温度控制系统设计方案
锅炉温度控制系统设计设计
锅炉温度控制系统设计设计
首先，锅炉温度控制系统主要由以下几个组成部分构成：
1.温度传感器：温度传感器用于测量锅炉的温度，常见的温度传感器
有热电偶和热电阻。在设计过程中，需要选择适合锅炉工况的温度传感器，确保测量准确和稳定。
2.控制器：控制器是锅炉温度控制系统的核心部件，负责接收温度传
感器的信号，并对锅炉进行控制。常见的控制器有PID控制器和模糊控制器。在设计阶段，需要根据锅炉的特性选择合适的控制器类型，并设置好
控制参数。
3.执行器：执行器用于根据控制器的输出调整锅炉的工作参数，常见
的执行器有电动阀门和调节阀。在设计过程中，需要选择合适的执行器类型，并确保其能够快速准确地响应控制信号。
接下来，我将详细介绍锅炉温度控制系统的设计步骤：
1.确定控制策略：在锅炉温度控制系统中，一般采用PID控制策略。PID控制器通过测量偏差、积分偏差和微分偏差来产生控制信号，实现温
度的精确控制。在设计过程中，需要根据锅炉的特性和工况选择合适的
PID控制策略，并调整控制器的参数。
2.调整控制参数：控制参数的调整直接影响到锅炉温度控制系统的性能。一般来说，可以采用试-误法、频率响应法等方法进行参数调整。在
调整过程中，需要注意控制器的稳定性和控制精度，并根据实际情况进行
优化。
4.设计安全保护功能：锅炉温度控制系统中需要设计安全保护功能，以确保锅炉在异常情况下能够及时停机，避免事故的发生。常见的保护功能有过温保护、燃烧器故障保护等。在设计过程中，需要充分考虑锅炉的安全性和可靠性，确保系统能够在任何情况下保持稳定运行。
智能温控系统设计
智能温控系统设计
1.传感器部分：智能温控系统需要使用温度传感器实时监测室内和室
外的温度变化，可以选择具有高精度和高稳定性的传感器，如PTC传感器
或热电偶传感器。
2.控制器部分：智能温控系统需要使用微处理器或嵌入式系统来处理
传感器数据，并根据预设的算法来决定供暖或制冷设备的开关状态。控制
器应具备高性能和低功耗，以确保系统的稳定性和可靠性。此外，还应该
考虑控制器的各种接口，以便与其他设备进行通信。
3.用户界面部分：智能温控系统通常需要一个用户界面，以便用户可
以方便地调节温度和设置温度范围。用户界面可以使用触摸屏、按钮或遥
控器等多种形式。此外，还可以考虑将系统与智能手机等移动设备连接，
以实现远程控制和监控。
4. 通信部分：智能温控系统可以通过有线或无线方式与其他设备通信，以获取室内和室外的温度数据、控制设备运行等。有线通信可以选择
以太网或RS485等标准接口，无线通信可以选择Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等
技术。
5.算法部分：智能温控系统的核心部分是算法，通过有效的温度控制
算法，智能地调节供暖或制冷设备的运行。常见的算法有PID控制算法和
模糊控制算法等，可以根据实际需求选择适合的算法。
6.能源管理部分：智能温控系统应该考虑能源的合理利用，通过运用
能源管理算法，调整供暖或制冷设备的工作时间和功率，以降低能源消耗。例如，可以根据室内外温度差异的变化调整供暖设备的工作时间。
1.系统的稳定性和可靠性：智能温控系统需要具备良好的稳定性和可
靠性，能够准确地根据温度变化和用户需求进行控制。因此，在硬件选择
温度控制系统的设计_毕业设计论文
温度控制系统的设计_毕业设计论文
摘要：
本文基于温度控制系统的设计，针对工况不同要求温度的变化，设计了一种通过PID控制算法实现温度控制的系统。该系统通过传感器对温度进行实时监测，并将数据传输给控制器，控制器根据设定的温度值和反馈的实际温度值进行比较，并通过PID算法进行控制。实验结果表明，该温度控制系统具有良好的控制性能和稳定性。
关键词：温度控制系统；PID控制；控制性能；稳定性
1.引言
随着科技的发展，温度控制在很多工业和生活中都起到至关重要的作用。温度控制系统通过对温度的监测和控制，可以保持系统的稳定性和安全性。因此，在各个领域都有大量的温度控制系统的需求。
2.温度控制系统的结构
