基于单片机水温控制系统
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
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的设计报告
基于单片机的水温控制系统一、总体模块图二、总体思路用温度传感器AD590检测出水的温度，传感器会把温度值转换为模拟量，再经由一个模数转换器ADC0804把传感器中的模拟量转换为数字量，这样才能传送到单片机中，要温度有范围的限制，则要事先设定出最低和最高温度，这时便要利用键盘，这里采用独立键盘的方式只用到3个按键（一个“设定”键，一个“加一”键，一个“减一”键），设定好的温度就相当于一个标准值，实时的水温都要在单片机中与之进行比较，如果实时值低于最低温度时单片机要有一个输出信号去控制温度控制电路，即执行温度控制的中段，温度控制电路会控制电炉对水进行加热到最高温度时，单片机停止对温度控制电路的作用，水会逐渐降温到最低温度，再加热，如此循环。
其中的实时温度会由单片机来控制LED数码管的显示。
三、分块叙述1、温度传感器AD590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℃。
AD590为电流型传感器温度每变化1℃其电流变化1uA。
满足温度范围40-90℃，最小区分度为1℃。
2、模数转换器ADC0804ADC0804的引脚功能如下：1、/CS（片选端）。
用来控制ADC0804是否被选取中，/CS=0时芯片被选中。
2、/RD（读控制端）。
/RD为1时，DB0-DB7处于高阻状态，/RD=0时，DB0-DB7才会输出电压数据。
3、/WR（写控制端）。
当/CS=0时，/WR由1变为0时，转换器被清除，/WR 再次回到1时，转换才重新开始。
4、CLK-IN（时钟输入端）。
5、INTR（中断输出端），低电平有效，接单片机外部中断。
6、Vin+(模拟电压同相输入端），输入电压在DC0-5.12V。
7、Vin-（模拟电压反相输入端），使用时一般接模拟地。
8、A-GND（模拟地）。
9、Vref/2(参考电压端），输入电压最高为5.12V时，应调整至2.56V；即此脚电压为输入最高电压的1/2。
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系统
一、系统方案1.1 水温控制系统的设计任务和要求该系统为一实验系统，系统设计任务：设计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调整，以保持设定的温度基本不变。
利用单片机AT89c51实现水温的智能控制，使水温能够在一定温度之间实现控制温度调节。
利用仪器读出水温，并在此基础上将水温调节到我们通过键盘输入的温度（其方式是加热或降温），而且能够将温度显示在我们的七段发光二极管板上。
系统设计具体要求：（1）由键盘设定温度，设定范围为0～99℃，最小区分度为l ℃，标定温差＜1。
（2）温度低于设定温度值时加热，温度高于设定值时降温。
（3）实现容器中无水时报警,及溢流控制等。
（4）环境温度降低时(例如用电风扇降温)温度控制约静态误差＜1。
1.2 系统总体方案的选择（1）方案一 （如图1-1）此方案是传统的一位式模拟控制方案，选用模拟电路，用电位器设定给定值，反馈的温度值和设定值比较后，决定加热或不加热。
其特点是电路简单，易于实现，但是系统所得的结果精度不高并且调节动作频繁，系统静差大，不稳定。
系统受环境的影响大，不能实现复杂的控制算法，不能用数码管显示，不能用键盘设定。
图1-1 模拟电路一（2）方案二（如图1-2）此方案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。
这种方法还是模拟控制方法，因此也不能实现复杂的控制算法使控制温度做的更高。
而且仍不能用数码管显示和键盘设定。
图1-2 模拟电路二（3）方案三（如图1-3）此方案采用AT89c51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【1】。
单片机系统可用数码管显示水温的实际值，能用键盘输入设定值等功能。
本方案选用了AT89c51芯片，不需要外扩展存储器，可使系统整体结构更为简单。
图1-3 温度控制系统框图方案论证方案一和方案二是传统的模拟控制方式，而模拟控制系统难以实现复杂控制规律，控制方案的修改也较麻烦。
基于单片机的水温控制系统设计-毕业设计.
