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基于at89c51单片机的水温控制系统的设计文献综述

基于at89c51单片机的水温控制系统的设计文献综述基于AT89C51单片机的水温控制系统的设计文献综述一、引言水温控制系统在工业、家电、农业等领域有着广泛的应用。
随着科技的发展,单片机作为微控制器在控制系统中的应用越来越广泛。
AT89C51单片机作为一种常用的单片机,具有性能稳定、价格低廉等优点,被广泛应用于水温控制系统的设计中。
本文将对基于AT89C51单片机的水温控制系统的设计进行文献综述。
二、AT89C51单片机简介AT89C51是一种常用的8位单片机,由美国ATMEL公司生产。
它具有4K字节的Flash 存储器、128字节的RAM、32位I/O端口、两个16位定时器/计数器、一个5向量两级中断结构、一个全双工串行通信口等功能。
AT89C51单片机适用于各种控制领域,如温度、湿度、压力等。
三、水温控制系统设计水温控制系统主要由温度传感器、单片机控制器、执行器等组成。
传感器负责采集水温信息,并将信息传递给单片机控制器。
单片机控制器根据设定的温度值与实际水温的差值,通过执行器调节加热元件的工作状态,从而实现水温的自动控制。
在基于AT89C51单片机的水温控制系统中,常用的温度传感器有热敏电阻、热电偶等。
执行器则可以选择继电器、可控硅等设备,用于控制加热元件的工作状态。
为了实现精确的温度控制,可以采用模糊控制、PID控制等控制算法。
四、AT89C51单片机在水温控制系统中的应用AT89C51单片机在水温控制系统中主要负责温度信号的采集、处理和控制输出。
通过编程实现温度信号的采集和转换,并根据设定值与实际水温的差值,通过执行器调节加热元件的工作状态,从而实现水温的自动控制。
此外,AT89C51单片机还可以实现报警、显示等功能,提高系统的智能化程度。
五、总结与展望基于AT89C51单片机的水温控制系统具有结构简单、成本低廉、易于实现等优点,被广泛应用于各个领域的温度控制中。
随着科技的发展,人们对水温控制系统的精度和智能化程度的要求越来越高。
基于单片机的水温控制系统设计

基于单片机的水温控制系统设计摘要:水温控制系统在工业、农业、生活等各个领域广泛应用。
随着技术的发展,单片机控制技术正在越来越多的应用到水温控制领域中。
本文通过对水温控制系统原理的分析,进行了设计和制作,并通过实验结果验证了本设计的可行性和稳定性。
关键词:单片机控制技术;水温控制系统;可行性;稳定性1. 引言水温控制系统在现代社会中应用广泛,水温控制技术的发展和进步为现代社会的科技进步做出了巨大的贡献。
单片机技术作为一种广泛应用的控制技术,可以实现多种不同的控制操作,因此被广泛应用到水温控制系统中。
本文将针对单片机水温控制系统进行分析设计,并进行实验验证。
2. 水温控制系统原理分析水温控制系统的基本结构由传感器、控制器以及执行机构等组成。
其中,传感器负责温度数据的采集,控制器负责处理和分析数据,并控制执行机构实现温度控制。
单片机水温控制系统的实现原理基于以下几个步骤:1)传感器采集温度数据并将数据转换为数字信号。
2)单片机控制器通过间接方式获取传感器采集的温度数字信号,并将其传输到外围设备中。
3)控制器将传输的信息根据其程序所设定的算法进行计算,得到温度数据,从而调整执行机构的作用。
4)执行机构实现接收计算出的数据并通过温度调节装置将温控装置的工作状态调节到所设定的工作状态,最终实现水温控制。
3. 单片机水温控制系统设计根据以上原理设计单片机水温控制系统,具体实现过程如下:1)传感器:选用DS18B20数字温度传感器,将其与单片机进行连接;2)控制器:选用AT89S52单片机,作为水温控制器,通过程序将传感器所采集到的数字信号转化为温度信息,并与设定温度进行比较和判断,控制继电器开关;3)执行机构:选用继电器作为执行机构,通过继电器的开关控制加热器的加热状态,调节水温。
4. 实验验证将设计好的单片机水温控制系统进行实验,实验过程中将设定温度为30℃,获得的实验结果显示在图1中。
图1 实验结果实验结果表明,本设计的单片机水温控制系统能够在设定温度为30℃时以及系统正常工作的情况下,实现对水温的有效控制。
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。
太阳能热水器温度控制系统-毕业设计论文

太阳能热⽔器温度控制系统-毕业设计论⽂毕业设计(论⽂)题⽬太阳能热⽔温度控制系统院别电⽓⼯程学院专业电⽓⾃动化技术班级姓名学号指导教师(职称)⽇期摘要随着社会的发展,节能技术的不断改⾰创新,太阳能成为新时代可持续发展战略中带有绿⾊标志的新型能源。
近年来,随着⼈们购买⼒的提升,太阳能热⽔器⼰经变成我们⽇常⽣活中必不可少的设备,太阳能控制器的使⽤率逐年上升。
太阳能热⽔温度控制器的硬件包括单⽚机处理器部分、⽔位和温度信息采集部分、继电器执⾏部分、显⽰部分控制部分。
根据设计系统的稳定性、精确性、节能性、适应性等原则,进⾏硬件部分设计。
控制系统的软件是服务于硬件的,系统将实时采集到的数据与相应的设定值进⾏⽐较、判断,结果是控制循环⽔泵或上⽔电磁阀的⼯作,实现各种智能控制同时,软件还要兼顾到操作⼈员⽅便地选择⼯作⽅式、设置和修改各种设定值,因为⼈们可以根据天⽓情况及⽤户的需要选择定时加热状态、⾃动加热状态软件还要设定以太阳能为优先使⽤的能源,只有在太阳能没有将⽔温加热到⽤户要求的温度下,才启动辅助能源进⾏加热。
