基于单片机水温控制器的设计设计
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水温控制系统在许多领域中都具有重要的应用价值，例如温室农业、水族馆、游泳池等。
在这些应用中，保持水温在一个合适的范围内对于生物的生存和健康至关重要。
基于单片机的水温控制系统设计是一种有效的方法，它可以实现对水温的精确控制和调节。
本文将详细介绍基于单片机的水温控制系统设计原理、硬件实现和软件编程等方面内容。
第一章研究背景与意义1.1研究背景随着科技的飞速发展，人们对生活品质的追求不断提高，对家电设备的智能化要求也越来越高。
其中，水温控制系统在热水器、空调等家电产品中具有广泛的应用。
精确控制水温对于提高用户体验、节约能源和保护环境具有重要意义。
然而，现有的水温控制系统存在控制精度不高、响应速度慢等问题，因此，研究一种新型的水温控制系统具有重要的实际意义。
1.2研究意义本研究旨在提出一种新型的水温控制系统，通过对水温进行精确控制，提高家电产品的性能和用户体验。
此外，本研究还将探讨系统性能的评估和改进方法，为水温控制领域的研究提供理论支持。
第二章水温控制系统设计原理2.1 水温测量原理本章将介绍水温的测量原理，包括热电偶、热敏电阻、红外传感器等常用温度传感器的原理及特点。
通过对各种传感器的比较，选出适合本研究的温度传感器。
2.2温度传感器选择与应用在本研究中，我们将选择一种具有高精度、快速响应和抗干扰能力的温度传感器。
此外，还将探讨如何将选定的温度传感器应用于水温控制系统，包括传感器的安装位置、信号处理方法等。
2.3控制算法选择与设计本章将分析现有的控制算法，如PID控制、模糊控制、神经网络控制等，并选择一种适合本研究的控制算法。
针对所选控制算法，设计相应的控制电路和程序。
第三章硬件实现3.1控制器选择与搭建本章将讨论控制器的选型，根据系统的需求，选择一款性能稳定、可编程性强、成本合理的控制器。
然后，介绍如何搭建控制器硬件系统，包括控制器与各种外设（如温度传感器、继电器等）的连接方式。
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。
基于单片机的水温水位控制系统设计
基于单片机的水温水位控制系统设计设计基于单片机的水温水位控制系统需要考虑多个方面，包括硬件设计、传感器选择、控制算法等。
下面是一个简单的框架，供参考：1. 系统架构设计：•确定系统的功能模块，包括水温控制、水位控制、传感器接口、用户界面等。
2. 硬件设计：•选择合适的单片机，考虑到控制的实时性，通常选择性能较高的单片机，如Arduino、STM32等。
•设计电源电路，确保系统能够稳定工作。
•选择和设计合适的传感器接口电路，如温度传感器、水位传感器等。
3. 传感器选择和接口设计：•温度传感器：选择合适的温度传感器，如DS18B20，并设计接口电路进行连接。
•水位传感器：选择水位传感器，如浮球开关传感器，超声波水位传感器等，并设计接口电路。
4. 用户界面设计：•设计一个简单的用户界面，可以使用液晶显示屏（LCD）、LED 指示灯等，以显示当前水温、水位状态等信息。
•如果有需要，可以加入按键、旋钮等元件，以便用户进行设置和操作。
5. 控制算法设计：•制定水温和水位的控制算法，考虑到系统的实时性和稳定性。
•温度控制：可以使用PID（比例-积分-微分）控制算法，根据温度传感器的反馈调节加热器或冷却器的工作状态。
•水位控制：可以根据水位传感器的反馈，控制水泵的启停，以维持水位在设定范围内。
6. 通信模块设计（可选）：•如果需要，可以考虑加入通信模块，如Wi-Fi模块、蓝牙模块，使系统可以通过手机或电脑进行远程监控和控制。
7. 安全保护设计：•考虑加入安全保护机制，如过温保护、过水位保护等，以确保系统运行的安全性。
8. 软件编程：•编写单片机的控制程序，根据设计的算法进行编程。
•确保程序的鲁棒性，考虑异常情况的处理。
9. 调试和测试：•在实际硬件上进行调试和测试，确保系统稳定可靠。
10. 性能优化：•对系统进行性能优化，如功耗优化、响应速度优化等。
以上是一个基本的设计框架，具体的实现需要根据具体需求和条件进行调整。
基于单片机的水温水位控制系统设计
四、结论
基于单片机的智能水箱水位和水温控制系统具有结构简单、成本低、可靠性 高等优点。通过实时监测和控制水箱的水位和水温，可以满足不同用户的需求。 此外，通过优化系统的硬件设计和软件设计，可以进一步提高系统的性能和可靠 性。这种系统不仅可以应用于家庭用水领域，也可以应用于工业生产中的液体控 制，具有广泛的应用前景。
1、抗干扰设计
由于环境因素和设备本身的影响，系统可能会受到干扰。因此，需要在硬件 设计和软件设计中加入抗干扰措施，如滤波电路、软件去抖动等。
2、节能设计
为了降低系统的功耗，可以在软件设计中加入休眠模式和唤醒模式。当系统 不需要工作时，可以进入休眠模式，降低功耗。当有数据需要处理时，系统被唤 醒，进入工作状态。
2、软件设计
系统的软件设计主要实现以下功能：数据的采集、处理、显示和控制。首先， 单片机通过水位传感器和水温传感器采集当前的水位和水温数据。然后，单片机 对采集到的数据进行处理，判断水位和水温是否正常。如果异常，则启动相应的 执行机构进行调节。最后，单片机将处理后的数据通过显示模块进行显示。
三、系统优化
六、结论
本次演示设计了一种基于单片机的水温水位控制系统，实现了温度和水位的 自动检测、调节和控制。该系统具有成本低、可靠性高、易于实现等优点，同时 支持远程控制和节能模式等功能。在家庭、工业和科学研究中具有广泛的应用前 景。
参考自动化技术的普及，智能化设备在日常生活和工业生产中 的应用越来越广泛。其中，基于单片机的智能水箱水位和水温控制系统具有重要 应用价值。这种系统可以实现对水箱水位和水温的实时监测和控制，以适应不同 的应用需求。
系统软件采用C语言编写，主要包括以下几个部分：数据采集、数据处理、 控制输出和远程通信。
1、数据采集：通过I/O端口读取DS18B20和超声波水位传感器的数据。
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。