基于单片机的水温控制系统设计学生：指导教师：内容摘要：说起温度控制系统，大家并不陌生了，在我们生活中许许多多的家用电器都可以涉及到温度的控制，像存储美食的电冰箱，为我们带来凉爽的空调都会用到温度控制系统，为我们带来热气腾腾开水的饮水机等等。
而本文介绍了水温控制系统的基本原理，本系统可以用于饮水机等电路，整个系统的核心就是AT89C51单片机，它是这个系统的主控制单元，对于水温控制当然温度控制系统也是必不可少的，这个系统则应用了DS18B20为温度传感器的温度控制系统，采集温度后利用数码管显示当前温度，并通过继电器对其加热等。
总而言之水温控制系统在生活中的大量应用为我们带来了方便，提高了我们的生活质量。
关键词：水温控制系统单片机 AT89C51 DS18B20 继电器Design for microcomputer temperature control system Abstract:Speaking of temperature control system, everybody is not strange, in our life, many household appliances can be involved in temperature control, like food storage refrigerator, bring us cool air conditioning, the temperature control system is used for us a steaming hot water drinking machine, and so on. Water temperature control system are introduced in this paper, the basic principle of this system can be used for water dispensers circuit, such as the core of the whole system is AT89C51 single chip microcomputer, it is the main control unit to the system, the water temperature control temperature control system is also indispensable, of course, the application system, the temperature control system of temperature sensor DS18B20, after collecting temperature using digital tube display the current temperature, and through the relay on the heating, etc. Overall water temperature control system in the life of a large number of applications for our brought convenient, improve the quality of our life.Keywords:water temperature control system of single chip microcomputer AT89C51 DS18B20 relay.目录前言 (1)1 水温控制器背景 (1)2 方案比较 (1)2.1 控制电路的方案比较 (1)2.2 温度采集模块 (2)2.3 显示模块 (2)2.4 温度控制模块 (2)3 硬件电路 (3)3.1 硬件框图 (3)3.2 功能介绍 (3)3.2.1 控制电路模块 (3)3.2.2 温度采集模块功能 (6)3.2.3 温度控制模块功能 (7)3.2.4 显示模块功能 (8)4 软件设计 (10)4.1 主程序流程图 (10)4.2 温度采集程序 (11)4.2.1 温度转换 (12)4.3 按键处理 (13)4.4 显示模块 (13)5 调试说明 (15)5.1 温度采集误差 (15)5.2 水温控制测试 (16)5.3 温度突变测试 (17)6 结束语 (18)附录 (19)参考文献 (21)基于单片机的水温控制系统设计前言电饭煲，电冰箱,电空调在我们生活中随处可见，为我们的生活带来了极大的方便,这一切的功劳都归属于水温控制系统的诞生。
基于单片机的水温恒温模糊控制系统设计
基于单片机的水温恒温模糊控制系统设计水温恒温在很多工业领域中都是非常重要的，比如在制造过程中需要严格控制水温以确保产品质量，或者在实验室中需要保持水温恒定以保证实验结果的准确性。
为了实现水温恒温，可以采用单片机控制系统进行模糊控制，以更好地调节水温并确保其恒定性。
一、系统设计1.系统组成该水温恒温模糊控制系统包括以下几个部分：1)传感器：用于实时监测水温，通常采用温度传感器来获取水温数据。
2)单片机：作为系统的核心控制部分，负责根据传感器采集的水温数据进行控制算法处理，并输出控制信号给执行器。
3)执行器：负责控制水温调节设备，比如加热器或制冷器，以使水温保持在设定的恒温值附近。
4)人机界面：用于设定水温的目标值、显示当前水温以及系统的工作状态等信息，通常采用液晶显示屏或LED灯来实现。
2.系统工作原理系统工作流程如下：1)单片机通过传感器获取实时水温数据，并与设定的恒温值进行比较。
2)根据实时水温和设定值之间的差异，单片机通过模糊控制算法计算出调节水温的控制信号。
3)控制信号送往执行器，执行器根据信号控制加热器或制冷器对水温进行调节。
4)单片机不断循环执行上述步骤，使水温保持在设定的恒温值附近。
二、模糊控制算法设计模糊控制算法是一种基于模糊逻辑进行推理和决策的控制方法，适用于非线性、不确定性系统的控制。
在水温恒温控制系统中，可以设计如下的模糊控制算法：1.模糊化：将实时水温和设定水温映射到模糊集合，通常包括“冷”、“适中”和“热”等。
2.模糊规则库：根据实际情况，设定一系列的模糊规则，描述实时水温和设定水温之间的关系。
