电子设计竞赛(水温控制系统论文)
水温控制系统(D题)报告
南京邮电大学第五届电子设计竞赛设计报告参赛题目：水温控制系统题目编号： D参赛队员：钱锦城李前洋殷乐参赛单位：南京邮电大学自动化学院日期：二〇一〇年七月十三日摘要本文介绍了一种基于飞思卡尔（Freescale）HCS12系列单片机的水温控制系统的设计与实现原理。
本系统具有温度实时显示、温度测量、温度设定以及根据需要实时控温的功能。
本文重点介绍了，水温控制系统的电路设计、控制思想以及测试过程。
温度控制部分采用脉宽调制PWM波驱动加热设备的通断；控制部分采用经典的增量式PID算法，控制精确和及时，误差小。
关键字：Freescale HCS12 水温控制PID 脉宽调制PWM设计报告目录1.系统方案 (1)1．1 比较与选择 (1)1．1．1 题目要求 (1)1．1．2 控制电路方案比较 (1)1．1．3 测温方案的选择 (1)1．1．4 温度控制方案 (2)1．2 方案描述 (2)2. 理论分析与计算 (2)2．1 温度控制方案描述 (2)2．2 温度标定方法 (2)2．3 温度静态误差计算方法 (3)3.电路与程序设计 (3)3．1 电路设计 (3)3．1．1 温度采集电路 (3)3．1．2 显示、键盘电路 (4)3．1．3 加热控制电路 (5)3．1．4 升压电路 (5)3．1．5 单片机最小系统电路 (6)3．2 程序设计 (6)3．2．1 整体程序概述 (6)3．2．2 温度采集和计算程序 (8)3．2．3 PID加热控制 (8)4.测试方案与测试结果 (9)4．1 测试方案及测试条件 (10)4．2 测试结果完整性 (10)4．2．1 测定传感器温度值标定 (10)4．2．2 测试温度控制 (10)4．3 测试结果分析 (13)5.总结 (13)附录：参考文献 (13)1.系统方案1．1 比较与选择1．1．1 题目要求（1）、任务设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。
毕业设计(论文)-基于PLC实现的水温控制
基于PLC实现的水温控制XXX（陕西理工学院电气工程系自动化专业，2007级2班，陕西汉中723003）指导教师：XXX[摘要]针对工农业生产中现有的水温控制系统可靠性低、控制精度差、成本高等缺点。
我们利用三菱FX0N60-MR型PLC构建了一个水温控制系统对这一问题进行了研究。
在整个控制系统中以电阻炉作为被控对象，以水温为被控变量，以三菱FX0N60-MR型PLC为控制器，输入部分外加光电耦合器，并用按键和数码管构建了人机接口设置目标温度；控制算法的选择经过对模糊控制和PID算法的实验对比，最终选择采用PID。
PLC程序利用梯形图编程语言进行编写。
在系统搭建完成后我们利用试凑法，通过大量实验对PID控制器的参数进行了优化，进过测试系统能够达到设计要求。
除此之外该系统还具有硬件结构简单、系统可靠性高、制作成本低廉、控制器参数易于调试等优点。
能够利用小型PLC实现对水温较高精度的控制。
[关键词]PLC 温度控制PIDPLC-based temperature control to achieveLiao zhong lin(Grade 07,Class2,Major Automation，Department of Electrical Engineering，Shaanxi University ofTechnology，Hanzhong 723003，Shaanxi)Tutor: Liu pei[Abstract] According to the existing water temperature in the industry and agriculture production control system reliability, low cost, high control precision poor shortcomings. We use mitsubishi FX0N60-MR type PLC has constructed a water temperature control system for this problem is studied. In the whole control system to resistance furnace as controlled object to water temperature as controlled variables, the mitsubishi FX0N60-MR type PLC as the controller, input part plus photoelectric couplers, buttons and digital tube and constructing the man-machine interface set target temperature; The choice of control algorithm based on fuzzy control and PID algorithm experimental, finally choosing PID. PLC program use ladder diagram programming language to write. After the completion of the structures in the system we use trail-and-error, through a large number of experiments of PID controller parameters are optimized, the test system can meet the design requirements. Besides this system also has the hardware structure is simple, system reliability high, production cost is low, and the controller parameters is easy to debug, etc. Can use small PLC to control the water temperature higher accuracy.[Key words] PLC temperature control PID目录绪论 (1)1．设计方案的论证 (2)1.1PLC的选型 (2)1.1.1常用PLC的特点比较 (2)1.1.2本设计PLC的选型 (3)1.2控制方案的选择 (3)1.2.1采用模糊控制的温度控制 (3)1.2.2采用PID算法的温度控制 (3)1.2.3 控制方案的选择 (4)2．硬件电路的设计 (5)2.1PLC硬件资源分配设计 (5)2.2温度传感器 (8)2.2.1 利用温度变送器采集 (8)2.2.2 利用DS18B20采集 (8)2.3输入部分电路设计 (10)2.3.1 设置输入部分电路设计 (10)2.3.2 AD转换结果输入部分电路设计 (10)2.4输出部分电路设计 (10)3．系统软件的设计 (13)3.1PLC编程语言简介 (13)3.2输入部分程序设计 (15)3.3显示部分程序 (15)3.4PID运算部分程序设计 (15)4．系统的调试 (19)4.1硬件调试 (19)4.2软件调试 (19)4.1软硬件联合调试 (19)4.3实验数据 (19)参考文献 (20)英语科技文献翻译 (21)附录 (34)附录A：源程序 (34)附录B：元器件清单 (37)附录C：电路总图 (38)附录D：实物图 (39)致谢 (40)绪论温度控制系统在各行各业的应用虽然很广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高。
基于单片机的水温控制系统毕业设计论文
攀枝花学院本科毕业设计（论文）基于单片机的水温控制系统学生姓名：学生学号：指导教师：助理指导教师：攀枝花学院本科毕业设计（论文）摘要二〇一五年五月摘要随着工农业生产水平和人们生活水平的提高，对工农业环境和生活环境的要求也越来越高，工农业生产设备越来越趋向于自动控制控制乃至于智能控制，人们的日常用品也越趋于智能化和自动化，针对目前社会发展的实际需要，自动控制水温报警系统能应用于许多日常生活和工农业，所以本文的设计也应运而生。