信号采集电路温度控制电路此部分电路主要由光电耦合器MOC3041和双向可控硅BTA12组成。
MOC3041光电耦合器的耐压值为400v，它的输出级由过零触发的双向可控硅构成，它控制着主电路双向可控硅的导通和关闭。
100Ω电阻与0.01uF 电容组成双向可控硅保护电路。
部分控制电路系统主程序设计主程序流程图。
基于单片机的水温控制器设计
基于单片机的水温控制器设计引言水温控制在很多领域中都具有重要的应用价值，例如温室、鱼缸、热水器等。
基于单片机的水温控制器能够自动调控水温，提高水温的稳定性和准确性。
本文将介绍如何设计一个基于单片机的水温控制器，以实现对水温的精确控制。
一、硬件设计1.单片机选择选择一个合适的单片机对于设计一个稳定可靠的水温控制器至关重要。
常用的单片机有STC89C52、AT89C52等。
在选择时应考虑单片机的性能、功耗、接口等因素。
2.温度传感器温度传感器用于检测水温，常用的有NTC热敏电阻和DS18B20数字温度传感器。
NTC热敏电阻价格便宜，但精度较低，DS18B20精度高，但价格相对较贵。
3.加热装置加热装置用于根据温度控制器的输出信号进行加热或制冷。
可以选择加热丝、加热管或半导体制冷片等。
4.驱动电路驱动电路用于将单片机的输出信号转换为合适的电流或电压，驱动加热装置。
可以选择晶体管或继电器等。
5.显示模块可以选择液晶显示屏或LED数码管等显示水温的数值。
二、软件设计1.初始化设置首先，对单片机进行初始化设置，包括引脚配置、定时器设置等。
然后，设置温度传感器和加热装置的引脚。
最后，设置温度范围，以便根据实际需求进行调整。
2.温度检测使用温度传感器检测水温，并将读取到的温度值转换为数字形式，以便进行比较和控制。
可以使用ADC（模拟-数字转换）模块转换模拟信号为数字信号。
3.控制算法本设计中可以采用PID控制算法进行水温控制。
PID（Proportional-Integral-Derivative）控制算法根据设定值和反馈值之间的差异来计算控制信号。
可以根据需求进行参数调整，以获得更好的控制效果。
4.显示和报警使用显示模块显示当前水温的数值，并在温度超出设定值时触发报警功能。
报警可以采用声音、灯光等形式。
5.控制输出根据PID算法计算出的控制信号，控制驱动电路，驱动加热装置或制冷装置，以实现水温的调节。
总结基于单片机的水温控制器能够实现对水温的精确控制。
基于单片机的热水器水温控制系统设计_毕业设计
基于单片机的热水器水温控制系统设计线路设计实验引言 (2)第一章总体结构和方案论证 (3)第1.1节系统总体结构和原理图 (3)第1.2节方案论证 (4)1.2.1电源模块文案论证 (4)1.2.2主控芯片模块方案论证 (4)第二章主要元器件介绍 (5)第2.1节LM7805 (5)第2.2节AT89C51 (5)第2.3节集成温度传感器DS18B20 (6)第2.4节光电耦合器 (6)第2.5节继电器 (7)第三章系统硬件电路设计分析 (8)第3.1节系统电源的设计和分析 (8)第3.2节温度传感电路的设计与分析 (8)第3.3节水位采集和按钮电路的设计与分析 (8)第3.4节数据显示电路的设计与分析 (9)第3.5节继电器和蜂鸣器电路的设计与分析 (9)第3.6节遥控电路的设计与分析 (9)第四章系统软件设计 (11)第4.1节系统程序设计流程图 (11)第4.2节系统总的程序如下： (19)第五章产品的制作与调试 (20)第5.1节PCB板图的及产品的制作 (20)5.1.1 电路图的绘制 (20)5.1.2 PCB板的制作 (20)第5.2节元件安装焊接 (20)5.2.1 元件安装的基本要求与原则 (20)5.2.2 焊接注意的基本事项 (20)第5.3节系统的调试 (19)总结 (20)参考文献 (21)致谢 (22)引言热水器是一种可供浴室，洗手间及厨房使用的家用电器。
目前市场上热水器主要品种有电热水器、太阳能热水器、燃气热水器.就中国的具体情况而言,由于太阳能热水器的使用受天气原因的限制,使用范围狭窄；燃气热水器由于以石油、天然气为燃料,而燃料供应量又难以满足人们日益增长的需求，且不利于环境，因此电热水器越来越受到消费者的青睐.根据中国商业联合会前不久的统计，电热水器的市场份额在销售数量和销售收入两个方面都已经超过了长期以来占优势的燃气热水器。
该中心预计，在城市电网更大范围改造和城市住房市场大规模启动的带动下，今后几年我国电热水器市场将呈现强劲增长势头。
基于单片机的智能水温控制系统设计
摘要本设计以AT89C52单片机为核心，采用了温度传感器DS18B20,74HC245, LED 显示器对温度进行控制。
该水温控制系统是一个典型的检测、控制型应用系统，它要求系统完成从水温检测、信号处理、输入、运算到输出控制实现水温控制的全过程。
本设计实现了水温的智能化控制以及提供完善的人机交互界面及多机通讯接口，系统由前向通道模块（即温度采样模块）、后向控制模块、系统主模块等三大模块组成。
本系统的特点在于采用PC机及普通键盘实现了多机通信。
该水温控制系统是一个典型的检测、控制型应用系统，它要求系统完成从水温检测、信号处理、输入、运算到输出控制。
因此，应以单片微型计算机为核心组成一个专用计算机应用系统，以满足检测、控制应用类型的功能要求。
另外，单片机的使用也为实现水温的智能化控制以及提供完善的人机交互界面及多机通讯接口提供了可能，而这些功能在常规数字逻辑道路中往往是难以实现或无法实现的。
所以，本例采用以单片机为核心的直接数字控制系统。
