简易水温控制器设计报告
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；
毕业设计-水族箱温度控制设计
影响生物生长
水温过高或过低会影响水 族箱中生物的生长速度和 健康状况。
影响生物繁殖
某些水族箱生物在特定的 水温范围内才能进行繁殖 活动。
温度控制的重要性
维持生物健康
保持水温稳定，可以避免水温波动对水族箱生物 造成不良影响，维护其健康。
提高观赏性
适宜的水温可以保证水族箱中的生物保持良好的 状态，提高观赏价值。
越来越广泛。因此，对水族箱温度控制等关键技术的研究将具有更加重
要的意义和应用价值。
感谢观看
THANKS
06
总结与展望
设计总结
1 2 3
实现功能Baidu Nhomakorabea
本设计成功实现了水族箱温度的自动控制，可以 根据鱼类生长需求设定温度，并保持水温稳定。
创新点
引入了智能温度传感器和微控制器，实现了温度 的实时监测和自动调节，提高了温度控制的精度 和稳定性。
应用价值
该设计适用于家庭、办公室等小型水族箱，为鱼 类养殖提供了便利，同时也为观赏鱼爱好者提供 了更好的观赏体验。
设计目的和意义
设计目的
设计一款高效、稳定、易于操作的水 族箱温度控制系统，以满足不同用户 的需求。
意义
通过该设计，能够提高水生生物的生 存率和健康状况，同时为用户提供更 好的观赏体验，促进水族产业的发展 。
02
水族箱温度控制原理
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
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，由于其简单的温控系统，利用温敏电阻来实现温控，因而会造成很大的能源浪费浪费。
利用 AT89C51 单片机为核心，配合温度传感器，信号处理电路，显示电路，输出控制电路，故障报警电路等组成，软件选用汇编语言编程。单片机可将温度传感器检测到的水温模拟量转换成数字量，显示于LED 显示器上。该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，将会有更广阔的开发前景。
本设计任务和主要内容
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。
本设计主要内容如下：
（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。
（4）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。
（5）温度控制的静态误差≤0.2℃。
系统主要硬件电路设计
单片机控制系统原理框图
温度采样电路
选用传感器AD590。其测量范围在-50℃--+150℃，满刻度范围误差为±0.3℃，当电源电压在5—10V之间，稳定度为1﹪时，误差只有±0.01℃。此器件具有体积小、质量轻、线形度好、性能稳定等优点。
系统的信号采集电路主要由温度传感器（AD590）、基准电压（7812）及A/D转换电路（ADC0804）三部分组成。
水温控制系统stm32实验报告
水温控制系统stm32实验报告
设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升水，容器为搪瓷器皿(其他容器也可)。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。
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)。
人机交互模块的设计
温度控制系统经常是用来保证温度的变化稳点或按照某种规律
进行变化。但是通常温度具有惯性大，滞后性严重的特点，所以很难建立很好的数学模型。所以在本次实验中我们采用了性能高又经济的搭载ARM Cortex-M内核的STM32F429的单片机作为它的微控制处理器。人机交互模块主要是有普通的按键和一块彩色液晶屏幕所组成。
该实验中采用的是模糊的PID 算法，完成对系统的设计。
温度检测模块的设计
传统的测温元件有热电偶，热敏电阻还有一些输出模拟信号的温度传感器。但这些元件都需要较多的外部元件的支持。电路复杂，制作成本高。因此在本次实验中我们采用了美国DALLAS半岛公司推出的一款改进型的智能温度传感器 DS18B20。此温度传感器读数方便，测温范围广，测温准确，输出温度采用数字显示更加智能化。温度检测模块是以DS18B20温度传感器作为核心，将测量的温度信号传递给STM32单片机芯片进行温度的实时检测，并通过数码管显示。
