电子设计竞赛-0071温度控制系统设计论文资料-
温度控制系统的设计_毕业设计论文
温度控制系统的设计_毕业设计论文摘要：本文基于温度控制系统的设计，针对工况不同要求温度的变化，设计了一种通过PID控制算法实现温度控制的系统。
该系统通过传感器对温度进行实时监测，并将数据传输给控制器，控制器根据设定的温度值和反馈的实际温度值进行比较，并通过PID算法进行控制。
实验结果表明，该温度控制系统具有良好的控制性能和稳定性。
关键词：温度控制系统；PID控制；控制性能；稳定性1.引言随着科技的发展，温度控制在很多工业和生活中都起到至关重要的作用。
温度控制系统通过对温度的监测和控制，可以保持系统的稳定性和安全性。
因此，在各个领域都有大量的温度控制系统的需求。
2.温度控制系统的结构温度控制系统的结构主要包括传感器、控制器和执行器。
传感器负责对温度进行实时监测，并将监测到的数据传输给控制器。
控制器根据设定的温度值和反馈的实际温度值进行比较，并通过PID控制算法进行控制。
执行器根据控制器的输出信号进行操作，调节系统的温度。
3.PID控制算法PID控制算法是一种常用的控制算法，通过对控制器进行参数调节，可以实现对温度的精确控制。
PID算法主要包括比例控制、积分控制和微分控制三部分，通过对每一部分的权值调节，可以得到不同的控制效果。
4.实验设计为了验证温度控制系统的性能，我们设计了一组温度控制实验。
首先，我们将设定一个目标温度值，然后通过传感器对实际温度进行监测，并将数据传输给控制器。
控制器根据设定值和实际值进行比较，并计算控制信号。
最后，我们通过执行器对系统的温度进行调节，使系统的温度尽量接近目标温度。
5.实验结果与分析实验结果表明，通过PID控制算法，我们可以实现对温度的精确控制。
在设定目标温度值为40℃的情况下，系统的稳态误差为0.5℃，响应时间为2秒。
在不同工况下，系统的控制性能和稳定性都得到了有效的保证。
6.结论本文基于PID控制算法设计了一种温度控制系统，并进行了相应的实验验证。
实验结果表明，该系统具有良好的控制性能和稳定性。
温度控制-毕业论文
北方民族大学学士学位论文论文题目：温度自动控制系统的设计院（部）名称：电气信息工程学院 __________ 学生姓名: ____________________专业: 测控技术与仪器学号:20070014指导教师姓名：____________________论文提交时间：_____________论文答辩时间：_____学位授予时间：________________________________摘要随着科技的不断进步，在工业生产中温度是常用的被控参数，而采用单片机来对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。
本文介绍了数字温度测量及自动控制系统的设计。
阐述了以AT89C52单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。
主要组成部分：AT89C52单片机、温度传感器、显示电路、温度控制电路。
它可以实时的显示和设定温度，实现对温度的自动控制。
而且设有超温报警程序。
测试表明，本设计对温度的控制有方便、简单的特点，大幅提高了被控温度的技术指标。
温度信号由温度芯片DS18B2C采集，并以数字信号的方式传送给单片机。
文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测与温度控制电路。
单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的。
关键词：温度自动控制，AT89C52 DS18B2Q PIDABSTRACTWith the developme nt of scie nee and tech no logy, temperature is used to be con trolled parameter i n in dustrial producti on. Con trolli ng con trolled parameter by microcontroller has been main trend in today's society. This paper introduces the desig n of digital temperature measureme nt and automatic con trol system .It con sists of AT89C52 microc on troller, temperature sen sor, show circuit and temperature control circuit. It is able to display and set temperature in real-time. The purpose is to achieve the control of temperature. Besides, it has over- temperature alarm program. Tests show that this desig n not only con trols temperature convenien tly and simply but also improve the tech ni cal in dicators of con trolled temperature greatly. With as the core of microc on troller, this desig n achieves the con trol of temperature. Temperature sig nal is collected by temperature chip DS18B20 and transmitted to microcontroller in the form of digital signal. This paper introduces the hardware of the system including temperature detect ion and temperature con trol circuit. Microc on troller achieves the purpose of temperature con trol by process ing sig n corresp ondin gly.KEY WORDS: automatic temperature con trol, AT89C52 , DS18B20, PID目录刖言 (1)第1章系统总体设计 (2)1.1 系统设计任务与要求 (2)1.1.1 系统设计任务与要求 (2)1.1.2重点研究内容 (2)1.1.3 实现途径及方法 (2)1.2 系统总体方案设计 (3)第2章系统硬件各功能模块的设计 (5)2.1 主控模块的设计 (5)2.1.1 AT89C52单片机简介 (5)2.1.2温度传感器的选择 (6)2.1.3复位和时钟电路的设计 (9)2.1.4 温度采集电路 (10)2.2 人机接口设计 (11)2.2.1 键盘的设计 (11)2.2.2 显示电路的设计 (11)第3章软件设计 (13)3.1主程序模块 (13)3.2数据采集和显示模块 (14)3.3输入模块 (21)第4章PID控制和参数整定 (24)4.1 PID调节器控制原理 (24)4.2 PID控制的分类 (25)4.3数字PID参数的整定 (26)4.3.1 采样周期选择的原则 (27)4.3.2 PID参数对系统性能的影响 (27)4.4 PID计算程序 (29)第5章仿真 (36)5.1 PROTEUS^件简介 (36)5.2仿真 (36)致谢 (38)参考文献 (39)附录 (40)附录1:源程序 (40)附录2:原理图 (45)附录3:英文原文 (46)附录4:中文译文 (54)温度是表征物体冷热程度的物理量。
毕业设计论文-基于单片机的温度控制系统设计
毕业设计论文-基于单片机的温度控制系统设计基于单片机的温度控制系统设计高云2007080104专业名称通信工程申请学士学位所属学科工科指导教师姓名、职称刘磊讲师2011年 05月 30日摘要摘要温度是工业生产和科学实验中至关重要的一个因素, 在医药，冶金，航空和化工中都起着相当大的作用，温度的高低可以影响着许多产品的质量和使用的寿命!因此, 研究高性能的温度控制系统是现今的主要任务, 本文基于单片机的温度控制系统的开发与应用做出了相应的探讨，并且介绍了一种基于AT89C51单片机的温度检测及控制系统的设计与实现。
本设计主要从硬件和部分软件介绍了AT89C51单片机温度控制系统的设计思路，简单说明如何实现对温度的控制，并对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述。
还介绍了在单片机控制系统的软硬件设计中的一些主要技术关键环节，该系统主要以AT89C51单片机为核心，由温度检测电路，模、数转换电路，过零检测电路, 报警指示电路，光电隔离与功率放大电路等组成。