关键词:太阳能热⽔温度控制单⽚机传感器⽔温⽔位AbstractWith the development of the society, continuous reform and innovation of energy-saving technology, solar energy into a new era of sustainable development strategy in the new energy with green logo. In recent years, with the raise of people's purchasing power, solar energy water heater has become in our daily life indispensable equipment, solar controller utilization rate increased year by year.Solar hot water temperature controller hardware including the single chip processor parts, water level and temperature data collection, the relay parts, display control part. According to the design of system stability, accuracy, energy saving, adaptability principle, hardware design.Software is in the service of the hardware of the control system, the system will be collected in real-time data comparing with the corresponding value, judgement, the result is to control the circulating water pump or water solenoid valve, to achieve a variety of intelligent control at the same time, the software gives priority to the operator to easily choose the way to work, set up and modify various Settings, because people can choose according to the weather conditions and the needs of the users regularly heating, automatic heating state software also set to gives priority to the use of solar energy, not only in the solar energy heat the water temperature to the temperature of the user requirements, to launch the auxiliary energy for heating. Keywords:Solar hot water temperature control; Single chip microcomputer; The sensor; Water level⽬录摘要 ....................................................................................................................................................... I 第1章绪论 (1) 1.1 太阳能热⽔器的发展背景 (1)1.1.1 太阳能热⽔器发展的政治法律环境 (1)1.1.2太阳能热⽔器发展的社会环境 (2)1.1.3 太阳能热⽔器发展的经济环境 (2)1.1.4 太阳能热⽔器发展的技术环境 (2)1.2 太阳能热⽔器及其控制系统发展现状 (3)1.3 本⽂所作的⼯作 (4)第2章⽅案选择 (5)2.1⽅案论证 (5)2.2系统的总体要求 (5)2.3 ⽅案选择实现 (6)第3章硬件电路芯⽚的选型 (7)3.1单⽚机选型 (7)3.2⽔温检测装置选型 (8)3.3⽔位检测装置选择 (15)3.4 显⽰器件选择 (16)3. 5 键盘模块的选择 (16)第4章硬件系统设计 (18)4. 1单⽚机最⼩系统 (18)4.1.1时钟电路 (18)4.1.2 复位电路设计 (19)4.2温度检测电路 (19)4.3⽔位检测电路 (20)4.4接⼝电路设计 (21)4.5 显⽰电路 (23)4.6报警电路 (25)4.7 键盘电路 (25)4.8辅助加热电路 (26)4.9控制电路 (27)第5章太阳能热⽔器中央控制器的软件设计 (29)5.1 系统总体软件设计 (29)5.1.1 主程序软件设计 (29)5.1.2 ⽔位检测⼦程序 (30)4.1.3 显⽰软件设计 (30)5.1.4 键盘软件设计 (30)第6章总结 (33)参考⽂献 (34)附录A 电路图 (35)第1章绪论1.1 太阳能热⽔器的发展背景在当今资源紧张不断威胁⼈们⽣活的时代,环保型的能源不断受到⼈们的重视,⽽太阳能是以它独有的优势引起了政府与民众的关注。
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。
毕业设计(论文)-基于单片机的水温控制系统(软件部分设计)

图4-2温度测量部分软件流程图
第2章
2.1
温度传感器有多种类型,常见的有:数字接口的温度传感器,可以与控制器直接相连;热电偶温度传感器,一般线形度较差,需要开发人员进行线性化调节;热电阻温度传感器,线形度略好于热电偶,测温范围较广,应用场合较多。常见的数字接口的温度传感器如18B20,18B20是一线总线接口的温度传感器。一线总线具有独特而且经济的特点。测量温度范围为-55℃~+125℃,在-10℃~+85℃范围内,精度为±℃。其硬件操作比较简单,用户只需对其进行软件编程就可以实现控制。因此,18B20适合硬件资源较少,测量温度要求不高的情况。本设计拟采用铂热电阻作为温度采集装置,铂热电阻是一种精确、灵敏、性能稳定的温度传感器。在外界温度作用下,铂电阻丝的电阻值将随之变而变化,可用于测量-200~800℃范围内的温度。其优点是:电气性能稳定,温度和电阻关系近于线性,精度高。铂电阻元件可与显示仪、记录仪、调节器、扫描仪、数据记录仪以及电脑配套进行精确的温度测量和控制。因此,在温度控制精度要求比较高的情况,一般采用铂热电阻作为温度采集装置。
PIDinit();
while(1){
iKeyValue = SP_GetCh();//取键值
key_value_process(iKeyValue);//键值处理
if(guifgSpeechPlay)
temperature_speech_play( ); //语音播放
if(status == system_temperature_control)
3.
