水温自动控制系统设计说明
电加热炉温度控制系统设计说明
目录1意义与要求 (1)1.1实际意义 (1)1.2技术要求 (1)2设计容及步骤 (1)2.1方案设计 (1)2.2详细设计 (2)2.2.1 主要硬件介绍 (2)2.2.2 电路设计方法 (3)2.2.3绘制流程图 (6)2.2.4程序设计 (7)2.3调试和仿真 (7)3结果分析 (8)4课程设计心得体会 (9)参考文献 (10)附录 (11)电加热炉温度控制系统设计1意义与要求1.1实际意义在现实生活当中，很多场合需要对温度进行智能控制，日常生活中最常见的要算空调和冰箱了，他们都能根据环境实时情况，结合人为的设定，对温度进行智能控制。
工业生产中的电加热炉温度监控系统和培养基的温度监控系统都是计算机控制系统的典型应用。
通过这次课程设计，我们将自己动手设计一个小型的计算机控制系统，目的在于将理论结合实践以加深我们对课本知识的理解。
1.2技术要求要求利用所学过的知识设计一个温度控制系统，并用软件仿真。
功能要求如下：（1）能够利用温度传感器检测环境中的实时温度；（2）能对所要求的温度进行设定；（3）将传感器检测到得实时温度与设定值相比较，当环境中的温度高于或低于所设定的温度时，系统会自动做出相应的动作来改变这一状况，使系统温度始终保持在设定的温度值。
2设计容及步骤2.1方案设计要想达到技术要求的容，少不了以下几种器件：单片机、温度传感器、LCD 显示屏、直流电动机等。
其中单片机用作主控制器，控制其他器件的工作和处理数据；温度传感器用来检测环境中的实时温度，并将检测值送到单片机中进行数值对比；LCD显示屏用来显示温度、时间的数字值；直流电动机用来表示电加热炉的工作情况，转动表示电加热炉通电加热，停止转动表示电加热炉断电停止加热。
整体思路是这样的：首先我们通过按键设定所需要的温度值，然后利用温度传感器检测电加热炉的实时加热温度，并送至单片机与设定值进行比较。
若检测值小于设定值，则无任何动作，电加热炉继续导通加热；若检测值大于设定值，则单片机控制光电耦合器导通，继电器动作，电加热炉断电停止加热。
单回路温度定值控制系统
第１章绪论1.1 设计要求1.1.1 设计题目和设计指标设计题目：智能温控系统设计设计指标：1）设计组成单回路控制系统的各部分，画出总体框图；2）能根据单回路温度定值控制系统的特点，确定控制方案；3)根据所确定的设计方案进行仪表选择、控制器选择、执行器选择；4)合理选择PID 参数。
5)撰写设计说明书及注意事项。
1.1.2 设计功能设计一个单回路温度控制系统，实现温度定值控制；确定设计方案，选择检测变送器、控制器、执行器，确定控制器算法，并进行参数整定，以提高综合运用有关专业知识的能力和实际动手能力。
第２章 系统总体设计方案2.1工艺流程图图1:工艺流程图2.2方框图工作流程介绍系统开始后，水温传感器将水温传送给控制器与给定值进行比较，e 是否为0，如果为0直接输出，如果不为0，控制器进行PID 计算，参数整定后，进行调节，然后传给执行器执行命令，从而达到温度稳定。
PID 控制器 电阻丝加热器 加热罐水温水温检测一给定值 输出值图2：温度单回路系统结构框图+ 加热器 TT 温检控 制 器TC给定值第3章 硬件设计和器件选择3.1电气接线图250欧姆250欧姆0~5V0~10V12250欧姆250欧姆0~10V75温度控制对象温度变送脉宽调制图3：调节器与温度模块接线图3.2器件选择3.2.1 控制器用于调节PID 算法的控制器选择AI818 3.2.2 温度传感器测量水温的传感器采用热电阻Cu50。
热电阻Cu50在—50～150℃测量范围内电热阻和温度之间呈线性关系，温度系数越大，测量精度越高，热补偿性好，在过程控制领域使用广泛。
系统采用三线制Cu50，温度信号经过变送单元转换成4～20mADC 电流信号，便于采集。
3.2.3 加热器采用电阻丝作为加热器件，采用可控硅移相触发单元调节电阻丝的发热功率，输入控制信号为4—20mA标准电流信号，其移相触发与输入控制电流成正比。
输出交流电压来控制加热器电阻丝的两端电压，从而控制加热罐的温度。
电气控制与PLC课程设计(水塔水位PLC自动控制系统)
辽宁工程技术大学电气控制技术与PLC 课程设计设计题目水塔水位PLC自动控制系统指导教师院（系、部）电气与控制工程学院专业班级学号姓名日期电气控制技术与PLC课程设计任务书摘要随着现代社会生产的发展和技术进步，现代工业自动化生产水平的日益提高，微电子技术的飞速发展，在继电器控制系统的基础上产生了一种新型的工业控制装置——可编程控制器。
随着科技的发展和现实暴露的一些问题，以便能更快捷更方便的完成一些任务，在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。
水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。
而水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。
本文采用PLC进行主控制，在水箱上安装一个自动测水位装置。
利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台应用MCGS 组态软件对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、故障报警信息显示、实时曲线和历史曲线的显示，使水位保持在适当的位置关键词：PLC(Programmable Logic Controller)、自动化、水塔水位目录1概论 .................................. 错误！未定义书签。
1.1 可编程序控制器简介............... 错误！未定义书签。
1.2 PLC的工作原理.................... 错误！未定义书签。
1.3 PLC的特点 ....................... 错误！未定义书签。
1.4 PLC的选择 ....................... 错误！未定义书签。
2 水塔水位自动控制系统方案设计.......... 错误！未定义书签。
3 水塔水位自动控制系统硬件设计.......... 错误！未定义书签。
3.1水塔水位控制系统设计要求.......... 错误！未定义书签。
课程设计说明书 温度控制系统的设计与实现
课程设计说明书课程设计说明书题目：温度控制系统的设计与实现摘要温度控制系统是一种典型的过程控制系统，在工业生产中具有极其广泛的应用。
温度控制系统的对象存在滞后，它对阶跃信号的响应会推迟一些时间，对自动控制产生不利的影响，因此对温度准确的测量和有效的控制是此类工业控制系统中的重要指标。