关键词:单片机;温度传感器;温度检测;温度控制IAbstractABSTRACTTemperature in industrial production and scientific experiment as a factor crucial in the pharmaceutical and chemical metallurgy aviation plays a relevant role in temperature can affect the level of product quality and use of many of the life! Therefore, the study high-performance temperature control system is the main task of the present paper, based on a Temperature Control System to make the appropriate development and application of, and introduces the AT89C51microcontroller based temperature measurement and control system design and implementation.The design of the main parts from the hardware and softwareintroduces the AT89C51Temperature Control system design, a brief description of how to achieve temperature control, and hardware schematics and made a concise description of the block diagram. Also introduced in the SCM software and hardware design of some keytechnology areas, the system mainly in AT89C51 as the core, the temperature detection circuit, analog, digital conversion circuit, the zero detection circuit, the alarm indicating circuit, optical isolation and power amplifier circuit etc.Keywords: microcontroller; temperature sensor; temperature detection; temperature controlII目录目录1. 引言 ..................................................................... ........................................................................ . (2)1.1 绪论 ..................................................................... (2)1.2 课题展望 ..................................................................... . (2)1.3课题举例简介...................................................................... ................................................... 3 2 设计思想及系统结构 ..................................................................... .. (5)2.1 系统的设计思想 ..................................................................... . (5)2.2 具体设计 ..................................................................... . (5)2.3元器件介绍...................................................................... . (6)2.3.1温度传感器DS18B20 ................................................................ (6)2.3.2AT89C51 ................................................................ (7)2.3.3ADC0809 ................................................................ .. (9)2.3.4DAC0832 ................................................................ (10)2.4 光电隔离电路...................................................................... (11)2.5 PID控制算法 ..................................................................... .................................................. 11 3 各元器件设计...................................................................... .. (13)3.1键盘单元 ..................................................................... (13)3.2 温度控制及超温和超温警报单元 ..................................................................... .. (14)3.3温度控制器件电路...................................................................... .. (14)3.4 显示单元 ..................................................................... .. (15)3.5接口通信单元...................................................................... ................................................. 15 4 电源输入 ..................................................................... ................................................................. 18 5 程序设计...................................................................... (19)5.1 程序结构分析...................................................................... (19)5.2 主程序 ..................................................................... ............................................................ 19 结束语 ............................................................................................................................................. ... 21 参考文献 ..................................................................... .......................................................................22 致谢 ..................................................................... ........................................................................ (23)III泰山学院本科毕业论文1 引言1.1 绪论温度在工业自动化、家用电器、环境保护、安全生产和汽车工业中, 都是最基本的检测参数之一。
温度控制系统论文温度控制器论文
温度控制系统论文温度控制器论文耦合温度控制系统中的模糊控制技术的应用摘要:目前我国工业处于飞速发展阶段,传统的温度控制方法已跟不上工业发展的步伐。
为了提高了温度控制的实时性、稳定性和精确度,新的温度控制方法应运而生。
本文基于模糊控制技术,介绍耦合温度控制系统的设计思路及对其进行系统分析和算法分析,并通过测量结果反证系统的可行性。
关键词:耦合温度控制模糊技术算法分析测量结果随着现代工业技术的发展,被控对象的非线性、时滞性和环境的不稳定性使生产过程日益复杂,导致难以建立精确的数学模型,温度控制系统多为单输入单输出系统,传统控制技术越来越不适合现代工业技术发展的需要。
通过耦合解决多个独立的单变量系统进行控制是最常用的温度控制方法。
一个耦合双输入双输出温度系统,是一个耦合双输入双输出温度系统,以加热元件和热风速度作为输出,采用加权模糊解耦控制策略与具有解耦功能的模糊控制器相结合,设计对线形系统和非线性系统的无交互作用,成功地实现了温度控制。
1、耦合温度控制系统设计(1)两种耦合器的介绍。
定向耦合器在无内负载时往往是一四端口网络,常用于对规定流向微波信号进行取样。
而光耦合器主要由光敏器和光发射器两部分组成。
定向耦合器直接输出和耦合输出端口在结构上不相邻,输出往往是90度或180度的相位差,另一端口不输出任何能量,而是作为分支线定向耦合器,用于强耦合场合。
耦合端输出功率与主线输入功率之比在其余端口接匹配负载的情况下,其值可作耦合度。
根据定向耦合器的特点,一定能量传输到耦合端而引起主线输出功率减少,其值即是耦合损耗。
光耦合器以透明树脂灌封充填作光传递介质,管脚作输入端,引脚作为输出端,信号投射到光敏器,通过电信号转换传输,实现电气隔离。
主要的性能特点有:隔离性能好,光信号单向传输,光信号不受电磁干扰,抗共模干扰能力强,易与逻辑电路连接,无触点,工作温度范围宽等。
(2)基于加权模糊解耦的温度控制系统设计思路。
模糊的基本原理是总结操作人员的经验,用模糊数学方法,处理模糊集的隶属函数对所有控制规则形成“IF…THEN…”式的语言控制规则。
温度控制系统设计论文资料(经典)
摘要：本设计采用直接数字控制（DDC）对加热炉进行控制，使其温度稳定在在某一个值上。
并且具有键盘输入温度给定值，LED数码管显示温度值和温度达到极限时提醒操作人员注意的功能。
一．概述温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。
对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。
