水温控制系统 电子技术课程设计
plc课课程设计控制温泉
plc课课程设计控制温泉一、教学目标本章节的教学目标分为三个部分：知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标：学生需要掌握PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和应用，理解温泉控制系统的构成和运作方式。
技能目标：学生能够运用PLC知识设计和实现温泉控制系统的控制逻辑，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：培养学生对自动化技术的兴趣，增强其创新意识和团队协作精神。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括以下几个部分：1.PLC基本原理：PLC的工作原理、性能指标、分类及应用范围。
2.温泉控制系统：温泉控制系统的组成、工作原理及控制要求。
3.PLC控制系统设计：PLC控制系统的设计方法、步骤及注意事项。
4.控制逻辑实现：运用PLC编程软件（如Step7）实现温泉控制系统的控制逻辑。
5.系统调试与优化：PLC控制系统的调试方法、技巧及优化策略。
三、教学方法为了提高教学效果，本章节将采用多种教学方法：1.讲授法：讲解PLC基本原理、温泉控制系统及控制逻辑设计。
2.案例分析法：分析实际温泉控制案例，让学生更好地理解控制逻辑的设计与实现。
3.实验法：让学生动手实践，实际操作PLC控制系统，提高其操作技能。
4.小组讨论法：分组讨论，培养学生的团队协作能力和创新意识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本章节将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的PLC教材，为学生提供理论知识基础。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，生动展示PLC原理和应用。
4.实验设备：准备PLC实验设备，让学生能够进行实际操作和验证。
五、教学评估本章节的教学评估主要包括以下几个方面：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，以考察其对知识的掌握和应用能力。
2.作业：布置适量作业，评估学生的作业完成质量，检查其对知识点的理解和运用情况。
3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和实验报告撰写能力，检验其对温泉控制系统的实际操作和分析能力。
水温报警系统课程设计
水温报警系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解水温报警系统的基本工作原理，掌握相关电子元件的功能和使用方法。
2. 学生能描述传感器在检测水温变化中的作用，并解释其工作原理。
3. 学生掌握如何读取传感器数据，并通过程序进行逻辑判断，实现报警功能。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计并搭建一个简单的水温报警系统。
2. 学生能够编写程序，实现对水温的实时监控和报警功能。
3. 学生能够通过实际操作，培养动手能力、团队协作能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习水温报警系统，认识到科技在生活中的应用，增强对科学技术的兴趣。
2. 学生在团队协作中，学会互相尊重、沟通与协作，培养良好的合作意识。
3. 学生能够关注环境问题，认识到节能减排的重要性，树立环保意识。
本课程针对初中年级学生，结合电子技术、传感器原理和编程知识，以实用性为导向，帮助学生掌握水温报警系统的设计与制作。
课程注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力、创新思维和团队协作能力。
通过本课程的学习，学生能够将所学知识应用于实际生活中，解决实际问题，提高对科学技术的认识和兴趣。
1. 电子元件基础知识：介绍常用电子元件（如电阻、电容、二极管、三极管等）的功能、符号和参数。
- 教材章节：第二章“常用电子元件”2. 传感器原理与应用：讲解温度传感器的工作原理、特性及应用场景。
- 教材章节：第四章“传感器及其应用”3. 编程基础：介绍Arduino编程基础，包括变量、数据类型、控制结构等。
- 教材章节：第六章“Arduino编程基础”4. 水温报警系统设计与制作：结合所学知识，设计并搭建一个简单的水温报警系统。
- 教材章节：第八章“综合项目设计与实践”5. 实践操作：分组进行水温报警系统的搭建和调试，实现报警功能。
- 教材章节：第八章“综合项目设计与实践”教学内容安排和进度：第一课时：电子元件基础知识学习，认识常用电子元件。
水温控制系统设计
c.电路外围电路所用元件参数计算
电路的设计以选定的热敏电阻系数入手，然后计算出所需要的电压增益，以ＭＦ58系列热敏电阻为例说明计算方法。
经查，在 时，电阻值为 的热敏电阻分段如表3-1：
单位：
０
29.394
5
23.319
10
18.659
15
15.052
20
12.229
25
10.000
30
8.225
35
6.802
40
5.654
45
4.721
50
3.958
55
3.330
从上表知，在常温（ ）时，热敏电阻的阻值为10Ｋ 。
由设计要求，当环境温度为下降至20 ，系统要加热；当温度ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ升为50 时，停止加热，故查表3-1得：
由图3-2，由运放 组成的放大器为同相比例运算
放大电路，其电压增益 ，即
这样， ，其中 热敏电阻上的电压。
电路的设计思想是这样的：设热敏电阻 在环境温
度为 时阻值为 则 = ，这样
当选用负温度系数电阻时（关于这点，以后再详细介绍），环境温度越高，则热敏电阻的阻值愈小，设环境温度为 时，其阻值为 ，则此时 ) 这样由于温度变化引起的热敏电阻变化，就通过运算放大器转换成了电信号。
温度显示模块的任务是将环境温度（20℃~50℃）在数码管上显示出来，其方法时将热敏电阻随温度的变化值转换成相应的电压值，然后通过三位半LED专用A/D转换显示芯卡ICL7107及共阳极数码管组成的译码显示电路将环境温度显示出来（显示温度范围：20℃—50℃）
模拟电子技术基础课程设计说明书 水温控制系统的设计与制作