温度是一个重要的物理量，也是工业生产过程中的主要工艺参数之一，物体的许多性质和特性都与温度有关，很多重要的过程只有在一定温度范围内才能有效的进行，因此，对温度的精确测量和可靠控制，在工业生产和科学研究中就具有很重要的意义。
本文阐述了过程控制系统的概念，介绍了一种温度控制系统建模与控制，以电热水壶为被控对象，通过实验的方法建立温度控制系统的数学模型，采用了PID算法进行系统的设计，达到了比较好的控制目的。
关键词：温度控制；建模；自动控制；过程控制；PIDAbstractIn industrial production with extremely extensive application, temperature control system is a typical process control system.Temperature control system has the larger inertia. It is the response signal to step off some of time.And it produces the adverse effect to the temperature measurement. The control system is the important industrial control index. Temperature is an important parameters in the process of industrial production. Also it is one of the main parameters of objects, many properties and characteristics of temperature, many important process only under certain temperature range can efficiently work. Therefore, the precise measurement of temperature control, reliable industrial production and scientific research has very important significance.This paper discusses the concept of process control system and introduces a kind of temperature control system .The electric kettle is the controlled object, PID algorithm is used for system design,through experience method to get the model of temperature control system and we can get the controlied response well.Keywords：Temperature control; Mathematical modeling; Automatic control;Process control; PID目录第一章概述 .......................................... 错误！未定义书签。
基于51单片机的家用电热水器设计说明
基于51单片机的家用电热水器设计说明一、引言家用电热水器在现代生活中起着至关重要的作用。
传统的家用电热水器往往存在能耗高、操作不便等问题，因此需要一种新的设计方案来改善这些问题。
本文将介绍一种基于51单片机的家用电热水器设计方案，旨在提高热水器的效能和用户体验。
二、硬件设计1.控制电路该电热水器的控制电路由51单片机、温度传感器、电动阀门和水泵组成。
51单片机作为核心控制芯片，可以实现对温度、加热和水泵的控制。
温度传感器与单片机相连，用于检测水温并反馈给单片机。
电动阀门和水泵也与单片机相连，通过单片机的控制来实现水的流动和加热。
2.供电电路该电热水器的供电电路由交流电源转换为直流电源的开关电源和稳压电路组成。
开关电源可以将输入的220V交流电转换为12V直流电，并通过稳压电路将其稳压为5V供给单片机及其他辅助电路使用。
三、软件设计1.温度控制算法该电热水器采用闭环温度控制算法，即根据温度传感器检测到的水温与设定的目标温度进行比较，通过调节电动阀门和水泵的开关来控制水的流动和加热。
具体的控制算法可以参考PID控制算法来实现。
2.用户界面设计该电热水器的用户界面可以采用LCD显示屏和按键控制来实现。
LCD 显示屏可以显示当前的水温、设定的目标温度和工作状态等信息。
按键控制可以用于调节目标温度和启动/停止热水器等操作。
四、功能特点1.自动控制该电热水器通过温度传感器和51单片机的控制，可以实现对水温的自动控制。
当检测到水温低于设定的目标温度时，电热水器会自动启动加热和水泵，直到水温达到目标温度为止。
当水温超过设定的目标温度时，电热水器会自动停止加热和水泵。
2.人性化设计该电热水器的用户界面简单直观，用户可以通过按键来调节目标温度和启动/停止热水器。
LCD显示屏可以实时显示当前的水温和设定的目标温度，方便用户进行操作和监控。
3.能耗节约该电热水器的自动控制功能可以确保水温始终保持在设定的目标温度范围内，避免了长时间加热和过热导致的能耗浪费。
鱼缸水温自动控制器任务书
鱼缸水温自动控制器任务书中北大学课程设计任务书2011/2012 学年第二学期学院: 信息与通信工程学院专业: 生物医学工程学生姓名: 学号: 课程设计题目: 医学电子电路实践课程设计鱼缸水温自动控制器的设计起迄日期: 2012年6月 4 日,2012年6月 15 日课程设计地点:201实验室，学院610，学院503室指导教师: 侯宏花石海杰系主任: 王浩全下达任务书日期: 2012 年 6 月 4 日课程设计任务书1(设计目的:学生通过自己动手设计制作，将电子技术相关理论知识与制作实践相结合，提高学生的动手能力，加深对电子技术原理的理解，增加学习电子技术的兴趣，为今后投入电子技术的开发应用打好基础。
2(设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等):热带鱼一般生活在24,25?的水温中，冬天往往要使用加热器加热，但是一般加热时候很难准确控制水温。
为此要求设计一鱼缸水温自动控制器，以达到水温自动控制的目的。
即用数字显示被测温度。
数字式温度计不仅读数方便，而且测量精确，得到广泛应用。