本设计就通过51 系列单片机做出一个自动控制水温报警系统的模型。
本设计主要包括硬件和软件设计两个部分。
硬件部分包括单片机控制电路、传感器电路、驱动执行报警电路、数码管控制电路等部分组成。
处理器采用51 系列单片机AT89C51。
整个系统是在系统软件控制下工作的。
软件部分可以归划成以下几个模块：数据采集、按键控制、蜂鸣器报警、外接温度控制设备和显示等子函数模块。
本设计实现自动控制水温功能，即实时感测当前系统工作区的温度信息，温度信息通过数码管显示屏直观的显示出来，我们再根据自己对水温的实用需求，通过按键可以设置一个温度的控制范围，当温度值小于或者超出我们设定的范围时，本系统可以自动执行相应的加热和制冷工作，并接通蜂鸣器使其报警。
关键词：AT89c51 单片机，按键控制，数码管显示，AT24C02，DS18B20攀枝花学院本科毕业设计（论文）ABSTRACTABSTRACTAs the level of industrial and agricultural production and peopleliving standard rise, demand for industrial and agricultural environment and living environment is becoming more and more high, industrial and agricultural production equipment is more and more tend to automaticcontrol and intelligent control, People's Daily supplies are more tend to be more intelligent and automation, aiming at the practical needs of social development, the automatic control water temperature alarm system can be applied to a lot of daily life and industry and agriculture, so the design of this article also arises at the historic moment.This design by 51 series single chip microcomputer to make a model of automatic control temperature alarm system. This design mainly includes the design of hardware and software two parts. Hardware part includes single chip microcomputer control circuit, sensor circuit, driver execution alarm circuit, digital tube control circuit and other parts. The processor with 51 series microcontroller AT89C51. The whole system is the system software work under control. Software part can be as the following several modules: data collection, button control, buzzer alarm, external temperature control equipment and display DengZi function module.This design to realize automatic control water temperature function, the real-time temperature sensing the current system of information, the temperature information through digital tube display intuitive display, we again according to the practical demand for water temperature, through the buttons can set a temperature control range, when the temperature is less than or beyond the scope of we set, the system can automatically perform the corresponding heating and cooling, and turn on the buzzer alarm.Key words：AT89c51, button control, digital tube display, AT24C02,DS18B20,目录摘要 (I)ABSTRAC.T (II)前言 (1)1绪论 (2)1.1课题背景 (2)1.2国内外现状及研究水平 (2)1.3本课题的发展趋势 (3)2设计要求与方案论证 (4)2.1设计要求 (4)2.2系统基本方案选择和论证 (4)2.2.1单片机芯片的选择方案和论证 (4)2.2.2温度传感器设计方案论证 (5)2.2.3掉电保持方案论证 (5)2.3电路设计最终方案决定 (5)3系统的硬件设计 (7)3.1AT89C51 介绍 (7)3.1.1................................................................................................................. AT89C51 主要功能及 PDIP封装 (7)3.1.2............................................................................................................... A T89C51 引脚介绍 (7)3.1.3单片机最小系统 (8)3.2DS18B20 传感器介绍 (9)3.2.1............................................................................................................... D S18B20 概述 (9)3.2.2............................................................................................................. D S18B20 的内部结构 (10)3.3数码管介绍 (11)3.4AT24C02 简介 (11)4系统的软件设计 (14)4.1软件设计架构 (14)4.2主控制程序 (15)4.3DS18B20 的程序流程图 (16)5系统仿真 (17)5.1仿真软件 Proteus 的简介 (17)5.2keil uVision2 ..................................................... 编程开发工具的简介175.3仿真设计的预期目标 (17)5.3.1仿真设计的实现 (17)5.3.2最终仿真图 (18)6PCB 画图及实物制作 (19)6.1制作过程理论实践概述 (19)6.2设计原理图 (19)6.3印制电路板制作流程 (21)6.4最终实物图 (22)7组装与调试 (24)7.1系统组装 (24)7.2硬件调试 (24)7.3软件调试 (25)7.4硬件软件联合调试 (25)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附录 A 电路仿真图 (29)附录 B 实物展示 (30)附录 C C 语言程序 (31)附录 D PCB原理图 (43)前言随着社会的发展, 科学技术的进步和增强安全意识,在锅炉房大型工厂和学校越来越多关注工作环境是否是安全的, 所以水温控制变得尤为重要,因此, 本文的设计也应运而生。