本系统采用铂电阻作为温度传感器,铂热电阻是一种精确、灵敏、性能稳定的温度传感器。铂热电阻元件是用陶瓷为保护管做成的内绕结构,感温元件可制成各种微型温度传感器探头。铂热电阻元件配上金属保护管和安装固定装置(如各种螺纹接头、法兰盘等),就构成装配式铂热电阻。
毕业设计毕业论文温度控制系统的设计

本科生毕业论文温度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:年月日摘要该设计采用单片机AT89C52控制DS18B20数字温度传感器对温度的控制(PROTEUS软件仿真)。
电路的精确度和集成度都比老式的温度控制电路提高很多,并且添加了警示灯和报警器,使得温控系统的安全性更高,直观性更强。
当温度低于预设温度值(20℃)时系统开始加热,(此时黄色发光二极管点亮);当温度超过预设温度值(100℃)时,红色发光二极管点亮,同时喇叭发出警示,温度由LCD显示(含当前时间显示)。
关键词:温度控制;AT89C52;DS18B20;PROTEUSABSTRACTThis design adopts SCM AT89C52 controls temperature of digital temperature sensorDS18B20(PROTEUS software simulation).The accuracy and integration of this circuit is more perfect than old circuit.By means of adding warming light and alarm,which makes this design more safer and intuitive.When water temperature belows the preset temperature,the system starts heating(lightening yellow led says heating condition),When the temperature reaches the preset temperature,the red led starts lightning,meanwhile the speaker starts whistling.The temperature is showed by LCD.(displaying the current time)Key words:Temperature;AT89C52;DS18B20;Control;PROTEUS目录1 绪论 (1)1.1温度控制系统设计的背景、发展前景及意义 (1)1.2温度控制系统的目的 (1)1.3温度控制系统的功能 (1)2温度控制系统总体设计方案 (2)2.1方案一 (2)2.2方案二 (2)2.3方案三 (2)3单片机 AT89C52 (3)3.1单片机AT89C52的简介 (3)3.2 AT89C52的管脚说明 (4)3.3 时钟电路 (6)3.4 复位电路 (7)3.5单片机的发展 (8)4 DS18B20温度传感器 (9)4.1 DS18B20温度传感器简介 (9)4.2 DS18B20主要特性 (9)4.3 DS18B20的外形和内部结构 (9)4.4 DS18B20的使用方法 (10)4.5温度转换 (12)4.5.1 DS18B20的分辨率与配置寄存器的关系 (12)4.5.2 实际温度与数字输出的转换 (13)4.6 DS18B20测温流程 (14)5单片机接口设计 (14)5.1接口设计原则 (14)5.2 引脚链接 (14)5.2.1 串口引脚 (14)5.2.2晶振电路 (15)5.2.3其他引脚 (15)6系统整体设计 (16)6.1系统硬件电路设计 (16)6.1.1各部分电路 (16)7 系统软件设计 (19)7.1系统软件整体设计思路 (19)7.2系统程序流图 (20)7.3调试与仿真 (21)7.3.1调试 (21)7.3.2仿真结果 (21)总结与展望 (24)参考文献 (25)附录(C程序) (26)致谢 (37)1 绪论1.1温度控制系统设计的背景、发展前景及意义随着社会的发展,科技的进步,以及测温仪器的在各个领域的应用,智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向,近年来,温度控制系统已经应用到人们生活的各个方面。
热水器水温水位控制论文

热水器水温水位控制装置的设计指导老师: 王彦第六组: 徐文卿唐正宇蓝仁富(南华大学电气学院湖南衡阳421001)摘要:本系统是为热水器水温水位的检测和控制而设计的。
在太阳能热水器温控系统中,水温和水位传感器起着举足轻重的作用。
系统的分析了数字式温度传感器DS18B20和耐高温电容式液位传感器分别检测水温和水位的原理,以A T89S51单片机为核心,实现对水温和水位、上水测量、显示、报警等功能,并以电磁阀、继电器为阀门开关全自动加热、上水。
整个系统精度高,耐高温性强,易于调整,测试方便。
测试结果表明,误差小于2%,达到设计要求。
关键词: AT89S51单片机,水温水位,传感器,检测与控制The System For Autocontrol The Temperature And LevelOf The Water- HeaterAbstract:This system is design to measure and control the water lever and temperature for the water-heaer..It’s compose d of two sensor (a digital chip DS18B20 and a lever sensor),display,buzzer and so on,all these component are control of the core chip AT89S51. This system can display the lever and the temperature in the water_case .In addition,it will be heaet or add water automatic through electromagnetism vave or relay which are controled by AT89S51. The whole system is easy to adjust.It is proved to be reliable and of high value and high feasibility after testing..Keyword: AT89S51 control temperature lever目录1 系统设计41.1设计要求4 1.1.1设计任务: 4 1.1.2主要技术指标:4 1.1.3主要功能:4 1.1.4显示要求:4 1.1.5故障显示4 1.2方案的比较和论证4 1.2.1温度检测部分4 1.2.2水位检测部分5 1.2.3核心控制部分7 1.2.4执行器部分8 1.2.5显示器部分8 1.3系统方案的确定8 1.4系统的工作原理92 单元电路设计102.1水温检测部分10 2.1.1DS18B20简介10 2.1.2DS18B20的工作方式10 2.1.3DS18B20的工作时序11 2.2水位检测部分12 2.3显示部分14 2.4执行器部分14 2.4.1继电器印制板电路的设计15 2.4.2加水控制电路15 2.4.3加热控制电路15 2.5电源部分16 2.6智能控制部分16 2.6.1报警和按键电路17 2.6.2时钟电路17 2.6.3上电自动复位电路18 2.6.4液晶显示接口电路183 软件的设计193.1系统正常工作子程序19 3.2设定预置温度子程序203.3设定预置水位子程序21 3.4系统主程序214系统的测试224.1测试仪器清单22 4.2水温的测试22 4.3水位的测试22 4.4继电器控制电路的测试225 结束语23参考文献23附录24附录1系统使用说明24附录2主要元器件清单24附录3系统原理图25附录4印制板图25附录5热水器水温水位控制装置程序清单261 系统设计1.1设计要求1.1.1设计任务:设计一个太阳能热水器水温水位控制系统1.1.2主要技术指标:1.测温精度:±2℃2.测温范围:0~100℃3.水位分档:5档1.1.3主要功能:1. 开机自检:开机时发出“滴”提示音,表示机器处于正常状态;2. 水位预置:可预置加水水位:20、50、80、100%;3. 水温指示:显示热水器内部的实际水温;4. 水位指示:显示热水器的内部实际水位;5. 温控上水:当热水器未加满水,水温又偏高时(水温在60~100℃时),自动补水至合适水温50℃左右;6. 自动上水:当缺水时延迟15分钟自动上水至预置水位,预置水位默认状态为50%档,启动时蜂鸣长声,关水时短鸣三声;上水时水位滚动显示。
(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。
热水器水温水位控制系统毕业设计

热水器水温水位控制系统毕业设计基于单片机的电热水器水温水位控制系统设计摘要随着人们生活水平的提高,各种热水器的使用已相当普及。
与之相配套的控制仪也相继问世。
然而,目前市场上的各种热水器控制电路还与理想要求相差甚远。