设计要求及技术指标如下:(1)当水温低于设定温度时，加热器通电加热，水温逐渐升高;(2)当水温达到或超过设定温度时，加热器断电停止加温;(3)当水温略低于设定温度时，重新开始加温，使得水温保持在设定温度附近。
3(设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕:(1)计算元件参数，给出详细计算过程;(2)给出完整的设计方案;(3)画出完整电路图，并仿真，对仿真结果进行分析;(4)写出设计总结报告;课程设计任务书 4(主要参考文献:1(傅劲松.电子制作实例集锦.福州:福建科学技术出版社，2006. 2(张庆双. 实用电子电路200例. 机械工业出版社，20033(刘修文. 实用电子电路设计制作300例. 中国电力出版社，20055(设计成果形式及要求:(1) 课程设计说明书;(2) 电路原理图;(3) 仿真结果。
计算机控制课程设计温度控制系统的设计与实现
课程设计说明书题目：温度控制系统的设计与实现学生姓名：学院：电力学院系别：自动化专业：自动化班级：指导教师：二〇一年一月十四日内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书课程名称：计算机控制系统课程设计学院：电力学院班级：自动化07-3班学生姓名：石鑫学号：指导教师：刘磊李志明摘要温度控制系统是一种典型的过程控制系统，在工业生产中具有极其广泛的应用。
温度控制系统的对象存在滞后，它对阶跃信号的响应会推迟一些时间，对自动控制产生不利的影响，因此对温度准确的测量和有效的控制是此类工业控制系统中的重要指标。
温度是一个重要的物理量，也是工业生产过程中的主要工艺参数之一，物体的许多性质和特性都与温度有关，很多重要的过程只有在一定温度范围内才能有效的进行，因此，对温度的精确测量和可靠控制，在工业生产和科学研究中就具有很重要的意义。
本文阐述了过程控制系统的概念，介绍了一种温度控制系统建模与控制，以电热水壶为被控对象，通过实验的方法建立温度控制系统的数学模型，采用了PID算法进行系统的设计，达到了比较好的控制目的。
关键词：温度控制；建模；自动控制；过程控制；PIDAbstractIn industrial production with extremely extensive application, temperature control system is a typical process control system.Temperature control system has the larger inertia. It is the response signal to step off some of time.And it produces the adverse effect to the temperature measurement. The control system is the important industrial control index. Temperature is an important parameters in the process of industrial production. Also it is one of the main parameters of objects, many properties and characteristics of temperature, many important process only under certain temperature range can efficiently work. Therefore, the precise measurement of temperature control, reliable industrial production and scientific research has very important significance.This paper discusses the concept of process control system and introduces a kind of temperature control system .The electric kettle is the controlled object, PID algorithm is used for system design,through experience method to get the model of temperature control system and we can get the controlied response well.Keywords：Temperature control; Mathematical modeling; Automatic control;Process control; PID目录第一章概述..........................................................................................................................................1.1 题目背景及应用意义...........................................................................................................1.2 本文内容及工作安排 (1)第二章系统组成及被控对象分析（被控对象数学建模） (3)2.1 系统组成 (3)2.1 被控对象分析（被控对象数学建模） (5)第三章控制策略设计及仿真研究 (11)3.1 控制策略设计 (11)3.2 仿真研究 (15)第四章控制策略实现 (18)4.1 组态环境下控制策略编程实现 (18)4.2 力控软件 (18)4.3 运行结果分析 (20)第五章总结 (22)参考文献 (23)第一章概述1．1 题目背景及应用意义在近四十年的时间里，电子计算机的发展经历了从电子管、晶体管、中小规模集成电路到大规模集成电路这样四个阶段，尤其是随着半导体集成技术的飞跃发展，七十年代初诞生了一代新型的电子计算机——微型计算机，使得计算机应用日益广泛；目前，计算机应用已渗透到各行各业，达到了前所未有的普及程度。
汽车发动机散热器的自控系统课程设计说明书
汽车发动机散热器的自控系统课程设计说明书一、引言汽车发动机散热器是保证发动机正常运行的关键部件之一。
发动机工作时会产生大量的热量，如果不能及时有效地散热，会导致发动机过热，甚至造成发动机损坏。
为了解决发动机散热问题，本课程设计旨在设计一个自动控制系统来管理发动机散热器的散热效果，确保发动机温度在安全范围内。