水温自动控制系统毕业设计_论文
水温自动控制系统毕业设计_论文水温自动控制系统设计作者姓名：专业班级：电子信息科学与技术指导教师：摘要温度是工业控制对象主要被控参数之一，在温度控制中，由于受到温度被控对象特性（如惯性大、滞后大、非线性等）的影响，使得控制性能难以提高，有些工艺过程其温度控制的好坏直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。
为了实现高精度的水温测量和控制，本文介绍了一种以Atmel公司的低功耗高性能CMOS 8位单片机为核心，以PID算法控制以及PID参数整定相结合的控制方法来实现的水温控制系统，其硬件电路还包括温度采集、温度控制、温度显示、键盘输入以及RS232接口等电路。
该系统可实现对温度的测量，并能根据设定值对温度进行调节，实现控温的目的。
关键词：AT89S52；温度控制；PT1000；PIDDesign of Temperature Automatic Control SystemAbstract：The temperature is one of the mainly charged parameters which are industrial control targets. It is difficult to enhance the control performance due to the characteristics of the temperature charged object. Such as inertia, hysteresis and non-linear, etc…Its temperature control process will have a direct impact on the quality of the product in some technological process. Therefore it is absolute valuable to design a ideal temperature control system.In order to realize the high accuracy survey and control of water temperature. Systematic core is AT89S52, which is a low-power loss, high-performance8-bit MCU of Atmel Company. The system unifies PID control algorithm and PID parameter tuning to control the water temperature. Its hardware circuit also includes temperature gathering, temperature control and temperature display, keyboard input and RS232 interfaces. The system can realize to survey the water temperature, and it can adjust the temperature according to the setting value.Keywords：AT89S52; temperature control; PT1000; PID目录论文总页数：331 引言11.1 课题背景11.2 国内外研究现状11.3研究方法12 系统方案12.1 水温控制系统设计任务和要求12.2 水温控制系统 CPU（Computer processing Unit）中央处温度控制系统算法分析33系统硬件设计73.1 总体设计框图及说明73.2 外部电路温度采集温度控制电路93.3 单片机系统电路设系统框 A/D转换电串口通讯部分电键盘设置电程序框架结构174.2 程序流程图及部分程主程序模系统初始 A/D采样数据处PID计继电器控制265. AT89S52单片机简介286.系统安装调试与测试296.1 串口调试296.2 继电器测试29结论30致谢32第1章引言1.1 课题背景一些价格比较昂贵的观赏鱼，如蝴蝶鱼，银龙鱼等对于温度的要求比较苛刻。
毕业论文：水温控制系统报告
摘要温度控制是无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，过低的温度或过高的温度都会使水资源失去应有的作用，从而造成水资源的巨大浪费。
特别是在当前全球水资源极度缺乏的情况下，我们更应该掌握好对水温的控制，把身边的水资源好好地利用起来。
在现代冶金、石油、化工及电力生产过程中，温度是极为重要而又普遍的热工参数之一。
在环境恶劣或温度较高等场合下，为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度、节约能源，要求对加热炉炉温进行测、显示、控制，使之达到工艺标准，以单片机为核心设计的炉温控制系统，可以同时采集多个数据，并将数据通过通讯口送至上位机进行显示和控制。
那么无论是哪种控制，我们都希望水温控制系统能够有很高的精确度（起码是在满足我们要求的范围内），帮助我们实现我们想要的控制，解决身边的问题。
在计算机没有发明之前，这些控制都是我们难以想象的。
而当今，随着电子行业的迅猛发展，计算机技术和传感器技术的不断改进，而且计算机和传感器的价格也日益降低，可靠性逐步提高，用信息技术来实现水温控制并提高控制的精确度不仅是可以达到的而且是容易，排除生活用水问题实施对水温的控制已成为我们电子行业的任务，以此来加强工业化建设,提高人民的生活水平。
方案论证与比较1、总体方案设计及论证根据题目的要求，我们提出了以下的三种方案：方案1：此方案是采用传统的二位模拟控制方法，选用模拟电路，用电位器设定给定值，采用上下限比较电路将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。
由于采用模拟控制方式，系统受环境的影响大，不能实现复杂的控制算法使控制精度做得高，而且不能用数码显示和键盘设定。
方案2：采用单片机AT89S2核心。
采用了热敏电阻来采集温度，A/D采样芯片ADC0804将其转换成数字信号并通过单片机处理后去控制，但热敏电阻线性度不好，精度不高。
而且外围电路比较复杂。
方案3：采用单片机AT89S52核心，使用单片机具有编程灵活，控制简单的优点，使系统能简单的实现温度的控制及显示，采用经常用到的并有很高精度的集成温度传感器DS18B20。
电子设计竞赛水温控制系统(程序+电路图+报告)喜欢就拿去
PT100温度传感器为正温度系数热电阻传感器，主要技术参数如下：
①测量范围：-200℃～+850℃；
②允许偏差值 ℃：A级 ，B级 ；
③响应时间＜30s；
④最小置入深度：热电阻的最小置入深度≥200mm；
⑤允通电流≤Biblioteka mA。另外，PT100温度传感器还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点。
Key word：PID,Relay,Cooling plate, Fan,Heater,PT100 temperature sensor,0P07
1
1.1
（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。
2.2发挥部分：
1.测温精度提高到±0.5℃。
2.降低功耗。测量温度点供电电压5V时，发射功耗≤15mA，待机功耗≤10uA。
3.能够按照温度变化情况改变采样速率（当20秒内温度大于5℃时，加大采样密度到每10次），主机报警。
4.其他。
水温控制系统
摘要：为了完成水温控制系统的设计，我们介绍了STC89C51单片机的自动
第一级放大倍数U01=-(U1-U2)*R1/R5=9
第二级放大倍数U02=(R9+R10)/R9=3.6