温度控制系统的结构主要包括传感器、控制器和执行器。传感器负责对温度进行实时监测，并将监测到的数据传输给控制器。控制器根据设定的温度值和反馈的实际温度值进行比较，并通过PID控制算法进行控制。执行器根据控制器的输出信号进行操作，调节系统的温度。
3.PID控制算法
PID控制算法是一种常用的控制算法，通过对控制器进行参数调节，可以实现对温度的精确控制。PID算法主要包括比例控制、积分控制和微分控制三部分，通过对每一部分的权值调节，可以得到不同的控制效果。
4.实验设计
为了验证温度控制系统的性能，我们设计了一组温度控制实验。首先，我们将设定一个目标温度值，然后通过传感器对实际温度进行监测，并将
数据传输给控制器。控制器根据设定值和实际值进行比较，并计算控制信号。最后，我们通过执行器对系统的温度进行调节，使系统的温度尽量接
基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现共3篇
基于单片机的温度智能控制系统的设
计与实现共3篇
基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现1
基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现
随着人们对生活质量的需求越来越高，温度控制变得愈发重要。在家庭、医院、实验室、生产车间等场合，温度控制都是必不可少的。本文将介绍一种基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现。
设计思路
本文所设计的温度智能控制系统主要由单片机、温度传感器、继电器和液晶屏幕等部件组成。其中，温度传感器负责采集温度数据，单片机负责处理温度数据，并实现温度智能控制功能。继电器用于控制加热设备的开关，液晶屏幕用于显示当前温度和系统状态等信息。
在实现温度智能控制功能时，本设计采用了PID控制算法。
PID控制算法是一种经典的控制算法，它基于目标值和当前值
之间的误差来调节控制量，从而实现对温度的精确控制。具体来说，PID控制器包含三个部分：比例控制器（P）用于对误
差进行比例调节，积分控制器（I）用于消除误差的积累，微
分控制器（D）用于抑制误差的未来变化趋势。这三个控制器
的输出信号加权叠加后，作为继电器的控制信号，实现对加热
设备的控制。
系统实现
系统硬件设计
在本设计中，我们选择了常见的AT89S52单片机作为核心控制器。该单片机运行速度快、稳定性好，易于编程，并具有较强的扩展性。为了方便用户调节温度参数和查看当前温度，我们还选用了4 * 20的液晶屏。温度传感器采用LM35型温度传感器，具有高精度、线性输出特性，非常适用于本设计。
系统电路图如下所示：
系统软件设计
在单片机的程序设计中，我们主要涉及到以下几个部分：
(完整版)温度控制系统设计
(完整版)温度控制系统设计
温度控制系统的设计包括传感器、信号调理、控制器、执行元件和用户界面等多个部分，这些部分通过相互协调合作来达到稳定的温度控制。本文将介绍温度控制系统设计的
各个部分以及如何进行系统参数的选择和调整。
传感器是温度控制系统的重要组成部分，通常使用热敏电阻、热偶和红外线传感器等。热敏电阻是一种电阻值随温度变化的材料，通过使用一个电桥来测量电阻值的变化，从而
得到温度值。热偶由两种不同的金属线构成，当温度变化时，热偶两端产生电势差，通过
测量电势差值得到温度值。红外线传感器通过测量物体辐射的红外线功率来得到物体的表
面温度。在选择传感器时，需要根据需要测量的温度范围、精度、响应时间和稳定性等参
数进行选择。
信号调理是将传感器信号进行放大和校正的过程，包括滤波、增益、放大、线性化和
校正等。常用的信号调理手段有运算放大器、滤波器和模拟乘法器等。运算放大器可以将
传感器信号放大到合适的电平，同时可以进行信号的滤波、加减运算和比较等。滤波器可
以去除传感器信号中的杂波和干扰数据。模拟乘法器可用于将两个信号相乘以进行补偿或
校正。在进行信号调理时，需要根据传感器的参数和目标控制参数进行调整。
控制器是温度控制系统的核心部分，其主要功能是根据信号调理后的温度值和设定值
之间的差异进行相应的控制，使温度保持在设定范围内。控制器通常通过对执行元件的控
制来实现对温度的调节。常见的控制算法有比例控制、积分控制和微分控制等。比例控制