二、系统设计该自控系统的设计思路如下：1.传感器部分：通过安装温度传感器来实时检测发动机的温度，并将检测结果发送给控制单元。
2.控制单元部分：控制单元接收来自传感器的温度数据，并根据预设的温度范围制定散热策略。
如果温度过高，控制单元将会自动开启散热器以加速散热；如果温度过低，则会自动关闭散热器以避免过量散热。
3.执行部分：控制单元通过输出控制信号来控制散热器的开关状态，以实现自动控制散热器的散热效果。
三、硬件设计本系统的硬件设计主要包括传感器部分和执行部分。
1.传感器部分：选择适用于汽车发动机温度检测的温度传感器，如NTC温度传感器。
将传感器安装在发动机的散热器上，以便实时检测发动机的温度。
2.执行部分：选择合适的继电器模块作为执行部分，通过继电器控制散热器的开关状态。
继电器模块的输入端接收控制单元输出的控制信号，输出端连接散热器的电源线。
四、软件设计该自控系统的软件设计主要包括控制单元的算法设计和执行部分的驱动程序设计。
1.控制单元算法设计：通过编程实现控制单元的温度策略。
当温度超过上限时，控制单元输出控制信号以打开继电器，使散热器工作；当温度低于下限时，控制单元输出控制信号以关闭继电器，停止散热器工作。
2.执行部分驱动程序设计：编写相应的驱动程序，实现控制单元与继电器模块的通讯和控制。
五、实验步骤1.搭建系统硬件框架：将温度传感器安装在散热器上，将继电器模块连接到散热器的电源线上。
2.编写控制单元的算法和执行部分的驱动程序：根据系统设计要求，编写相应的算法和驱动程序。
3.软硬件集成测试：将编写好的驱动程序与硬件连接起来，进行具体的测试，检查系统的功能和稳定性。
基于51单片机的温度控制系统设计说明
基于51单片机的水温自动控制系统0 引言在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。
而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。
本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。
本温控系统可应用于温度围30℃到96℃。
1 设计任务、要求和技术指标1.1任务设计并制作一水温自动控制系统，可以在一定围（30℃到96℃）自动调节温度，使水温保持在一定的围（30℃到96℃）。
1.2要求（1）利用模拟温度传感器检测温度，要求检测电路尽可能简单。
（2）当液位低于某一值时，停止加热。
（3）用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。
（4）无竞争-冒险，无抖动。
1.3技术指标（1）温度显示误差不超过1℃。
（2）温度显示围为0℃—99℃。
（3）程序部分用PID算法实现温度自动控制。
（4）检测信号为电压信号。
2 方案分析与论证2.1主控系统分析与论证根据设计要求和所学的专业知识，采用AT89C51为本系统的核心控制器件。
AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。
其引脚图如图1所示。
2.2显示系统分析与论证显示模块主要用于显示时间，由于显示围为0～99℃，因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。
在显示驱动电路中拟订了两种设计方案：方案一：采用静态显示的方案采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路，其优点在于占用主控系统的I/O口少，编程简单且静态显示的容无闪烁，但电路消耗的电流较大。
方案二：采用动态显示的方案由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示，占用资源少，动态控制节省了驱动芯片的成本，节省了电 ,但编程比较复杂，亮度不如静态的好。
由于对电路的功耗要求不大，因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。
图1 AT89C51引脚图2.3 检测系统分析与论证1 温度检测：有选用AD590和LM35D两种温度传感器的方案，但考虑到两者价格差距较大，而本系统中对温度要求的精度不很高，因而选用比较廉价LM35D。
液位自动控制系统方案
等级:课程设计课程名称电气控制与PLC课程设计课题名称液位自动控制系统设计与调试专业班级学号姓名指导老师电气信息学院课程设计任务书课题名称液位自动控制系统设计与调试姓名专业班级学号指导老师课程设计时间教研室意见审核人：一.课程设计的性质与目的本课程设计是自动化专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节，是实现理论与实践相结合的重要手段。
它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程围的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。
通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。
二. 课程设计的容1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求，确定控制方案。
2.绘制水箱液位系统的PLC I/O接线图和梯形图，写出指令程序清单。
3.选择电器元件，列出电器元件明细表。
4.上机调试程序。
5.编写设计说明书。
三. 课程设计的要求1.所选控制方案应合理，所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。
2.所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728－84《电气图用图形符号》、GB6988－87《电气制图》和GB7159－87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。
3.所编写的设计说明书应语句通顺，用词准确，层次清楚，条理分明，重点突出，篇幅不少于7000字。
四.进度安排1.第一周星期一：布置课程设计任务，讲解设计思路和要求，查阅设计资料。
2.第一周星期二～星期四：详细了解搬运机械手的基本组成结构、工艺过程和控制要求。
确定控制方案。
配置电器元件，选择PLC型号。
绘制传送带A、B的拖动电机的控制线路原理图和搬运机械手控制系统的PLC I/O接线图。
设计PLC梯形图程序，列出指令程序清单。
3.第一周星期五：上机调试程序。
4.第二周星期一：指导编写设计说明书。
水箱自动控制系统设计原理图及程序.