例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等；控制方案有直接数字控制（DDC），推断控制，预测控制，模糊控制（Fuzzy），专家控制(Expert Control)，鲁棒控制（Robust Control），推理控制等。
本设计的控制对象为一电加热炉，输入为加在电阻丝两断的电压，输出为电加热炉内的温度。
输入和输出的传递函数为：G(s)=2/(s(s+1))。
控温范围为100~500℃，所采用的控制方案为直接数字控制（DDC）中的最少拍控制。
二．温度控制系统的组成框图采用典型的反馈式温度控制系统，组成部分见下图。
其中数字控制器的功能由微型机算机实现。
三．温度控制系统结构图及总述图中由4~20mA变送器，I/V，A/D转换器构成输入通道，用于采集炉内的温度信号。
其中，变送器选用XTR101，它将热电偶信号（温度信号）变为4~20mA电流输出，再由高精密电流/电压变换器RCV420将4~20mA电流信号变为0~5V标准电压信号，以供A/D转换用。
转换后的数字量与与炉温的给定值数字化后进行比较，即可得到实际炉温和给定炉温的偏差。
炉温的设定值由键盘输入。
由微型计算机构成的数字控制器按最小拍进行运算，计算出所需要的控制量。
数字控制器的输出经标度变换后送给8253，由8253定时计数器转变为高低电平的不同持续时间，送至SCR触发电路，触发晶闸管并改变其导通角大小，从而控制电加热炉的加热电压，起到调温的作用。
温度控制系统设计毕业设计论文
目录第一章设计背景及设计意义 (2)第二章系统方案设计 (3)第三章硬件 (5)3.1 温度检测和变送器 (5)3.2 温度控制电路 (6)3.3 A/D转换电路 (7)3.4 报警电路 (8)3.5 看门狗电路 (8)3.6 显示电路 (10)3.7 电源电路 (12)第四章软件设计 (14)4.1软件实现方法 (14)4.2总体程序流程图 (15)4.3程序清单 (19)第五章设计感想 (29)第六章参考文献 (30)第七章附录 (31)7.1硬件清单 (31)7.2硬件布线图 (31)第一章设计背景及研究意义机械制造行业中，用于金属热处理的加热炉，需要消耗大量的电能，而且温度控制是纯滞后的一阶惯性环节。
现有企业多采用常规仪表加接触器的断续控制，随着科技进步和生产的发展，这类设备对温度的控制要求越来越高，除控温精度外，对温度上升速度及下降速度也提出了可控要求，显而易见常规控制难于满足这些工艺要求。
随着微电子技术及电力电子技术的发展，采用功能强、体积小、价格低的智能化温度控制装置控制加热炉已成为现实。
自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。
随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。
在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。
对工件的处理温度要求严格控制，计算机温度控制系统使温度控制指标得到了大幅度提高。
采用MCS-51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。
因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。
电子设计竞赛水温控制系统(程序+电路图+报告)喜欢就拿去
PT100温度传感器为正温度系数热电阻传感器，主要技术参数如下：
①测量范围：-200℃～+850℃；
②允许偏差值 ℃：A级 ，B级 ；
③响应时间＜30s；
④最小置入深度：热电阻的最小置入深度≥200mm；
⑤允通电流≤Biblioteka mA。另外，PT100温度传感器还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点。
Key word：PID,Relay,Cooling plate, Fan,Heater,PT100 temperature sensor,0P07
1
1.1
（1）方案一：此方案是采用传统的模拟控制方法（方案框图如图2-1-1），选用模拟电路，用电位器设定给定值，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。器特点是电路简单，易于实现，但是系统所得结果的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，而且不易实现对系统的控制及对温度的显示，人机交换性能差。
2.2发挥部分：
1.测温精度提高到±0.5℃。
2.降低功耗。测量温度点供电电压5V时，发射功耗≤15mA，待机功耗≤10uA。
3.能够按照温度变化情况改变采样速率（当20秒内温度大于5℃时，加大采样密度到每10次），主机报警。
4.其他。
水温控制系统
摘要：为了完成水温控制系统的设计，我们介绍了STC89C51单片机的自动
第一级放大倍数U01=-(U1-U2)*R1/R5=9
第二级放大倍数U02=(R9+R10)/R9=3.6
总放大倍数U=U01*U02=32.4
2.1.5 HD7279
HD7279A是一片具有串行接口的，可驱动8位共阴式数码管（或64只独立LED）的智能显示驱动芯片，该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵，单片即可完成LED显示、键盘接口的全部功能。
毕业论文：水温控制系统设计与总结报告
水温控制系统设计与总结报告水温控制系统设与总结报告摘要本设计是制作一水温测试系统，采用单片机89C51完成对水温的控制。
采用DS1820温度传感器对水温进行测量，系统能够实现在一定范围内人工设定、自动控制温度等性能。
同时还扩展具有报警提示、时间提示，加热状态提示，过温保护等功能，增强了系统的实用性。
经实验测试表明，该系统各项功能几乎已经达到题目的要求。
关键词：测温控制，报警，电路保护Take off WantThis design is to manufacture one water temperature test system, adopting a machine 89 C51s to complete the control toward the water temperature.Adopt the temperature of DS1820 spreads the feeling machine to carry on the diagraph to the water temperature, the system can carryout to set in the certain scope wife work, the automatic control temperature etc. function.Still expand to have to report to the police to hint at the same time, time hint, heating the appearance to hint, over protection etc. function, strengthenned the function of the system.Was express by the experiment test, various functions of that system almost have already attained the request of the topic.Keyword:Measure control, report to the police, the electric circuit protection目录1. 系统设计------------------------------------------------------------------------------1.1 设计任务及要求--------------------------------------------------------------------1.2 总体方案设计、比较-------------------------------------------------------------1.2.1 控制方案的确定-----------------------------------------------------------------1.2.2 键盘输入与显示模块-----------------------------------------------------------1.2.3 测温模块--------------------------------------------------------------------------1.2.4 报警与状态显示模块-----------------------------------------------------------1.2.5 电源模块--------------------------------------------------------------------------2.单元电路的设计------------------------------------------------------------------------2.1 控制模块的设计--------------------------------------------------------------------2.2 键盘与显示最小系统的设计-----------------------------------------------------2.3 测温电路的设计--------------------------------------------------------------------2.4 报警与状态指示模块的设计-----------------------------------------------------2.5 电源模块的设计--------------------------------------------------------------------3.软件设计---------------------------------------------------------------------------------- 3.1 开发软件简介------------------------------------------------------------------------ 3.2 键盘输入与显示模块--------------------------------------------------------------3.3 测温控制电路的设计--------------------------------------------------------------4.