课程设计任务书电子0803班学生姓名：专业班级：工作单位：信息工程学院指导教师：水温控制系统的设计与制作目 : 题初始条件：可选元件：温度传感器、继电器、集成运算放大器、电容、电阻、电位器若干、二极管以及发光二极管、三极管、直流电源±12V。
可用仪器：万用表。
要求完成的主要任务:（1）设计任务根据技术指标和已知条件，选择合适的温度传感器、选择合适的继电器或晶闸管。
完成对水温控制系统的设计、装配与调试。
（2）设计要求①设计制作可以测量和控制温度的温度控制器测量和控制温度范围：5～80℃，控制精度：±1℃，控制对象：双向晶闸管或继电器，晶闸管或继电器触点连接：一组转换接点（市电220V/50Hz/2A）。
②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。
（选做：用PSPICE或EWB软件完成仿真）③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。
时间安排：1、2010 年1月19日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。
2、2010 年1月20日至2010年1月21日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。
3、2010 年1月22日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。
指导教师签名：年月日日月年系主任（或责任教师）签名：武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书目录摘要 .................................................................. ..................................................................... .. (I)绪论 .................................................................. ..................................................................... .. (11)设计内容及要求 .................................................................. ..................................................................... (22)2.1 (2)设计的目的和主要任务2.1.1 ..................................................................................................................................... 2 设计目的2.1.2 .................................................................................................................. 2 设计任务及主要指标2.2 .............................................................................................................................................. 2 设计思想选定方案的论证及整体电路的工作原理 .................................................................. .. (33)3.1 .................................................................................................................................... 3 选定方案的论证3.2 (4)稳压电路的设计3.2.1 (4)电路原理方框图3.2.2 (4)电路工作原理单元电路的设计与元器件选择 .................................................................. .. (54)4.1 ................................................................................................................................................ 5 电源电路4.2 ............................................................................................................................................ 5 温度传感器4.3 ................................................................................................................................................... 6继电器4.4 ...................................................................................................................................................7 比较器4.5 ................................................................................................................................................... 