课程：创新与综合课程设计电子与电气工程学院实践教学环节说明书题目名称水箱水位自动控制装置学院电子与电气工程学院专业电子信息工程班级学号学生姓名起止日期13周周一~14周周五水箱液位控制系统是典型的自动控制系统，在工业应用上可以模拟水塔液位、炉内成分等多种控制对象的自动控制系统。
本次课程设计思路是以单片机为控制中心，对水位传感器、电机驱动模块、按键及显示进行控制。
通过按键设置水位传感器的位置，在水龙头及阀门的各种开度下，通过控制水泵工作或不工作来维持水箱二的液面高度基本维持不变。
一、设计题及即要求1、设计并制作一个水箱水位自动控制装置，原理示意图如下：2、基本要求：设计并制作一个水箱水位自动控制装置。
（1）水箱1 的长×宽×高为50 ×40 ×40 cm；水箱2 的长×宽×高为40×30 ×40 cm（相同容积亦可）；水箱1 的放在地面，水箱2 放置高度距地0.8-1.2m。
（2）在出水龙头各种开度状态下装置能够自动控制水箱 2 中水位的高度不变，误差≤1cm。
（3）水箱 2 中要求的水位高度及上下限可以通过键盘任意设置；（4）实时显示水箱2 中水位的实际高度和水泵、阀门的工作状态。
3、发挥部分：（1）在出水龙头各种开度状态下装置能够自动控制水箱 2 中水位的高度不变，误差≤0.3 cm。
（2）由无线远程控制器实现基本要求，无线通讯距离不小于10 米。
远程控制器上能够同步实现超限报警显示。
（3）其他创新。
二、设计思路：以单片机为控制中心，对水位传感器、电机驱动模块、按键及显示进行控制。
通过按键设置水位传感器的位置，在水龙头及阀门的各种开度下，通过控制水泵工作或不工作来维持水箱二的液面高度基本维持不变。
原理框图：三、系统结构1、控制模块：本次课程设计采用控制模块是AT89C51单片机。
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
PID水温控制系统
一、前言能源问题已经是当前最为热门的话题，离开能源的日子，世界将失去一切颜色，人们将寸步难行，我们知道虽然电能是可再生能源，但是在今天还是有很多的电能是依靠火力，核电等一系列不可再生的自然资源所产生，一旦这些自然资源耗尽，我们将面临电能资源的巨大的缺口，因而本设计从开源节流的角度出发，节省电能，保护环境。
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，容器为搪瓷或塑料器皿。
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1602液晶显示水的实际温度。
（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≤0.5℃。
二、系统方案1、温度传感器的选取目前市场上温度传感器较多，主要有以下几种方案：方案一：选用铂电阻温度传感器。
此类温度传感器线性度、稳定性等方面性能都很好,但其成本较高。
方案二：采用热敏电阻。
选用此类元器件有价格便宜的优点，但由于热敏电阻的非线性特性会影响系统的精度。
方案三：采用DS18B20温度传感器。
DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出远端引入。
此器件具有体积小、质量轻、线形度好、性能稳定等优点其各方面特性都满足此系统的设计要求。
比较以上三种方案，方案三具有明显的优点，因此选用方案三。
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。
方案一：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。
DS18B20水温控制系统+电路图程序
水温控制系统摘要：该水温控制系统采用单片机进行温度实时采集与控制。
温度信号由“一线总线”数字化温度传感器DS18B20提供，DS18B20在-10～+85°C范围内, 固有测温分辨率为0.5 ℃。
水温实时控制采用继电器控制电热丝和风扇进行升温、降温控制。
系统具备较高的测量精度和控制精度，能完成升温和降温控制。
关键字： AT89C51 DS18B20 水温控制Abstract: This water temperature control system uses the Single Chip Microcomputer to carry on temperature real-time gathering and controling. DS18B20, digitized temperature sensor, provides the temperature signal by "a main line". In -10～+85℃the scope, DS18B20’s inherent measuring accuracy is 0.5 ℃. The water temperature real-time control system uses the electricity nichrome wire carring on temperature increiseament and operates the electric fan to realize the temperature decrease control. The system has the higher measuring accuracy and the control precision, it also can complete the elevation of temperature and the temperature decrease control.Key Words:AT89C51 DS18B20 Water temperature control目录1. 系统方案选择和论证 (2)1.1 题目要求 (2)1.1.1 基本要求 (2)1.1.2 发挥部分 (2)1.1.3 说明 (2)1.2 系统基本方案 (2)1.2.1 各模块电路的方案选择及论证 (2)1.2.2 系统各模块的最终方案 (5)2. 硬件设计与实现 (6)2.1系统硬件模块关系 (6)2.2 主要单元电路的设计 (6)2.2.1 温度采集部分设计 (6)2.2.2 加热控制部分 (8)2.2.3 键盘、显示、控制器部分 (8)3. 系统软件设计 (10)3.1 读取DS18B20温度模块子程序 (10)3.2 数据处理子程序 (10)3.3 键盘扫描子程序 (12)3.4 主程序流程图 (13)4. 系统测试 (14)4.1 静态温度测试 (14)4.2动态温控测量 (14)4.3结果分析 (14)附录1：产品使用说明 (15)附录2：元件清单 (15)附录3：系统硬件原理图 (16)附录4：软件程序清单 (17)参考文献 (26)1.系统方案选择和论证1.1题目要求设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1L净水，容器为搪瓷器皿。
智能温度控制系统设计说明
2012届毕业设计(论文)题目温度智能控制系统设计专业班级2008自动化05 学号2008500260姓名苗青指导教师述斌教授学院名称电气信息学院2011年 5 月 27 日温度智能控制系统设计Intelligent temperaturecontrol system design****: **指导教师: 述斌教授摘要随着电子产品向智能化和微型化的不断发展,单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器。