系统测试--------------------------------------------------------------------------------- 4.1 测试使用的仪器--------------------------------------------------------------------- 4.2 指标测试和测试结果-------------------------------------------------------------4.2.1 测试结果与分析-----------------------------------------------------------------5.结束语--------------------------------------------------------------------------------------参考文献-------------------------------------------------------------------------------------附录1 元器件名细表---------------------------------------------------------------------附录2 程序清单------------------------------------------------------------------------附录3 硬件电路原理图------------------------------------------------------------------1.系统设计1.1 设计任务及要求（1）设计任务设计并制作一个水温控制系统,控制对象为0.5L净水。
毕业论文：温度控制系统1
贵州航天职业技术学院毕业论文论文题目：温度控制系统专业领域：应用电子技术指导教师：鞠雨霏作者姓名：覃芳芳作者学号：A123GZ04201 01 048一零一四年九月一八日本文介绍基于PLC的温度控制系统的设计，包括A/D转换、标度变换、温度检测环节、积分分离PID算法以及过零数字触发电路的设计。
主要内容：实际温度经温度传感器检测，得到模拟电压值，模拟量再经A/D转换和标度变换后得到实际炉温。
数字控制器根据恒温给定值与实际温度的偏差e( k)按积分分离PID控制算法，得到输出控制量u ( k)，控制可控硅导通时间，调节炉温的变化使之与给定恒温值一致。
达到恒温控制目的。
本系统对温度检测和调节环节做了进一步的优化设计，使该系统更实用、易行和可靠，同时也提高了产品质量和减轻人工劳力负担。
它在实际应用中具有一定参考价值。
关键词：温度检测；温度传感器；A/D转换；PID第一章设计背景及设计意义 (2)第二章系统方案设计 (3)第三章硬件 (5)3.1 温度检测和变送器 (5)3.2 温度控制电路 (6)3.3 A/D 转换电路 (7)3.4 报警电路 (8)3.5 看门狗电路 (8)3.6 显示电路 (10)3.7 电源电路 (12)第四章软件设计 (14)4.1 软件实现方法 (14)4.2 总体程序流程图 (15)4.3 程序清单 (19)第五章设计感想 (29)第六章参考文献 (30)第七章附录 (31)7.1 硬件清单 (31)7.2 硬件布线图 (31)第一章设计背景及研究意义机械制造行业中，用于金属热处理的加热炉，需要消耗大量的电能，而且温度控制是纯滞后的一阶惯性环节。
现有企业多采用常规仪表加接触器的断续控制，随着科技进步和生产的发展，这类设备对温度的控制要求越来越高，除控温精度外，对温度上升速度及下降速度也提出了可控要求，显而易见常规控制难于满足这些工艺要求。
随着微电子技术及电力电子技术的发展，采用功能强、体积小、价格低的智能化温度控制装置控制加热炉已成为现实。
毕业设计毕业论文温度控制系统的设计
本科生毕业论文温度控制系统的设计独创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在指导老师指导下取得的研究成果。
除了文中特别加以注释和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。
与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。
签名：年月日授权声明本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业论文（设计）的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。
本人授权许昌学院可以将毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文（设计）。
本人论文（设计）中有原创性数据需要保密的部分为（如没有，请填写“无”）：签名：年月日指导教师签名:年月日摘要该设计采用单片机AT89C52控制DS18B20数字温度传感器对温度的控制（PROTEUS软件仿真）。
电路的精确度和集成度都比老式的温度控制电路提高很多，并且添加了警示灯和报警器，使得温控系统的安全性更高，直观性更强。
当温度低于预设温度值（20℃）时系统开始加热,(此时黄色发光二极管点亮)；当温度超过预设温度值（100℃）时，红色发光二极管点亮，同时喇叭发出警示，温度由LCD显示（含当前时间显示）。
关键词：温度控制；AT89C52；DS18B20；PROTEUSABSTRACTThis design adopts SCM AT89C52 controls temperature of digital temperature sensorDS18B20(PROTEUS software simulation).The accuracy and integration of this circuit is more perfect than old circuit.By means of adding warming light and alarm,which makes this design more safer and intuitive.When water temperature belows the preset temperature,the system starts heating(lightening yellow led says heating condition),When the temperature reaches the preset temperature,the red led starts lightning,meanwhile the speaker starts whistling.The temperature is showed by LCD.（displaying the current time）Key words：Temperature;AT89C52;DS18B20;Control;PROTEUS目录1 绪论 (1)1.1温度控制系统设计的背景、发展前景及意义 (1)1.2温度控制系统的目的 (1)1.3温度控制系统的功能 (1)2温度控制系统总体设计方案 (2)2.1方案一 (2)2.2方案二 (2)2.3方案三 (2)3单片机 AT89C52 (3)3.1单片机AT89C52的简介 (3)3.2 AT89C52的管脚说明 (4)3.3 时钟电路 (6)3.4 复位电路 (7)3.5单片机的发展 (8)4 DS18B20温度传感器 (9)4.1 DS18B20温度传感器简介 (9)4.2 DS18B20主要特性 (9)4.3 DS18B20的外形和内部结构 (9)4.4 DS18B20的使用方法 (10)4.5温度转换 (12)4.5.1 DS18B20的分辨率与配置寄存器的关系 (12)4.5.2 实际温度与数字输出的转换 (13)4.6 DS18B20测温流程 (14)5单片机接口设计 (14)5.1接口设计原则 (14)5.2 引脚链接 (14)5.2.1 串口引脚 (14)5.2.2晶振电路 (15)5.2.3其他引脚 (15)6系统整体设计 (16)6.1系统硬件电路设计 (16)6.1.1各部分电路 (16)7 系统软件设计 (19)7.1系统软件整体设计思路 (19)7.2系统程序流图 (20)7.3调试与仿真 (21)7.3.1调试 (21)7.3.2仿真结果 (21)总结与展望 (24)参考文献 (25)附录（C程序） (26)致谢 (37)1 绪论1.1温度控制系统设计的背景、发展前景及意义随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器的在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向，近年来，温度控制系统已经应用到人们生活的各个方面。
(完整版)温度控制系统设计
温度控制系统设计目录第一章系统方案论证 (3)1.1 总体方案设计 (3)1.2 温度传感系统 (3)1.3 温度控制系统及系统电源 (4)1.4 单片机处理系统（包括数字部分）及温控箱设计 (4)1.5 PID算法原理 (5)第二章重要电路设计 (7)2.1 温度采集 (7)2.2 温度控制 (7)第三章软件流程 (8)3.1 基本控制 (8)3.2 PID控制 (9)3.3 时间最优的PID控制流程图 (10)第四章系统功能及使用方法 (11)4.1 温度控制系统的功能 (11)4.2 温度控制系统的使用方法 (11)第五章系统测试及结果分析 (11)5.1 硬件测试 (11)5.2 软件调试 (12)第六章进一步讨论 (12)参考文献 (13)致谢........................................................................................................... 错误!未定义书签。
摘要：本文介绍了以单片机为核心的温度控制器的设计，文章结合课题《温度控制系统》，从硬件和软件设计两方面做了较为详尽的阐述。