是根据偏差的大小来进行控制，当偏差越大时，控制力度也越大；积分控制可以对偏差的
温度控制系统设计
温度控制系统设计
概述
温度控制系统是一种广泛应用于工业生产、实验室环境以及家庭生活中的系统。它通过感知环境温度并根据设定的温度范围来控制加热或制冷设备，以维持特定温度水平。本文将介绍温度控制系统的设计原理、硬件组成和软件实现。
设计原理
温度控制系统的设计基于负反馈原理，即通过对环境温度进行实时监测，并将
监测结果与目标温度进行比较，从而确定加热或制冷设备的控制量。当环境温度偏离目标温度时，控制系统会调节加热或制冷设备的工作状态，使环境温度逐渐趋向目标温度。
硬件组成
1. 传感器
传感器是温度控制系统的核心组成部分，用于感知环境温度。常见的温度传感
器包括热敏电阻（Thermistor）、温度传感器芯片（Temperature Sensor Chip）和
红外温度传感器（Infrared Temperature Sensor）等。传感器将环境温度转换为电
信号，并输出给微控制器进行处理。
微控制器是温度控制系统的中央处理单元，用于接收传感器输入的温度信号，并进行数据处理和控制逻辑的执行。常见的微控制器包括Arduino、Raspberry Pi 和STM32等。微控制器可以通过GPIO（General Purpose Input/Output）口实现与其他硬件模块的连接。
3. 控制器
控制器是温度控制系统的核心部件，用于根据目标温度和实际温度之间的差异来调节加热或制冷设备的运行状态。常见的控制器包括PID控制器（Proportional-Integral-Derivative Controller）和模糊控制器（Fuzzy Controller）等。控制器通过电压或电流输出信号，控制加热或制冷设备的开关状态。
温度控制系统的设计与实现
温度控制系统的设计与实现
汇报人：
2023-12-26
•引言
•温度控制系统基础知识
•温度控制系统设计目录
•温度控制系统实现
•温度控制系统应用与优化
01引言
目的和背景
研究温度控制系统的设计和实现方法，以满足特定应用场景的需求。
随着工业自动化和智能制造的快速发展，温度控制系统的性能和稳定性对于产品质量、生产效率和能源消耗等方面具有重要影响。
03高效、节能的温度控制系统有助于降低生产成本、减少能源浪费，并提高企业的竞争力。
01温度是工业生产过程中最常见的参数之一，对产品的质量和性能具有关键作用。
02温度控制系统的稳定性、准确性和可靠性直接关系到生产过程的稳定性和产品质量。
温度控制系统的重要性
02
温度控制系统基础知识
温度控制系统的性能指标包括控制精度、响应速度、稳定性和可靠性等，这些指标直接影响着系统的性能和效果。温度控制原理是利用温度传感器检测当
前温度，并将该信号传输到控制器。控
制器根据预设的温度值与实际温度值的
差异，通过调节加热元件的功率来控制
温度。温度控制系统通常由温度传感器、控制器和加热元件组成，其中温度传感器负责检测温度，控制器负责控制加热元件的开关和功率，加热元件则是实现温度
升高的设备。
温度控制原理
温度传感器是温度控制系统中非常重要的组成部分，其工作
原理是将温度信号转换为电信号或数字信号，以便控制器能
够接收和处理。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶、集成温度传感器等，
它们具有不同的特点和适用范围。选择合适的温度传感器对于温度控制系统的性能和稳定性至关重要。
温度传感器的工作原理
加热元件的工作原理
温度控制系统课程设计
温度控制系统课程设计
一、引言
温度控制系统是一种常见的自动化控制系统，广泛应用于工业生产、农业生产、医疗保健等领域。本课程设计旨在通过设计一个基于单片机的温度控制系统，让学生了解自动化控制系统的基本原理和实现方法。
二、设计目标
本课程设计的主要目标是设计一个基于单片机的温度控制系统，具体包括以下方面：
1. 实现温度测量功能：通过传感器获取环境温度，并将数据转换为数字信号，供单片机处理。
2. 实现温度调节功能：根据设定温度和当前环境温度，通过单片机输出PWM信号调节加热器功率，从而实现对环境温度的调节。
3. 实现显示功能：将当前环境温度和设定温度以数字形式显示在LCD 屏幕上。
