2.3软件模块分析 (5)2.4系统应用的前景 (5)2.5仿真说明 (5)3 硬件电路设计 (6)3.180C51单片机 (6)3.2振铃检测电路 (7)3.3模拟摘机电路 (8)3.4DTMF双音频解码电路 (10)3.5语音提示电路 (12)3.6家用电器控制电路 (15)4 系统软件设计 (17)4.1系统总体分析 (17)4.2设计程序流程图 (17)4.3电话远程控制系统程序 (18)5 总结 (19)参考文献 (20)附录 (21)附1电路总图 (21)附2电路仿真图 (21)附3程序清单及检测 (25)致谢 (32)1绪论随着社会的不断进步,人们越来越喜欢追求高效、高质量的生活。
温度控制系统毕业设计
摘要在日常生活及工农业生产中,对温度的检测及控制时常显得极其重要。
因此,对数字显示温度计的设计有着实际意义和广泛的应用。
本文介绍一种利用单片机实现对温度只能控制及显示方案。
本毕业设计主要研究的是对高精度的数字温度计的设计,继而实现对对象的测温。
测温系数主要包括供电电源,数字温度传感器的数据采集电路,LED显示电路,蜂鸣报警电路,继电器控制,按键电路,单片机主板电路。
高精度数字温度计的测温过程,由数字温度传感器采集所测对象的温度,并将温度传输到单片机,最终由液晶显示器显示温度值。
该数字温度计测温范围在-55℃~+125℃,精度误差在±0.5℃以内,然后通过LED数码管直接显示出温度值。
数字温度计完全可代替传统的水银温度计,可以在家庭以及工业中都可以应用,实用价值很高。
关键词:单片机:ds18b20:LED显示:数字温度.AbstractIn our daily life and industrial and agricultural production, the detection and control of the temperature, the digital thermometer has practical significance and a wide range of applications .This article describes a programmer which use a microcontroller to achieve and display the right temperature by intelligent control .This programmer mainly consists by temperature control sensors, MCU, LED display modules circuit. The main aim of this thesis is to design high-precision digital thermometer and then realize the object temperature measurement. Temperature measurement system includes power supply, data acquisition circuit, buzzer alarm circuit, keypad circuit, board with a microcontroller circuit is the key to the whole system. The temperature process of high-precision digital thermometer, from collecting the temperature of the object by the digital temperature sensor and the temperature transmit ted to the microcontroller, and ultimately display temperature by the LED. The digital thermometer requires the high degree is positive 125and the low degree is negative 55, the error is less than 0.5, LED can read the number. This digital thermometer could replacethe traditional mercurial thermometer, can be used in family or industrial and production, it has a great value.Key words: MCU: DS18B20 : LED display: Digital thermometer。
温度测控系统设计报告
ow_reset();
write_byte(0xcc);//跳过ROM