关键词：AT89C52单片机；温度传感器；74HC245；LED显示器目录摘要 ......................................................... - 0 - 第一章绪论 ................................................. - 3 - 1.1系统概述.. (3)第二章系统方案设计 ............................................ - 4 - 2.1总体方案论证. (4)2.2模块方案论证 (4)2.2.1 控制方案论证.......................................... - 5 -2.2.2 系统组成论证.......................................... - 5 -2.2.3 单片机系统选择........................................ - 6 -2.2.4 温度控制方案论证...................................... - 6 -2.2.5 LED显示电路论证....................................... - 6 - 第三章总体设计 ................................................ - 8 - 3.1总体设计系统图.. (8)3.2AT89C52单片机 (8)3.474HC245 (11)3.5DS18B20温度传感器 (11)第四章硬件电路设计 ........................................... - 16 - 4.1主机控制部分 (16)4.2电路的整体排布 (16)4.3复位电路设计 (16)4.4系统电源电路 (17)4.5时钟电路的设计 (17)4.6温度采样电路 (18)4.7温度控制系统 (18)4.8数字显示部分 (19)4.9报警电路设计 (19)第五章仿真调试结果 ........................................... - 21 - 5.1K EIL U V ISION 2软件简介. (21)5.2 K EIL 调试 (21)5.3 PROTEUS 仿真 (22)第六章设计总结 ............................................... - 24 - 6.1设计过程总结 (24)6.2设计功能拓展 (24)参考文献 ...................................................... - 25 - 致谢 ......................................................... - 26 - 附录：程序清单 ................................................ - 27 -第一章绪论1.1系统概述单片微型计算机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的，由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点，所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、军事装置、机器人、工业控制等诸多领域，使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。
基于STC89C52单片机的水温控制系统设计方案
基于STC89C52单片机的水温控制系统设计方案第1章方案论证本设计中的芯片可以采用二种方案。
方案一：采用热电偶温度传感器，放大器，A/D转换器作为测量温度的电路。
热电偶通过电位差的数值与不加热部位测量点的温度来测温，和这两种导体的材质有关。
热电偶传感器有自己的优点和缺陷，它灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。
由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关，用非常细的材料也能够做成温度传感器。
也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性，这种细微的测温元件有极高的响应速度，可以测量快速变化的过程。
硬件电路复杂，需要设计A/D转换电路，以及与其相关的编程，总体设计起来较困难，软件、硬件调试复杂，硬件成本较高。
而且器传感器有以下缺点：它灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响[]。
所以总体来说，在硬件、软件上的成本都比较高，而且易受外部环境的影响，系统工作不稳定。
方案二：采用数字可编程温度传感器作为温度检测元件。
数字可编程温度传感器可以直接读出被测温度值。
不需要将温度传感器的输出信号接到A/D转换器上，减少了系统的硬件电路的成本和整个系统的体积同时具有极强的抗干扰纠错能力；负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
由于采用的是具有一总线特点的温度传感器，所以电路连接简单；而且该传感器拥有强大的通信协议，同过几个简单的操作就可以实现传感器与单片机的交互，包括复位传感器、对传感器读写数据、对传感器写命令[2]。
软件、硬件易于调试，制作成本较低。
也使得系统所测结果精度大大提高。
通过以上二种方案的论证和比较，从设计的实用性、方便性和成本等诸多方面考虑，最终选择了以DS18B20为温度测量和传输元件的设计，这样设计在本次毕业设计中能够在经费有限的情况下，进行最优的实现方法。
具体方案：采用STC89C52作为整个电路的核心控制器件，用DS18B20传感器采集温度信息。
毕业设计(论文)-基于单片机的水温控制设计