4. 实现报警功能：当环境温度超过设定范围时，通过蜂鸣器发出警报
提示操作者。
三、硬件系统设计
1. 硬件平台选择
本课程设计采用STM32F103C8T6单片机作为控制核心，具有较高的性价比和丰富的外设资源，适合用于中小规模的自动化控制系统。
2. 温度传感器选择
本课程设计采用DS18B20数字温度传感器，具有精度高、响应速度快、可靠性强等优点，适合用于工业自动化控制系统。
3. LCD显示屏选择
本课程设计采用1602A型液晶显示屏，具有低功耗、易于控制等优点，适合用于小型自动化控制系统。
4. 其他外设选择
本课程设计还需要使用继电器、蜂鸣器、电阻等外设实现各项功能。
四、软件系统设计
1. 系统架构设计
本课程设计采用分层结构设计，将整个软件系统分为数据采集层、控
制层和用户界面层三个部分。其中数据采集层负责获取环境温度数据；控制层根据设定温度和当前环境温度输出PWM信号调节加热器功率；用户界面层负责显示当前环境温度和设定温度，并实现报警功能。
基于单片机的温度控制系统的设计
第一章绪论
温度控制，在工业自动化控制中占有非常重要旳地位。单片机系统旳开发应用给现代工业测控领域带来了一次新旳技术革命，自动化、智能化均离不开单片机旳应用。将单片机控制措施运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在旳严重滞后现象，同步在提高采样频率旳基础上可以很大程度旳提高控制效果和控制精度。
现代自动控制越来越朝着智能化发展，在诸多自动控制系统中都用到了工控机，小型机、甚至是巨型机处理机等，当然这些处理机有一种很大旳特点，那就是很高旳运行速度，很大旳内存，大量旳数据存储器。但随之而来旳是巨额旳成本。在诸多旳小型系统中，处理机旳成本占系统成本旳比例高达20%，而对于这些小型旳系统来说，配置一种如此高速旳处理机没有任何须要，由于这些小系统追求经济效益，而不是最在意系统旳迅速性，因此用成本低廉旳单片机控制小型旳，而又不是很复杂，不需要大量复杂运算旳系统中是非常适合旳。
温度控制，在工业自动化控制中占有非常重要旳地位，如在钢铁冶炼过程中要对出炉旳钢铁进行热处理，才能到达性能指标，塑料旳定型过程中也要保持一定旳温度。伴随科学技术旳迅猛发展，各个领域对自动控制系统控制精度、响应速度、系统稳定性与自适应能力旳规定越来越高，被控对象或过程旳非线性、时变性、多参数点旳强烈耦合、较大旳随机扰动、多种不确定性以及现场测试手段不完善等，使难以按数学措施建立被控对象旳精确模型旳状况。
伴随电子技术以及应用需求旳发展，单片机技术得到了迅速旳发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面获得了很大旳进展。伴伴随科学技术旳发展，电子技术有了更高旳飞跃，我们目前完全可以运用单片机和电子温度传感器对某处进行温度检测，并且我们可以很轻易地做到多点旳温度检测，假如对此原理图稍加改善，我们还可以进行不一样地点旳实时温度检测和控制。
高精度温度控制设计方案
设计控制与执行电路，包括PWM输出、继电器 控制等，实现对加热/制冷设备的控制。
3
通信接口电路
设计通信接口电路，包括UART、SPI、I2C等， 实现与上位机或其他设备的通信功能。
电源管理与稳定性保障措施
电源管理
采用合适的电源管理方案，如 LDO 、DC-DC 转换器等，确保系统电源 稳定可靠。
01
02
03
04
屏蔽措施
对信号线采用屏蔽线或双绞线 ，降低电磁干扰。
接地处理
合理设计接地系统，降低共模 干扰。
软件滤波
采用数字滤波算法，如滑动平 均滤波、中值滤波等，进一步
提高信号质量。
误差补偿
通过校准实验，建立误差补偿 模型，对测量结果进行修正。
03 控制系统硬件架构搭建
主控芯片选型及性能评估
针对模糊化处理中的量化因子和比例 因子的调整，采用试凑法或遗传算法 等方法进行优化，以提高控制精度和 稳定性。效果评估主要通过观察实际 温度曲线与设定温度曲线的吻合程度 ，以及在应对复杂环境变化时的自适 应能力进行评价。