总放大倍数U=U01*U02=32.4
2.1.5 HD7279
HD7279A是一片具有串行接口的，可驱动8位共阴式数码管（或64只独立LED）的智能显示驱动芯片，该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵，单片即可完成LED显示、键盘接口的全部功能。
毕业论文：水温控制系统设计与总结报告
水温控制系统设计与总结报告水温控制系统设与总结报告摘要本设计是制作一水温测试系统，采用单片机89C51完成对水温的控制。
采用DS1820温度传感器对水温进行测量，系统能够实现在一定范围内人工设定、自动控制温度等性能。
同时还扩展具有报警提示、时间提示，加热状态提示，过温保护等功能，增强了系统的实用性。
经实验测试表明，该系统各项功能几乎已经达到题目的要求。
关键词：测温控制，报警，电路保护Take off WantThis design is to manufacture one water temperature test system, adopting a machine 89 C51s to complete the control toward the water temperature.Adopt the temperature of DS1820 spreads the feeling machine to carry on the diagraph to the water temperature, the system can carryout to set in the certain scope wife work, the automatic control temperature etc. function.Still expand to have to report to the police to hint at the same time, time hint, heating the appearance to hint, over protection etc. function, strengthenned the function of the system.Was express by the experiment test, various functions of that system almost have already attained the request of the topic.Keyword:Measure control, report to the police, the electric circuit protection目录1. 系统设计------------------------------------------------------------------------------1.1 设计任务及要求--------------------------------------------------------------------1.2 总体方案设计、比较-------------------------------------------------------------1.2.1 控制方案的确定-----------------------------------------------------------------1.2.2 键盘输入与显示模块-----------------------------------------------------------1.2.3 测温模块--------------------------------------------------------------------------1.2.4 报警与状态显示模块-----------------------------------------------------------1.2.5 电源模块--------------------------------------------------------------------------2.单元电路的设计------------------------------------------------------------------------2.1 控制模块的设计--------------------------------------------------------------------2.2 键盘与显示最小系统的设计-----------------------------------------------------2.3 测温电路的设计--------------------------------------------------------------------2.4 报警与状态指示模块的设计-----------------------------------------------------2.5 电源模块的设计--------------------------------------------------------------------3.软件设计---------------------------------------------------------------------------------- 3.1 开发软件简介------------------------------------------------------------------------ 3.2 键盘输入与显示模块--------------------------------------------------------------3.3 测温控制电路的设计--------------------------------------------------------------4.系统测试--------------------------------------------------------------------------------- 4.1 测试使用的仪器--------------------------------------------------------------------- 4.2 指标测试和测试结果-------------------------------------------------------------4.2.1 测试结果与分析-----------------------------------------------------------------5.结束语--------------------------------------------------------------------------------------参考文献-------------------------------------------------------------------------------------附录1 元器件名细表---------------------------------------------------------------------附录2 程序清单------------------------------------------------------------------------附录3 硬件电路原理图------------------------------------------------------------------1.系统设计1.1 设计任务及要求（1）设计任务设计并制作一个水温控制系统,控制对象为0.5L净水。
毕业生电子设计 水温报警器说 论文 明书