毕业设计（论文）任务书题目：系（分院）专业班学生姓名：指导教师：职称：教研室主任：系（分院）主任：任务书下发日期：年月日毕业设计（论文）指导教师评阅意见本科生毕业设计---------基于单片机的水温控制设计题目：水温自动控制系统学生姓名：XXXX专业：XXXX班级：XXXX指导教师：XXXX目录声明 (1)摘要 (2)第一章绪论 (4)第二章总体方案设计 (6) (6) (7) (8)第三张相关器件介绍 (10)第四章系统硬件设计 (15) (15) (15) (16)第五章系统软件设计 (20) (20) (20) (21) (22)第六章系统调试 (24)设计总结与展望 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录 (28)吉林技术工程师范学院本科毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文，是本人在知道教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中注明的引用征文外，本论文不含其它个人或集体已经发表或撰写的作品成果，对本文作出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式表明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担作者签名2010 05 12摘要基于单片机水温控制系统目前的水温控制系统大多数采用由模拟传感器·多路模拟开关·A/D 转换器及单片机等组成的传输系统，这种系统需要布置大量的测温电缆，才能把现场传感器的信号送到采集卡上，安装和差些复杂，成本也高。
同时线路上传送的是模拟信号，易受干扰和损耗，测量误差也比较大，不利于控制者根据温度变化作出及时决定。
在这样的形式下，开发一种实时性高·精度高·能够综合处理多点信息的系统就很有必要。
水温控制在工业和日常生活中应用广泛，分类较多，不同水温控制系统的控制方法也不尽相同，其中以PID控制阀最为常见。
本设计主要介绍基于单片机的水温控制系统的相关理论和实践进行研究。
设计了一种用DS18B20温度传感器和AT89S52单片机为核心系统的水温控制系统，给出了该设计详细的原理说明和具体的设计电路详细叙述了系统的硬件电路的设计要点和结构及软件的设计要点，同时给出了各个重要子程序的流程图。
基于单片机水温控制系统的设计课程设计
基于单片机水温控制系统的设计摘要本文介绍了基于AT89S52单片机水温测量及控制系统的设计。
系统硬件部分由单片机电路、温度采集电路、键盘电路、LED显示电路、继电器控制电路等组成。
软件从设计思路、软件系统框图出发，逐一分析各模块程序算法的实现，通过C语言编写出满足任务需求的程序。
本系统采用数字式温度传感器DS18B20作为温度传感器，简易实用，方便拓展。
单片机以此对水的温度进行有效检测与报警，并以此进行水温的控制。
基于单片机水温控制系统采用多电源供电，降低了系统各个模块间的干扰，还保证了电源能为各部分提供足够的工作电流，提高系统的可靠性。
关键词：水温控制 AT89S52 DS18B20湖南科技大学课程设计目录摘要 (i)第一章绪论 (1)1.1水温控制系统设计的背景 (1)1.2水温控制系统设计的意义 (1)1.3水温控制系统完成的功能 (2)第二章系统设计方案选择 (3)2.1单片机及水温控制方案 (3)2.2水温传感器方案 (3)2.3电源设计方案 (4)2.4控制系统总体设计 (4)第三章硬件设计部分 (5)3.1单片机电路 (5)3.2温度检测电路 (9)3.3其它部分硬件电路 (13)第四章软件设计部分 (16)4.1程序设计方案 (16)4.2各模块子程序设计 (17)第五章系统调试部分 (21)参考文献 (23)附录 (24)第一章绪论1.1水温控制系统设计的背景测量控制的作用是从生产现场中获取各种参数，运用科学计算的方法，综合各种先进技术，使每个生产环节都能够得到有效的控制，不但保证了生产的规范化、提高产品质量、降低成本，还确保了生产安全。
所以，测量控制技术已经被广泛应用于炼油、化工、冶金、电力、电子、轻工和纺织等行业。
单片机以其集成度高、运算速度快、体积小、运行可靠、价格低廉等优势，在过程控制、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电器以及网络技术等方面得到了广泛的应用，特别是单片机技术的开发与应用，标志着计算机发展史上又一个新的里程碑。
基于单片机的水温控制电路设计(含程序+中英文翻译)大学毕设论文
基于单片机的水温控制电路设计序言无论是工业控制领域还是消费电子领域，温度控制的应用都非常广泛，如工业控制中的锅炉、加热炉的控制，消费电子领域的热水器、饮水机的控制，内部都涉及到温度控制[1]。
传统靠人工控制的温度、湿度、液位等信号的测压﹑力控系统，外围电路比较复杂，测量精度较低，分辨力不高，需进行温度校准(非线性校准、温度补偿、传感器标定等)；且它们的体积较大、使用不够方便。
随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生产的自动控制系统开始进入了人们的生活，以单片机为核心的温度采集系统就是其中之一[2]。
采用MCS-51单片机对温度进行控制，不仅具有控制方便、简单和灵活等优点，而且可以大幅度提高温度控制的技术指标。
本文正是介绍一个基于单片机的水温控制电路来控制电炉内的水温。
水温控制在工业及日常生活中应用广泛,分类较多,不同水温控制系统的控制方法也不尽相同,其中以PID控制法最为常见,但是,常规调节三个参数的整定一般需要经验丰富的工程技术人员来完成,步骤繁琐复杂,既耗时又耗力.而且当对象特征变化时,又要重新整定,并且在现代工业控制过程中，许多被控对象机理复杂,这种情况下,采用常规PID调节器，三个参数的整定比较困难，为此本文提出了采用归一参数整定法，即只整定一个参数,这样减少了许多工作量，提高了工作效率，为实现简易的自整定控制带来方便[3]。
本设计单片机控制部分采用AT89C51单片机为核心，采用软件编程，实现用PID算法来控制PWM波的产生，进而控制电炉的加热来实现温度控制。
适用于环境参数经常变化的小型水温控制电路。
设计中使用7407同相器作为数码管和固态继电器的驱动。
第一章设计任务1.1功能1.总的工作功能本设计的任务是：用电炉对水加热，基于单片机设计一个电炉水加热控制电路。
要求显示实际温度和门限温度，并且要求门限水温可以由人工通过键盘来设定。
电路可以通过对实际温度和门限温度的差值的处理来控制继电器进而控制电炉的开关，从而对水温进行控制，使水温保持在一定温度上。
基于单片机的水温控制系统设计_课程设计任务书