为了更好地推广单片机在实际生活和生产中的应用,本文介绍一种基于单片机AT89C51设计的温度控制系统，以实现系统能自主调节温度的功能。
该温度系统采用温度传感器DS1820来获得当前温度，并以数字信号的方式传送给单片机。
采集的温度与从4X2矩阵键盘输入的温度值进行比较，并通过液晶显示器LCD显示出来。
如果采集温度低于设置温度，系统将通过继电器模块自动控制升温；如果采集温度高于设置温度，系统将通过继电器模块自动控制降温。
文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度采集电路、温度设置电路、温度显示电路、继电器电路等。
文中还着重介绍了软件设计部分。
里采用模块化结构，主要模块有：温度采集模块、键盘扫描及按键处理模块、温度显示模块、温度比较模块、继电器控制模块。
经实际制作表明该温度控制系统具有体积小、操作灵活、可靠性高、实用、成本低等特点,具有一定的实际意义。
关键词：单片机AT89C51；温度控制；温度传感器DS1820；液晶显示器LCDAbstractWith the electronic products developing to intelligent and miniaturization,single chip has become the first chosen controller which is used to develop and explore the electronic product. In order to promote single chip applicating in real life and production, the paper will introduce a temperature control system which is based on a kind of single chip AT89C51, and it can achieve the function that the system can regulate the temperature independently.The temperature system adopts the temperature sensor DS1820 to get the current temperature, and transfer it to the microcontroller with the way of digital signal.The acquised temperature will be compared with the temperature which is put in by 4X2 matrix keyboard, and will be displayed by liquid crystal display.If collected temperature below the set temperature, the system will automatically control to heat up by the relay modules.If collected temperature higher than the set temperature, the system will automatically control to reduce by the relay modules.The paper introduces the hardware which is part of the control system, including:temperature acquisition circuit,temperature setting of the circuit, temperature display circuit, relay circuit and so on. The paper has also mainly introduced the design of software. Here use modular construction, the main module:temperature acquisition module, keyboard scan and key processing module, temperature display module, temperature comparison module, relay control module.According to make it actually, I find it has these characteristics: small volume, flexible operation, high reliability, practical, low cost and so on. It has practical significance.Keywords:Single Chip AT89C51；Temperature Control； T emperature Sensor DS1820；Liquid Crystal Display；第一章绪论1.1 选题背景与意义在生产过程中，温度的控制是十分常见的。
基于单片机控制空气能热水器系统设计设计说明
基于单片机控制空气能热水器系统设计设计说明一、设计背景空气能热水器是一种透过空气能源将空气中的热量转化为热水供应的设备。
它具有环保、节能的特点，同时适用于家庭和工业等各种场所。
为了提高空气能热水器的自动化程度和使用体验，可以使用单片机控制系统对其进行控制和监测。
二、设计目标1.实现空气能热水器的自动控制，包括温度控制和加热时间的设定。
2.监测空气能热水器的工作状态和温度信息，并进行数据显示和保存。
3.提供用户界面，实现人机交互和操作。
三、硬件设计1.传感器模块：使用温度传感器监测水温和环境温度，将温度信息传输给单片机。
2.液晶显示屏：用于显示当前温度信息、设定温度和加热时间等。
3.控制电路：包括电磁继电器和开关电源等，用于控制电加热器和供电。
4.按键开关：用于设定温度和加热时间等参数。
5.单片机：使用单片机作为主控制器，接收和处理传感器数据、控制加热器以及与用户交互。
四、软件设计1.程序框架：设计一个主循环，根据用户设定的温度和加热时间控制加热器的开启和关闭。
2.温度控制：单片机读取温度传感器的数据，与设定的温度进行比较，根据差值控制加热器的工作状态。
3.时间控制：通过定时器来计时，当计时达到设定的加热时间时，自动关闭加热器。
4.状态监测：单片机根据传感器数据判断水温是否达到设定的温度，如果温度不足，则开启加热器；如果温度过高，则关闭加热器。
5.用户界面：通过液晶显示屏将当前温度、设定温度和加热时间等信息显示给用户，同时提供按键开关进行参数设定。
五、系统测试与验证1.测试温度控制功能：设定不同的温度，观察加热器的工作状态和水温变化情况。
2.测试时间控制功能：设定不同的加热时间，观察加热器的工作状态和加热时间的准确性。
3.测试用户界面功能：通过按键开关设定温度和加热时间，观察参数的设定和显示情况。
4.长时间运行测试：让系统长时间连续运行，检查系统稳定性和可靠性。
六、总结与展望通过单片机控制系统的设计，实现了空气能热水器的自动控制和监测功能，提高了其使用的便捷性和舒适度。
全自动洗衣机的控制系统设计说明
全自动洗衣机的控制系统设计说明引言：一、系统结构：1.控制板：控制板是控制系统的核心部分，负责接收传感器的反馈信号，根据程序逻辑进行处理，并控制执行器的动作。