3.模糊推理：通过模糊规则库，进行模糊推理，得到相应的控制信号。
4.解模糊化：将模糊推理的结果映射到实际的控制信号范围内，作为执行器的输入。
通过模糊控制算法设计，可以更加灵活地调节水温，适应各种复杂环境下的恒温控制需求。
三、系统实现在实际系统的实现中，首先需要选择合适的传感器，并设计好传感器的接口电路来获取水温数据。
基于单片机的水温控制系统性能分析与改进
基于单片机的水温控制系统性能分析与改进水温控制系统是一种常见的自动化控制系统，它主要用于控制水温在一定范围内进行调节。
本文将对基于单片机的水温控制系统的性能进行分析，并提出改进措施。
一、水温控制系统的性能分析1. 系统稳定性：水温控制系统的稳定性是指系统在不受外界干扰的情况下，能够保持水温在设定的目标温度附近波动较小。
稳定性是评价系统性能的重要指标，直接影响到系统的可靠性和精度。
2. 响应速度：水温控制系统的响应速度是指系统从接收到温度控制信号到实际水温达到设定温度的时间。
响应速度快的系统可以更快地调节水温，提高系统的控制精度和效率。
3. 控制精度：水温控制系统的控制精度是指系统达到设定目标温度的能力。
控制精度越高，系统对温度的控制越准确。
4. 抗干扰能力：水温控制系统在工作过程中可能会受到环境干扰或外部干扰的影响，如温度突然变化、电磁干扰等。
抗干扰能力较强的系统能够在干扰发生后快速恢复正常工作状态。
5. 能耗：水温控制系统在实际使用中需要消耗一定的能量。
合理降低系统的能耗，提高能源利用效率，具有重要的经济和环境意义。
二、改进措施1. 优化控制算法：通过改进控制算法，如PID控制算法，可以提高系统的稳定性和控制精度。
可以采用实时监测温度信号并与设定温度进行比较，通过反馈调整控制器的输出信号，实现对水温的精确控制。
2. 采用更精准的传感器：传感器是水温控制系统的关键组成部分，准确的温度传感器可以提供更精确的温度测量值，提高系统的控制精度。
可以考虑采用高精度的温度传感器，如PT100电阻式温度传感器。
3. 优化控制回路结构：通过合理设计控制回路结构，减小回路中潜在的干扰源和误差源，提高系统的稳定性和抗干扰能力。
可以采用差分放大器、滤波器等措施来减少信号干扰。
4. 使用高效的加热元件：加热元件是水温控制系统的核心部分，选用高效的加热元件可以提高系统的响应速度和控制精度。
比如采用电热棒或者电热管作为加热元件，可以快速将电能转化为热能，提高加热速度。
基于单片机的水温控制系统
目录第1节引言 (3)1.1水温控制系统概述 (3)1.2 本设计任务和主要内容 (4)第2节系统设计原理与方案论证 (5)2.1 总体框图 (5)2.2 总体方案论证 (5)2.3 各部分电路方案论证 (6)第3节硬件电路设计与计算 (8)3.1 温度采样和转换电路 (8)3.2 温度控制电路 (9)3.3 单片机控制部分 (10)3.4 键盘及数字显示部分 (10)第4节实验测试 (12)4.1 循环显示“HELLO888” (12)4.2 键盘及数字显示结合 (13)4.3 温度设定和传送电路 (15)4.4 PWM 电压输出电路 (20)第5节课程设计总结 (23)5.1 此次水温控制系统设计过程中遇到的问题及其解决方法 (23)5.2 设计体会及对该设计的建议 (23)参考文献 (24)第1节绪论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。
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。
然而,单纯的PID算法无法适应不同的温度环境,在某个特定场合运行性能非常良好的温度控制器,到了新环境往往无法很好胜任,甚至使系统变得不稳定,需要重新改变 PID 调节参数值以取得佳性能。
本文首先用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。
然后在模型参考自适应算法 MRAC基础上,用单片机实现了自适应控制,弥补了传统 PID控制结构在特定场合下性能下降的不足,设计了一套实用的温度测控系统,使它在不同时间常数下均可以达到技术指标。
此外还有效减少了输出继电器的开关次数,适用于环境参数经常变化的小型水温控制系统。
1.1水温控制系统概述温度控制是无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，过低的温度或过高的温度都会使水资源失去应有的作用，从而造成水资源的巨大浪费。
毕业设计(论文)-基于单片机的水温控制系统(软件部分设计)
图4-2温度测量部分软件流程图
第2章
2.1
温度传感器有多种类型，常见的有：数字接口的温度传感器，可以与控制器直接相连；热电偶温度传感器，一般线形度较差，需要开发人员进行线性化调节；热电阻温度传感器，线形度略好于热电偶，测温范围较广，应用场合较多。常见的数字接口的温度传感器如18B20，18B20是一线总线接口的温度传感器。一线总线具有独特而且经济的特点。测量温度范围为-55℃～+125℃，在-10℃～+85℃范围内,精度为±℃。其硬件操作比较简单，用户只需对其进行软件编程就可以实现控制。因此，18B20适合硬件资源较少，测量温度要求不高的情况。本设计拟采用铂热电阻作为温度采集装置，铂热电阻是一种精确、灵敏、性能稳定的温度传感器。在外界温度作用下，铂电阻丝的电阻值将随之变而变化，可用于测量-200～800℃范围内的温度。其优点是：电气性能稳定，温度和电阻关系近于线性，精度高。铂电阻元件可与显示仪、记录仪、调节器、扫描仪、数据记录仪以及电脑配套进行精确的温度测量和控制。因此，在温度控制精度要求比较高的情况，一般采用铂热电阻作为温度采集装置。
PIDinit();
while(1){
iKeyValue = SP_GetCh();//取键值
key_value_process(iKeyValue);//键值处理
if(guifgSpeechPlay)
temperature_speech_play( ); //语音播放
if(status == system_temperature_control)
3.