write_byte(0xbe);//读
temp.c[1]=read_byte();
temp.c[0]=read_byte();
ow_reset();
write_byte(0xcc);
write_byte(0x44); //开始
delay(100);
}
if(s||b)//十位显示
{
P2=0x04;
P0=~led_code[s];
delay(100);
}
else
{
P2=0x04;
P0=0xbf;
delay(100);
}
P2=0x08;
P0=~led_code[g]; //个位显示
}
}
void main()
{
uchar i=0,j,k=0;
{
DQ=0; delay(50);//低电平480us
DQ=1; delay(15);//DQ高电平等待
}
uchar read_byte() //从单总线上读取一个字节
{
uchar i,value=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
value>>=1;
DQ=0;
DQ=1;
delay(1);
if(DQ) value|=0x80;
三、方案论证:
系统框图设计如图1所示:
四、系统硬件设计:
系统硬件设计图
五、软件设计:
(1)程序流程图如图3所示:
流程图如下所示开始时各个部件都是初始化,准备读取温度,如果设置温度,我们将设置上限温度和下限温度,并且在LED上面显示上限温度和下限温度。如果LED上显示的温度是大于上限温度则开启风扇停止加热也报警;如果LED上显示的温度是小于下限温度则关风扇加热也有报警。如果读取温度是介于当中则关闭报警,流程图如下所示:
温度测控系统的设计与实现
毕业设计(论文)温度测控系统的设计与实现姓名系别、专业导师姓名、职称完成时间基于AT89C51单片机的温度测控系统设计摘要设计一款基于A T89C51单片机的温度测控系统,介绍该系统的工作原理和设计方法。
该系统温度信号由数字温度传感器DS18B20采集,送A T89C51单片机进行处理,并通过数码管显示。
控温部分使用4×4矩阵按键进行温度上限和下限的设定,当温度超过设定值范围后,单片机将发出控制信号启动升温装置或降温装置,使温度保持在一定的范围。
实验测试证明,设计的样机系统测温控温精度均为0.1℃,测温控温的范围可达-55~+125℃,可应用于家用电器、汽车、冷库等领域。
关键词:A T89C51;DS18B20;数码管;温度测控引言温度的测量和控制在日常生活和工业领域中具有广泛的应用,随着人们生活水平的大幅提高,对温度测量控制的精度和范围也有着更高的要求。
在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题,这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控等现象。
PID控制方式控制稳定且精度高,但是控制对象的模型难以建立,并且当扰动因素不明确时,参数调整较复杂。
本文采用DS18B20数字温度传感器,该传感器具有微型化、封装简单、低功耗、高性能抗干扰能力、测量范围广、强易配处理器等优点,可使系统测量更加精确,电路更加简单。
实验测试证明,设计的样机系统测温控温精度均为0.1℃,测温控温的范围可达-55~+125℃,可应用于家用电器、汽车、冷库等领域。
1 系统总体方案该系统将检测点的温度采集之后发送到单片机进行处理,并通过4×4矩阵按键进行温度上限和下限的设定。
当温度超过设定值范围后,单片机将发出控制信号启动升温装置或降温装置,使温度恒定在一定的范围。
系统主要包括温度采集模块、4×4行列式矩阵按键模块、主控模块、温度控制模块、测温控温显示模块等,其结构框图如图1所示。
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目录1 引言 (1)2 系统概述 (3)2.1系统总体设计目标 (3)2.2系统总体设计方案 (3)2.2.1系统设计方案 (3)2.2.2 系统框图 (3)3 系统硬件电路设计 (5)3.1单片机最小系统设计 (5)3.2LCM1602口线方式驱动接口 (6)3.2.1 LCM1602简介 (6)3.2.2 LCM1602口线方式驱动接口电路设计 (7)3.3行列式扫描键盘电路 (8)3.4数字电位器驱动 (9)3.4.1数字电位器DS1867简介 (9)3.4.2数字电位器驱动电路设计 (11)3.5数字温度计DS18B20及1-WIRE总线 (12)3.5.1 数字温度计DS18B20简介 (12)3.5.2 数字温度计DS18B20电路设计 (13)4 系统软件设计 (15)4.1程序设计步骤 (15)4.2各模块程序设计 (15)4.2.1 DS18B20模块程序设计 (15)4.2.2 液晶模块程序设计 (16)4.2.3 数字电位器模块程序设计 (18)4.2.4 程序流程图 (18)5 系统调试 (19)5.1硬件调试 (19)5.2软件调试 (19)5.3联机调试 (19)5.4调试中遇到的问题及解决方法 (19)I5.5功能实现 (20)总结 (21)参考文献 (22)附录1:程序详解 (23)附录2:程序流程图 (38)附录3:整体电路图 (40)致谢 (41)II天津职业技术师范大学2010届本科生毕业设计1 引言单片机自问世以来,性能不断提高和完善,其资源又能满足很多应用场合的需要,加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点。