湄洲湾职业技术学院水温报警器说明书系别:自动化工程系年级:10级专业: 电气自动化姓名: 林涛学号:1001020247导师姓名: 梁锋林职称: 讲师2013年05月25日目录1 前言 (1)2．系统设计参数要求 (2)3．系统设计 (3)3.1系统设计总体框图 (3)3.2各模块原理说明 (3)3.2.1 STC89C51介绍 (3)3.2.2 STC89C51主要功能及PDIP封装 (4)3.2.3 STC89C51引脚介绍 (4)3.2.4 单片机最小系统 (5)3.2.5 DS18B20传感器介绍 (6)3.2.6 DS18B20引脚介绍 (7)3.2.7 DS18B20的内部结构 (7)3.2.8 数码管介绍 (8)3.2.9 数码管概述 (8)3.3 系统总原理图说明 (9)3.4系统印刷电路板的制作图 (9)3.5系统操作说明 (9)3.6系统操作注意事项 (9)参考文献 (10)致谢语 (11)附录 (12)附录一：系统原理总图 (12)附录二：系统印刷电路板 (13)附录三：元件清单 (14)附录四：程序 (15)1 前言随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。
本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机 STC89C51，测温传感器使用 DS18B20，用四位一体共阳极 LED 数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到要求。
2．系统设计参数要求（1）测温基本范围0℃-99℃；（2）精度误差小于 0.1℃；（3）数码管直读显示温度；（4）可以任意设定温度的上下限报警功能。
水温控制系统毕业设计论文
一．引言在一些温控系统电路中，广泛采用的是通过热电偶、热电阻或PN结测温电路经过相应的信号调理电路，转换成A／D转换器能接收的模拟量，再经过采样／保持电路进行A／D转换，最终送入单片机及其相应的外围电路，完成监控。
但是由于传统的信号调理电路实现复杂、易受干扰、不易控制且精度不高。
本文介绍单片机结合DS18B20水温控制系统设计，因此，本系统用一种新型的可编程温度传感器（DS18B20），不需复杂的信号调理电路和A／D转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理，实现方便、精度高，可根据不同需要用于各种场合。
二．设计目的设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。
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控制，以保持设定的温度基本不变。
利用单片机AT89S52实现水温的智能控制，使水温能够在40-90 度之间实现控制温度调节。
利用仪器读出水温，并在此基础上将水温调节到我们通过键盘输入的温度（其方式是加热或降温），而且能够将温度显示在我们的七段发光二极管板上。
三．系统功能 1. 可以对温度进行自由设定，到那时必须在0－100摄氏度单位内，设定时可以适时的显示说设定的温度值，温度是可以自由设置的，传感器的检测值与设定的温度比较，可以显示在七段发光二极管上。
2. 温度由1台1000w电炉来实现，如果温度不在40－90度之间，则在LED上显示“8888”,表示错误。
3. 能够保持不间断显示水温，显示位数4位，分别为百位，个位，十位，和小数位。
（但由于规定不超过90度，所以百位也就没有实现，默认的百位是不显示的）四．系统设备ME300B 最小系统板DS18B20 数字温度传感器（集成了A/D转换功能）1000W 电炉温度计继电器风扇盛水器皿五．温度控制总体方案与原理1．系统模块图系统模块分为：DS18B20模块，显示模块，继电器模块，键盘输入模块，DS18B20可以被编程，所以箭头是双向的，CPU（89S52）首先写入命令给DS18B20，然后DS18B20开始转换数据，转换后通过89S52来处理数据。
(完整版)基于单片机的水温控制系统毕业设计论文
优秀论文审核通过未经允许切勿外传基于单片机的水温控制系统设计摘要温度控制系统可以说是无所不在，热水器系统、空调系统、冰箱、电饭煲、电风扇等家电产品以至手持式高速高效的计算机和电子设备，均需要提供温度控制功能。
本系统的设计可以用于热水器温度控制系统和饮水机等各种电器电路中。
它以单片机AT80C51为核心，通过3个数码管显示温度和4个按键实现人机对话，使用单总线温度转换芯片DS18B20实时采集温度并通过数码管显示，并提供各种运行指示灯用来指示系统现在所处状态，如：温度设置、加热、停止加热等，整个系统通过四个按键来设置加热温度和控制运行模式。
关键词：单片机、数码管显示、单总线、DS18B20.Based Temperature Control SystemAbstractTemperature control system can be said to be ubiquitous, water can be used for drinking water -machine dialogue, the use of single-chip bus temperature conversion temperature DS18B20 real-time acquisition and through the digital display and offers a variety of operating light to indicate system now live in the state, such as: temperature setting, ，共同点。
输出控制接点的共同接点。
●NC：Normal Close常闭点。
以Com为共同点，NC与COM在平时是呈导通状态的。
●NO：Normal Open常开点。
NO与COM在平时是呈开路状态的，当继电器动作时，NO与COM导通，NC与COM则呈开路状态。
水温自动控制系统毕业设计论文
水温自动控制系统毕业设计论文摘要本文设计了一种水温自动控制系统，用于控制水温自动调节和保持。
该系统基于单片机控制技术，具有灵活、精度高、稳定性好等优点，并且适用于各种大中小型水族箱的水温控制。
首先，本文分析了水温控制系统的原理和工作原理，讨论了其执行机理和功能。
其次，通过阐述硬件设计，包括测温原理、传感器选择、控制器密度和其他电路部分等。
在软件设计方面，本文采用C语言编程，实现了自动监测水温变化、自动开关附加加热器和调整温度等功能，并且采取多重保护措施，保证了该系统的安全性和稳定性。
最后，本文通过实验验证了该系统的可行性和实用性，在保证了水族箱内水体温度稳定的基础上，实现了节能和自动化控制的优势，为水族箱饲养提供了一定的实用性支持。
关键词：水温自动控制；水温计；单片机；附加加热器；C语言编程；节能。
AbstractThis paper designs a water temperature automatic control systemfor automatic regulation and maintenance of water temperature. Based on the single-chip control technology, the system has the advantages of flexibility, high accuracy and good stability, and is suitable for controlling the water temperature of various large,medium and small aquariums.Firstly, the principle and working principle of the water temperature control system are analyzed, and its executing mechanism and function are discussed. Secondly, by elaborating on hardware design, including temperature measurement principle, sensor selection, controller density and other circuit parts, and in software design, the paper adopts C language programming to achieve automatic monitoring of water temperature