本系统采用铂电阻作为温度传感器，铂热电阻是一种精确、灵敏、性能稳定的温度传感器。铂热电阻元件是用陶瓷为保护管做成的内绕结构，感温元件可制成各种微型温度传感器探头。铂热电阻元件配上金属保护管和安装固定装置（如各种螺纹接头、法兰盘等），就构成装配式铂热电阻。
基于单片机的水温控制系统毕业设计
基于单片机的水温控制系统毕业设计1. 简介本文将讨论基于单片机的水温控制系统的设计和实现。
水温控制系统是一种常见的自动化控制系统，用于监测和调节水温。
本项目旨在设计一个可靠、高效且易于使用的水温控制系统，以满足用户对水温的要求。
2. 功能需求2.1 温度检测水温控制系统需要能够准确地检测水的温度。
为此，我们将使用一个温度传感器来获取实时的水温数据。
传感器将与单片机连接，通过模拟输入引脚读取传感器输出的模拟信号。
2.2 温度显示为了方便用户了解当前水温情况，我们将在系统中添加一个液晶显示屏。
单片机将把读取到的温度数据转换为数字信号，并通过数字输出引脚发送给液晶显示屏进行显示。
2.3 温度调节根据用户设定的目标温度，系统需要能够自动调节水温。
我们将使用一个加热元件（例如电热棒）来提供加热功能。
单片机将根据当前水温与设定的目标温度之间的差异控制加热元件的开关。
2.4 温度保护为了避免水温过高引发安全问题，我们将在系统中添加一个温度保护功能。
当水温超过一定阈值时，单片机将自动关闭加热元件，并向用户发出警报。
3. 系统设计3.1 硬件设计系统的硬件设计包括以下组成部分：•单片机：选择一款适合的单片机，具有足够的输入输出引脚和计算能力。
•温度传感器：选择一款可靠、精确度高的温度传感器，例如DS18B20。
•液晶显示屏：选择一款适合的液晶显示屏，具有足够的显示区域和分辨率。
•加热元件：选择一款适合的加热元件，例如电热棒或电热器。
•警报器：选择一个适合的警报器，用于发出警报信号。
3.2 软件设计系统的软件设计包括以下几个方面：•温度检测：编写程序读取温度传感器输出的模拟信号，并进行模数转换得到实际温度值。
•温度显示：编写程序将实际温度值转换为数字信号，并通过数字输出引脚发送给液晶显示屏进行显示。
•温度调节：编写程序根据当前水温与设定的目标温度之间的差异控制加热元件的开关。
当差异过大时，开启加热元件；当差异较小或为负时，关闭加热元件。
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：PID7.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(1127248U U R RR R U o ⨯+=由铂热电阻阻值与水温的关系可知，铂热电阻的范围是ΩΩ140~100。
则100)10012(12-140)140(1212)-(100)10012(12-100)10012(1212⨯+⨯+≤≤⨯+⨯+K K U U K K 整理得：V U U 04.0)-(012≤≤而仪表放大器的输出电压为0~5V ，所以放大倍数大约为：5/0.04=125。
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系统设计
基于单片机的水温控制系统设计本文旨在介绍一个基于单片机的水温控制系统设计。
随着工业的进步和市场需求的日益增加，对水温控制系统设计的需求也越来越高。
单片机技术作为当今工业控制领域的主流技术之一，具有可编程性强、运算速度快、存储器容量大等优点，在水温控制系统设计中得到广泛应用。
本文以一个实际的水温控制系统为例，介绍了该系统的硬件设计、软件设计和实验结果，并同时探讨了一些可能存在的问题和需要改进的地方。
1. 系统硬件设计为了实现水温的控制和监测，需要设计一套硬件系统来实现。
该系统中主要包括以下几个部分：（1）温度传感器：通过监测水温的变化来实现控制目的，可以使用一些常见的温度传感器，比如DS18B20、NTC电阻等。
（2）控制器芯片：本设计采用STC89C52单片机作为控制器芯片，具有较好的性能和稳定性。
（3）开关电路：为了实现控制目的，需要使用开关电路来控制加热器的功率，可以使用一个三极管的开关电路。
（4）液晶显示屏：用来显示当前水温和设定温度等信息。
（1）采集温度信息：通过温度传感器采集实时的水温信息，然后将温度值存储到单片机中。
（2）显示温度信息：将采集到的温度信息通过液晶屏显示出来，方便操作和监测。
（3）设定温度控制范围：设置一个目标温度值和一个偏差值，当水温低于目标温度值时，将开启加热器，并将水温不断升高，直到水温达到目标温度值，并保持在一定的偏差范围内。
（4）控制加热器：通过开关电路来控制加热器的功率，以实现加热或停止加热的目的。
（5）故障检测：当系统发生异常或不正常情况时，系统应该及时进行报警和处理，比如过温报警等。
3. 实验结果通过实验，我们可以看到系统在目标温度和偏差范围内工作良好，加热器能够及时开启和关闭，从而实现水温的稳定控制。
同时，系统也能够及时进行异常检测和处理，对保证水温控制系统的安全和稳定运行至关重要。
4. 可能存在的问题和需要改进的地方在实际应用中，可能会遇到一些问题，比如温度传感器的精度问题、控制器芯片的性能问题、硬件电路的稳定性问题等。