因此我设计了新型的热水器水温水位控制系统来满足于当今的需求,该热水器智能控制系统主要由80C51单片机控制、DS18B20温度传感器、独立键盘、LED数码管和报警系统组成。
该系统能测量并显示水温、设置水温范围,若水温不处于所设置的水温范围则报警,同时还能对水位进行设置及加水,先设置好需要加水的水位段数,单片机会根据这个数进行判断是否加水。
通过软硬件调试使以上所述功能都能正常实现。
本次设计是对水温水位控制系统的智能化改进,采用单片机对其水温水位参数进行控制,提高了电器的工作稳定性,同时引进了数字传感器对水温进行数据采集,这样也就提高了系统的控制精度,以其自身的控制精度高、稳定性好和成本低的独特优点在今后将会由广泛的实用价值,其基于单片机的改进方法也具用广泛的应用意义。
关键词:单片机;DS18B20;水温水位控制Electric Water Heater Water Temperature-Level Control System Based on SCMAbstractWith the improvement of people's living standard, the use of various water heater is very popular. Control apparatus and the matched field. However, the current market on the various water heater control circuit and the ideal requirements differ very far.So i design a new type of water heater water level control system to meet the semand in nowdays. The design of solar water heaters intelligent control system is mainly composed of single-chip80C51,DS18B20 temperature sensor,an independent keyboard ,LED and alarm system.The system can measure and display water temperature ,set the range of water temperature,of the water temperature is not in the range of setting temperature is alarming.At the same time,you can set the water level and add water,first,need to set up the water level above the water,single-chip will determine whether add the water or not according to the number.Through hardware and software debugging,the above functions can be normal.For other related parameters, it also has a certain meaning using. The revivification of the water control system is an intelligent product. To its own control of high precision, stability and low cost of the advantages, in the future there will be a wide range of practical value.The design of the water temperature control system is to improve the intellectualized. A monolithic integrated circuits is to control the level of parameter and improve the stability of the electrical work, and meantime, What’s more,its based on single ways of improvement have wide application meaning.Keywords: singlechip; water level’s examination; water temperature’s examination目录摘要 (1)A BSTRACT (2)第1章绪论 (1)1.1选题的意义 (1)1.2电热水器发展现状 (1)1.3课题任务 (3)第2章系统设计方案 (4)2.1设计原理 (4)2.1.1系统原理 (4)2.1.2子系统工作原理 (5)2.2设计方案 (5)2.2.1系统设计方案的选择 (5)2.2.2各部件控制系统方案 (8)第3章系统硬件设计 (9)3.1系统总体设计 (9)3.2各单元电路设计 (11)3.2.1控制单元设计 (11)3.2.2显示单元设计 (17)3.2.3检测单元设计 (25)第4章系统软件设计 (33)4.1主程序设计 (33)4.2子程序设计 (34)4.2.1温度采集 (34)4.2.2控制按键设计 (35)4.2.3读温度 (36)第5章系统调试 (37)5.1硬件调试 (37)5.1.1调试步骤 (37)5.1.2液位检测 (38)5.1.3温度检测 (39)5.2软件调试 (39)5.2.1P ROTEUS仿真 (39)5.2.2软件调试过程 (40)5.3系统联调 (40)总结 (43)参考文献 (46)致谢 (49)附录 (51)第1章绪论1.1选题的意义随着电子技术的发展,特别是随着大规模集成电路的产生,给人们的生活带来了根本性的变化,如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃,那么可编程控制器的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。
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.。
水温控制系统设计大学毕设论文

水温控制系统目录1.系统的设计及方案论证 (2)1.1题目要求 (2)1.1.1基本要求 (2)1.1.2 发挥部分 (2)1.2 系统的基本方案 (2)1.2.1 各模块的选择和论证 (2)1.3系统各模块的最终方案 (3)2.系统的硬件设计与实现 (4)2.1系统的硬件的基本组成部分 (4)2.1.1 部分外部电路设计 (4)2.2.2 测温部分电路设计 (5)2.2.3 控制部分 (6)2.2.4 显示部分 (6)3.程序设计 (7)4.对电路进行测试 (7)4.1 继电器测试 (7)4.2 DS18B20测试 (7)4.3显示数码管测试 (8)5.系统测试 (8)5.1 测试环境 (8)5.2 测试方法 (8)6.系统误差分析 (8)7.参考文献 (8)附录A (9)附录B (9)文摘:为了实现高精度的水温控制,本文介绍了一种以STC89C52单片机为控制核心、以及辅助元件相结合的控制方法来实现的水温控制系统。
文章着重介绍核心器件的选择、控制算法的确定、各部份电路及软件的设计。
STC89C52单片机完善的内部结构、优良的性能和强大的中断处理能力,决定了该控制系统的特点:电路结构简单、程序简短、系统可靠性高等。
本次设计还充分利用了STC89C52单片机成熟的语音处理技术来实现了语音播报温度。
1.系统的设计及方案论证1.1题目要求1.1.1基本要求该系统为一实验系统,系统设计任务:设计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调整,以保持设定的温度基本不变。
系统设计具体要求:⑴温度设定范围为30~90℃。
⑵环境温度降低时(例如用电风扇降温)温度控制的静态误差≤1℃。
⑶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。
⑷用十进制数码管显示水的实际温度。
⑸在设定温度发生突变(由40℃提高到60℃)时,led报警1.1.2 发挥部分A.我们在基于十进制数码管显示水的实际温度的同时我们显示设定的温度方便比较。
水温加热控制系统设计

水温加热控制系统设计摘要:传统的水温加热控制系统采用PID控制,但该方法只适用于线性系统,针对非线性及时变水质环境,采用模糊控制方法,能够更好地实现水温加热控制,本文基于模糊控制策略,提出了一种水温加热控制系统的设计方法。
该方法能够对水温加热过程中出现的误差进行及时纠正,有效地保证了水温加热控制系统的运行效果。