水温控制器实验报告
《模拟电子技术》课程设计
题目
学生姓名
专业班级
学号
院（系）
指导教师
完成时间
目录
1 课程设计的目的 (4)
2 课程设计的任务与要求 (4)
2.1设计任务 (4)
2.2设计要求 (4)
3 设计方案与论证 (4)
3.1方案选择与论证 (4)
3.2水温控制器的原理方框图 (5)
4 设计原理与功能说明 (6)
4.1元器件选用原理 (6)
4.2总体电路图 (10)
5 单元电路设计 (11)
5.1信号处理单元 (11)
5.2 温度显示单元 (11)
5.3控制单元 (12)
6 电烙铁的使用 (13)
7 总结 (14)
参考文献................................................................... 错误！未定义书签。
附录一：总体电路原理图....................................... 错误！未定义书签。附录二：元器件清单.. (18)
1 课程设计的目的
通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《模拟电子技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握常用模拟电路的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。
1、学习基于LM35控制水温的设计方法；
2、研究基于LM35控制水温的设计方案；
3、掌握三极管管脚极性的判断方法；
4、熟悉电烙铁的使用方法。
2 课程设计的任务与要求
2.1 设计任务
利用温度传感器件、集成运算放大器和Tec(Thermoelectric Cooler，即半导体致冷器)等设计一个温度控制器。
基于51单片机的水温测控系统实验报告
摘要
本次实验是软硬件相结合的实验，通过传感器得到的阻值与其它电阻，可以搭建一个电桥，将水温转化为电压，然后通过放大器将电压放大到所需要的值，将所得的电压送入单片机的AD转换电路，将模拟信号转换成数字信号，从而在单片机的液晶屏上显示当前的温度。此烧水壶是可控制的，即设定温度，使水加热到设定温度且保温，此控制算法采用PID控制算法来控制继电器的通断，来保证水温恒定在设定温度处。
一、设计要求
1.传感器：Pt100铂热电阻
2.测量放大器：自己设计与搭建
3.被控对象：400W电热杯，约0.5公斤自来水
4.执行机构：12V驱动，5A负载能力的继电器
5.控制系统：51单片机
6.控制算法：PID
7.温度范围：环境温度~100度
8.测量误差1度，控制误差2度
二、设计原理及方案
1.热电阻传感器
热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原进
行测温的。
热电阻的工作原理：温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的阻碍增大，宏观上表现出电阻率变大，电阻值增加，我们称其为正温度系数，即电阻值与温度的变化趋势相同。
2.实验原理框图
3.测量放大器电路图
说明：电位器R10用来调节偏置电压，而电位器R7则用来调节增益。实验时，用R10来调节零点，用R7来调节满度。该电路将0℃-100℃转换为0-5V 电压。
上述电路图采用仪表放大器，将铂热电阻两端的电压U2与电位器R10
两端的电压U1差放大，放大器输出电压U0与电压差的关系为：
)-)(2(1127
248U U R R
R R U o ⨯+=
温度控制器设计
温度控制器设计
一、设计任务
设计一个可以驱动1kW加热负载的水温控制器，具体要求如下：
1、能够测量温度，温度用数字显示。
2、测量温度范围0~100℃，测量精度为0.5℃。
3、能够设置水温控制温度，设定范围40~90℃，且连续可调。设置温度用数字显示。
4、水温控制精度≤±2℃。
5、当超过设定的温度20℃时，产生声、光报警。
二、设计方案分析
根据设计要求，该温度控制器是既可以测量温度也可以控制温度，其组成框图如图1所示。
图1 温度控制器原理框图
因为要求对温度进行测量显示，所以首先采用温度传感器，将温度变化转换成相应的电信号，并通过放大、滤波后送A/D转换器变成数字信号，然后进行译码显示。若要求温度被控制在设定值附近，则要求将实际测量温度的信号与温度的设定值(基准电压)进行比较，根据比较结果（输出状态）来驱动执行机构，实现自动地控制、调节系统的温度。测量的温度可以与另一个设定的温度上限比较器相比较，当温度超过上限温度值时，比较器产生报警信号输出。