控制板需要具备较高的计算和处理能力，以确保洗衣机的正常运行。
2.传感器：传感器用于检测洗衣机的各个状态和参数，并将其转换为电信号传输给控制板。
常用的传感器包括水位传感器、温度传感器、转速传感器等。
传感器的准确性和可靠性对于控制系统的正常运行起着重要作用。
3.执行器：执行器负责接收控制板的指令，并执行相应的动作。
常见的执行器包括电机、电磁阀等。
执行器需要具备快速响应、精确控制的特性，以确保洗衣机的各项功能正常运行。
4.用户界面：用户界面是用户与洗衣机进行交互的窗口，通常包括液晶显示屏、按钮和旋钮等。
用户界面需要直观易懂、易操作，并能够清晰地显示洗衣机的工作状态和参数，以提供良好的用户体验。
二、控制策略：1.水位控制：水位控制是洗衣过程中的关键环节，需要根据衣物清洗量和类型，控制洗衣机加水和排水的时间和量。
传感器可以实时监测水位，控制板根据预设的程序逻辑，通过控制电磁阀来控制水位的升降。
2.温度控制：在洗涤过程中，洗衣机可以根据用户需求和衣物类型设定不同的水温。
温度传感器可以实时监测水温，并通过控制电磁阀的开关控制热水和冷水的混合比例，以达到设定的水温。
3.转速控制：不同类型的衣物和洗涤程序需要不同的转速来保证最佳的清洗效果和衣物保护。
转速传感器可以监测洗衣机的转速，并通过控制电机的转速来实现转速的调节。
4.时间控制：通过控制板上的时钟，用户可以设定洗衣机的工作时间。
控制板根据设定的时间，控制洗涤、漂洗、甩干等过程的持续时间，并在完成后自动停机。
5.安全保护：控制系统需要具备安全保护功能，例如过流保护、漏电保护、高温保护等。
当传感器检测到异常情况时，控制板需要及时采取相应的控制策略，避免可能的危险和损坏。
三、用户体验：用户体验是全自动洗衣机控制系统设计时需要考虑的重要因素之一、以下是一些提升用户体验的设计要点：1.直观易懂的界面设计：用户界面应尽可能简洁明了，以便用户能够轻松使用和理解洗衣机的各项功能。
智能化水温控制系统
智能化水温控制系统水温控制系统摘要现如今，人们的生活越来越强调智能化以及低碳化，不单是智能化还是低碳化，生活在人们都希望冀望自己的电器越来越智能，即能按照人们的意愿，低功耗的达致功能。
水温控制作为人们生活以及工业的重要组成部分，能否实现智能化以及低功耗化十分相当重要。
水温控制系统以STC89C51作为次要的温度控制系统，将DS18B20作为温度感应器，可直接反馈数字量的温度信息并可以调节初速精度；以连接器继电器以及螺旋加热管作为加热模块；以发光二级管以及蜂鸣器作为声光告警装置；以数码管作为温度显示模块。
程序上利用PID调节算法，多次可调其中参数，使得温度控制更加精确。
该系统具有简单、成本低、质量安全可靠的特点。
相信无论是在生活还是生产中都会有的应用前景。
关键词智能化温度控制STC89C51DS18B20PID调节算法一．任务以及要求设计并制作一个水温自动控制系统，水温可以在一定范围内由人工设定，可以实现自动报警功能。
1.基本内容如下：（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相对湿度静态误差≤1℃。
（3）用10进制数码管显示水的实际温度。
2.发挥要求：（1）温度控制范围扩大，最小区分度减小。
（2）温度控制的静态误差≤0.2℃。
（3）特色与创新。
二．方案设计及其论证水温的控制，必须先精确地攫取温度，所以温度传感器的选择就非常重要。
通常，湿度所测量的是模拟量，模拟量的转换包括到A/D的转换。
温度传感器把温度传送给处理器核心，处理器核心经过分析，判断是否满足处理的条件，进行相关的处理。
数项可实现的动作除此以外以下几项：达到设定温度，进行声光报警；温度低，进行加热处理。
气压其中温度的设定就要利用到键盘。
声光报警就用到发光二级管以及蜂鸣器。
经以上分析，可以将温度控制系统分为一般而言以下几个模块：1.温度传感器温度传感器应具有精度接收器额外高、处理速度足够快、体积小等特点。
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水温自动控制系统设计摘要水温自动控制系统在工业及日常生活中应用广泛，在生产中发挥着重要作用。
实现水温控制的方法很多，如单片机控制、PLC控制等等。
而其中用单片机控制实现的水温控制系统，具有可靠性高、价格低、简单易实现等多种优点。
单片机用于工业控制是近年来发展非常迅速的领域，现在许多自动化的生产车间里，都是靠单片机来实现的。
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，使得控制性能很难提高，有些工艺过程其温度控制的好坏直接影响着产品的质量，因此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 8位单片机为核心，以PID算法控制以及PID参数整定相结合的方法来实现的水温控制系统，其硬件电路包括温度采集、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：AT89S52；温度控制；PT1000；PIDDesign of Temperature Automatic ControlSystemABSTRACTThe temperature is one of the mainly charged parameters which are industrial control targets. It is difficult to enhance the control performance due to the characteristics of the temperature charged object. Such as inertia, hysteresis and non-linear, etc…Its temperature control process will have a direct impact on the quality of the product in some technological process. Therefore it is absolute valuable to design a ideal temperature control system.In order to realize the high accuracy survey and control of water temperature. Systematic core is AT89S52, which is a low-power loss, high-performance 8-bit MCU of Atmel Company. The system unifies PID control algorithm and PID parameter tuning to control the water temperature. Its hardware circuit also includes temperature gathering, temperature control and temperature display, keyboard input and RS232 interfaces. The system can realize to survey the water temperature, and it can adjust the temperature according to the setting value.Keywords：AT89S52; temperature