changes, automatic switching of additional heaters and adjusting temperatures, and takes multiple protection measures to ensure the safety and stability of the system.Finally, the feasibility and practicality of the system are verified through experiments, which has the advantages of energy saving and automatic control, and provides practical support for the breeding of aquariums by ensuring the stability of water temperature.Keywords：water temperature automatic control；thermometer；single-chip；additional heater；C language programming；energy saving.。
水温控制系统(论文)
基于单片机的水温控制系统设计谢辉摘要：本水温控制系统以MCS-51单片机为中心控制器件，主要由温度传感模块，A/D转换放大模块，单片机编程模块，显示模块，控制模块等部分组成。
温度信号由温度传感器AD590采集，经过放大转化为电压信号进行编码，测温分辨率0.1℃。
水温实时控制由继电器电热丝和风扇进行升温和降温。
显示部分由“人机交互界面”的12864液晶显示，增加可读性。
该系统具备较高的测量精度，能较好的完成设计要求。
关键字：MCS-51单片机AD590 水温控制Abstract: The temperature control system ，which is regarded as the central control device of MCS-51 microcontroller, is constructed by the temperature sensing module, A/D converter amplifier module, control module, microcontroller programming module, display module and other components. Temperature signal is collected byte AD590 temperature sensor which is amplified into a voltage signal is encoded, temperature resolution is 0.1 ℃. Real-time control temperature can be heated by heating wire and electric fan. Display part is quoted by “man-machine interface” of 12864 LCD to increase the readability. The system features is of high accuracy, and it can have better complete of the design requirements.Keywords: MCS-51 microcontroller AD590 temperature control目录1.引言 (2)1.1设计任务 (2)1.2设计要求 (2)2.系统设计方案 (2)2.1各模块的电路的方案选择及论证 (3)2.1.1主机控制模块 (3)2.1.2温度控制模块 (3)2.1.3温度采集模块 (3)2.1.4显示模块 (4)2.2系统各模块的最终方案 (4)3.功能模块设计和参数计算 (4)3.1温度采集部分 (4)3.2 单片机控制部分 (6)3.3 温度控制电路 (6)3.4 键盘及数字显示部分 (7)4.软件设计 (7)4.1主程序 (7)4.2 液晶显示模块 (8)4.3 温度读取及加热散热控制 (9)5.系统测试及结果分析 (9)5.1实用仪器及型号 (9)5.2.2温度数据采集测试记录 (9)5.2.3水温控制测试 (10)5.2.4温度突变测试 (10)6.总结 (11)参考文献 (12)1.引言在能源日益紧张的今天，电热水器、饮水机、电饭煲之类的家用电器在保温时，由于简单的温度控制系统，因而会造成很大的能源浪费。
电子竞赛-水温控制系统的设计
方案四
测温部分
A/D转换器件选型指南
A/D转换器的品种繁多，性能各异，A/D转换器的选择直接 影响系统的性能。在确定设计方案后，首先需要明确A/D转换的 需要的指标要求，包括数据精度、采样速率、信号范围等等。
4、通信接口 系统设计要求控制系统能同PC联机通信。8031串行口为TTL电平，
PC串行口为RS232电平，使用MAX232作为电平转换驱动。
本方案的优点：比第一种方案设计灵活、精度高。 缺点：数据线较多，不易实现数模隔离。
三、以8031为核心，采用V/F转换器作为A/D转换 器。
1、单片机基本系统
5．选择合适的线形度
在A/D采集过程中，线性度越高越好。但是线性度越高，器件的价格也越高。当然，也 可以通过软件补偿来减少非线性的影响。所以在设计时要综合考虑精度、价格、软件实 现难度等因素。
6．选择A/D器件的输出接口 A/D器件接口的种类很多，有并行总线接口的，有SPI、I2C、1-Wire
等串行总线接口的。它们在原理和精度上相同，但是控制方法和接口 电路会有很大差异。在接口上的选择，主要决定于系统要求、已经开 发者对于各种接口的熟练程度。
高精度测量类的A/D设计注意事项：
1:参考电压需要足够精确,推荐使用外部高精准参考电压。 2:如果PGA可调,增益系数一般是越小噪声越低。 3:一般最好用到满量程,此时AD精度不浪费。 4:如果有偏置,需要进行自校。 5:请注意在使用DEMO板调试时,会由调试口导入PC噪声,
由信号连接线导入外部噪声,因此建议使用屏蔽电缆传 输信号。 6:板上注意模拟电源和数字电源,以及模拟地和数字地要 分开,减少耦合噪声路径。
#《水温控制系统》1997电子设计大赛(第三届)C组
《水温控制系统》1997电子设计大赛（第三届）C组一、任务设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。
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控制，以保持设定的温度基本不变。
二、要求1．基本要求（1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。
（2）在全量程内任意设定一个温度值（起始温度+-20），控制系统可以实现该给定温度的恒值自动控制。
（3）显示水的实际温度，精确到0.1（误差0.5）。
2．发挥部分（1）采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。
（2）温度控制的静态误差≤0.2℃。
（3）在设定温度发生突变（由40℃提高到60℃）时，用液晶屏幕显示水温随时间变化的曲线。