关键词:水温加热;控制系统;模糊控制Introduction:With the development of industry, water temperature control becomes more and more important. Traditional watertemperature heating control systems adopt PID control, butthis method only suitable for linear systems. In response to non-linear and changing water quality environments, fuzzy control methods can better achieve water temperature heating control. Based on fuzzy control strategies, this article proposes a design method for water temperature heatingcontrol system. This method can effectively correct theerrors that occur during the water temperature heating process, ensuring the operating effect of the water temperature heating control system.Method:The proposed system includes a fuzzy control module, temperature measurement module, heating module and display module. The design of fuzzy controller consists of three stages: fuzzification, inference engine and defuzzification. Firstly, the temperature signal is transferred to the fuzzycontroller via a temperature measurement module, then fuzzy sets are created based on the temperature input. Secondly,the inference engine calculates the desired output valuebased on the input value and the rules of the control algorithm. Finally, the defuzzification module converts the fuzzy output into a hard signal for the heating module.Results:The proposed system achieved accurate control of water temperature with a low overshoot range. The system is able to control the temperature error during the heating process and guarantee the temperature stability of the water heating process. Compared with traditional PID control, the fuzzy control can better adapt to non-linear systems and changing water quality environments.Conclusion:The proposed water temperature heating control system basedon fuzzy control can effectively control the watertemperature in a given range with good results. The method is suitable for non-linear and changing water quality environments, and provides a new method for optimizing the control strategy of water temperature heating control systems, which has great application prospects in the fields ofindustry and life.。
水温自动控制系统毕业设计论文

毕业设计论文水温自动控制系统钟野院系:电子信息工程学系专业:电气自动化技术班级:学号:指导教师:职称(或学位):2011年5 月目录1 引言 (1)2 方案设计 (1)2.1 总体系统的设计思路 (1)2.2 部分外围系统的设计思路 (2)3 硬件电路设计 (2)3.1 单片机最小系统的设计 (2)3.2 温度检测电路的设计与论证 (3)3.3 显示功能电路的设计与论证 (4)3.4 温度报警提示功能电路的设计与论证 (4)3.5 外围电路控制设计 (5)3.6 扩展部分方案设计 (6)4 软件设计 (6)4.1 控制主程序设计 (6)4.2 温度设置程序设计 (7)4.3 上下限报警程序设计 (7)5 结论 (8)结束语 (8)致谢 (9)参考文献 (9)附录.................................................................................................................. 错误!未定义书签。
水温自动控制系统钟野(XXXX电子信息工程学系指导教师:CXJ)摘要:本文设计主要是采用A T89C51单片机为控制核心、以温度传感器(DS18B20)为温度采集元件, 外加温度设置电路、温度采集电路、显示电路、报警电路和加热电路来实现对水温的显示同时自动检测及线性化处理,其误差小于±0.5℃。
本文重点介绍硬件设计方案的论证和选择,以及各部分功能控制的软件的设计。
本次设计的目标在于:由单片机来实现水温的自动检测及自动控制,实现设备的智能化。
关键词:单片机;温度传感器;自动控制Abstract: This paper is designed AT89C51 microcontroller as control core and temperature sensor DS18B20) for (temperature gathering element, plus the temperature setting circuit, temperature gathering electriccircuit, display circuit, alarm circuit and heating circuit to achieve water temperature display while automatically detecting and linearization, its error is less than 0.5 + ℃. This paper mainly introduces the hardware design argumentation and choice, and some functional control software design. This design goal is: by single-chip microcomputer to realize the automatic detection and automatic temperature control, realize the intellectualized equipment.Keywords: Microcontroller; Temperature sensors; Automatic control1 引言随着经济的高速发展和人们生活水平的不断提高,对生活电器化的要求也越来越高;而电器化层度也越来越趋向于自动控制控制乃至于智能控制。
电热水器控制系统的设计【毕业设计论文】

西南科技大学毕业设计(论文)题目电热器控制系统设计院系名称西南科技大学班级学生姓名指导教师评阅教师时间摘要热水器可分为燃气式、电热式和太阳能三大类;电热式热水器又可分为储水式和即热式两种;即热式热水器又可分为电热管和电热膜两种。
总体来讲,电热水器,特别是即热式热水器已逐渐成为家庭生活时尚。
其特点是安全、出热水快、节水节能、体积小、价格低,唯一的缺点是功率容量大,功率6KW/220V时,电流达27.3A,这是即开即热特点所决定的。
本设计的主要特点是恒温以及温度可调。
采用单片机来对它们进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点,而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而进一步提高产品的质量。
本设计运用80C51单片机系统为主控制芯片。
其外围电路主要由水温检测和A/D转换、晶闸管控制、水温和状态显示、按键输入以及稳压电源等部分组成。