针对学习速率、动量因子等参数的调 整，采用梯度下降法或粒子群优化算 法等方法进行优化，以提高网络的学 习能力和泛化能力。效果评估主要通 过观察实际温度曲线与设定温度曲线 的吻合程度，以及在应对不同工况和 不同干扰因素时的鲁棒性进行评价。
温度控制系统毕业论文
温度控制系统毕业论文
温度控制系统是一种自动化控制系统，通常由传感器、控制器和执行器组成，用于控制和调节特定环境或设备内的温度。在工业、农业、医疗、建筑和家庭等领域中都得到了广泛的应用。本文将介绍温度控制系统的设计与实现。
一、系统设计
本温度控制系统基于单片机控制，通过传感器与检测温度变化，并通过控制器对执行器的控制来实现自动控制。系统的硬件部分包括单片机、温度传感器、LCD显示屏、电源、继电器、电阻器和电容器等元件。软件部分主要是单片机程序设计。
1.硬件设计
（1）单片机
本系统采用AT89C52单片机。该单片机具有充足的存储器，可以存储大量的程序。此外，该单片机的接口丰富，可以通过串口和LCD显示屏进行通信。在本系统中，单片机通过串口接收传感器的数据，并通过LCD显示屏输出控制结果。
（2）温度传感器
本系统采用DS18B20数字温度传感器。DS18B20是一种集成了温度传感器和数字转换器的芯片，具有精确度高、响应速度快和线性度好等优点。该传感器采用单总线制式，具有使
用方便和成本低廉的优点。传感器将检测到的温度数据传输到单片机，通过程序分析实现控制。
（3）LCD显示屏
本系统使用16×2字符LCD显示屏，用于显示传感器数据和控制结果。该显示屏具有低功耗、可靠性高、通信简单等特点，易于控制。显示屏由单片机控制，通过引脚连接和串口通信实现。
（4）继电器和电阻器
本系统采用继电器和电阻器实现温度控制功能。继电器是一种电气控制元件，由线圈和触点组成。当电流流经线圈时，继电器将动作，触点也会随之闭合或断开。在本系统中，继电器用于控制电源开关，实现加热或制冷功能。电阻器则用于限制电流的大小，以保护系统元件。
温度控制系统设计
“温度控制系统设计”资料合集
目录
一、基于PLC的温度控制系统设计
二、基于单片机的温度控制系统设计研究
三、基于PLC的注塑机多段温度控制系统设计
四、注塑机温度控制系统设计
五、多功能低温测定器的多路温度控制系统设计
六、基于单片机的智能温度控制系统设计与实现
基于PLC的温度控制系统设计
温度是工业生产过程中一个非常重要的参数，对于产品的质量和生产效率有着直接的影响。因此，温度控制系统的设计是工业自动化控制领域的一个重要课题。PLC（可编程逻辑控制器）作为一种通用的工业自动化控制设备，具有编程方便、结构简单、可靠性高等优点，因此被广泛应用于各种温度控制系统中。本文将介绍一种基于PLC的温度控制系统设计。
基于PLC的温度控制系统主要由温度传感器、PLC控制器、加热器和冷却器等组成。其中，温度传感器负责采集温度信号，PLC控制器负
责处理采集到的温度信号并控制加热器和冷却器的动作，以达到温度控制的目的。
在硬件选型方面，我们需要根据实际需求选择合适的PLC控制器、温度传感器和加热器/冷却器。例如，如果控制温度范围在0~100℃，我们可以选择一个具有模拟输入输出功能的PLC控制器，以及一个具有较高测量精度的温度传感器。加热器和冷却器则可以根据实际需要选择合适的型号。
在软件设计方面，我们需要根据实际需求编写PLC控制程序。一般而言，一个基于PLC的温度控制系统需要实现以下功能：
实时监测温度：通过温度传感器实时采集温度信号，并传输到PLC控制器中。
温度控制：根据实际需要，通过PLC控制器控制加热器和冷却器的动作，以达到温度控制的目的。
工业加热炉温度控制系统设计
工业加热炉温度控制系统设计
背景：
系统设计方案：
1.传感器选择与安装
在温度控制系统中，常用的温度传感器有热电偶、热电阻、红外线测温传感器等。根据具体的加热炉工艺和温度范围，选用合适的传感器对温度进行测量。传感器的安装位置应考虑到温度均匀性，避免受到非加热区域的影响。
2.控制器选择与配置
控制器是温度控制系统的核心，常见的控制器包括PID控制器、PLC 等。根据加热炉的工艺需求和精度要求，选择合适的控制器。在配置控制器时，需要设置合适的控制参数，包括比例系数、积分系数和微分系数，以保证系统的稳定性和响应速度。
3.动作执行器选择与调节