计算机控制技术课程设计计算机控制技术课程设计成绩评定表设计课题基于单片机的水温控制系统设计学院名称：电气工程学院目录摘要： (2)1 引言 (3)2 总体方案设计 (4)2.1总体方案的确定 (4)2.2 硬件方案论证 (6)3 系统硬件设计 (8)3.1系统框图 (8)A/D (8)3.3系统温度控制 (10)3.3.1前向通道: (10)4 系统软件设计 (11)4.1定时中断服务程序 (11)4.2脉宽调制输出子程序 (12)4.3 系统控制总程序 (13)5 参数计算 (14)5.1 系统各模块设计及参数计算 (14)6 系统硬件与软件调试 (20)6.1 单片机基本系统调试 (20)6.2 软件调试 (23)7 CPU软件抗干扰 (24)7.1 看门狗设计 (24)8 测试方法和测试结果 (26)8.1 系统测试仪器及设备 (26)总结 (28)参考文献 (29)附录系统硬件总原理图 (30)摘要：本系统以AT89C51，AT89C2051单片机为核心，主要包括传感器温度采集，A/D模/数转换，按扭操作，单片机控制，数码管数字显示等部分。
本系统采用PID算法实现温度控制功能，通过串行通信完成两片单片机信息的交互而实现温度设定、控制和显示。
本设计还可以通过串口与上位机（电脑）连接，实现电脑控制。
系统设计有体积小、交互性强等优点。
为了实现高精度的水温控制，本单片机系统采用PID算法控制和PWM脉宽调制相结合的技术，通过控制双向可控硅改变电炉和电源的接通、断开，从而改变水温加热时间的方法来实现对水温的控制。
本系统由键盘显示和温度控制两个模块组成，通过模块间的通信完成温度设定、实温显示、水温升降等功能。
具有电路结构简单、程序简短、系统可靠性高、操作简便等特点。
1 引言目前市场上太阳能热水器的控制系统大多存在功能单一、操作复杂、控制不方便等问题，很多控制器只具有温度和水位显示功能，不具有温度控制功能．即使热水器具有辅助加热功能。
基于单片机的水温加热控制系统设计
基于单片机的水温加热控制系统设计
随着科技的不断发展，单片机在各个领域的应用越来越广泛。
其中，基于单片机的水温加热控制系统在工业和家庭中都有着重要的应用。
本文将介绍一个基于单片机的水温加热控制系统的设计原理和实现方法。
设计原理：
水温加热控制系统的设计原理是通过测量水温并与设定温度进行比较，控制加热器的开关状态，以维持水温在设定范围内。
在这个系统中，我们将使用单片机来实现温度的测量和控制逻辑。
实现方法：
首先，我们需要选择合适的温度传感器来测量水温。
常用的温度传感器有NTC热敏电阻和DS18B20数字温度传感器等。
然后，将温度传感器连接到单片机的模拟输入引脚，通过模数转换器将模拟信号转换为数字信号。
接着，我们需要设定一个目标温度值，当测得的水温低于目标温度时，单片机控制加热器开启，反之则关闭。
在程序设计方面，我们可以使用C语言或者类似的编程语言编写控制逻辑。
通过单片机的IO口控制加热器的开关状态，实现水温的控制。
同时，我们还可以在单片机上设置一些保护措施，比如过温保护、短路保护等，以确保系统的安全运行。
总结：
基于单片机的水温加热控制系统设计，可以实现对水温的精准控制，提高了加热系统的稳定性和安全性。
这种系统不仅可以应用在家用热水器、暖气系统等家庭设备中，也可以应用在工业生产中的加热设备中，具有广阔的应用前景。
希望本文的介绍能够对读者有所帮助，同时也希望大家能够在实际应用中不断完善和改进这一系统，为生活和生产带来更多的便利和效益。
基于单片机的水温水位控制系统设计
本次设计的控制系统是以单片机作为其主控芯片，因此是一种数字化的控制方式，通过传感器配合以模数转换器将水位水温信号转换为数字信号并通过单片机处理从而完成对水位水温的自动控制,利用数字式的温度传感器大幅度的提高了温度测量的精度，并且由于以单片机为控制芯片，可以通过编程方便地扩展其功能，能够满足不同的需求，因而具有巨大的现实意义。
1、单片机的选择
方案一：采用AT89C51单片机，它具4k的Flash闪存，128字节内部RAM,32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路.具有低功耗模式，在空闲模式下CPU停止工作，但允许其他系统的正常工作。
方案二：采用AT89C2051单片机，它具有15个I/O口，2KB可重复编程的Flash并具有128byte的RAM，，两个16位定时器，一个五向量两级中断结构，一个全双工串行口，2.7V—6V的供电范围，全静态工作频率范围为0Hz-24MHz,并配备有2级程序存储器，精度较高的电压比较器。由于其I/O资源较少，不能满足系统的需求。
早期通过模拟电路实现的水位和温度参数控制上存在很多弊端，如电路复杂，成本较高，可靠性低，易受环境影响、扩展功能差等缺点。相比之下,如今数字控制对这一现状有了明显的改善，特别是传感器的发展与应用，使得这一技术的准确度也明显提高。
基于单片机的水温控制系统设计任务书
主题：基于单片机的水温控制系统设计任务书任务目的：设计并实现一个基于单片机的水温控制系统，该系统能够监测水温并根据设定的温度范围进行自动控制，保持水温稳定在设定范围内。
任务内容：1. 系统硬件设计1.1 选择合适的单片机芯片，考虑其性能和外设接口；1.2 设计温度传感器电路，用于实时监测水温；1.3 设计控制继电器电路，用于控制加热器或冷却器。
2. 系统软件设计2.1 编写单片机的控制程序，包括温度采集、设定温度范围、控制加热器或冷却器等功能；2.2 考虑系统的稳定性和实时性，设计合理的控制算法；2.3 确保系统的安全性，防止温度过高或过低造成损坏。
3. 系统测试与调试3.1 制作系统原型，进行硬件连接及焊接；3.2 调试温度传感器、继电器等模块，确保它们能够正常工作；3.3 测试系统在不同温度下的控制效果，进行调试和优化。
4. 系统性能评估4.1 对系统的控制精度进行测试和评估，确定其控制水温的稳定性；4.2 对系统的实时性和可靠性进行测试，确保系统能够及时响应温度变化；4.3 对系统的功耗和安全性进行评估。
提交要求：1. 提交系统的硬件设计图纸和软件源代码；2. 提交系统原理图和PCB设计文件；3. 提交系统测试和调试记录，包括测试数据和优化过程；4. 提交系统性能评估报告，对系统的各项性能进行详细评估。
任务时间：本任务书下发后，设计团队需在两个月内完成系统设计、测试及评估，并在规定时间内提交相关文件。
任务负责人：XXX（负责人尊称及通联方式）任务审批人：XXX（审批人尊称及通联方式）以上任务书经XXXXXX审核通过，现予以下发。