基于单片机技术的水温控制系统设计
基于单片机技术的水温控制系统设计水温控制系统是一种常见的自动化控制系统，它可以根据水温的变化自动调节水温，保持水温在设定的范围内。
基于单片机技术的水温控制系统设计，可以实现更加精准的控制和更加智能化的操作。
一、系统设计方案基于单片机技术的水温控制系统设计，主要包括以下几个方面：1.硬件设计：包括传感器、单片机、继电器、显示屏等硬件设备的选型和连接。
2.软件设计：包括单片机程序的编写和调试，实现温度采集、控制算法、显示等功能。
3.控制算法设计：根据实际需求，设计合适的控制算法，实现精准的温度控制。
二、系统实现流程基于单片机技术的水温控制系统实现流程如下：1.硬件连接：将传感器、单片机、继电器、显示屏等硬件设备按照设计方案连接好。
2.程序编写：根据硬件连接情况，编写单片机程序，实现温度采集、控制算法、显示等功能。
3.调试测试：将系统连接到实际的水温控制设备上，进行调试测试，检查系统是否正常工作。
4.系统优化：根据测试结果，对系统进行优化，提高系统的稳定性和精度。
5.系统应用：将系统应用到实际的水温控制场景中，实现自动化控制和智能化操作。
三、系统优势基于单片机技术的水温控制系统具有以下优势：1.精准控制：采用先进的控制算法，实现精准的温度控制，避免了传统控制方式的误差和不稳定性。
2.智能化操作：通过显示屏和按键等人机交互界面，实现智能化操作，方便用户使用和管理。
3.可靠性高：采用高品质的硬件设备和优化的软件程序，保证系统的可靠性和稳定性。
4.节能环保：通过精准的温度控制，实现节能环保的目的，降低能源消耗和环境污染。
四、应用场景基于单片机技术的水温控制系统广泛应用于以下场景：1.家庭水温控制：可以实现家庭水温的自动化控制，提高生活质量和舒适度。
2.工业水温控制：可以实现工业生产中的水温控制，提高生产效率和产品质量。
3.农业水温控制：可以实现农业生产中的水温控制，提高农作物的生长效率和产量。
总之，基于单片机技术的水温控制系统设计，可以实现更加精准的控制和更加智能化的操作，具有广泛的应用前景和市场需求。
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一、引言随着科技的不断发展，单片机技术在各行各业的应用越来越广泛，其在控制系统中的应用也越来越普遍。
水温水位控制系统在工业生产、农业灌溉和家用设备中都有着重要的作用。
本文将介绍基于单片机的水温水位控制系统的设计原理和实现方法。
二、系统设计原理1. 水温控制原理水温控制是指根据水的温度来控制加热或散热装置，使水温保持在设定的范围内。
在本设计中，使用DS18B20数字温度传感器来检测水温，当水温超过设定温度时，控制加热装置进行加热；当水温低于设定温度时，关闭加热装置或者进行散热。
2. 水位控制原理水位控制是指根据水位高低来控制水的进出，保持水位在设定范围内。
在本设计中，使用水位传感器来检测水位高低，当水位低于设定水位时，控制水泵进行进水；当水位高于设定水位时，关闭水泵或者进行排水。
三、系统硬件设计1. 单片机选择在本设计中，选择常用的STM32系列单片机作为控制核心，其具有强大的计算能力和丰富的外设接口，非常适合控制系统的设计。
2. 传感器选择选择DS18B20数字温度传感器和水位传感器作为水温水位检测的传感器，其精度高、响应快、稳定性好，能够准确地检测水的温度和水位。
3. 控制装置选择根据水温水位的检测结果，使用继电器、电磁阀等控制装置来控制加热装置和水泵的启停，实现对水温水位的精确控制。
四、系统软件设计1. 温度和水位检测编写相应的程序，通过单片机与温度传感器和水位传感器进行通信，实时获取水温水位的数据，并进行相应的处理。
2. 控制策略设计根据水温水位的检测数据，设计控制策略，确定加热装置和水泵的启停时机，使系统能够快速、稳定地对水温水位进行控制。
3. 人机交互界面设计设计人机交互界面，通过LCD显示屏或者触摸屏，实时显示水温水位的数据和系统工作状态，提供操作界面，方便用户对系统进行监控和控制。
五、系统实现和调试在硬件和软件设计完成后，进行系统的实现和调试，验证控制系统的准确性和稳定性，根据实际情况进行相应的调整和优化。
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。
基于单片机的水温控制系统摘要
基于单片机的水温控制系统的设计与实现摘要温度控制在工业生产中是很重要的一个控制对象。
我的课题是做一个以51单片机为主控芯片的水温控制系统，当前随着计算机技术的迅猛发展，微型计算机测量和控制技术都得到了很快的发展和广泛的应用。
51单片机具备反应速度快，数据处理功能强，功耗较低等优点，特别是在温度的测量和控制能力等方面，达到控制简易方便，测量的精确度较高，测量的温度相对较宽，因此得到了广泛的应用。
本课题基于单片机的温度控制系统是以51单片机为主芯片的，通过PT100温度传感器采集温度的，然后通过A/D数模转换芯片再传送给单片机。
在我的论文中详细的介绍了水温控制系统的硬件设计部分和软件设计部分，其中硬件设计包括有：检测温度电路、控制温度电路、显示电路。