动作执行器是控制系统中用于调节加热功率的部件，常见的有电阻加热器、电磁铁等。根据加热炉的功率需求，选择合适的动作执行器，并通过控制器对其进行调节，保持温度在设定值附近。
4.系统整体集成与优化
温度控制系统的集成和优化是提高系统性能和工作效率的关键。在系统集成过程中，需要对传感器、控制器和执行器进行合理的连接和布线，以确保信号传输的稳定性和可靠性。在优化系统时，可以采用自适应控制
算法和模糊控制算法，通过对温度变化的实时监测和控制，提高加热炉的
温度控制精度和稳定性。
5.安全保护措施
工业加热炉的温度控制系统中，需要加入安全保护措施，以防止系统
的过热和故障。常见的安全保护措施包括过温报警装置、断电保护装置等，通过对温度和电流的实时监测，及时发出报警信号或切断电源，确保加热
炉和设备的安全运行。
6.温度数据采集与分析
温度控制系统中的数据采集和分析对于工艺优化和质量监控具有重要
环境温度监测与控制系统设计方案
环境温度监测与控制系统设计方案
随着人们对环境舒适度的要求越来越高，环境温度监测与控制系统的设计变得越来越重要。本文将探讨一种可行的设计方案，以实现对环境温度的准确监测和精确控制。
一、背景介绍
环境温度是影响人们工作和生活舒适度的重要因素之一。过高或过低的温度都会对人体健康和工作效率产生不良影响。因此，设计一套可靠的环境温度监测与控制系统对于提高生活质量和工作效率至关重要。
二、监测系统设计
1. 传感器选择
环境温度监测的关键是选择合适的传感器。常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻和红外线传感器等。根据实际需求和成本考虑，我们选择热敏电阻作为温度传感器。热敏电阻具有价格低廉、响应速度快等优点，适合用于大范围的温度监测。
2. 数据采集与处理
传感器采集到的温度数据需要通过数据采集模块进行处理。采集模块可以选择单片机或者嵌入式系统。单片机具有体积小、功耗低等优点，适合用于小规模的监测系统。而嵌入式系统则适用于大规模的温度监测系统，它可以实现更复杂的数据处理和分析功能。
3. 数据传输与存储
采集到的温度数据需要及时传输和存储，以便后续的分析和控制。传输方式可以选择有线或者无线传输。有线传输稳定可靠，但受到布线限制；无线传输则可以
克服布线的限制，但需要考虑信号干扰和传输距离等问题。数据存储可以选择使用云存储或者本地存储，根据实际需求进行选择。
三、控制系统设计
1. 控制算法选择
环境温度控制的关键是选择合适的控制算法。常见的控制算法有PID控制、模
糊控制和神经网络控制等。PID控制是一种经典的控制算法，具有简单易实现、稳
温度监测控制系统设计方案
温度监测控制系统设计方案
第一章总体设计方案
1.1计设要求
(1)基本围-50°C-110°C
(2)精度误差小于0.5°C
(3)LED数码直读显示
(4)可以任意设定温度的上下限报警功能
1・2系统基本设计方案
方案一：采用热电阻温度传感器。热电阻是利用导体的电阻随温度变化的特性制成的测温元件。现应用较多的有钳、铜、镰等热电阻。其主要的特点为精度高、测量围大、便于远距离测量。
苗的物理、化学性能极稳定，耐氧化能力强，易提纯，复制性好, 工业性好，电阻率较高，因此，钳电阻用于工业检测中高精密测温和温度标准。缺点是价格贵，温度系数小，受到磁场影响大，在还原介质中易被玷污变脆。按IEC标准测温围-200〜650°C,百度电阻比W (100) =1.3850时，R0为100Q和10 Q,其允许的测量误差A级为± (0. 15°C+0. 002 |t| ), B 级为土(0. 3°C+0. 005 |t| )o
铜电阻的温度系数比苗电阻大，价格低，也易于提纯和加工；但其电阻率小，在腐蚀性介质中使用稳定性差。在工业中用于-50〜180°C测温。
方案二：采用DS18B20温度传感器，由于温度测量的普遍性，温度传感器的市场份额大大增加，居传感器首位。数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。现在, 新一代的DS18B20温度传感器体积更小、更经济、更灵活。DS18B20 温度传感器测量温度围为-55£〜+125°Co在-1(TC〜+859围，精度为土0.5°C o现场温度直接以“一线总线"的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。