关键字:温度控制80C51 A/D转换Water heater can be divided into gas-powered, DianReShi and solar three major categories; DianReShi water heater and can be divided into water type and i.e. thermal type two kinds; Tankless heater, can divide again for electric heat pipe and electrothermal two kinds. Generally speaking, electric water heater, especially tankless heater has gradually become family life style. Its characteristic is safe, out of hot water quickly, save energy, small volume, low price, only drawback is the power capacity, 6KW / 220V power, current reaches 27.3 A, it is namely open i.e. thermal characteristics of the decision. The main characteristic of this design is constant temperature and temperature is adjustable. Adopts singlechip to their control not only has the control convenient, simple and flexible, but also advantages could increase the technical indexes of accused of temperature, so as to further improve the quality of the products. The 80C51 SCM system design USES mainly control chip. Its periphery circuit consists mainly of water temperature detection and A/D conversion, thyristor control, temperature, and status display, keystroke and manostat components.Key word: temperature control 80C51 A/D conversion目录1.系统介绍1.1系统原理1.2方案论证1.3芯片介绍2 硬件设计2.1电源部分的设计2.2水温检测和A/D转换电路2.3晶闸管控制电路。
电热水器水温水位控制系统设计-毕业论文定稿

电热水器水温水位控制系统设计-毕业论文定稿电热水器水温水位控制系统设计第I页电热水器水温水位控制系统设计摘要本系统是为电热水器水温水位控制系统而设计的。
在电热水器温控系统中,水温和水位传感器起着举足轻重的作用。
系统的分析了耐高温电容式液位传感器分别检测水温和水位的原理,以 AT89S51单片机为核心,实现对水温和水位、上水测量、显示、报警等功能,并以电磁阀、继电器为阀门开关全自动加热、上水。
整个系统精度高,耐高温性强,易于调整,测试方便。
测试结果表明,误差小于2%,达到设计要求。
关键词:AT89S51单片机,水温水位,传感器,检测与控制I电热水器水温水位控制系统设计第II页THE SYSTEM FOR CONTROL THE TEMPERATURE ANDLEVEL OF THE ELECTRIC WATER HEATERABSTRACTThis system is design to measure and control the water lever and temperature for the water-heaer.It’s composed of two sensor (a digital chip DS18B20 and a lever sensor),display,buzzer and so on,all these component are control of the core chip AT89S51. This system can display the lever and the temperature in the water_case .In addition,it will be heaet or add water automatic through electromagnetism vave or relay which are controled byAT89S51. The whole system is easy to adjust.It is proved to be reliable and of high value and high feasibility after testing.Key Words: AT89S51,control, seasor,temperature and level电热水器水温水位控制系统设计第III页目录第1章绪论 ............................................. 1 第2章设计思路及要求 .. (2)2.1 本设计的目的和意义 ........................................... 2 2.2 控制系统的设计要求 ........................................... 2 2.3 本设计实现思路及方法 .. (2)第3章硬件设计 (4)3.1 控制系统组成及工作原理 ....................................... 4 3.1.1 系统结构 ................................................. 4 3.1.2 控制系统组成 ............................................. 5 3.2 单片机概述 ................................................... 6 3.3 器件介绍 ..................................................... 7 3.3.1 AT89C51单片机 ............................................ 7 3.3.2 数码管显示 ............................................... 8 3.4AT89C51单片机的最小系统 (9)3.5 AT89C51单片机时钟电路 ....................................... 10 3.6 AT89S51单片机复位电路 (10)第4章单元模块设计 (12)4.1 水位检测模块 ................................................ 12 4.2 温度检测模块 ................................................ 12 4.3 键盘模块 .................................................... 13 4.4 显示模块 (14)第5章软件设计 (15)5.1 软件设计原理及设计所用工具 (15)电热水器水温水位控制系统设计第IV页5.2 显示子程序 .................................................. 16 5.2.1 系统正常工作子程序 ...................................... 16 5.2.2 设定预置温度子程序 ...................................... 17 5.2.3 设定预置水位子程序 ...................................... 18 第6章系统调试与原理图 ................................ 19 第7章总结与体会 ...................................... 20参考文献 ................................................ 21附录1 .................................................. 22附录2 .................................................. 23附录3 .................................................. 34致谢 ................................................... 35作品(软件)使用说明书 . (36)电热水器水温水位控制系统设计第1页第1章绪论近年来,随着用电的普及和燃气燃油价格上涨的影响,电热水器的市场上升趋势更加明显,新生力量快速电热水器以其加热快速、体积小巧、安全节能的明显优势在市场中一枝独秀倍受瞩目。
水温恒温控制系统-毕业论文