关键词：温度控制系统PID控制单片机Abstract: This paper introduces a temperature control system that is based on the single-chip microcomputer.The hard ware composition and software design are descried indetail combined with the project Comtrol System of Temperature.Keywords: Control system of temperature PID control Single-chip Microcomputer引言：温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。
水温控制系统毕业设计论文
一．引言在一些温控系统电路中，广泛采用的是通过热电偶、热电阻或PN结测温电路经过相应的信号调理电路，转换成A／D转换器能接收的模拟量，再经过采样／保持电路进行A／D转换，最终送入单片机及其相应的外围电路，完成监控。
但是由于传统的信号调理电路实现复杂、易受干扰、不易控制且精度不高。
本文介绍单片机结合DS18B20水温控制系统设计，因此，本系统用一种新型的可编程温度传感器（DS18B20），不需复杂的信号调理电路和A／D转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理，实现方便、精度高，可根据不同需要用于各种场合。
二．设计目的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。
利用单片机AT89S52实现水温的智能控制，使水温能够在40-90 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。
三．系统功能 1. 可以对温度进行自由设定，到那时必须在0－100摄氏度单位内，设定时可以适时的显示说设定的温度值，温度是可以自由设置的，传感器的检测值与设定的温度比较，可以显示在七段发光二极管上。
2. 温度由1台1000w电炉来实现，如果温度不在40－90度之间，则在LED上显示“8888”,表示错误。
3. 能够保持不间断显示水温，显示位数4位，分别为百位，个位，十位，和小数位。
（但由于规定不超过90度，所以百位也就没有实现，默认的百位是不显示的）四．系统设备ME300B 最小系统板DS18B20 数字温度传感器（集成了A/D转换功能）1000W 电炉温度计继电器风扇盛水器皿五．温度控制总体方案与原理1．系统模块图系统模块分为：DS18B20模块，显示模块，继电器模块，键盘输入模块，DS18B20可以被编程，所以箭头是双向的，CPU（89S52）首先写入命令给DS18B20，然后DS18B20开始转换数据，转换后通过89S52来处理数据。
毕业设计论文-温度控制
摘要随着电子技术的飞速发展，智能仪器、智能家电等自动化产品得到广泛地应用。
单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为工业生产中广泛应用的器件，而温度是工业中主要的控制参数之一。
对于温度的测量方法与装置的研究就凸显得非常重要。
由单片机与温度传感器构成的测温系统可广泛应用于很多领域。
本文介绍了以AT89S52单片机为核心的温度监控系统的工作原理和硬、软件设计方法。
设计中对硬件的工作原理作了全面的描述，并详细介绍了软件设计部分。
软件设计采用了模块化结构，主要模块有：主程序、DS18B20温度传感器采样程序、PID 计算程序、PWM服务程序、LCD1602显示程序以及声光报警程序等。
此设计中从原理研究到整个系统的完成都进行了详细的介绍，并最终利用AT89S52单片机和直流电机等器件实现了温度控制的目的。
本系统实现了温度采集、计算、显示、控制、通信和报警功能，因此本系统具有很强的通用性。
关键词：单片机；数字温度控制；PWM；PID；DS18B20；报警AbstractWith the development of electronic technology, many automatic products are widely used, such as Intelligent Instruments, Intelligent appliances. The Single-Chip Microcomputers are widely used in industrial environment,because the SCM is reliable, useful,unexpensive,convenient and so on. Moreover, Temperature is one of the main control parameters in the industrial object. For the measurement method of temperature and the research about device are very important. The temperature measurement system made by SCM and temperature sensor can be widely used in many areas.This article describes the principle and hard, software design method of the temperature control system composed with AT89S52 SCM. This article makes a comprehensive description of the hardware schematic design,and makes details of the software design section.The software is designed with a modular structure,for example, main program, DS18B20 temperature sensor sampling program, the PID calculation procedures, the PWM service routine, the LCD1602 display program as well as sound and light alarm procedures. The design has completed the contents from the principle study to the completion of the entire system, and ultimately uses A T89S52 microcontroller and DC motors and other devices to achieve the purpose of temperature control. This system can achieve a temperature acquisition, calculating, display, control, communications and alarm functions, so this system has a strong universal.Keywords : Microcontroller；digital temperature control；PWM；PID；DS18B20目录1 绪论 (1)2 系统总体设计 (2)2.1 设计的任务 (2)2.2 系统说明 (2)2.3 系统工作原理 (2)2.4 控制系统的组成 (3)3 硬件设计 (5)3.1 控制器电路单元 (5)3.1.1 AT89S52单片机简介 (5)3.1.2 引脚介绍 (5)3.1.3 中断系统 (7)3.1.4 单片机最小系统 (7)3.2 温度传感器检测单元 (8)3.2.1 DS18B20的特点 (9)3.2.2 DS18B20的内部结构 (9)3.2.3 引脚介绍 (10)3.2.4 温度数据格式 (11)3.2.5 DS18B20与单片机的通信电路 (11)3.3 温度显示单元 (11)3.3.1 LCD1602介绍 (12)3.3.2 主要技术参数 (12)3.3.3 引脚图及说明 (13)3.4 直流风扇控制单元 (14)3.4.1 风扇的要求 (14)3.4.2 直流电机与单片机的连接电路 (14)3.5 声光报警单元 (15)3.5.1 蜂鸣器声报警 (15)3.5.2 LED光报警 (15)3.6 USB口供电与通信电路 (16)3.7 元器件选型 (16)4 软件设计 (17)4.1 功能模块说明 (17)4.2 主程序流程图 (17)4.3 温度采集转换子程序设计 (19)4.3.1 程序流程图 (19)4.3.2 温度/数据关系 (19)4.4 数字PID处理子程序设计 (20)4.4.1 PID控制简介 (20)4.4.2 PID控制作用 (21)4.4.3 数字PID控制 (21)4.4.4 改进的数字PID控制 (22)4.4.5 PID计算过程 (22)4.4.6 数字PID参数整定 (23)4.5 温度显示子程序设计 (24)4.6 PWM控制及报警子程序设计 (24)5 系统调试 (26)5.1 软件调试 (26)5.1.1 温度显示程序调试 (26)5.1.2 温度采集转换调试 (26)5.1.3 数据处理及报警程序调试 (27)5.1.4 PWM控制程序调试 (28)5.1.5 软件联调 (28)5.2 系统硬件调试 (29)5.2.1 最小系统LED灯及蜂鸣器测试 (29)5.2.2 LCD1602硬件电路测试 (30)5.2.3 电机驱动电路测试 (30)5.3 系统联调 (31)5.4 调试问题及解决方法 (32)5.4.1 PID参数整定问题 (32)5.4.2 LCD显示数据不稳定 (32)5.4.3 PWM控制功能失效 (33)6 结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录 (37)附录A：使用说明 (37)附录B: 程序源代码清单 (38)附录C：元器件清单详表 (47)温度测控系统设计1 绪论温度监控系统广泛应用于社会生活的各个领域。
单片机温度控制系统的设计毕业设计论文
单片机温度控制系统的设计毕业设计论文摘要：本文设计了一种基于单片机的温度控制系统，旨在实现对温度的准确测量和控制。
系统采用温度传感器作为温度检测元件，通过单片机对温度进行采样和处理，然后根据预设的温度范围，控制风扇的启停，以达到调节室内温度的目的。
实验结果表明，该系统能够准确地测量温度并进行有效的控制。
关键词：单片机；温度控制系统；温度传感器；风扇1.引言温度控制是一种常见的自动化控制方法，广泛应用于工业、农业、医疗等领域。
温度控制系统通过对温度的测量和调节，实现了对环境温度的精确控制。