基于单片机的温度控制系统设计
基于单片机的温度控制系统设计
温度控制系统是现代生活中不可或缺的一部分，常见于家庭的的空调、电饭煲、烤箱等家用电器，以及工业生产中的各种自动化设备。本文基于单片机设计针对室内温度控制系统的实现方法进行说明，包括温度采集、温度控制器的实现和人机交互等方面。
一、温度采集
温度采集是温度控制系统的核心部分。目前比较常见的温度采集器主要有热电偶、热敏电阻和半导体温度传感器。在本文中我们以半导体温度传感器为例进行说明。常见的半导体温度传感器有DS18B20、LM35等，本次实验中采用DS18B20进行
温度采集。
DS18B20是一种数字温度传感器，可以直接与单片机通信，
通常使用仅三根导线连接。其中VCC为控制器的电源正极，GND为电源负极，DATA为数据传输引脚。DS18B20通过快
速菲涅耳射线（FSR）读取芯片内部的温度数据并将其转换为
数字信号。传感器能够感知的温度范围通常为-55℃至125℃，精度通常为±0.5℃。
为了方便使用，DS18B20可以通过单片机内部的1-Wire总线
进行控制和数据传输。具体实现方法如下：
1.首先需要引入相关库文件，如：
#include //引用1-Wire库
#include //引用温度传感器库
2.创建实例对象，其中参数10代表连接传感器的数字I/O引脚：
OneWire oneWire(10); //实例化一个1-Wire示例DallasTemperature sensors(&oneWire); //实例化一个显示温度
传感器示例
3.在setup中初始化模块：
sensors.begin(); // 初始化DS18B20
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6．系统调试与分析；并依据调试结果予以完善。
1.2毕业设计论文安排
1.论证系统设计方案，设计系统原理图。
2.系统硬件设计与测试。
3.绘制软件设计流程图，设计软件功能模块并调试。
4.系统仿真与调试。
5.系统调试，并依据调试结果完善设计。
2 系统方案的论证
2.1系统方案论证
3.1.1 AT89C51的主要特性
·与MCS-51 兼容
·4K字节可编程闪烁存储器
寿命：1000写/擦循环
数据保留时间：10年
·全静态工作：0Hz-24Hz
·三级程序存储器锁定
·128*8位部RAM
·32可编程I/O线
·两个16位定时器/计数器
·5个中断源
·可编程串行通道
·低功耗的闲置和掉电模式
图2.1 温度控制系统组成原理框图
3 硬件ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ路的设计
3.1 温度控制器的选择
控制器选择目前市场上最流行的也是笔者最熟悉的atmel公司的AT89C51单片机。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
3. 了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，为以后工作中设计和实现单片机应用系统打下基础。
4. 熟悉闭环控制系统的组成原理及单片机ＰＩＤ算法的实现方法。
1.1.2系统设计的任务
1．查阅资料，弄清楚所要解决的问题的思路，确定设计方案。
2．系统硬件电路设计。
3．系统相关软件设计。
4．仿真实现温度参数设定、转换、显示等功能。
方案三：采用PLC西门子300来作为控制核心，并用LED显示当前的温度和设定的温度，经过一定的算法来控制输出，从而达到控制炉温的目的。此方案的优点是硬件电路简单，系统稳定；缺点是所设计的系统成本比较高。
综上所述，并结合我们学校实验室的具体情况，选择第二种方案。
2.2系统设计原理框图