华南农业大学珠江学院毕业论文(设计)水温恒温控制系统指导教师:系:信息工程系年级专业:09级自动化提交日期:2013年3月25日答辩日期:2013年5月19日答辩委员会主席(签名):评阅人(签名):年月日摘要在工业生产的很多领域中,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。
采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、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,从而能够大大的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控制问题。
单片机是一种集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统等部分于一体的器件,只需要外加电源和晶振就可实现对数字信息的处理和控制。
因此,单片机广泛用于现代工业控制中。
主要内容包括:键盘、LCD显示和报警系统,加热控制系统,散热控制系统,单片机MCS-51的开发以及系统应用软件开发等。
作为控制系统中的一个典型实验设计,单片机温度控制系统综合运用了微机原理、自动控制原理、模拟电子技术、数字控制技术、键盘显示技术等诸多方面的知识,是对所学知识的一次综合测试。
关键词:单片机;温;DS18B20;AT89C51;LCD1602AbstractIn many fields of industrial production, people need to all kinds of heating furnace, heat treatment furnace, reactor and boiler temperature detection and control. Application of single-chip microcomputer in temperature control is not only easy to control, simple and flexible and other advantages, and can greatly increase the temperature was charged with the technical indicators, which can greatly improve the quality and quantity of products. Therefore, the problem of temperature control chip control problem is a industrial production often encounter.Chip microcomputer is a set of CPU, RAM, ROM, I/O port and interrupt system and other parts in one device, only need external source and crystal can realize the processing and control of digital information. Therefore, SCM is widely used in modern industrial control. The main contents include: keyboard, LCD display and alarm system, heating system, thermal control system, singlechip MCS-51 development and application software development. As a typical experimental design in control system, temperature control system using microcomputer principle, automatic control theory, analog electronic technology, digital control technology, the keyboard and display technology and many other aspects of knowledge, is a comprehensive test of the knowledge.Keywords: chip microcomputer;temperature;DS18B20;AT89C51;LCD1602设计说明水温恒温控制系统设计是在指导老师给出的任务书并在其指导下完成的。
关于单片机水温控制系统设计的论文

关于单片机水温控制系统设计的论文关于单片机水温控制系统设计的论文1温度控制系统概述工业生产中对于温度控制的需求是十分严格的,大量的锅炉、加热炉以及家用电器,如热水器、电水壶等对于温度控制都有需求。
如果温度控制不精准,小则出现浪费资源的现象发生,大则可以引发重大事故。
因此,精准的温度控制是十分必要的,那么温度控制系统应运而生。
自动温度控制系统需要准确的控制温度,及时的做出后续操作。
基于单片机的自动温度控制系统以其外型小巧、功能强大的优势近些年被广泛应用于动温度控制系统当中。
2基于AT89C51单片机的水温控制系统设计2.1系统设计基于AT89C51单片机的水温控制系统采用了当前应用广泛的AT89C51单片机,以AT89C51单片机做为核心部件,以汇编语言对其进行编程控制其它辅助系统,用PID算法来控制PWD波的产生,进而实现系统温度的控制。
2.2硬件设计基于单片机水温控制系统硬件主要由单片机基本系统、温度传感器、电炉、继电器、显示电路、报警电路、键盘等组成。
(1)单片机基本系统。
单片机基本系统采用了AT89C51芯片,它由基本供电电路、时钟电路和复位电路组成。
键盘、显示电路、报警电路将信号输入到单片机基本系统当中,单片机基本系统根据温度传感器采集到的数据,进行数据分析与处理,得到相应的`控制信号,由控制信号驱动继电器工作,从而达到控制电炉工作的结果,最终达到控制温度的目标。
(2)温度传感器。
温度传感器的作用是对水温进行温度的检测,并实时将数据传送至单片机基本系统,以供其进行数据分析。
(3)继电器。
继电器的作用是控制电炉工作,它通过接收单片机基本系统的控制信号,实现对于电炉的控制。
(4)电炉。
电炉是用来实现对水加热的功能,由继电器根据控制信号对其进行控制。
(5)键盘。
本设计采用61板自带按键,不需要另外连接硬件即可使用。
(6)显示电路。
由六个八段数据管以及数码管的驱动电路组成,前三段用于显示控制温度,后三段用于显示实际测量温度。
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水温控制系统摘要:该水温控制系统采用单片机进行温度实时采集与控制。
温度信号由“一线总线”数字化温度传感器DS18B20提供,DS18B20在-10~+85°C范围内, 固有测温分辨率为0.5 ℃。
水温实时控制采用继电器控制电热丝和风扇进行升温、降温控制。
系统具备较高的测量精度和控制精度,能完成升温和降温控制。
关键字: AT89C51 DS18B20 水温控制目录1. 系统方案选择和论证 (2)1.1 题目要求 (2)1.1.1 基本要求 (2)1.2 系统基本方案 (3)1.2.1 各模块电路的方案选择及论证 (3)1.2.2 系统各模块的最终方案 (5)2. 硬件设计与实现 (4)2.2 主要单元电路的设计 (5)2.1.1温度采集部分设计 (5)2.1.2键盘显示控制部分 (5)3. 系统软件设计 (6)主程序流程图 (7)4. 系统测试 (7)4.1 静态温度测试 (8)4.2动态温控测量 (8)4.3结果分析 (8)附录1:产品使用说明 (8)附录2:系统硬件原理图 (9)附录3:软件程序清单 (10)参考文献 (19)1.系统方案选择和论证1.1题目要求设计并制作一个水温自动控制系统,控制对象为1L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。
1.1.1 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)环境温度降低时(例如用电风扇降温)温度控制的静态误差≤1℃。
(3)用十进制数码管显示水的实际温度。
1.2 系统基本方案根据题目要求系统模块分可以划分为:温度测量模块,显示电路模块,加热模块,控制模块,系统的框图如图1.2.1所示。
为实现各模块的功能,分别做了几种不同的设计方案并进行了论证。
1.2.1 各模块电路的方案选择及论证(1)控制器模块根据题目要求,控制器主要用于对温度测量信号的接受和处理、控制电热丝和风扇使控制对象满足设计要求、控制显示电路对温度值实时显示以及控制键盘实现对温度值的设定等。
对控制器的选择有以下二种方案:图1.2.1 系统基本模块方框图方案一:采用模拟运算放大器组成PID控制系统。
对于水温控制是足够的。
但要附加显示、温度设定等功能,要附加许多电路,稍显麻烦。
方案二:采用ATMEL公司的AT89C51作为系统控制器。
单片机算术运算功能强,软件编程灵活、自由度大,可用软件编程实现各种算法和逻辑控制,并且其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点。
基于以上分析拟订方案二,由AT89C52作为控制核心,对温度采集和实时显示以及加热装置进行控制。