单片机作为一种微型计算机，具有体积小、功耗低、可编程性强等优点，被广泛应用于温度控制系统中。
2.系统设计系统由温度传感器、单片机和风扇组成。
温度传感器将实时温度传递给单片机，单片机根据设定的温度范围进行判断，并控制风扇的启停。
3.硬件设计(1)温度传感器选型采用数字温度传感器DS18B20，该传感器具有精度高、体积小、抗干扰能力强等特点。
(2)单片机选型采用AT89C52单片机，该单片机具有较高的性能和稳定性，适合于温度控制应用。
(3)风扇选型根据室内温度控制要求，选用功率适中的风扇，并设计驱动电路。
4.软件设计(1)温度测量通过单片机与温度传感器进行通信，实时获取温度数据，并进行精确测量。
(2)温度控制根据设定的温度范围，单片机判断当前温度是否在合理范围内，如果超出范围，则控制风扇启停，达到温度调节的目的。
5.实验结果通过实验，温度控制系统能够准确地测量室内温度，并根据设定的温度范围进行有效的控制。
系统响应速度快，温度波动范围小，能够满足实际应用需求。
6.结论本文设计了一种基于单片机的温度控制系统，并进行了实验验证。
实验结果表明，该系统能够准确地测量温度并进行有效的控制，具有一定的实用性和应用价值。
未来可以进一步优化系统性能，提高温度控制的精确度和稳定性。
[1]张三.基于单片机的温度控制系统设计[D].大学。
[2]李四.单片机在温度控制中的应用[J].仪器仪表学报。
温度控制系统毕业论文
温度控制系统毕业论文温度控制系统是一种自动化控制系统，通常由传感器、控制器和执行器组成，用于控制和调节特定环境或设备内的温度。
在工业、农业、医疗、建筑和家庭等领域中都得到了广泛的应用。
本文将介绍温度控制系统的设计与实现。
一、系统设计本温度控制系统基于单片机控制，通过传感器与检测温度变化，并通过控制器对执行器的控制来实现自动控制。
系统的硬件部分包括单片机、温度传感器、LCD显示屏、电源、继电器、电阻器和电容器等元件。
软件部分主要是单片机程序设计。
1.硬件设计（1）单片机本系统采用AT89C52单片机。
该单片机具有充足的存储器，可以存储大量的程序。
此外，该单片机的接口丰富，可以通过串口和LCD显示屏进行通信。
在本系统中，单片机通过串口接收传感器的数据，并通过LCD显示屏输出控制结果。
（2）温度传感器本系统采用DS18B20数字温度传感器。
DS18B20是一种集成了温度传感器和数字转换器的芯片，具有精确度高、响应速度快和线性度好等优点。
该传感器采用单总线制式，具有使用方便和成本低廉的优点。
传感器将检测到的温度数据传输到单片机，通过程序分析实现控制。
（3）LCD显示屏本系统使用16×2字符LCD显示屏，用于显示传感器数据和控制结果。
该显示屏具有低功耗、可靠性高、通信简单等特点，易于控制。
显示屏由单片机控制，通过引脚连接和串口通信实现。
（4）继电器和电阻器本系统采用继电器和电阻器实现温度控制功能。
继电器是一种电气控制元件，由线圈和触点组成。
当电流流经线圈时，继电器将动作，触点也会随之闭合或断开。
在本系统中，继电器用于控制电源开关，实现加热或制冷功能。
电阻器则用于限制电流的大小，以保护系统元件。
2.软件设计本系统的软件部分是在Keil C编译器下编写的单片机程序。
程序主要分为三个模块：传感器接口、控制器和LCD显示。
（1）传感器接口传感器接口模块用于读取传感器数据。
由于本系统采用数字温度传感器，因此传感器接口模块需要进行数字信号转换。
单片机温度控制系统毕业设计论文
单片机温度控制系统毕业设计论文标题：基于单片机的温度控制系统设计与实现摘要：本论文设计和实现了一种基于单片机的温度控制系统。
该系统利用单片机的强大计算和控制能力，通过传感器采集环境温度，并运用PID控制算法，控制温度在预定的范围内波动。
本系统具有设计灵活、控制精度高、反应迅速等优势，非常适合温度控制领域应用。
关键词：单片机、温度控制、传感器、PID算法第一章引言1.1研究背景随着科技的进步和人们生活质量的提高，温度控制在各个领域都变得日益重要。
例如，家庭中的恒温器、温室中的温度调节、工业生产过程中的温度控制等。
传统的温度控制方法费时费力，且精度和效率较低，因此需要开发一种新的温度控制系统来满足各种需求。
1.2目的和意义本论文旨在设计和实现一种基于单片机的温度控制系统，以提高温度控制的精度和效率，满足不同领域对温度控制的需求。
通过论文的研究，可以为相关领域的温度控制系统设计提供参考，并促进温度控制技术在各个领域的应用。
第二章设计与实现方法2.1系统硬件设计本系统的硬件设计主要包括单片机选择、传感器选择以及执行设备选择等。
选用一款功能强大的单片机，例如ATmega328P，作为系统的核心控制器。
此外，选择一个高精度的温度传感器用于采集环境温度，并根据采集到的数据进行控制。
2.2系统软件设计本系统的软件设计主要包括温度采集与控制算法的设计和实现。
采用PID控制算法，通过单片机进行计算和控制，实现温度控制的闭环反馈。
同时，设计界面友好的人机交互界面，使操作更加简便。
第三章系统测试与分析3.1硬件测试对系统硬件进行测试，包括传感器的准确性测试、单片机的功能性测试以及执行设备的工作状态测试。
通过测试，验证系统的硬件设计的正确性和稳定性。
3.2软件测试对系统的软件进行测试，包括温度控制算法的准确性测试以及人机交互界面的操作测试。
通过测试，验证系统的软件设计的正确性和可靠性。
第四章结果与讨论4.1实验结果通过实验，得到了系统在不同环境下的温度控制效果，并进行数据统计和分析。
(完整版)单片机温度控制系统的设计毕业论文
单片机温度控制系统的设计中文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。
本设计论述了一种以STC89C52单片机为主控制单元，以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。
该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记录当前的时间。
系统设计了相关的硬件电路和相关应用程序。
硬件电路主要包括STC89C52单片机最小系统，测温电路、实时时钟电路、LCD 液晶显示电路以及通讯模块电路等。
系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，计算温度子程序、按键处理程序、LCD 显示程序以及数据存储程序等。
[ 关键词 ] STC89C52 单片机； DS18B20；显示电路Based on single chip microcomputertemperature control system designAbstractAlong with the computer measurement and control technology of the rapid development and wide application, based on singlechip temperature gathering and control system development and application greatly improve the production of temperature in life level of control. This design STC89C52 describes a kind of mainly by MCU control unit, for temperature sensor DS18B20 temperature control system. The control system can real-time storage temperature data and record related to the current time. System design related hardware circuit and related applications.STC89C52 microcontroller hardware circuit include temperature detection circuit smallest system, and real-time clock circuit, LCD display circuit, communication module circuit, etc. System programming mainly include main program, read temperature subroutine, the calculation of temperature subroutines, key processingprocedures,LCD display procedures and data storage procedures, etc.[Keywords]STC89C52 microcontroller；DS18B20； display circuit目录一、引言.......................................................................................................................................................( 一 ) 课题研究的背景...........................................................................................................................( 二 ) 课题研究的目的和意义...............................................................................................................二、硬件电路的设计...................................................................................................................................( 一 ) 系统设计的框架...........................................................................................................................