本系统采用典型的反馈式温度控制系统，系统组成见图2.1。图中数字控制器的功能由AT89C51单片机实现；由热敏电阻、电桥、A/D转换器构成输入通道，用于采集炉的温度信号，其中热敏电阻选用mf12-26型号，它将温度信号转变为阻值变化信号再经电桥变为0~5v标准电压信号，以供A/D转换用；转换后的数字量与炉温的给定值数字化后进行比较，即可得到实际炉温和给定炉温的偏差；炉温的设定值由键盘输入。由单片机构成的数字控制器按最小拍进行计算，计算出所需要的控制量。数字控制器的输出经标度变换后送给由p3.0通过t0调制的PWM波送至SSR，从而改变电阻炉单位时间电压导通的百分比,从而控制电阻炉加热功率，起到调温的作用。
随着集成电路技术的发展，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，成为自动化和各个测控领域中广泛应用的器件，在温度控制系统中，单片机更是起到了不可替代的核心作用。在工业生产中，如用于热处理的加热炉、用于融化金属的坩锅电阻炉等，都用到了电阻加热的原理。
·片振荡器和时钟电路
3.1.2 AT89C51的管腿图
所选用的AT89C51芯片的管腿图如图3.1所示；单片机对外呈现3总线形式，由P2、P0口组成16位地址总线；由P0口分时复用为数据总线；由ALE、PSEN、RST、EA与P3口中的INT0、INT1、T0、T1、WR、RD共10个引腿组成控制总线。由于是16位地址线，因此，可使片外存储器的寻址围达到64KB。其P3口还具有第二功能，如表3.1所示。
表3.1 P3口第二功能表
引腿
第二功能
P3.0
RXD 串行口输入端
P3.1
TXD 串行口输出端
P3.2
INT0 外部中断0请求输入端，低电平有效
P3.3
INT1 外部中断1请求输入端，低电平有效
P3.4
T0 定时器/计数器0记数脉冲输入端
P3.5
T1 定时器/计数器0记数脉冲输入端
P3.6
WR 外部数据存储器写选通信号输出端，低电平有效
方案一：采用8031芯片作为控制核心，以ADC0809做模数转换，采用LED显示当前的温度和设定的温度，经过一定的算法来控制输出，从而来控制炉温。此方案的缺点是8031芯片部没有程序存储器，在硬件设计中需要外扩展程序存储器，这样硬件电路比较复杂。在软件设计时的读取数据比较麻烦。
方案二：采用AT89C51芯片作为控制核心，以ADC0809做模数转换，并用LED显示当前的温度和设定的温度，设置复位键和设定温度键，通过PID算法来控制输出，从而达到控制炉温的目的。此方案的优点是系统简明扼要，硬件电路比较简单；缺点是所测的温度精度不高。
P3.7
RD 外部数据存储器读选通信号输出端，低电平有效
3.2 温度检测电路设计
温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，
测温常用的器件有热电偶和热电阻,由于电烤箱温度控制围较低,故采用热电阻测温,热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加或降低这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器件。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。为此，设计如图3.2所示，热电阻温度检测电路采用三线出三线入连接方法。
温度控制系统
１ 引 言
温度是工业过程控制中主要的被控参数之一，在冶金、化工、建材、食品、石油等工业中，工艺过程所要求的温度的控制效果直接影响着产品的质量。对于不同场所、不同工艺、所需温度高低围不同、精度不同，则采用的测温元件、测温方法以及对温度的控制方法也将不同，随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术得到了迅速的发展和广泛的应用。越来越显示出其优越性。
鉴于单片机技术应用的广泛性和优越性，温度控制的重要性，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本文就是根据这一思想来展开的。
1.1 系统设计的目的
1.1.1 系统设计的目的
通过本次毕业设计,主要想达到以下目的：
1.增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解。
2. 掌握单片机的部功能模块的应用，如定时器/计数器、中断、片外存贮器、I/O口等。