control; PT1000; PID目录1 引言 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国外研究现状 (1)1.3 研究方法 (1)2 系统方案 (2)2.1 水温控制系统设计任务和要求 (2)2.2 水温控制系统 (2)2.2.1 方案选择 (2)2.2.2 温度控制系统算法分析 (4)3 系统硬件设计 (9)3.1 总体设计框图及说明 (9)3.2 外部电路设计 (9)3.2.1 温度采集电路 (9)3.2.2 温度控制电路 (11)3.3 单片机系统电路设计 (11)3.3.1 A/D转换电路 (11)3.3.2 串口通讯部分电路 (14)3.3.3 数码显示电路 (16)4 系统软件设计 (17)4.1 程序框架结构 (17)4.2 程序流程图及部分程序 (17)4.2.1 主程序模块 (17)4.2.2 系统初始化 (19)4.2.3 按键程序 (19)4.2.4 A/D采样数据处理 (21)4.2.5 PID计算 (24)4.2.6 继电器控制 (25)5 系统安装调试与测试 (27)5.1 串口调试 (27)5.2 继电器测试 (27)5.3 温度采集与测试 (27)6 结论 (28)参考文献 (29)致 (30)1 引言1.1 课题背景温度控制是无论是从工业生产过程中，还是在日常生活中都起着至关重要的作用，过低的温度或者过高的温度都会使水资源失去应用的作用，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匮乏的情况下，我们就更应该掌握好对水温的控制，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，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示、显示、控制，使之达到工艺标准，以单片机为核心设计的水温控制系统，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。
1.2 国外研究现状目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度智能化、小型化等方面快速发展。
温度控制系统在国各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国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。
目前，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、自适应控制仪表国技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少。
现在，我国在温度等控制仪表业与国外还有着一定的差距。
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应用，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、各个行业都得到了广泛应用。
1.3 研究方法本文主要介绍单片机温度控制系统的设计过程，其中涉及系统结构设计、元器件的选取和控制算法的选择、程序的调试和系统参数的整定。
以AT89S52为CPU，温度信号由Pt1000和电压放大电路提供。
电压放大电路用超低温漂移高精度运算放大器OP07将温度-电压信号进行放大，用单片机控制SSR固态继电器的通断时间以控制水温，系统控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。
水温可以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，具有较好的快速性与较小的超调。
2 系统方案2.1 水温控制系统设计任务和要求该系统设计任务：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。
水温可以在一定围由人工设定，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。
系统设计具体要求为：温度设定围为40～90℃；环境温度降低时温度控制的静态误差≤1℃；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；用十进制数码管显示水的实际温度。
2.2 水温控制系统水温控制系统是一个过程控制系统，组成框图如图2-1所示，由控制器、执行器、被控对象及反馈作用的测量变送组成。
图2-1 控制系统框图除了以上的组成元件以外，还需要选择合适的算法以实现所要求的控制精度，以下我会对关键的元件以及电路的确定进行详细的分析。
因为方案选取的好坏将直接影响着整个系统实现效果的优劣。
2.2.1 方案选择方案一：采用8031作为控制器，使用最为普遍的器件ADC0804作模数转换，控制上使用对电阻丝加电使其升温和开动风扇使其降温。
此方案简易可行，器件的价格便宜，但8031部没有程序存储器，需要扩展，增加了电路的复杂性。
方案二：此方案采用89S52单片机实现，此单片机软件编程自由度大，可用编程实现各种控制算法和逻辑控制。
控制电路部分采用SSR固态继电器控制电炉丝的通断此方案电路简单并且可以满足题目中的各项要求的精度。
将两个方案相比较后可得出一个结论，采用Atmel单片机来实现本题目，无论是从结构上，还是从工作量上都有很大的优势，所以我最后选择使用AT89S52作为该控制系统的核心。
根据水的温度变化慢，并且控制精度不易掌握的特点，我们设计了以AT89S52单片机为检测控制中心的水箱温度自动控制系统，总体框图如图2-2所示。
图2-2 控制器设计总体框图温度控制采用改进的PID数字控制算法，数码显示采用3位LED静态显示。
该设计结构简单，控制算法新颖，控制精度高,有较强的通用性。
图2-3为整个水温控制系统的原理图，分别由测温电路，继电器控制电路，串口通讯电路，LED显示电路等部分组成。
图2-3 水温控制电路原理图2.2.2 温度控制系统算法分析系统算法控制采用工业上常用的位置型PID数字控制，并且结合特定的系统加以算法的改进，形成了变速积分PID—积分分离PID控制相结合的自动识别的控制算法。
该方法不仅大大减小了超调量，且有效地克服了积分饱和的影响，使控制精度大为提高。
长期以来国外科技工作者对温度控制器进行了广泛深入的研究，研究了大批温度控制器，如性能成熟应用广泛的PID调节器、智能控制PID调节器、自适应控制等。
此处主要对一些控制器特性进行分析以便选择适合的控制方法应用于改造。
常用的控制算法有以下几种：1.经典的比例积分微分控制算法；2.根据动态系统的优化理论得到的自适应控制和最优控制方法；3.根据模糊集合理论得到模糊控制算法。
自适应控制、最优控制方法以及模糊控制算法是建立在精确的数学模型基础上的，在实时过程控制中，由于控制对象的精确数学模型难于建立，系统参数经常发生变化，运用控制理论进行综合分析要花很大代价。
同时由于所得到的数学模型过于复杂难于实现。
在实时控制系统中要求信号的控制信号的给出要及时，所以在目前的过程控制系统中较少采用自适应控制、最优控制方法和模糊控制算法。
目前在过程控制中应用较多的还是PI 控制算法、PD 控制算法和PID 控制算法。
水温控制系统的控制对象具有热储存能力大，惯性较大的特点，水在容器的流动或热量传递都存在一定的阻力，因此可以归于具有纯滞后的一阶惯性环节。