因此在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算器、家用电器等领域的应用日益广泛,并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。
单片机的潜力越来越被人们所重视。
特别是当前用CMOS工艺制成的各种单片机,由于功耗低,使用的温度范围大,抗干扰能力强、能满足一些特殊要求的应用场合,更加扩大了单片机的应用范围,也进一步促使单片机性能的发展。
在我国,单片机已被广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪表、智能化家用电器、航空航天系统和和国防军事、尖端武器等各个方面。
我们可以开发利用单片机系统以获得很高的经济效益。
更重要的意义是单片机的应用改变了控制系统传统的设计思想和方法。
以前采用硬件电路实现的大部分控制功能,正在用单片机通过软件方法来实现。
这种以软件结合硬件或取代硬件并能提高系统性能的控制技术称为微控制技术。
例如,本文所要论述的通过单片机来控制家用电器功率及对其使用环境进行监测。
家用电器不断朝着智能化可操作化方向发展,对于我们日常用到的家用电器,功率是实现其功能的重要途径。
例如,电热毯、热水器、医疗激光器等等,都需要通过改变功率来实现其功能。
传统的功率改变电路并不能实现电器自动化的要求,在使用中不能达到简易操作的要求。
随着家用电器设计与制作的不断发展,其各个系统也在朝着智能化低成本的方向不断发展。
从操作简便,成本低,稳定性高的要求出发,通过微机控制家用电器工作的各个参数是实现家电智能化的重要途径。
本文即时运用单片机与外部电路的结合实现了对家用电器功率的控制及其使用环境的监测。
本系统主要通过由LCD,键盘组成的人机交互接口来实现调节家电电源内部的可调电阻,从而达到改变家用电器发射功率等级的目的。
它同时还实现了检测家用电器所在环境的温度、高温报警以及定时控制等功能。
单片机自20世纪70年代问世以来,以极其高的性能价格比受到人们的重视和关注,所以应用很广,发展很快。
单片机的特点是体积小、集成度高、重量轻、抗干扰能力强,对环境要求不高,价格低廉,可靠性高,灵活性好,开发较为容易。
正因为单片机有如此多的优点,因此其应用领域之广,几乎到了无孔不入的地步。
ATMEL89S52单片机以其可靠性高、体积小、价格低、功能全等优点,广泛地应用于各种智能仪器中,这些智能仪器的操作在进行仪器校核以及测量过程的控制中,达到了自动化,传统仪器面板上的开关和旋钮被键盘所代替,测试人员在测量时只需按需要的键,省掉1天津职业技术师范大学2010届本科生毕业设计很多烦琐的人工调节,智能仪器通常能自动选择量程,自动校准。
有的还能自动调整测试点,这样不仅方便了操作,也提高了测试精度。
虽然单片机的引入使控制系统大大“软化”,但与其它计算机应用问题相比,单片机控制应用中的硬件内容仍然较多,所以说单片机控制应用有软硬件相结合的特点。
为此,在单片机的应用设计中需要软、硬件统筹考虑,设计者不但要熟练掌握C语言等编程技术,而且还要具备较扎实的单片机硬件方面的理论和实践知识。
2天津职业技术师范大学2010届本科生毕业设计2 系统概述2.1 系统总体设计目标本系统是家用电器功率控制及温度监测系统,它通过由LCD,键盘组成的人机交互接口来实现调节家用电器器电源内部的可调电阻,从而达到改变家用电器功率等级的目的。
它同时还实现了检测家用电器所在环境的温度、高温报警以及定时控制等功能。
2.2 系统总体设计方案2.2.1系统设计方案界面采用LCM1602, 2行16字符的液晶显示模块,用以显示功率等级、定时参数以及温度变化等参数。
用户输入采用典型的4X4行列式扫描键盘,配合LCD和用户之间进行交互。
功率控制通过调节一个可编程的数字电位器来替代专用电源内部的可调电阻,实现改变家用电器的功率。
采用了DS1867器件,它是串行输入,双电位输出,阻值范围0-1OKQ,可调等级为256级的数字电位器。
温度采集器件采用DS18B20,它采用了DALLAS的1-WIRE总线技术,仅有3个引脚,其中只需要通过一个引脚即可完成双向数据传送,大大减少了对单片机I/O口的占用。