希望设计团队能够认真执行任务，按时保质地完成任务，期待设计团队为我们带来一个高质量的水温控制系统。
经过反复检查和确认，我们设想出了一个基于单片机的水温控制系统实施计划。
在系统硬件设计方面，我们选择了一款性能稳定、外设接口丰富的单片机芯片。
通过该芯片，我们将设计温度传感器电路，用于实时监测水温。
基于单片机饮水机温度控制系统的设计
自动水温加热器设计一．测控大作业要求自动水温加热器设计加热体：交流电阻丝 500W测温传感器：热电偶要求：能够检测水的温度，控制水温为设定值，允许少量偏差，比如温度45摄氏度设计步骤；传感器的信号输出，信号放大，滤波，电平偏移，A/D，PID控制，显示等。
二．设计目标设计一个基于单片机的加热器的温度控制系统，以AT89C51单片机为控制核心，以传感器AD590采集温度信号,放大后经ADC0809将模拟信号转换为数字信号，送入单片机AT89C51，通过软件编程AT89C51可以驱动各个管脚连接的功能模块实现各个功能，如温度采集、温度设定、显示、示警等。
该系统可以实时检测加热器水箱的水温，并且可以通过数码管显示加热器水箱水温度数，可以通过键盘或开关选择制冷或加热，可以人为设置水的温度的上下限，如加热，当温度在设定的范围内时正常工作，当低于水温下限时控制加热器加热；如制冷，当温度高于水温上限时控制压缩机制冷，温度检测范围0~95℃，精度±1℃，当温度超过设定值时具有示警功能。
三．方案总设计以单片机系统为核心的控制方案，其原理框图如图1所示。
本方案通过温度传感器将温度信号转换为电流信号，信号放大后，经A/D转换器，A/D转换器将进来的模拟信号转换成数字信号，然后送到单片机处理，并将采集的温度值与键盘设定的温度值进行比较，根据比较的结果，单片机输出相应的信号来控制外部设施，达到控制加热器加热或压缩机制冷的目的。
还具有显示、报警等功能。
图1方案原理框四．电路设计4.1 单片机最小系统设计本设计单片机最小系统如图2所示，由主控器AT89C51、时钟电路和复位电路三部分组成。
单片机AT89C51作为核心控制器控制着整个系统的工作，而时钟电路负责产生单片机工作所必需的时钟信号，复位电路使得单片机能够正常、有序、稳定地工作。
图2 单片机最小系统4.1.1 单片机选择AT89C51单片机是ATMEL公司的AT89系列单片机的其中一种，该系列是当今世界上最新型的电擦写八位单片机之一，和51系列完全兼容，低电压、低电流、低功耗，价格低廉，很受用户欢迎。
基于单片机的水温控制器的设计
示 ， 提 供 各 种 运 行 指 示 灯 用 来 指 示 系 统 并 现在 所 处状 态 ， ： 度 设 置 、 热 、 止加 如 温 加 停 热等 ， 个 系 统 通 过 四个 按 键 来 设 置 加 热 整 温度 和 控 制运 行 ， 系 统 测 温 结 果 与 本 温 度 计 测温 基 本 一 致 ， 能满 足 设 计 ， 明 了 证 设计的合理性 。 ４． 动 态数 据 测 试 ２ 进行 温度 设 定 ， 过设 定 温度值 （ 通 ７ ５ ℃ ）， 察 加 热 管 的 加 热 情 况 ， 观 以及 数 码 管 的显 示 值 ， 用 温 度 计 测 量水 温 ， 隔一 段 再 每 时 间记 录 一 次数 据 ， 两 组值 进 行 比较 。 将 记 的。 录 表 如 下 ：设 定 前 温 度 为 ２ ℃ ） （ ５ ● ＮＯ ： ｒ ｌ Ｏｐ ｎ常 开 点 。 Ｎｏ ｍａ ｅ ＮＯ与 通 过 上 表 可 看 出在 加 热 的 过 程 中 ， 显 ＣＯＭ 在 平 时 是 呈 开 路 状 态 的 ， 继 电 器 动 示 的 温 度 与 实 测 的 温 度 近 似 一 样 ， 明 系 当 说 作时， ＮＯ与 ＣＯＭ导通 ， ＮＣ与 ＣＯＭ则 呈开 路 统 的设 计 达 到 精 度要 求 ， 还 是 略有 偏 差 ， 但 状态。 ９ ２ 当８ Ｓ５ 的Ｐ２． 输 出高 电平 时 ， 电 基 本 不 影 响 设 计 结 果 。 ５ 继 器 不导 通 ， 之 当 输 出低 电平 时 ， 电器 导 反 继 整 个 测试 过程 表 明 该 方 案 是 合 理 可 行 通 ， 样 就 激 活 了 连接 回路 。 这 的 ， 利 完成 了设 计 ， 到 了预 想 结 果 。 顺 达 ２ ５ 警 电 路 设计 ．报 ５结 束语 在系统 里设定 温度上 限值 ， 由于 加 热 此 设 计 虽 然 能 够 完 成 温 度 的显 示 和控 停 止 后 ， 热 管 还 有 余 热 当 采 集 到 的 外 界 制 ， 功 能和 精 度 有 待 于进 一 步 提 高 。 加 但 以后 温 度 高 于 当 前 所 设 定 温 度 上 限 值 时 ， 序 可 以 通 过 加 入 ＰＩ 法 优 化 控 制 功 能 ， 通 程 Ｄ算 并 就 会 进 入 报 警 子 程 序 ， 发 蜂 呜 器 进 行 报 过 液 晶 显 示 屏 实 时 显 示 温 度 。 触 警 。 警 电路 原 理 图 如 图 所 示 。 报
【设计】基于单片机的水温温度控制系统设计
【关键字】设计摘要本文介绍了单片机应用于电加热饮水机的一种设计方法，该电加热饮水机具有自动化程度高、安全性好、功能多、使用方便、功率小、加热快、可靠性高等特点。
并详细地论述了以单片机为处理器的电加热饮水机的硬件、软件设计、系统编程和抗干扰设计等方面的问题。
本系统以ATMEL公司的AT89C51单片机为核心，由DS18B20、信号处理电路、键盘控制电路、LED显示电路、输出控制电路等构成。
主要包含的程序有：主程序、显示子程序、PID控制子程序等。
同时，在软、硬设计时均采取了有效的抗干扰措施。
关键词：AT89C51；DS18B20；PID控制。