51单片机收集温度传感器返回的信号，然后再发出加热或者降温的指令来对水温实现控制的目的。
软件部分我主要采用的是模块化的结构。
在完成水温控制系统的设计课题过程中，我学到了很多，收获颇丰。
目前已经实现了基本的水温控制和采集功能，传感器还可以采用精度更高的传感器。
关键词：STC89C51，温度，报警，PT100The design and implementation of a water temperature control system based on single chip microcomputerAbstractTemperature control is a very important control object in industrial production. My task is to do a 51 single-chip microcomputer as main control chip of water temperature control system .With the rapid development of computer technology at present,microcomputer measurement and control technology obtaines a fast development and a wide application.51 microcontroller runs fast, its data processing is reliable,its power consumption is low,especially in the aspects such as temperature measurement and control,it is simple and convenient to control, the measuring accuracy is higher,and the measuring range is wide, therefore 51SCM has been widely used.My design is based on 51 single chip microcomputer which is used as the core to realize the temperature control system I use PT100 temperature sensor to collect the temperature. The temperature will be returned to SCM through D/A conversion chip.My paper mainly introduces how to design the hardware and software for hardware components,it includes temperature detection circuit,temperature control circuit and display circuit.51 SCM collects the signal returned by the temperature sensor,and then it sends command to realize the purpose of temperature control.As for Software part, I mainly adopts modular structure,the module part of the mainly have among them: the LCD1602 display module,keyboard key processing module,temperature control signal acquisition module, relay module, alarm module.In the process of water temperature control system design project, I learned a lot, harvest quite abundant. At present has achieved the basic temperature control and function of acquisition, sensor also can be used in a higher precision.Keywords: STC89C51, Temperature, Alarm, PT100。
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基于单片机水温控制系统摘要：随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用，以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度的控制水平。
本设计以保质、节能、安全和方便为基准设计了一套电热壶水温控制系统，能实现在40℃~90℃X围内设定控制温度，且95℃时高温报警，十进制数码管显示温度，在PC机上显示温度曲线等功能，并具有较快响应与较小的超调。
