基于单片机的温度控制系统开题报告

度对比，通过一定的控制算法，控制继电器的通断，从而控制加热器 的工作，使得水温维持在设定的温度。温度控制算法精确控制温度加
热，以温度最小为优化目标。
•
本课题是多种技术知识的结合，不仅涉及到软件的设计，而且还
将应用电子技术与单片机的应用技术有机结合，使其具有精度高、测
量误差小、稳定性好等特点。本文所要研究的课题是基于单片机控制 的水温控制系统的设计，主要是介绍了对水箱温度的显示、控制及报
• 研究方案简述：
简单的说，大的框架就是输入，控制和输出三个部分：输入就是指温 度传感器，可以是模拟量的电阻、热敏电阻，程序根据实际使用而定， 原理就是根据测量温度值与设置值的比较来判定输出量的开或者关。 控制方面，使用KEIL C51软件，用C语言进行编码，对单片机温度控 制系统进行编码，以达到控制的地步，利用ATMEL系列单片机对单片 机进行温度的汇编程序，控制温度的范围从而来控制实现自动温控。 输出开关量，一般是继电器输出，控制加热或者制冷等设备的开启， 可以实验箱上进行。
毕业设计(论文)开题报告
1.课题的背景及其意义
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二十一世纪是科技高速发展的信息时代，电子技术、微型单片机
技术的应用更是空前广泛，伴随着科学技术和生产的不断发展，需要
对各种参数进行温度测量。温度是表征物体冷热程度的物理量，温度
测量则是工农业生产过程中一个很重要而普遍的参数。温度的测量及
控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国
信号输入光偶管转换成电流信号，经过三级放大电路输入可控硅的门
限，可控硅导通由程序控制同步触发脉冲的来临时间，从而控制可控
硅的通断时间，以达到对水温的调节和功率的改变，实现对水温的恒
温和升温的控制。
4.课题的研究方案
• 温度控制系统是比较常见和典型的过程控制系统。温度是工业生产过 程中重要的被控参数之一，当今计算机控制技术在这方面的应用，已 使温度控制系统达到自动化、智能化，比过去单纯采用电子线路进行 PID调节的控制效果要好得多，可控性方面也有了很大的提高。温度 是一个非线性的对象，具有大惯性的特点，在低温段惯性较大，在高 温段惯性较小。
• 结论：前两种方案是传统的模拟控制方式，而模拟控制系统难以实现 复杂的控制规律，控制方案的修改也较为繁琐。而方案三是采用以单 片机为控制核心的控制系统，尤其对温度控制，可达到模拟控制所达 不到的效果，并且实现显示和键盘设定功能，大大提高了系统的智能 化。也使得系统所测得结果的精度大大提高。所以，经过对三种方案 的比较，本次毕业设计采用了方案三。
民经济的发展起到非常重要的作用。
•
在单片机温度测量系统中的关键是测量温度、控制温度和保持温
度，温度测量是工业对象中主要的被控参数之一。因此，单片机温度
测量则是对温度进行有效的测量，并且能够在工业生产中得到了广泛
的应用，尤其在电力工程、化工生产、机械制造、冶金工业等重要工
业领域中，担负着重要的测量任务。在日常生活中，也可广泛实用于
地热、空调器、电加热器等各种家庭室温测量及工业设备温度测量场
合。但温度是一个模拟量，如果采用适当的技术和元件，将模拟的温
度量转化为数字量虽不困难，但电路较复杂，成本较高。
2. 课题研究的内容及要求
2.1 课题的主要研究的内容
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我本次的毕业设计的题目是基于单片机的温控制系统的设计 。
课题以水为测量对象，温度测量电路接收传感器的信号，并将模拟信 号通过模/数转换器转换为数字信号，送入单片机系统，与预设的温
警，实现了温度的实时显示及控制。
2.2 课题研究的要求和需要解决的问题
• 1. 根据任务书的要求，确定温度测量和控制方案。
• 2. 选择元器件型号，包括单片机，模/数转换器，温度调理电路，继 电器等。
• 3. 对与工作过程的简述。
• 4. 在温度测量与控制系统具有较深刻了解的前提下，用绘图软件 Protel绘制温度测量 与控制系统的原理图和PCB图。
5.毕业设计（论文）进程安排
起讫日期设计（论文）各阶段工作内容备 注： • 3月7日～3月20日查资料，并阅读相关文献 • 3月21日～4月3日撰写课题的开题报告，翻译文献或文章 • 4月4日～4月24日确定测量与控制方案，选择元器件型号 • 4月25日～5月22日电路设计，画出电路原理图和PCB图 • 5月23日～5月29日测量与控制程序设计 • 5月30日～6月12日完善课题，整理资料，编写论文，绘图，准备答辩
• 5. 用C语言编写温度测量与控制系统的单片机程序，包括温度的测量， 目标温度的设定，模/数转换，继电器控制等子程序。
3.系统的工作原理
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在温控系统中，需要将温度的的变化转换为对应的电信号的变化，
由于热电偶的结构简单、制造容易、测量范围广，在高温测量中有较
高的精度，所以常常选用镍硅电偶做热电传感器。
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热电偶把测量的温度信号转换成弱电压信号，经过信号放大电路，
放大后的信号输入到A/D转换器转换成数字信号输入主机（单片机），
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并送往外接显示电路，主机对水温和设定温度进行比较后，如果越限
则软件触发用单片机的P1口控制报警系统输出控制脉冲，该控制脉冲
与单稳态同步触发器输出的同步脉冲送入控制门（与非门），门电路
• 对于常见的单片机温度控制系统的设计方案大致有以下三种 （1）是 传统的一位式模拟控制方案，选用模拟电路，用电位器设定值，反馈 的温度值和设定值比较后，决定加热或不加热。（2）是传统的二位 式模拟控制方案，其基本思想与方案一相同，但由于采用上下限比较 电路，所以控制精度有所提高。（3）是采用单片机系统来实现。单 片机软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种控制算法和逻 辑控制。单片机系统可以用数码管来显示水温的实际值，能用键盘输 入设定值。
课件 • 6月13日～6月24日撰写论文并准备答辩