答案单片机与DS18B20并用LCD1602显示c程序sbit DQ=P1^4;//ds18b20与单片机连接口sbit RS=P1^3;sbit RW=P1^2;sbit EN=P1^1;还有我的LCD的16引脚接到了单片机上的P1.0上，就是要用软件使LCD亮,硬件已经做出来了，所以改不了.(最好附上详细的解释，谢谢了) 提问者：weilynare - 三级最佳答案#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit BLK=P1^0;sbit DQ=P1^4;sbit RS=P1^3;sbit RW=P1^2;sbit EN=P1^1;unsigned char code str1[]={"temperature: "};unsigned char code str2[]={" "};uchar data disdata[5];uint tvalue;//温度值uchar tflag;//温度正负标志/*************************lcd1602程序**************************/ void delay1ms(unsigned int ms)//延时1毫秒（不够精确的）{unsigned int i,j;for(i=0;i<ms;i++)for(j=0;j<100;j++);}void wr_com(unsigned char com)//写指令// {delay1ms(1);RS=0;RW=0;EN=0;P0=com;delay1ms(1);EN=1;delay1ms(1);EN=0;}void wr_dat(unsigned char dat)//写数据// {delay1ms(1);;RS=1;RW=0;EN=0;P0=dat;delay1ms(1);EN=1;delay1ms(1);EN=0;}void lcd_init()//初始化设置//{BLK=0;delay1ms(15);wr_com(0x38);delay1ms(5);wr_com(0x08);delay1ms(5);wr_com(0x01);delay1ms(5);wr_com(0x06);delay1ms(5);wr_com(0x0c);delay1ms(5);}void display(unsigned char *p)//显示// {while(*p!='\0'){wr_dat(*p);p++;delay1ms(1);}}init_play()//初始化显示{lcd_init();wr_com(0x80);display(str1);wr_com(0xc0);display(str2);}/******************************ds1820程序***************************************/void delay_18B20(unsigned int i)//延时1微秒{while(i--);}void ds1820rst()/*ds1820复位*/{unsigned char x=0;DQ = 1; //DQ复位delay_18B20(4); //延时DQ = 0; //DQ拉低delay_18B20(100); //精确延时大于480us DQ = 1; //拉高delay_18B20(40);}uchar ds1820rd()/*读数据*/{unsigned char i=0;unsigned char dat = 0;for (i=8;i>0;i--){DQ = 0; //给脉冲信号dat>>=1;DQ = 1; //给脉冲信号if(DQ)dat|=0x80;delay_18B20(10);}return(dat);}void ds1820wr(uchar wdata)/*写数据*/{unsigned char i=0;for (i=8; i>0; i--){DQ = 0;DQ = wdata&0x01;delay_18B20(10);DQ = 1;wdata>>=1;}}read_temp()/*读取温度值并转换*/ {uchar a,b;ds1820rst();ds1820wr(0xcc);//*跳过读序列号*/ ds1820wr(0x44);//*启动温度转换*/ ds1820rst();ds1820wr(0xcc);//*跳过读序列号*/ ds1820wr(0xbe);//*读取温度*/a=ds1820rd();b=ds1820rd();tvalue=b;tvalue<<=8;tvalue=tvalue|a;if(tvalue<0x0fff)tflag=0;else{tvalue=~tvalue+1;tflag=1;}tvalue=tvalue*(0.625);//温度值扩大10倍，精确到1位小? return(tvalue);}/*******************************************************************/ void ds1820disp()//温度值显示{ uchar flagdat;disdata[0]=tvalue/1000+0x30;//百位数disdata[1]=tvalue%1000/100+0x30;//十位数disdata[2]=tvalue%100/10+0x30;//个位数disdata[3]=tvalue%10+0x30;//小数位if(tflag==0)flagdat=0x20;//正温度不显示符号elseflagdat=0x2d;//负温度显示负号:-if(disdata[0]==0x30){disdata[0]=0x20;//如果百位为0，不显示if(disdata[1]==0x30){disdata[1]=0x20;//如果百位为0，十位为0也不显示}}wr_com(0xc0);wr_dat(flagdat);//显示符号?wr_com(0xc1);wr_dat(disdata[0]);//显示百位wr_com(0xc2);wr_dat(disdata[1]);//显示十位wr_com(0xc3);wr_dat(disdata[2]);//显示个位wr_com(0xc4);wr_dat(0x2e);//显示小数点wr_com(0xc5);wr_dat(disdata[3]);//显示小数位}/********************主程序***********************************/ void main(){init_play();//初始化显示while(1){read_temp();//读取温度ds1820disp();//显示}}。
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题目名称：水温控制系统（C题）摘要为了完成水温控制系统的设计，本文介绍了基于STC89C52单片机的自动水温控制系统的设计及实现过程。
该系统具有实时显示、温度测量、温度设定并能根据设定值对水的温度进行调节和控温的目的以及达到上限温度的报警功能，控制算法是基于数字PID算法。
关键字PID, SSR固态继电器，制冷片，DS18B20温度传感器一、设计任务设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1L水，容器为搪瓷器皿（其他也可）。
水温可以在一定范围内设定，并能实现在10℃—70℃量程范围内对每一点温度的自动控制，以保持设定的温度基本保持不变。
二、基本要求（1）可键盘设定控制温度值，并能用液晶显示，显示最小区分度为0.1℃；（2）可以测量并显示水的实际温度。
温度测量误差在±0.5 ℃内；（3）水温控制系统应具有全量程（10℃—70℃）内的升温、降温功能（降温可用半导体制冷片、升温用800W以内的电加热器）；（4）在全量程内任意设定一个温度值（例如起始温度+15℃内），控制系统可以实现该给定温度的恒值自动控制。
控制的最大动态误差≤±4℃，静态误差≤±1℃，系统达到稳态的时间≤15min（最少两个波动周期）。
三、方案论证与比较1．加热系统比较方案一：采用直形加热管。
直形加热管的加热效率低，速度慢，且加热不均匀，导致容器内水温的上下温差较大，使温度计测量的温度误差较大，影响实验的准确性。
方案二：采用螺旋加热管。
可将螺旋加热管固定到容器内部，通电加热时能使水在容器内形成对流，效率相对较高，加热较均匀，使得测量误差较小。
故采用方案二。
2．制冷系统比较方案一：采用压缩机制冷。
它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩—冷凝—膨胀—蒸发（吸热）的制冷循环。
其优点是制冷效果好，但成本太高，体积庞大且难控制。
方案二：采用制冷片、散热片和风扇进行制冷微调。
制冷片分为两面，一面吸热，一面散热，只是起到导热作用，本身不会产生冷。
其优点是成本低，容易控制，缺点是制冷效果一般。
方案三：采用外部传导方式进行制冷粗调。
利用冰（干冰）的融化（升华）吸热，使水的温度快速的降下来。
其优点是效率高，制冷迅速，但不易控制。
故采用方案二的制冷微调和方案三制冷粗调一起制冷。