2.2.2 系统框图本系统设计的家电功率控制及温度监测系统分为如图2-1所示的五个主要模块图2-1系统框图3天津职业技术师范大学2010届本科生毕业设计1 以美国ATMEL(爱特梅尔)公司生产的40脚的AT89S52单片机为控制核心。
2界面采用LCM1602,用以显示功率等级、定时参数以及温度变化等参数。
3 用户输入采用典型的4x4行列式扫描键盘,配合LCD和用户之间进行交互。
4功率控制通过调节一个可编程的数字电位DS1867来替代专用电源内部的可调电阻,实现改变家用电器的功率。
5温度采集器件采用数字温度器DS18B20。
6当温度超过40℃时会点亮LED灯,实现自动报警。
4天津职业技术师范大学2010届本科生毕业设计3 系统硬件电路设计3.1 单片机最小系统设计单片机最小系统是利用最少的外围器件而使单片机工作的电路组织形式。
最小系统只包含单片机、振荡器、复位电路和电源。
如图3-1为最小系统电路图。
时钟信号[1]:单片机的XTAL2和XTAL1接晶振,这种结构通过晶振电容C1、C2与单片机内部结构组成一个时钟信号源,晶振的频率决定系统的时钟频率。
对于时间要求不是很高的系统,只要按图进行设计就能使系统可靠起振并稳定运行。
但由于图中的电容C1、C2起着系统时钟频率微调和稳定的作用。
因此,在实际应用中一定要注意正确选择参数(30±10PF),并保证对称性(尽可能匹配)。
图3-1单片机最小系统图复位电路:最简单的复位电路就是在RST与VCC之间连接一个10UF电解电容,当通电时,RST维持一段很短的高电平状态,使单片机复位,很快电容充电满后,RST电平被拉低。
单片机进入正常工作中。
一般应复位电路有手动或上电复位电路[4]。
复位电路的实现通常有两种方式:1)RC复位电路;2)专用µP监控电路。
前者实现简单,成本低,但复位可靠性相对较低;后者成本较高,但复位可靠性高,尤其是高可靠重复复位。
对于复位要求高并对5天津职业技术师范大学2010届本科生毕业设计6电源电压进行监视的场合,大多采用这种方式。
(1)专用µP 监控电路专用µP 监控电路又称电源监视电路,具有上电时可靠产生复位信号和电源电压跌落到“门槛值”时可靠产生复位信号功能。
按有效电平分,有高电平输出、低电平输出两种;按功能分,有简单的电源监视复位电路、带“看门狗”定时器(WATCH DOG ,又简称“WDT”)的监控电路、和WDT +EEPROM 的监控电路等多种类型。
比较常见的生产厂家有MAXIM 、PHILIPS 、IMP 以及DALLS 等,51系列微处理器中常用的型号有MAX813L 、MAX809、X25043/5等。
(2)RC 复位电路本系统采用的是这种复位方式。
RC 复位电路的实质是一阶充放电电路。
系统上电时该电路提供有效的复位信号RST (高电平)直至系统电源稳定后撤销复位信号(低电平)。
理论上说,51系列单片机复位引脚只要外加2个机器周期的有效信号即可复位,即只要保证t =RC>2M (机器周期)便可,但实际设计中,通常取C3为10µF 以上,R2通常取10K 左右。
实践发现R2如果取值太小,例如1K ,则会导致RST 信号驱动能力变差而无法使系统可靠复位。
外部程序存储器访问控制端/EA VPP :由于没有使用外部程序存储器拓展,所以在这里/EA VPP 接高电平。
3.2 LCM1602口线方式驱动接口3.2.1 LCM1602简介LCM1602为兼容的液晶显示模块,支持5X7点阵和2行x l6字符两种模式,背光亮度和显示对比度可调,是一种功能较简易、价格较便宜的液晶显示器件。
它由液晶显示屏和驱动器两部分组成,单片机通过写控制字方式访问驱动器来实现对显示屏的控制。
1显示特征(1)单5V 电源电压、低功耗、长寿命、高可靠性 (2)内置192种字符(3)具有64个字节的自定义字符RAM ,可自定义8个5×8点阵字符或5×11点阵字符(4)显示方式:1/16DUTY ,1/5BIAS (5)视角方式:6点 (6)背光方式:底部LED(7)通讯方式:4位或8位并口可选(8)标准的接口特性,适配MC51和M6800系列MPU 的操作时序天津职业技术师范大学2010届本科生毕业设计2 接口定义表3-1接口定义3.2.2 LCM1602口线方式驱动接口电路设计根据如上对于LCM1602的介绍及整体设计要求, LCM1602口线方式驱动接口电路如图3-2所示7天津职业技术师范大学2010届本科生毕业设计图3-2 LCM1602口线方式驱动接口电路如表3-1介绍,LCM1602的15脚、16脚用于背光,分别接入正5V和负端。
7脚-14脚为数据线D0-D7和单片机的P0口相连,由于P0口没有上拉电阻,因此还需接入10K的电阻排。
4脚RS端为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器,低电平时选择指令寄存器。