《基于单片机的温度控制系统的设计》

序号（学号）：040930727

长春大学光华学院

毕业设计（论文）

姓名魏明岩

系别

专业

班级0409307

指导教师马春龙

年月日

目录

摘要 (1)

第一章前言 (3)

1.1课题背景和意义 (3)

1.2温度控制系统的使用 (3)

1.3毕业设计任务 (4)

第二章系统方案 (5)

2.1水温控制系统设计任务和要求 (5)

2.2水温控制系统部分 (5)

2.3控制方式 (7)

第三章系统硬件设计 (8)

3.1总体设计框图及说明 (8)

3.2外部电路设计 (8)

3.3单片机系统电路设计 (9)

第四章系统软件设计和调试 (13)

4.1 程序框架结构 (13)

4.2程序流程图及部分程序 (13)

4.3 系统安装调试和测试 (17)

第五章结论 (18)

致谢 (19)

参考文献 (20)

附件1（程序代码） (20)

附件2（电路原理图） (27)

基于单片机的水温控制系统

【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】单片机AT89C51；温度控制；温度传感器PT1000；PID 调节算法

The summary: Temperature is the main control of industrial control of parameters,In temperature control, due to temperature controlled object properties (such as inertia big, big, lagging effect of nonlinear, etc.), to improve performance, some process temperature control of its direct impact on the quality of the product, and designed a kind of ideal temperature control system is a very valuable.In order to realize high precision temperature measurement and control, this paper introduces a meter taking Atmel company low-power high-performance CMOS chip as the core, and the PID control algorithm with PID parameters combination of control method to realize the temperature control system, the hardware circuit including temperature, temperature

control, temperature gathering, keyboard input and RS232 interface circuits, etc. The system can realize the measurement for temperature, and can according to value of temperature adjustment, and realize the objective temperature control.

Keywords:AT89C51 microcontroller, Temperature control, PT1000 temperature sensor, PID algorithm

第一章前言

1.1课题背景和意义

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。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。目前，温度控制系统在国内各行各业的使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，同国外的日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。现在，我国在这方面总体技术水平处于20世纪80年代中后期水平。成熟产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主，它只能适应一般温度系统控制，难于控制滞后复杂时变温度系统控制，而且适应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，形成商品化并广泛使用的控制仪表较少。随着嵌入式系统开发技术的快速发展及其在各个领域的广泛使用，人们对电子产品的小型化和智能化要求越来越高，作为高新技术之一的单片机以其体积小、价格低、可靠性高、适用范围大以及本身的指令系统等诸多优势，在各个领域、各个行业使用广泛。

1.2温度控制系统的使用