1、温度检测及信号处理
温度检测是温控系统的最关键部分，它只接影响整个系统的测量、控制精度。目前检测温度的传感器很多，其测量范围、应用场合等也不尽相同。例如热电偶温度传感器目前在工业生产和科学研究中已得到了广泛的应用，它是将温度信号转化成电动势。目前热电偶温度传感器已形成系列化和标准化，主要优点是：它属于自发电型传感器，测量温度时可以不需要外加电源；结构简单，使用方便，热电偶的电极不受大小和形状的限制；测量温度范围广，高温热电偶测温高达1800℃以上，低温热电偶可测-260℃以下，目前主要用在高温测量工业生产现场中。热电阻温度传感器是利用电阻值随温度升高而增大这一特性来测量温度的，目前应用较为广泛的热材料是铜和铂。在铜电阻和铂电阻中，铂电阻性能最好，非常适合测量-200~+960℃范围内的温度。国内统一设计的工业用铂电阻常用的分度号有Pt25、Pt100等，Pt100即表示该电阻的阻值在0℃时为100Ω。随着半导体集成电路技术的迅速发展，各
水温控制系统设计实验报告
北京联合大学
水温控制系统设计
重点：水温控制系统的基本设计方法
难点：系统技术指标的实现
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，水温在一定范围内由人工设定，并在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的水温基本不变。
○1具备系统自检功能
○2温度设定范围为C
90
~
40，最小区分度为C 1，标定温度小于等于C 1；
○3环境温度降低时，温度控制的静态误差小于等于C 1；
○4用十进制数码显示水的实际温度；
○5当调节5分钟无效时，声光报警；
⑦当设定温度突变时，由C
40提高到C
60，减少系统的调节时间和超调量；
⑧当设定温度突变时，由C
40提高到C
60，自动打印水温随时间变化曲线。系统框图：
89C52单片机数码显示管温度控制器
电炉
电风扇
报警器温度传感器
采样电路：
温度传感器是整个控制系统获取被控对象特征的重要部件，它的特性直接影响系统的精度，数字式温度传感器DSl8820是最新的“一线器件”．它具有体积小、适用电压宽、经济，实用、线性度很好，精度较高、且其本身已经进行了校正，使用时不需再进行调整等特点，本系统采用DSl8820作为温度传感器，采集的数据直接送到单片机中．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．适合于恶劣环境的现场温度测量．
控制器：
控制器采用AT89C52单片机，数据的采集、温度显示、温度设定．并完成超温报
警功能．主频选用12MHZ的晶振控制电路如图
数码管显示电路：
按键电路中，当人工设定温度后自动返回，显示当前的实际温度．显示功能是由3个数码管来完成，它们显示的数据分别代表个位、十位和小数点后一位．所显示的数据由单片机以并行位选方式直接以BCD码送给数码管．显示电路如图:
pid温度控制实验报告
pid温度控制实验报告
本实验旨在设计和实现PID温度控制系统，通过控制电热水
壶水温，检验PID控制系统在温度控制方面的效果。
一、设计和建立PID温度控制系统
本实验采用Arduino开发板作为控制器，其中温度传感器采用DS18B20数字温度传感器，用于感知电热水壶内部的温度。
为了控制电热水壶的加热和停止加热，我们采用继电器模块，通过控制继电器的开关状态来实现电热水壶的加热和停止加热。本实验还采用了LCD1602液晶显示屏，显示实时温度数据和PID控制结果。
PID控制器由三个部分组成，分别是P(proportional)、
I(integral)、D(derivative)，它能够根据被控对象的反馈信号及
预设值，计算出控制量，实现控制目标。
在本实验中，我们需要控制电热水壶加热时的水温，设定的目标温度为40℃。
二、实验步骤
1、硬件连接
连接Arduino开发板和其他硬件模块，电热水壶的加热和停止
加热分别由继电器的开关状态来实现。
2、编程实现
编写程序，包括温度检测、PID控制计算、控制电热水壶加热和停止加热、LCD显示等功能模块。具体的程序实现细节见下文。
3、调试
进行调试，测试温度控制系统的效果。
三、实验结果
电热水壶温度控制的PID算法具体实现如下：
``` c++
// 定义PID控制器
struct PID
{
float Kp; // P参数
float Ki; // I参数
float Kd; // D参数
float pre_error; //上次误差
float integral; //积分值
} pid;
基于PID算法的水温控制系统设计报告