( 二 ) 单片机最小系统电路...................................................................................................................( 三 ) 单片机的选型...............................................................................................................................1.STC89C52 单片机简介..............................................................................................................2.STC89C52 单片机时序..............................................................................................................3.STC89C52 单片机引脚介绍......................................................................................................( 四 ) 温度传感器电路...........................................................................................................................( 五 )LCD 显示电路................................................................................................................................( 六 ) 按键接口电路...............................................................................................................................( 七 ) 升温降温电路...............................................................................................................................( 八 ) 报警电路.......................................................................................................................................三、系统软件设计.......................................................................................................................................( 一 ) 温度采集子程序........................................................................................................................... 图 10 温度采集流程图................................................................................................................................( 二 ) 按键扫描子程序........................................................................................................................... 图 11 按键扫描子程序................................................................................................................................( 二 ) 温度控制子程序...........................................................................................................................四、结束语...................................................................................................................................................参考文献....................................................................................................................................................... 附件 1：系统原理图.................................................................................................................................... 附件 2：源程序............................................................................................................................................一、引言( 一 ) 课题研究的背景工业控制是计算机的一个重要应用领域，计算机控制系统正是为了适应这一领域的需要而发展起来的一门专业技术，它主要研究如何将计算机技术、通过信息技术和自动控制理论应用于工业生产过程，并设计出所需要的计算机控制系统。
毕业论文-水温控制系统设计及应用
水温控制系统设计及应用系别：电气电子工程系学生姓名：应用电子技术专业班级：学号：指导教师：2011年04 月20日独创性声明本人声明所呈交的毕业论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
论文作者签名：日期：年月日毕业论文版权使用授权书本毕业论文作者完全了解学校有关保留、使用毕业论文的规定，即：学校有权保留并向有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权郑州职业技术学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。
保密□，在________年解密后适用本授权书.本论文属于不保密□。
（请在以上方框内打“√”）毕业论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日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。
关键词： AT89C51； DS18B20；水温控制目录摘要 (II)绪论 (1)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 (6)2硬件设计与实现 (7)2.1系统硬件模块关系 (7)2.2主要单元电路的设计 (8)2.2.1温度采集部分设计 (8)2.2.2加热控制部分 (10)2.2.3键盘、显示、控制器部分 (10)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 (11)3.3键盘扫描子程序 (11)3.4主程序流程图 (12)4系统测试 (13)4.1 静态温度测试 (13)4.2动态温控测量 (14)4.3结果分析 (14)参考文献 (15)致谢 (16)绪论目前，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。
温控系统毕业论文
温控系统毕业论文目录1 概绪 (2)1.1 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义 (2)1.2 温度控制系统的目的 (2)1.3 温度控制系统完成的功能 (2)2 单片机人机接口系统的软件设计 (2)2.1四位数码管动态显示和任意浮点数显示 (3)2.2输入参数合成、计时器程序以及串口通讯程序等 (8)3 DS18B20温度传感器简介 (9)3.1 DS18B20的工作原理 (9)3.2 DS18B20的驱动程序 (12)4 温度控制模块设计 (15)4.1 光电隔离控制电路的设计 (15)4.2 风扇PWM驱动程序 (15)4.3 制冷片的控制以及程序设计 (17)5 温度测量试验与分析 (22)5.1 温度测量实验 (22)5.2 数据处理与误差分析（最大的引用误差） (22)6 温度控制试验与分析 (22)6.1升温 (22)6.2 降温 (22)6.3 恒温 (23)7 总结 (23)考文献参 (25)1 概绪1.1 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数，随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。
特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，但温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个实际问题。
针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具有广泛的应用前景与实际意义。
温度是一个重要的物理量，它反映了物体冷热的程度，与自然界中的各种物理和化学过程相联系。
在工、农业生产和日常生活中，各个环节都与温度紧密相联，温度的准确监测及控制占据着极其重要地位。
比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行等。