整个系统核心为SPCE061A，前向通道包括传感器及信号放大电路，按键输入电路；后向通道包括三部分：LED显示电路，上位机通信电路以及控制加热器的继电器驱动电路。
利用SPCE061A的8路10位精度的A/D转换器，完成对水温的实时采样与模数转换，通过数字滤波消除系统干扰，并对温度值进行PID运算处理，以调节加热功率大小。
同时在下位机上通过数码管显示当前温度，通过USB接口传送信息至上位机，可以直接在PC端观察温度的变化曲线，并根据需要进行相应的数据分析和处理，由此完成对水温的采样和控制。
通过验证取得了较满意的结果。
关键词：码分多址、walsh扩频、pn扩频、电路设计、程序设计、仿真目录1 引言11.1水温控制系统概述11.2本设计任务和主要内容22 基于单片机水温控制系统设计过程22.1水温控制系统总体框图22.2总体方案论证32.3 各部分电路方案论证42.4键盘及数字显示结合52.5温度设定和传送电路63硬件电路设计与计算63.1 温度采样和转换电路63.2 温度控制电路83.3 单片机控制部分93.4键盘及数字显示部分9参考文献9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。
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。
然而,单纯的PID算法无法适应不同的温度环境,在某个特定场合运行性能非常良好的温度控制器,到了新环境往往无法很好胜任,甚至使系统变得不稳定,需要重新改变PID 调节参数值以取得佳性能。
本文首先用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。
然后在模型参考自适应算法MRAC基础上,用单片机实现了自适应控制,弥补了传统PID控制结构在特定场合下性能下降的不足,设计了一套实用的温度测控系统,使它在不同时间常数下均可以达到技术指标。
此外还有效减少了输出继电器的开关次数,适用于环境参数经常变化的小型水温控制系统。
1.1水温控制系统概述温度控制是无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，过低的温度或过高的温度都会使水资源失去应有的作用，从而造成水资源的巨大浪费。
特别是在当前全球水资源极度缺乏的情况下，我们更应该掌握好对水温的控制，把身边的水资源好好地利用起来。
在现代冶金、石油、化工及电力生产过程中，温度是极为重要而又普遍的热工参数之一。
在环境恶劣或温度较高等场合下，为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度、节约能源，要求对加热炉炉温进行测、显示、控制，使之达到工艺标准，以单片机为核心设计的炉温控制系统，可以同时采集多个数据，并将数据通过通讯口送至上位机进行显示和控制。
那么无论是哪种控制，我们都希望水温控制系统能够有很高的精确度（起码是在满足我们要求的X围内），帮助我们实现我们想要的控制，解决身边的问题。
在计算机没有发明之前，这些控制都是我们难以想象的。
而当今，随着电子行业的迅猛发展，计算机技术和传感器技术的不断改进，而且计算机和传感器的价格也日益降低，可靠性逐步提高，用信息技术来实现水温控制并提高控制的精确度不仅是可以达到的而且是容易实现的。
用高新技术来解决工业生产问题，排除生活用水问题实施对水温的控制已成为我们电子行业的任务，以此来加强工业化建设，提高人民的生活水平。
1.2本设计任务和主要内容1.基本要求一升水由1kW的电炉加热，要求水温可以在一定X围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动调整，以保持设定的温度基本不变。
2.主要性能指标①温度设定X围：40~90o C，最小区分度为1o C。
②控制精度：温度控制的静态误差1o C≤。
③用十进制数码显示实际水温。
3.扩展功能①具有通信能力，可接收其他数据设备发来的命令，或将结果传送到其他数据设备。
②采用适当的控制方法实现当设定温度或环境温度突变时，减小系统的调节时间和超调量。
③温度控制的静态误差0.2o C≤。
2 基于单片机水温控制系统设计过程2.1水温控制系统总体框图图2-1 单片机控制系统原理框图该水温控制系统主要由AT89C51单片机控制系统、前向通道（温度采样转换电路）、后向通道（温度控制电路）、键盘显示电路等四部分组成，其总体设计框图如上图所示。
2.2总体方案论证（一）、方案论证与比较本题目是设计制作一个水温控制系统，对象为一升净水，加热器为1KW的电炉。
要求能在35℃--95℃X围内设定控制水温，并具有较好的快速性和较小的超调，以及十进制数码管显示等功能。
1、总体方案设计及论证根据题目的要求，我们提出了以下的两种方案：方案1：此方案是采用传统的二位模拟控制方法，选用模拟电路，用电位器设定给定值，采用上下限比较电路将反馈的温度值与给定的温度值比较后，决定加热或者不加热。
由于采用模拟控制方式，系统受环境的影响大，不能实现复杂的控制算法使控制精度做得教高，而且不能用数码显示和键盘设定。