基于PID的水温控制系统设计
摘要
本次设计采用proteus仿真软件，以AT89C51单片机做为主控单元，运用PID控制算法，仿真实现了一个恒温控制系统。设计中使用温度传感器DS18B20采集实时温度，不需要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的采集和处理，使用PID算法控制加热炉仿真模型进行温度控制，总体实现了一个恒温控制仿真系统。系统设计中包含硬件设计和软件设计两部分，硬件设计包含显示模块、按键模块、温度采集模块、温度加热模块。软件设计的部分，采用分层模块化设计，主要有：键盘扫描、按键处理程序、液晶显示程序、继电器控制程序、温度信号处理程序。另外以AT89C51 单片机为控制核心，利用PID 控制算法提高了水温的控制精度，使用PID 控制算法实施自动控制系统，具有控制参数精度高、反映速度快和稳定性好的特点。
关键词：proteus仿真，PID，AT89C51，DS18B20温度控制
目录
1 系统总体设计方案论证 (1)
1.1 设计要求 (1)
1.2 总体设计方案 (2)
2 系统的硬件设计 (3)
2.1 系统硬件构成概述 (3)
2.2 各单元总体说明 (4)
2.3 按键单元 (5)
2.4 LCD液晶显示单元 (6)
2.5 温度测试单元 (7)
2.6 温度控制器件单元 (8)
3 恒温控制算法研究（PID）............................................................................. 错误!未定义书签。
基于PLC锅炉水温控制系统设计
基于PLC锅炉水温控制系统设计
1. 引言
1.1 背景
锅炉是工业生产中常用的热能设备，用于产生蒸汽或热水，供应能量给生产过程中的各个环节。在锅炉的运行过程中，水温是一个重要的参数，对于保证锅炉运行稳定、安全、高效具有重要意义。传统的锅炉水温控制方法主要依靠人工操作，存在操作不准确、响应速度慢等问题。因此，设计基于PLC（可编程逻辑控制器）的锅炉水温控制系统可以提高控制精度和响应速度。
1.2 目的
本文旨在设计一个基于PLC锅炉水温控制系统，通过对传感器信号进行采集和处理，并通过PLC进行逻辑判断和控制输出信号，实现对锅炉水温进行精确可靠地控制。
2. 锅炉工作原理及参数
2.1 锅炉工作原理
锅炉是通过将液体（通常是水）加热至蒸发状态以产生蒸汽或提供加热能量。其主要部件包括：进水系统、燃烧系统、排烟系统、水循环系统等。
2.2 锅炉水温参数
锅炉水温是指锅炉内部循环水的温度，它是锅炉运行稳定性和效率的重要指标。在正常运行中，锅炉水温应在一定的范围内保持稳定。过高或过低的水温都会对锅炉运行造成不利影响。
3. PLC控制系统设计
3.1 PLC控制原理
PLC是一种用于工业自动化控制的电子设备，它能够根据预设的程序和逻辑进行自动化控制。PLC主要由处理器、输入/输出模块和编程设备等组成。
3.2 PLC应用于锅炉控制系统设计
将PLC应用于锅炉控制可以实现自动化程度高、响应速度快等优点。通过对传感器信号进行采集和处理，PLC可以实时监测并判断锅炉内部参数，并根据预设逻辑进行相应的输出信号，实现对锅炉水温的精确
温度控制实验报告
篇一：温度控制器实验总结报告
温度控制器实验总结报告
一、功能及性能指标
根据设计任务基本要求，本系统应具有以下几种基本功能。
（1）可以进行温度设定，并自动调节水温到给定温度值。
（2）可以调整pid控制参数，满足不同控制对象与控制品质要
求。
（3）可以实时显示给定温度与水温实测值。
（4）可以打印给定温度及水温实测值。
系统主要性能指标如下：
（1）温度设定范围40℃~90℃，最小区分度1℃。
（2）温度控制静态误差≤1℃。
（3）双3位led数码管显示，显示温度范围0.0℃~99.0℃。
（4）采用微型打印机打印温度给定值及一定时间间隔的水温实测值。
二、总体设计方案
水温控制系统的控制对象具有热储存能力大，惯性也较大的特点，水在容器内的流动或热量传递都存在一定的阻力，因为可以将它归于具有纯滞后的一阶大惯性环节。一般来说，热过程大多具有较大的滞后，它对于任何信号的响应都会推迟一些时间，使输出与输入之间产生相移。对于这样存在大的滞后特性的过度过程控制，一般可以采用以下几种控制方案。1）、输出开关量控制
2）、比例控制（p控制）
3）、比例积分控制（ip控制）
4）、比例积分加微分控制（ipd控制）
结合本例题设计任务与我们采用比例积分加微分（pid）控制。其特点是微分的作用使控制器的输出与偏差变化的速度成比例，它对克服对象的容量滞后有显著地效果。在比例基础上加入微分作用，使稳定性提高，同时积分作用可以消除余差。采用pid的控制方式，可以最大限度地满足系统对诸如控制精度，调节时间和超调量等控制品质的要求。