8 放大器程序流程图 .................................................................. ..................................................................... . (105)电路安装与调试 .................................................................. ..................................................................... (116)6.1 (11)电路安装6.2 ...............................................................................................................................................11 电路调试课程设计心得体会 .................................................................. (12)7参考文献 .................................................................. ..................................................................... (13)附录Ⅰ元件清单 .................................................................. (14)附录Ⅱ整体电路图 .................................................................. .. (15)武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书摘要模拟电子技术课程设计对所学的基础理论知识是一次实践检测的过程。
基于51单片机的水温控制系统设计
基于51单片机的水温控制系统设计本科课程设计报告理工大学《单片机应用与仿真训练》设计报告基于51单片机的水温控制系统设计-1-摘要本设计是一个基于单片机的温度控制系统,该设计可以方便地实现温度采集、温度显示等功能。
本设计的温度控制部分采用单片机完成。
单片机有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、使用电子元件较少、内部配线少、制造调试方便等显著优点，将其用于温度检测和控制系统中可大大地提高控制质量和自动化水平，具有良好的经济效益和推广价值。
利用单片机对温度进行测控的技术，日益得到广泛应用。
在众多的温度控制系统中，测温元件常常选用热敏电阻、半导体测温二极管、三极管、集成温度传感器等。
相比而言，集成温度传感器具有线性好、稳定度高、互换性强、易处理等突出优点，故在许多场所得到了广泛应用。
本系统中单片机作为下位机，完成测温任务，并通过与单片机连接的键盘可以实时设定测控温度的下限。
本系统还可以连接相应的外围加热电路，当环境温度低于设定下限温度时，单片机发出的指令，加热器起动对环境进行加热，当温度回升到下限温度时加热器停止加热。
为了便于操作，还设计一个简单的操作面板，它主要由键盘与按钮开关组成，通过操作面板可以进行系统的开停、RESET、设置温度下限告警值等。
键盘输入部分采用了键盘专用IC 74C922,简化了软件编程，用起来非常方便。
系统软件主要由初始化程序、主程序、监控显示程序等组成。
其中初始化程序是对单片机的接口工作方式，A/D 转换方式等进行设置；显示程序包括对显示模块的初始化、显示方式设定及输出显示；主程序则完成对采集数据进行处理。
该设计应用范围相当广泛，同时采用单片机技术，由于单片机自身功能强大，因而系统设计简单，工作可靠，抗干扰能力强，也可在此基础上加入通信接口电路，实现与上位机之间的通信。
目录1 概述 (4)2 系统总体方案及硬件设计 (5)2.1 系统原理框图 (5)2.2 单片机及输入输出模块选型 (5)2.3 电源模块的选择 (5)2.4 I/O 地址分配 (5)2.5 晶振及复位电路 (6)2.6 数码管驱动电路 (7)2.7 温度显示模块 (7)2.8 DS18B20 温度传感器 (8)2.8.1 DS18B20 的主要特性 (8)3 软件设计 (9)3.1 控制流程图 (9)3.2 DS18B20 的软件设计 (10)3.2.1 DS18B20 的初始化程序 (10)3.2.2 DS18B20 的写操作 (10)3.2.3 DS18B20 的读操作 (11)3.3 程序调试 (12)4 Proteus 软件仿真 (14)5 课程设计体会 (16)参考文献 (17)附1：源程序代码 (18)附2：系统原理图 (24)1 概述1971年intel公司霍夫研制出世界上第一块四位的微处理芯片intel4004芯片，标志着第一代微处理器问世，单片机从此开始了它的发展历程。
课程设计水温操纵系统设计
《电子系统设计》课程设计水温控制系统摘要：本设计以89c52单片机为核心，采纳了温度传感器AD590，A/D采样芯片ADC0804，可控硅MOC3041及PID算法对温度进行操纵。
该水温操纵系统是一个典型的检测、操纵型应用系统，它要求系统完成从水温检测、信号处置、输入、运算到输出操纵电炉加热功率以实现水温操纵的全进程。
本设计实现了水温的智能化操纵和提供完善的人机交互界面及多机通信接口，系统由前向通道模块（即温度采样模块）、后向操纵模块、系统主模块及键盘显示摸块等四大模块组成。
本系统的特点在于采纳PC机及一般键盘实现了多机通信。
