基于单片机的水温控制系统的研究与设计毕业答辩分解

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AT89C51系列单片机工作原理的研究
AT89C51有40引脚双列直插（DIP）形式。其与80C51引脚结构基本相同，其逻 辑引脚图如图2.1所示。
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本设计采用按键作为输入控制，通过温度多采样单元采集温度信息， 经过LM324放大器放大及ADC0809数模转换器将其转换，由主机 AT89C51进行处理并将实际温度值和设定温度值分别显示在共阳极数 码显示管LED上。 电子探温技术已经应用到气象温度监测领域，其测得的温度数据输入 微机进行统计处理及保存。如果根据事先设定参数对测得数据进行实 时运算处理，根据其结果控制应用设备，就可以实现对应用设备的温 度监控。气象探温设备等专业仪器都使用感温探头、转换电路和A/D 转换器，测量精度高、速度快，但成本较高。本文采用电容充电电路， 仅需要两个外部元件即可测出温度，无须转换电路、放大电路、A/D 转换器，采用单片机技术完成运算处理，降低了成本，电路简单，稳 定可靠，功耗小，特别适合于电池供电。接入交流接触器，就可以控 制取暖风机，电加热器、空调等设备，适用于农业、养殖、大型超市、 商场、宾馆、办公等一般性低精度要求的温度控制。如对精度要求较 高，只需将电阻、电容测温电路换成感温探头，并添加转换电路及 A/D转换器。
论文题目： 基于单片机的水温控 制系统的研究与设计
指导老师： 张老师 学生姓名： 学号：
论文提纲
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框架 实现 创新 总结 致谢 参考文献
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课题的背景及其意义

现代工业设计，工程建设及日常生活中温度控制都起着重要的作用，早 期的温度控制主要用于工厂时间生产中，能起到实时采集温度数据，提 高生产效率，产品质量之用。随着人们生活质量的提高，现代社会中的 温度控制不仅应用在工厂生产方面也应用于酒店，厂房以及家庭生活中， 在有些应用中，如高精度的生产厂房，对温度的要求极其严格，温度的 变化极有可能对生产的产品造成极大的影响。因此，这就需要一种能够 及时检测温度变化以及温度变化的设备，提供温度数据值，使人们对温 度的变化做及时的调整，多点温度控制可根据人们不同的应用环境自行 设置该环境的温度值，及时反映生产，生活中温度变化使人们能及时看 到温度变化的第一手资料，提示人们温度变化情况，协助人们能及时的 调整，起到温度报警作用，使温度控制更好的服务于社会生产，生活。
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课题研究现状
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温度控制技术按照控制目标的不同可分为两类：动态温度跟踪与恒值温 度控制。动态温度跟踪实现的控制目标是使被控对象的温度值按预先设 定好的曲线进行变化。恒值温度控制的目的是使被控对象的温度恒定在 某一数值上，且要求其波动幅度（即稳态误差）不能超过某一给定值。 20世纪80年代开始，国外在单回路PID控制器中引入了参数整定和自适 应控制理论，PID控制理论从此进入了高速发展阶段。 目前国内温控仪表的发展，相对国外而言在性能方面还存在一定的差距， 它们之间最大的差别主要还是在控制算法方面，具体表现为国内温控仪 在全量程范围内温度控制精度低，自适应性较差。这种不足的原因是多 方面造成的，如针对不同的温控对象，由于控制算法的不足而导致控制 精度不稳定等。
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AT89C51系列单片机工作原理的研究

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AT89C51系列单片机工作原理的研究
•AT89C51及80C51系列基本组成及特性
AT89C51是一种带4k字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory ）的低电压， 高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。而在众多的51系列单片机中， 要算 ATMEL 公司的AT89C51更实用，也是一种高效微控制器，因为 它不但和8051指令、管脚完全兼容，而且其片内的4K程序存储器是 FLASH工艺的，这种工艺的存储器，用户可以用电的方式达到瞬间擦 除、改写。而这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大 缩短。
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AT89C51系列单片机工作原理的研究
•AT89C51基本功能描述 AT89C51是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器，而且在其片种还有4k字节 的在线可重复编程快擦快写程序存储器，能重复写入/擦除1000次，数据保存时 间为十年。AT89C51可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积, 增加系 统的可靠性，降低了系统成本。只要程序长度小于4k, 四个I/O口全部提供给用 户。可用5V电压编程，而且写入时间仅10毫秒, 仅为8751/87C51 的擦除时间的 百分之一，与8751/87C51的12V电压擦写相比, 不易损坏器件, 没有两种电源的 要求，改写时不拔下芯片，适合许多嵌入式控制领域。AT89C51 芯片提供三级 程序存储器锁定加密， 提供了方便灵活而可靠的硬加密手段, 能完全保证程序 或系统不被仿制。
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AT89C51系列单片机工作原理的研究
•AT89C51及80C51系列引脚功能 单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚[6]。 ⒈ 电源 ⑴ VCC - 芯片电源，接+5V； ⑵ VSS - 接地端； •⒉ 时钟 XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 •⒊ 控制线：控制线共有4根 ⑴ ALE/PROG：地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲 ①ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址； ② PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。 ⑵ PSEN：外ROM读选通信号。
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课题的背景及其意义

目前国内温度监控系统的研究正在飞速的发展，被广泛用于工农业生产、 科学研究和生活等领域等方面，但对温度要求比较严格的场合，我国的 设备根本无法胜任,更提供不了具有建设性的、有价值决策的数据。而 国际上新型温度监控器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络 化的方向发展。另一方面智能温度监控器正朝着低功耗、智能化、高精 度、安全性及研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。
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AT89C51系列单片机工作原理的研究
⑶ RST/VPD：复位/备用电源。 ① RST（Reset）功能：复位信号输入端。 ② VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。 ⑷ EA/Vpp：内外ROM选择/片内EPROM编程电源。 ① EA功能：内外ROM选择端。 ② Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。 ⒋ I/O线 80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有 第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。