3．加热驱动电路方案一：可采用可控硅控制其导通脚来达到控制加热电流大小的目的，但电路较复杂，稳定性较差，成本也相对较高。
方案二：采用PWM控制电磁式继电器来达到控制加热电流大小的目的，但由于磁场外泄，故对整体系统干扰较大，且响应时间长，达不到理想的控制效果。
方案三：采用PWM控制固态继电器来达到控制加热电流大小的目的，对整体系统基本无干扰，响应时间小于30ms，可以满足系统的需求。
故采用方案三。
4．温度传感器的选择方案一：用NTC型热敏电阻采集温度。
但由于其需要借助A/D对电压进行采集，耗用资源较大，调试较复杂。
方案二：采用热电偶采集温度，需要配备专门的芯片进行测温，成本较高，调试较复杂。
方案三：采用DS18B20温度传感器采集温度，并用单总线与主机进行通信，占用资源较少，灵敏度较高，其分度值可达到0.0625℃，可以满足系统需求。
故采用方案三。
5．制冷电源的选择方案一：采用大功率变压器制作制冷电源，但转换效率较低，且存在磁泄漏现象，输出的电压线性不稳定。
方案二：采用PWM开关电源。
PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通是，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）输出功率大，并且效率高。
能满足系统的需求。
故采用方案二。
6．容器的选择方案一：方形搪瓷杯。
外型美观，但容器壁较厚，不易加工且成本较高。
方案二：塑料饭盒。
容器壁薄，传导效果差，但保温效果良好，易加工，但不耐高温，易烧焦。
方案三：不锈钢杯。
容器壁薄，导热效果良好，保温效果差，易加工，耐高温，取材方便，成本低。
7．主控芯片的选择方案一：采用凌阳公司的16位单片机。
它是16位控制器，具有体积小、驱动能力强、可靠性高、功耗低、结构简单具有语音处理、运算速度快等优点，但考虑到我们小组对这个方案采用的微处理器并不熟悉，使用起来并不是很方便，这对于硬件电路的设计和软件编程增加了难度。
方案二：采用STC89C52单片机作为主控芯片。
STC89C52是一个超低功耗，高性能的51内核的CMOS 8位单片机，片内含8kB空间的可反复擦写1000次的Flash只读存储器，具有512bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个IO口，两个16位可编程定时计数器。
且该系列的51单片机支持串口下载和串口调试。
所以我们选择了方案二。
8．软件算法的选择方案一：采用模糊控制算法。
但由于我们的知识层面有限，对这种算法并不熟悉，所以排除了此方案。
方案二：采用经典PID控制算法和根据实验数据分区间控制的算法，对于温度系统来说，被控对象没有精确的数学模型。
用螺旋加热器加热使得水温具有热惯性，采用补氧设备往水里加入空气，使水的上下温差变得非常小，故检测的实时数据基本能完全体现1L水的实际温度，所以经典PID控制算法中的P能满足设计要求，但必须根据实验数据进行调整。
故选择方案二。
四、硬件的设计对题目进行分析之后，将整个系统分为温度采集电路、加热功率控制电路、制冷控制电路和键盘显示电路四个部分，其系统框图如下：STC89C52RC8bit CPU键盘温度采集液晶显示固态继电器加热管电磁继电器制冷片和风扇串口通信高温报警电机升降1．温度采集电路采用单总线数字温度传感器DS18B20，可直接输出数字量，单总线器件和单片机的接口只需一根信号线，所以本设计的硬件电路简单，节省单片机资源，容易实现。
能达到0.0625℃的固有分辨率，使用读取温度暂存寄存器数据处理后能达到0.1℃的精度。
用3个DS18B20测量相同深度不同位置，反应出同一水平内不同点的温度，减小误差。
DS18B20连接电路图如下图所示。
2．加热功率控制电路此部分用于在闭环控制系统中对被控对象实施控制，此处被控对象为加热管，采用对加在加热管两端的电压进行通断的方法进行控制，以实现对水加热功率的调整，从而达到对水温控制的目的。
对加热管通断的控制采用SSR固态继电器，SSR是半导体继电器，所以较小的驱动功率即可使SSR工作。
它的使用非常简单，且响应时间短，对系统干扰小。
只要在控制台端加上一个TTL、CMOS电平或光耦，即可实现对继电器的开关。
其电路图如下所示。
R3．制冷控制电路制冷元件采用半导体制冷片，以风扇作为散热手段，进行小幅度制冷，采用物质吸热原理进行大幅度制冷。
控制部分采用光耦控制电磁继电器中断，从而控制制冷片的工作，同时用光耦控制L298N，使电机有规律的进行正反转，从而达到外部制冷设备的升降，达到快速降低水温的目的。
4．键盘、显示电路这部分实际上是一个单片机最小系统的基本电路，可选用最常用的51系列单片机，足够满足系统的要求。
键盘选用七位独立按键。
本着简单实用的原则，选择了7个按键，分别用作温度设定、方向选择、确定和图形显示按键。
在显示方面，选用了常用的MS12864R 液晶显示模块。
通过相应的软件编程，可以实现比较美观和丰富的显示界面。
模块连接电路图如下图所示。
+55．电路最终方案①温度采集电路采用DS18B20②加热功率控制电路采用SSR 固态继电器③制冷控制电路采用半导体制冷片和外部物质吸热原理 ④控制电路采用单片机最小系统的基本电路 ⑤键盘选用七位独立按键⑥显示电路采用MS12864R 液晶显示模块 五、软件的设计1．软件设计流程图本设计为了实现对1L 水的温度的测量控制并用液晶显示，并能实现在10℃—70℃量程DOWN范围内对每一点温度的自动控制，以保持设定的温度基本保持不变。
使待测水温的静态误差在1℃范围以内。
温度设定范围为10℃—70℃,最小区分度为0.1℃，标定温差≤±0.2℃。
同时当水温达到设定值时在环境温度降低时温度控制的静态误差≤1℃。
主程序流程图如下图所示，实现对范围温度值的设定，执行、显示实时温度。
并显示温度随时间变化的曲线。
2．软件具体设计方案①通过PWM算法，对加热管的功率进行控制，减小水的温度惯性。
②将全量程的水温分为两档。
当高温档降温时，只采用制冷片制冷，当低温档降温时，采用冰块和制冷片共同制冷。
③显示波形时，可根据温度范围自动切换量程，当实际值和设定值相差2.5℃范围以外时，显示分度值为1℃的波形。
当相差2.5℃范围以内时，显示分度值为0.1℃的波形。
六、数据测量与分析1．仪器设备与测试方法仪器设备：PC机（BENQ），数字万用表(DT9205M），精密温度计（沈阳仪器厂，量程是0℃-100℃，分度值是1/5℃），示波器(YB4320F,江苏绿扬电子仪器厂，）⑴动态温度测量测量方式：将数据线接入控制仪，将容器中装入1L室温的水，设定控温温度。
记录调节时间、超调温度、稳态温度波动幅度等。
测量仪器：精密温度计（沈阳仪器厂，量程是0℃-100℃，分度值是1/5℃），DS18B20，秒表，自制精密温度控制仪。
⑵静态温度测量测量方式：断开电源，往容器里加入1L一定温度的水，连接好装置。
保持环境温度和其测量条件不变，接通电源，任意设置几组目标温度，利用精密温度计测量水温，与液晶显示的水温进行比较。
测量仪器：精密温度计（沈阳仪器厂，量程是0℃-100℃，分度值是1/5℃），DS18B20，秒表，自制精密温度控制仪。
测量结果：如下表所示误差分析：温度计和DS18B20反应的灵敏度不同，且测量的是不同位置的水温。
此误差均在±1℃以内，且没有规律性，所以不再软件补偿温度值。
系统测量的静态误差≤±1℃，系统达到稳态的时间为6min,要远远小于题目要求的15min。
MS12864R显示的波形曲线图如下：2．测试结果分析由以上测量可见，系统性能基本上达到了所要求的指标。
静态测温的精度主要由DS18B20决定。
DS18B20的精度比较高，这里采取了读取温度寄存器办法，测温精度能够达到0.1ºC，比较符合系统要求。
在控温指标中，影响系统性能的因素非常多。
最关键的是加热系统本身的物理性质及控制算法。
由于传感器必须加上防水设施，因此温度传感器难免会有迟滞，螺旋加热器本身的延迟，水对流传热等因素也会造成测温的延时，这些都会直接影响系统的控制性能。
控制算法方面，需反复试验比较，在上升时间和超调量之间作权衡，选出较好的PID 系数。
七、结论整个系统的设计思想是提高静态控温精度，减小调节时间和超调量。
整个系统综合有如下几个特点：1． 通过DS18B20集成温度传感器减少了A/D 转换电路，简化了电路结构。