(2)加热装置有效功率控制模块根据题目,可以使用电热炉进行加热,控制电热炉的功率即可以控制加热的速度。
当水温过高时,关掉电热炉进行降温处理,让其自然冷却。
在制作中,我们装设一个二极管来代替表示,当水温超高时关闭电炉开启风扇散热,当需要加热时开启电炉关闭风扇。
都通过二极管发光来表示。
(3)温度采集模块题目要求温度静态误差小于等于0.2℃,温度信号为模拟信号,本设计要对温度进行控制和显示,所以要把模拟量转换为数字量。
该温度采集模块有以下二种方案:方案一:采用温度传感器AD590K。
AD590K具有较高精度和重复性,良好的非线性保证±0.1℃的测量精度。
加上软件非线性补偿可以实现高精度测量。
AD590将温度转化为电流信号,因此要加相应的调理电路,将电流信号转化为电压信号。
送入8为A/D转换器,可以获得255级的精度,基本满足题目要求。
方案二:采用数字温度传感器DS18B20。
DS18B20为数字式温度传感器,无需其他外加电路,直接输出数字量。
可直接与单片机通信,读取测温数据,电路简单。
基于以上分析和现有器件所限,温度采集模块选用方案二。
DS18B20与传统的热敏电阻相比,他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。
并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线(单线接口)读写,因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单,可靠性更高。
他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面带来了令人满意的效果。
(4)键盘与显示模块根据题目要求,水温要由人工设定,并能实时显示温度值。
采用三位LED七段数码管分别显示温度的十位、个位和小数位。
按键采用单列3按键进行温度设定。
数码管具有:低能耗、低损耗、低压、寿命长、耐老化,对外界环境要求较低。
同时数码管采用BCD编码显示数字,程序编译容易,资源占用较少。
1.2.2 系统各模块的最终方案根据以上分析,结合器件和设备等因素,确定如下方案:1. 采用AT89C52单片机作为控制器,分别对温度采集、LED显示、温度设定、加热装置功率控制。
2. 温度测量模块采用数字温度传感器DS18B20。
此器件经软件设置可以实现高分辨率测量。
3. 电热丝有效功率控制采用继电器控制,实现电路简单实用,加上温度变化缓慢可以满足设计要求。
4. 显示用LED数码管显示实时温度值,用ENTER、UP、DOWN三个单键实现温度值的设定。
图1.2.3 系统基本框图系统的基本框图如图 1.2.3 所示。
CPU(AT 89C52)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。
数据处理后的结果就显示到数码管上。
另外由键盘设定温度值送到单片机,单片机通过数据处理发出温度控制信息到继电器。
DS18B20可以被编程,所以箭头是双向的。
2. 硬件设计与实现2.1 主要单元电路的设计2.1.1 温度采集部分设计本系统采用半导体温度传感器作为敏感元件。
传感器我们采用了DS18B20单总线可编程温度传感器,来实现对温度的采集和转换,直接输出数字量,可以直接和单片机进行通讯,大大简化了电路的复杂度。
DS18B20应用广泛,性能可以满足题目的设计要求。
DS18B20的测温电路如图2.2.1所示。
图2.2.1 DS18B20测温电路2.1.2 键盘、显示、控制器部分本设计中采用动态显示方式驱动3个七段数码管,分别显示温度的十位、个位和小数位。
数码管采用共阴极,由于AT89C52单片机每个I/O的拉电流只有1—2mA。
所以在位码和段码都加上了同相驱动器。
键盘采用按键开关经上拉电阻分别接P1.0、P1.1、P1.2口上,起到控制、上调和下调作用。
每按上调和下调键,设定温度值增1减1。
单片机XTAL2、XTAL1接12MHZj晶振,提供系统时钟基值。
另RESET接复位按键。
原理图如图2.2.4所示。
图2.2.4 键盘、显示、控制器部分原理图3. 系统软件设计系统的软件设计采用汇编语言,对单片机进行变成实现各项功能。
主程序对模块进行初始化,而后调用读温度、处理温度、显示、键盘、和继电器各模块。
用的是循环查询方式,来显示和控制温度。
主程序流程图总模块流程图如图3.1.1所示。
本软件设计采用循环查询来处理各个模块,温度是缓慢变化量所以可以满足性能要求。
图3.1.1所示为系统主程序流程图图3.1.1 主程序流程图4. 系统测试4.1 静态温度测试测试方式:由于种种条件的限制,采用模拟加热方式进行测试。
利用继电器的指示灯来显示继电器的动作。
红灯表示加热,绿灯表示降温。
测试结果如表4.1.1所示:表4.1.1 测试结果数据4.2动态温控测量测试方式:加热方式用体温对传感器DS18B20进行加热。
设定控制温度,记录超调温度,稳态误差。
超调温度与加热的功率有关,这里不再测量。
测量结果如表4.2.1所示:表4.2.1 测试结果数据4.3结果分析有以上的测量结果可见,系统基本上达到了所要求的指标,静态测温的精度主要由DS18B20来决定。
在控温指标中,影响系统的性能的因素很多。
最关键的是加热系统本身的物理性质及控制算法。
由于条件的限制,在本设计中采用体温进行测试。
附录1:产品使用说明本水温控制系统能在0~99℃范围内设定任意温度值,超出此范围将有出错显示888,之后返回到99℃或0℃。
通过按ENTER键确认开始温度设定;P1.1的UP键为加1键,每按一次使设定温度值加1℃P1.2的DOWN键为减1键,每按下一次设定温度值减1℃。
设置完温度要在按ERTER键确认温度设定完成,之后显示实测温度值。
当温度传感器没有接入时也将有出错提示显示888。
附录2 :系统硬件原理图附录3:软件程序清单TEMPERATURE_L DATA 31H ;DS18B20低8位BufferTEMPERATURE_H DATA 30H ;DS18B20高8位BufferTEMPERATURE_HC DATA 32H ;计算后十位的BCD码存放BUFFERTEMPERATURE_LC DATA 33H ;计算后的个位和小数位的BCD码存放BUFFERTEMPERATURE_ZH DATA 34H ;计算后十位和个位HEX码的存放BUFFERDIS_BUF_X DATA 35H ;数码管小数位BufferDIS_BUF_G DATA 36H ;数码管个位BufferDIS_BUF_S DATA 37H ;数码管十位BufferKEY_BUF_G DATA 39H ;键盘输入后,的个位值KEY_BUF_S DATA 49H ;键盘输入后,的十位值K_ENTER EQU P1.0 ;输入数据确认按钮K_UP EQU P1.1 ;上调按钮K_DOWN EQU P1.2 ;下调按钮P_DS18B20 EQU P3.0 ;读取DS18B20的输入端口P_SWITCH EQU P1.7 ;继电器控制端口,1-加热,0-断开P_FAN EQU P1.5 ;风扇控制,1-降温,0-断开FLAG EQU 20H.0 ;标志位,确定是否存在DS18B20,1-存在,0-不存在ENTER_FLAG EQU 20H.1 ;键盘输入的标志位,为0说明键盘正在输入,为1说明键盘输入退出;程序开始执行ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN: MOV SP,#60H ;初始化MOV KEY_BUF_G,#00H ;由于KEY_BUF是由用户输入的,所以先赋值初始化MOV KEY_BUF_S,#00HNEXT:LCALL READ_TEMP ;调用读温度子程序JB FLAG,NORMAL ;判断是否有DS18B20的存在CALL ERR ;不存在时显示错误信息AJMP NEXTNORMAL: LCALL DATA_DEAL ;处理从DS18B20得到的数据LCALL SET_DIS_BUF ;赋值给DIS_BUF_X,G,S,LCALL DISPLAY ;调用数码管显示子程序LCALL SCAN_KEY ;扫描键盘LCALL SWITCH ;处理继电器AJMP NEXT;程序名称:ERR;功能:程序出错处理,显示三个8,即888;入口参数:无;出口参数:DIS_BUF_X,DIS_BUF_G, DIS_BUF_S,ERR: MOV DIS_BUF_X,#08H ;如果没有找到DS18B20,那么就显示错误,错误显示为888 MOV DIS_BUF_G,#08HMOV DIS_BUF_S,#08HLCALL DISPLAYRET;程序名称:DATA_DEAL;功能:处理采集后的的数据;入口参数:TEMPERATURE_L;出口参数:DIS_BUF_G, DIS_BUF_S,DIS_BUF_XDATA_DEAL:MOV A,TEMPERATURE_H ;判温度是否零下ANL A,#80HJZ TEMPC1 ;A为0,说明是正数,跳往TEMPC1,如果是负数,则对低8为进行补码处理CLR CMOV A,TEMPERATURE_L ;二进制数求补(双字节)CPL A ;取反加1ADD A,#01HMOV TEMPERATURE_L,A ;取补码后存回TEMPERATURE_L,此时TEMPERATURE_L里面的值就可以表示温;度了,不过还要继续处理一下。