三、系统组成
水温控制系统设计报告
水温控制系统
设计报告
摘要
本次电子设计制作一个模拟水温控制系统，控制对象为1升净水，水温可以在一定范围内有人工设定，并能实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。以m s p430f149单片机为核心控制系统，键盘输入设定温度，并在LCD12864上显示设定温度和实时温度和记录时间。通过LM35温度传感器对水温进行采样,将采得的数字温度经AD转换成电压值再送给单片机,单片机控制显示温度。本水温控制系统的静态误差≤4°C，当设定的温度比实时温度高时，则等待降温，当设定的温度比实时温度低时，则启动热得快加热。其中硬件电路主要包括单片机模块，测温电路、LCD液晶显示电路等。系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，计算温度子程序、按键处理程序、LCD显示程序等。
关键字：msp430、LM35温度传感器、A/D转换、热得快、液晶显示
Abstract
the electronic design a simulation water temperature control system, the control object for 1 l water purification, water temperature can be set within the area in certain), and can realize the automatic control, in order to maintain the temperature of the set basically unchanged. To msp430f149 microcontroller as the core control system, the keyboard input set temperature, and in LCD12864 set temperature and real-time display on temperature and record time. Through the LM35 temperature sensors to sample water temperature, will be picked by the AD transform the digital temperature into voltage value then send them to a single-chip microcomputer, single-chip microcomputer control temperature and through the change that heating control of square wave of empty for precise control of temperature than purpose. The water temperature control system static error than 4 °C, when set temperature than real time to the high temperature, then start cooling fans, when set temperature than real-time low temperature, the start is heating up. Among them main including single chip microcomputer hardware circuit module, temperature measurement circuit, LCD display circuit, etc. System program mainly includes the main program, read the temperature procedure, the calculation of temperature procedure, key processing program, LCD display procedures, etc. Keywords:Msp430, LM35 temperature sensor, A/D conversion, hot, liquid crystal display.