AbstractThis paper introduced a single-chip microcomputer which used in electric heating water dispenser as a design method, the electric heating water dispenser with a high degree of automation, security, and multi-functional, easy to use, small power, heating quickly, and high reliability. The paper described in detail by the single-chip processor power for heating water dispenser hardware, software design, system design, programming and anti-jamming problems.The controller ATMEL Corporation AT89C51 single-chip microcomputer as the core, by the DS18B20, signal processing circuit, eyboard control circuit, ED display circuit, utput control circuit, etc.The process mainly includes the main program, isplay control subroutine,PID control subroutine and so on. At the same time, software and hardware are designed to take aneffective antijamming measures.Key words: AT89C51; DS18B20; PID control.目录1 前言随着电子技术的发展，特别是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，那么单片机技术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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于单片机水温控制器的设计设计基于单片机的水温控制器的设计摘要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AT89S52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目录1 绪论 ................................................................................................................................... - 1 -2 系统总体设计 ................................................................................................................... - 2 -2.1硬件总体设计.................................................................................................... - 2 -2.1.1硬件系统子模块 ............................................................................... - 2 -2.2 软件总体设计................................................................................................... - 2 -3 硬件系统设计 ................................................................................................................... -4 -3.1硬件电路分析和设计报告................................................................................ - 4 -3.1.1单片机最小系统电路 ....................................................................... - 4 -3.1.2 键盘电路 .......................................................................................... - 5 -3.1.3 数码管及指示灯显示电路 .............................................................. - 5 -3.1.4 温度采集电路 .................................................................................. - 7 -3.1.5 电源电路 ........................................................................................ - 11 -3.1.6报警电路设计 ................................................................................. - 12 -3.1.7加热管控制电路设计 ..................................................................... - 12 -4 系统软件设计 ................................................................................................................. - 14 -4.1主程序流程图.................................................................................................. - 14 -4.2各个模块的流程图.......................................................................................... - 16 -4.2.1读取温度DS18B20模块的流程 ................................................... - 16 -4.2.2键盘扫描处理流程 ......................................................................... - 18 -4.2.3 报警处理流程 ................................................................................ - 18 -5 系统调试 ......................................................................................................................... - 20 -5.1 硬件电路调试................................................................................................. - 20 -5.2 软件调试......................................................................................................... - 20 -5.3 系统操作说明................................................................................................. - 21 -5.4数据测试.......................................................................................................... - 21 -总结 ................................................................................................................................. - 23 -致谢 ................................................................................................................................. - 24 -参考文献 ............................................................................................................................. - 25 -附录一：系统源程序......................................................................................................... - 26 -附录二：系统硬件总图..................................................................................................... - 35 -基于单片机的水温控制器的设计1 绪论本系统的设计可以用于水温控制系统和电饭煲等各种电器电路中。
它以单片机AT89S52为核心，通过数码管显示温度和语音提示实现人机对话，使用温度转换芯片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。
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。
以计算机为例，当中的中央处理器的运行速度愈快，所耗散的热量便愈多，为免计算机系统过热而受损，有关系统必须加强温度过高保护功能。
传统的温度采集电路相当复杂，需要经过温度采集、信号放大、滤波、AD转换等一系列工作才能得到温度的数字量，并且这种方式不仅电路复杂，元器件个数多，而且线性度和准确度都不理想，抗干扰能力弱。
现在常用的温度传感器芯片不但功率消耗低、准确率高，而且比传统的温度传感器有更好的线性表现，最重要的一点是使用起来方便。
自动控制仪器仪表总的发展趋势是高性能、数字化、集成化、智能化和网络化。
智能温度控制系统的设计是为了满足市场对成本低、性能稳定、可远程监测、控制现场温度的需求而做的课题，具有较为广阔的市场前景。
本系统的核心控制芯片选用的是51系列单片机AT89S52，单片机在各个技术领域中的迅猛发展，与单片机所构成的计算机应用系统的特点有关：·单片机构成的应用系统有较大的可靠性。
·系统构建简洁、易行，能方便的实现系统功能。
·由于构成的系统是一个计算机系统，相当多的功能由软件实现，故具有柔性特点。
·有优异的性能价格比。
2 系统总体设计2.1硬件总体设计设计并制作一个基于单片机的热水器温度控制系统的电路，其结构框图如图2-1：图2－1 系统结构框图2.1.1硬件系统子模块(1) 单片机最小系统电路部分(2) 键盘扫描电路部分(3) 数码管温度显示和运行指示灯电路部分(4) 温度采集电路部分(5) 继电器控制部分(6) 报警部分2.2 软件总体设计良好的设计方案可以减少软件设计的工作量，提高软件的通用性，扩展性和可读性。