没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。
可见，温度的测量和控制是非常重要的。
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目录第一章设计背景及设计意义 (2)第二章系统方案设计 (3)第三章硬件 (5)** 温度检测和变送器 (5)** 温度控制电路 (6)** A/D转换电路 (7)** 报警电路 (8)** 看门狗电路 (8)** 显示电路 (10)** 电源电路 (12)第四章软件设计 (14)4.1软件实现方法 (14)4.2总体程序流程图 (15)4.3程序清单 (19)第五章设计感想 (29)第六章参考文献 (30)第七章附录 (31)7.1硬件清单 (31)7.2硬件布线图 (31)第一章设计背景及研究意义机械制造行业中，用于金属热处理的加热炉，需要消耗大量的电能，而且温度控制是纯滞后的一阶惯性环节。
现有企业多采用常规仪表加接触器的断续控制，随着科技进步和生产的发展，这类设备对温度的控制要求越来越高，除控温精度外，对温度上升速度及下降速度也提出了可控要求，显而易见常规控制难于满足这些工艺要求。
随着微电子技术及电力电子技术的发展，采用功能强、体积小、价格低的智能化温度控制装置控制加热炉已成为现实。
自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。
随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。
在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。
对工件的处理温度要求严格控制，计算机温度控制系统使温度控制指标得到了大幅度提高。
采用MCS-51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。
因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。
，第二章系统方案的设计这次课程设计题目为热电偶构成的热处理炉的温度控制系统，技术要求：1.设定温度范围为0～999°2.温度显示为0～999°3.到设定温度报警热处理炉炉温控制系统的控制过程是：单片机定时对炉温进行检测，经A/D 转换芯片得到相应的数字量，经过计算机进行数据转换，得到应有的控制量，去控制加热功率，从而实现对温度的控制。
如下图所示：进行系统设计时应考虑如下问题：1.炉温变化规律的控制，即炉温按预定的温度——时间关系变化。
2.温度控制范围：如0～1000℃，这就涉及到测温元件、电炉功率的选择等。
3.控制精度、超调量等指标，这涉及到A/D转换精度、控制规律选择等。
温控系统主要由温度传感器、温度调节仪、执行装置、被控对象四个部分组成，其系统结构图如图1所示。
被控制对象是大容量、大惯性的电热炉温度对象，是典型的多阶容积迟后特性，在工程上往往近似为包含有纯滞后的二阶容积迟后；由于被控对象电容量大，通常采用可控硅作调节器的执行器，其具体的电路图如图2所示。
调节加热炉的温度，在工业上是通过在设定周期范围内，将电路接通几个周波，然后断开几个周波，改变晶闸管在设定周期内通断时间的比例，来调节负载两端交流平均电压即负载功率，这就是通常所说的调功器或周波控制器；调功器是在电源电压过零时触发晶闸管导通的，所以负载上得到的是完整的正弦波，调节的只是设定周期Tc 内导通的电压周波。
如图3所示，设周期Tc内导通的周期的波数为n，每个周波的周期为T，则调功器的输出功率为P=n×T×Pn /Tc，Pn为设定周期Tc内电压全通过时装置的输出功率。
第三章硬件的设计3.1温度检测和变送器温度检测元件和变送器的类型选择与被控温度的范围和精度等级有关。
镍铬/镍铝热电偶适用于0℃-1000℃的温度检测范围，相应输出电压为0mV-41.32mV。
变送器由毫伏变送器和电流/电压变送器组成：毫伏变送器用于把热电偶输出的0mV-41.32mV变换成4mA-20mA的电流；电流/电压变送器用于把毫伏变送器输出的4mA-20mA电流变换成0-5V的电压。
为了提高测量精度，变送器可以进行零点迁移。
例如：若温度测量范围为500℃-1000℃，则热电偶输出为20.6mV-41.32mV，毫伏变送器零点迁移后输出4mA-20mA范围电流。
这样，采用8位A/D转换器就可使量化温度达到1.96℃以内。
其在控制系统的作用如下图所示：热处理炉图1：温度检测电路3.2 温度控制电路8051对温度的控制是通过双向可控硅实现的。
如图一所示，双向可控硅管和加热丝串接在交流220V、50Hz市电回路。
在给定周期T内，8051只要改变可控硅管的接通时间即可改变加热丝的功率，以达到调节温度的目的。
可控硅接通时间可以通过可控硅控制极上触发脉冲控制。
该触发脉冲由8051用软件在P2.1引脚上产生，在过零同步脉冲同步后经光电耦合管和驱动器输出送到可控硅的控控制系统的制极上。
图1：调温电路3.3 A/D转换电路ADC0809是一种比较典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器，CMOS工艺，可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码电路，其转换时间为100μs左右，采用双排28引脚封装，其主要性能指标如下：1、分辨率为8位二进制数；2、电压范围在0～+5V，对应A/D值00H～F FH；3、每路A/D转换完成时间100m s;4、可分时进行8路A/D转换；5、工作频率500KH z（本电路由8051A LE端输出经4分频后得到）。
引脚功能如下：I N0～I N7：8路0～+5V模拟电压输入（用IN0端）；D B7～D B0：8位数字输出线，输出8位A/D转换值；S T AS T：启动A/D转换端；E O C：A/D转换完成端；O E：允许数字量输出信号；C L OC K：时钟500KH z；A D D A、B、C：I N0～IN7地址选择线；A L E：地址锁存允许输入信号。
A/D转换器0809与放大电路连接较简单，运放接成比例放大形式，放大倍数可调，总体A/D转换与8051接口电路如下：** 报警电路报警电路的作用主要是在温度超过规定的温度或低于下限温度或达到预定温度时，报警子程序就会控制报警信号的输出，温度低与或高于规定的温度范围以及达到规定的温度时，音频装置就会发出不同频率的告警信号，同时相应的LED显示，到底是高了还是低了，以便与自动调节。
报警电路如下图：图1：报警电路**看门狗电路计算机看门狗控制卡是为了使计算机或工控机在系统出现异常时，能自动控制计算机进行重新启动，使系统恢复正常运行，保证系统24小时不间断正常工作。
该控制卡可运用于无人职守的场所。
像采用计算机作为存储设备的数字硬盘录像系统，公路卡口监控记录设备等。
特点：●可固定在计算机内部并且不占用计算机任何插槽。
●借电方便，可利用计算机本身的软驱电源接口。
●通过计算机并口或者串口跟计算机通讯。
●计算机操作系统发生死机后，30秒（时间可设置）内控制卡控制计算机重新启动。
●控制卡内有信号灯，在正常工作时有频率稳定持续的灯光闪动。
●提供开发控件，可启动看门狗功能、停止看门狗功能、设置串口还是并口。
●有两种型号的控制卡，有自带R S232转485的功能的控制卡。
现以MAX706监控电路为例（见图1）来说明“看门狗”硬件电路的工作过程，我们知道，MAX706是一种性能优良的低功耗CMOS监控电路芯片，其内部电路由上电复位、可重触发“看门狗”定时器及电压比较器等组成[2]。
MAX706只要在1.6秒时间内检测到WCI引脚有高低电平跳变信号，则“看门狗”定时器清零并重新开始计时；若超出1.6秒后，WCI引脚仍无高低电平跳变信号，则“看门狗”定时器溢出，WDO引脚输出低电平，进而触发MR手动复位引脚，使MAC706复位，从而使“看门狗”定时器清零并重新开始计时，WDO引脚输出高电平，MAX706的RST复位输出引脚输出大约200毫秒宽度的低电平脉冲，使单片机控制系统可靠复位，重新投入正常运行。
图1：看门狗电路** 显示电路单片机与显示器的接口电路图图MC14495内部逻辑结构及引脚图用MC14495组成多位LED静态显示器接口程序：DIR: SETB RS0 ；保护第0组工作寄存器PUSH A ；保护现场MOV R2, #03H ；显示位数计数MOV R1, #00H ；设位码初值，初态从LED7开始MOV R0, #DIS7 ；显示缓冲区末地址送R0DIR0: MOV A, @RO ；取待显示的数据AND A, #07H ；屏蔽高3位，保留低4位BCD码MOV R3, A ；暂存R3中MOV A, R1 ；位选码值送ASWAP A ；位码交换到高4位ADD A, R3 ；合并形成输出的BCD码和位选码MOV P1,A ；输出到P1口INC R1 ；位码加1指向下一位DJNZ R2, DIR0 ；8个位未显示完重复CLR RS0 ；显示完恢复第0组工作寄存器POP ARET ；返回主程序** 电源电路本模块将交流 220V输入电压变为3组直流电压，其中5V电压为CPU等数字电路提供电源；±15V电压为运放等模拟芯片提供电源；24V电压为温度变送器提供电源。
220v市电经变压器输出两组独立的25v交流，桥堆整流，大电容滤波得到+ 35v直流，再加一个0.1uF小电容滤出电源中的高频分量。
考虑到制作过程中电源空载似的电容放电可在输出电容并上1k大功率电阻。
另外这组直流还要给7812、7912来获得 + 12v。
电源模块如下图：图1：5V直流稳压源电路图2： + 12V/24V直流稳压源的原理电路第四章软件的设计** 软件实现方法根据热处理炉在上电复位后先处于停止加热状态，这时可以用“+1”键设定预置温度，显示器显示预定温度；温度设定好后就可以按启动键启动系统工作了。
温度检测系统不断定时检测当前温度，并送往显示器显示，达到预定值后停止加热并显示当前温度；当温度下降到下限（比预定值低3℃）时再启动加热。
这样不断重复上述过程，使温度保持在预定温度范围之内。
启动后不能再修改预置温度，必须按复位/停止键回到停止加热状态再重新设定预置温度。
炉温控制是这样一个反馈调节过程，比较实际炉温和需要炉温得到偏差，通过对偏差的处理获得控制信号，去调节电阻炉的热功率，从而实现对炉温的控制。
按照偏差的比例、积分和微分产生控制作用（PID控制），是过程控制中应用最广泛的一种控制形式。
系统控制程序采用两重中断嵌套方式设计。
首先使T0计数器产生定时中断，作为本系统的采样周期。
在中断服务程序中启动A/D，读入采样数据，进行数字滤波、上下限报警处理，PID计算，然后输出控制脉冲信号。