方案2：采用单片机AT89C51为核心。
采用了温度传感器AD590采集温度变化信号，A/D采样芯片ADC0804将其转换成数字信号并通过单片机处理后去控制温度，使其达到稳定。
使用单片机具有编程灵活，控制简单的优点，使系统能简单的实现温度的控制及显示，并且通过软件编程能实现各种控制算法使系统还具有控制精度高的特点。
比较上述两种方案，方案2明显的改善了方案缺点，并具有控制简单、控制温度精度高的特点，因此本设计电路采用方案2。
2.3 各部分电路方案论证本电路以单片机为基础核心，系统由前向通道模块、后向控制模块、系统主模块及键盘显示摸块等四大模块组成。
现将各部分主要元件及电路做以下的论证：（1）、温度采样部分方案1：采用热敏电阻，可满足35℃--95℃的测量X围，但热敏电阻精度、重复性和可靠性都比较差，对于检测精度小于1℃的温度信号是不适用的。
方案2：采用温度传感器AD590。
：AD590具有体积小、质量轻、线形度好、性能稳定等优点。
其测量X围在-50℃-- +150℃，满刻度X 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℃，其各方面特性都满足此系统的设计要求。
此外AD590是温度-电流传感器，对于提高系统抗干扰能力有很大的帮助。
经上述比较，方案2明显优于方案1，故选用方案2。
（2）、键盘显示部分控制与显示电路是反映电路性能、外观的最直观部分，所以此部分电路设计的好坏直接影响到电路的好坏。
方案1：采用可编程控制器8279与数码管及地址译码器74LS138组成，可编程/显示器件8279实现对按键的扫描、消除抖动、提供LED的显示信号，并对LED显示控制。
用8279和键盘组成的人机控制平台，能够方便的进行控制单片机的输出。
方案2：采用单片机AT2051与地址译码器74LS138组成控制和扫描系统，并用2051的串口对主电路的单片机进行通信，这种方案既能很好的控制键盘及显示，又为主单片机大大的减少了程序的复杂性，而且具有体积小，价格便宜的特点。
对比两种方案可知，方案1虽然也能很好的实现电路的要求，但考虑到电路设计的成本和电路整体的性能，我们采用方案2。
（3）、控制电路部分方案1：采用8031芯片，其内部没有程序存储器，需要进行外部扩展，这给电路增加了复杂度。
方案2：本方案的CPU模块采用2051芯片，其内部有2KB单元的程序存储器，不需外部扩展程序存储器。
但由于系统用到较多的I/O口，因此此芯片资源不够用。
方案3：采用AT89C51单片机，其内部有8KB单元的程序存储器，不需外部扩展程序存储器，而且它的I/O口也足够本次设计的要求。
比较这3种方案，综合考虑单片机的各部分资源，因此此次设计选用方案3。
设计电路图如图2-2所示：图2-2AT89C51单片机原理图2.4、键盘及数字显示结合编一小程序，实现键盘及数字显示结合——按键盘1数码管显示1，按键盘2数码管显示3，按键盘3数码管显示3，按键盘4数码管显示4，按键盘5数码管显示5，按键盘6数码管显示6，按键盘7数码管显示7，按键盘8数码管显示8，按键盘9数码管显示9，按键盘10数码管显示A，按键盘11数码管显示b，按键盘12数码管显示C，按键盘13数码管显示d，按键盘14数码管显示E，按键盘15数码管显示F。
2.5、温度设定和传送电路编一小程序，实现温度设定和传送电路——以下是双机串口通讯主程序流程图：图2-3 双机串口通讯流程3 硬件电路设计与计算本电路总体设计包括四部分：主机控制部分（89C51）、前向通道（温度采样和转换电路）、后向通道（温度控制电路）、键盘显示部分。
3.1 温度采样和转换电路系统的信号采样和转换电路主要由温度传感器AD590、基准电压7812、运算放大器OP-07及A/D转换电路ADC0804四部分组成。
设计电路图如图3-1所示：图3-1温度采样和转换电路原理图（1）AD590性能描述测量X围在-50℃--+150℃，满刻度X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℃。
AD590为电流型传感器温度每变化1℃其电流变化1uA在35℃和95℃时输出电流分别为308.2uA和368.2uA。
（2）基准电压7812提供12V标准电压，它与运算放大器OP-07和电阻组成信号转换与放大电路，将35℃--95℃的温度转换为0—5V的电压信号。
（3）ADC0804性能描述ADC0804为8位逐次逼近型A/D 转换器，其输入电压X 围在0—5v ，转换速度为100us ，转换精度为0.39﹪，对应误差为0.234℃。
满足系统的要求。
（4）电路原理及参数计算温度采样电路的基本原理是采用电流型温度传感器AD590将温度的变化量转换成电流量，再通过OP-07将电流量转换成电压量，通过A/D 转换器ADC0804将其转换成数值量交由单片机处理。
图4-1中三端稳压7812作为基准电压,由运放虚短虚断可知运放OP-07的反向输入端i U （2脚）的电压为零伏。
当输出电压为零伏时(即Uo=0v) ，令7812的输出电压为b U =12V ，OP-07的2脚处为A 点，AD590的转换电流为c I 。