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简易水温控制器设计报告
目录
一．设计要求 (2)
二．设计作用、目的 (2)
三.设计的具体实现 (3)
1.系统概述 (3)
2.单元电路设计、仿真与分析 (4)
四.心得体会及建议 (21)
五.附录 (23)
六.参考文献 (25)
简易水温控制器设计报告
一．设计要求
设计一个简易的水温控制器，在市电的情况下，能够检测容器内水的温度，以检测到的温度信号控制加热器的开关，将水温控制在一定的范围之内。
（1）.当温度小于t1时，两个电阻丝同时通电加热，将容器内的水加热；
（2）.当水温大于t2，但小于t1时，仅一根电阻丝通电加热；（3）.当水温大于t2时，两根电阻丝都不通电；
（4）.用显示电路显示出开关通断情况；
（5）.电源：220V/50HZ的工频交流电供电；
（6）.根据上述要求选定设计方案，画出系统框图，写出详细的设计过程；
（7）.利用Multisim软件画出一套完整的设计电路图，并列出所有的元件清单。
二．设计作用、目的
模拟电路课程设计是电子技术基础课程的实践性教学环节，通过课程设计，要求达到以下目的。
（1）.通过水温控制器的设计，使我们能够巩固和加深对模拟电子电路基本知识的理解，了解日常电子产品的设计与应用；（2）.培养学生根据课题需要选学参考书籍，查阅手册，图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入研究有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。
（3）.通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元
器件初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。（4）.了解与课题有关的电子电路及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图等。
三.设计的具体实现
1.系统概述
水温控制器电路的总体框图如图所示。它由水温检测电路、比较电路、电阻丝开关电路，显示电路和电源电路5部分组成。
图1 简易水温控制电路的总体框图
水温检测电路的功能是利用温度传感器的特性检测水温的变化，在这里利用可变电阻代替热敏电阻，同时将温度信号转化为电信号。比较电路的功能是利用比较器的原理实现水温范围的确定，同时利用滞回比较器的迟滞特性来避免跳闸现象。电阻丝开关电路的功能是完成控制电路和对水温的加热。显示电路的功能是利用发光二极管将电阻丝通电与否显示出来。电源电路的功能是为上述所有电路提供直流电源。
2.单元电路设计、仿真与分析
2.1 水温检测单元电路
图2 桥式温度测量电路
如上图所示桥式温度测量电路，检测元件可采用铂电阻。运放要选择输入电阻较大的运算放大器，其共模抑制比必须高一点以保证运放的精度，为了使运放两端输入平衡，两个5.6K的电阻要尽量相等。当铂电阻电压改变的时候会给运放部分一个电压差，这个电压差再经过以上的规律放大后可以数去一个电压信号，此电压信号是随温度变化而正比变化的。
2.1.1 电路仿真
图3 温度测量电路仿真图
上图为设计软件下仿真的截图，在末端可以加装电压表，调节滑动变阻器可以使输出电压改变，于是可以得出其已经具备的将温度信号转变为电信号的能力。
2.1.2 元器件的选择及参数的确定
为了获得比较高的测量精度，电阻可以选用1%的五环金属膜电阻，或者采用电位器调节得到两只匹配的300K电阻，尽可能实现匹配，提高电路的共模抑制比，运放要选择输入电阻较大的预算放大器,在此电路中，可选用LM324。
LM324:
图4 LM324管脚连接图
LM324系列器件是带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一组运算放大器可用图所中示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与
该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo 的信号与该输入端的相位相同。
2.2 比较单元电路
比较电路也即水温检测和水温范围测量电路。将输入的变化的电压与基准电压（上下限电压）进行比较，通过运放输出高低电平来控制后面的电路。
电路图如图5所示：
图5 比较单元电路图
电阻型温度传感器是最典型也是最简单的一种温度传感器，它的工作原理是通过阻抗的变化来表示温度的变化，同时将温度Us U1
U2
Uo1
Uo2
信号转化为电信号Us。即Us代表了实际的水温t。如图5所示，R1，R2是可变电阻，调节R1，R2的阻值，可以改变Us的大小。在电路中，稳压管D1，D2和电阻R3，R4构成参考电压电路，滞回比较器构成水温测量范围电路。
参考电源产生的功能是产生两个稳定的电压，这两个电压代表水温范围的上限值t2和下限值t1。由于参考电源产生电路输出端接入比较器的输入，为了防止出现输出电流导致参考电源不稳定的情况，电路采用电阻和稳压管相结合的方式构成。其中U1=8V，U2=4V，分别接入到两个运算放大器的同相输入端，Us同时输入到这两个运算放大器的反相输入端。当Us
在电路中，通过滞回比较器代替单限比较器来防止跳闸现象的出现。
图6 传输特性