Abstract:The single computer 89c52 is used as a core in this design. Some important IC sush as AD590 ADC0804 MOC3041 was used in this system.we adopt PID to control the temperature. The system include four part---The previous model ,The last model ,keybord model ,The main control model. Adopt annularity pulse distributor to come true to Stepper Motor speed regulation , the corner under the control of. Display having realized time , the temperature here on the basis, And realize under the control of, display to the electric motor by PC machine目录第1节引言 (3)第2节方案论证 (4)2.1 整体方案论证 (4)2.2 模块方案论证 (4)操纵方式论证 (4)系统组成论证 (4)单片机系统选择 (5)温度操纵方案论证 (6)键盘显示电路论证 (6)第3节 PROTEUS仿真 (7)第4节整体设计 (7)第5节硬件电路设计与计算 (10)5.1 主机操纵部份 (10)温度采样电路 (11)温度操纵电路 (11)键盘与数值显示电路 (12)微机操纵及图形显示部份 (13)第6节软件设计 (15)第7节测试方式与测试结果 (18)第8节设计总结 (18)第9节附录 (21)第10节参考文献 (22)1.引言该水温操纵系统是一个典型的检测、操纵型应用系统，它要求系统完成从水温检测、信号处置、输入、运算到输出操纵电炉加热功率以实现水温操纵的全进程。
模拟电子技术课程设计——水温水位自动报警器
模拟电子技术课程设计——水温水位自动报警器模拟电子课程设计题目名称：姓名：学号：班级：信息与电子工程学院1． 设计任务：水温及水位自动监测报警器1.1 监视容器中水的加热过程： 设计一个模拟电路，要求模拟实现容器中水的加热过程，当容器中水温未达到沸点时，监视器报警灯红灯亮，提示水没烧开；当容器中水温达到沸点时，监视器报警灯绿灯亮，提示水已烧开。
1.2 监视容器中水位的升高过程： 设计一个模拟电路，要求模拟实现容器中水位的升高过程，当容器中的水位低于下限水位时，监视器报警灯单红灯亮；当容器中的水位到达下限及下限以上，并且在上限以下时，监视器报警灯不亮；当容器中的水位到达上限及上限以上时，监视器报警灯双红灯亮。
2．设计思路与说明 2.1 模拟水温检测系统2.1.1 水温监测实验原理及器材选用依据：热敏电阻是一种新型半导体感温元件，而正温度系数热敏电阻具有正的电阻温度特性，当温度升高时，电阻值升高；当温度降低时，电阻值减小，其阻值—温度特性曲线如图1所示。
热敏电上限水位 下限水位 上限水位信号 下限水位信号 水容器 加热器 水温信号 水温、水位检测系统示意图进水管阻的阻值—温度特性曲线是一条指数曲线，非线性较大，在实际使用中要进行线性化处理，但比较复杂，一般只使用线性度较好的一段，在试验中可用滑动变阻器模拟热敏电阻工作的过程。
实验中需要将变化的温度信号模拟成变化的电阻，为提高灵敏度，采用桥式电路，将变化的电阻信号转化成变化的电压信号输出。
因为温度的很小的变化，对阻值的影响较小，导致输出地电压信号变化很小，设备很难对微小的信号做出灵敏的反应，因此需要将小信号放大后进行处理，在这里，我采用了精密的仪表放大器来处理变化的电压信号。
当温度升高，达到沸点时，相应的热敏电阻升高到了一定的阻值，最终引起仪表放大器输出电压的变化，此时我需要选择出这个沸点电压，因此我选用了一个单限比较器，当放大器输出的电压值达到沸点时的电压时，电压比较器发生跳变引起输出点电位变化。
水温控制系统课程设计报告
陕西理工学院课程设计实验报告课程：计算机控制系统课程设计题目：水温控制系统设计院系: 电气工程系班级：自控xx班学号：xxxxx姓名：xxx指导老师：xx时间：10.11.22-10.11.28前言在日常生活中通过水温控制来给人们带来舒适的,方便的生活.例如刚在外工作回家的男人一定会很疲倦了,如果能够洗个热水澡,那真是非常好的事情了.这样能够让一天的疲惫随着温热的流水带走了,家庭主妇要为家人煮一个热喷喷的汤水.煮好以后就这样放着也会变凉的,如何保持水温的恒定呢？这就需要需要水温控制系统了.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AT89C52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的基础上,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。
目录1. 概述 (3)扩展功能 (3)2．方案论证 (3)2．1 总体方案论证 (3)2．2 模块方案论证 (4)2.2.1 控制方法论证 (4)2.2.2 系统组成论证 (5)2.2.3 单片机系统选择 (6)2.2.4 温度传感器选择论证 (6)2.2.5 显示模块电路论证 (6)3．PROTEUS仿真与相关实物图 (7)4．总体设计 (9)5．硬件电路设计与计算 (9)5．1 主机控制部分 (9)5．2 温度采样与显示电路 (10)5．3 温度控制电路 (11)5．4 PC机与单片机通信电路 (11)6．软件设计 (12)6．1 主程序流程图 (12)7．测试方法与测试结果 (15)7．1 系统测试仪器 (15)7．2 测试方法 (15)7．3 测试结果 (15)8．设计总结 (16)附录一液晶驱动显示程序 (17)附录二 DS18B20初始化程序 (19)附录三 PID控制程序 (23)1. 概述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、运算到输出控制电炉加热功率以实现水温控制的全过程。
plc水温控制课程设计
plc水温控制课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习PLC水温控制相关知识，让学生掌握PLC的基本原理、编程方法和应用技巧。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解PLC的基本构成和工作原理；（2）熟悉PLC编程语言和指令系统；（3）掌握PLC在水温控制系统中的应用。
2.技能目标：（1）能够使用PLC进行简单的逻辑控制；（2）能够阅读和分析PLC程序；（3）能够独立完成PLC水温控制系统的编程和调试。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对PLC技术的兴趣和好奇心；（2）培养学生勇于探索、积极向上的学习态度；（3）培养学生团队协作和解决问题的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.PLC基本原理：介绍PLC的定义、构成、工作原理和编程语言。
2.PLC编程方法：讲解PLC编程的基本方法，包括逻辑控制、定时、计数、中断等。
3.PLC在水温控制系统中的应用：介绍PLC在水温控制中的应用案例，分析控制原理和编程方法。
4.实践操作：安排实验室实践环节，让学生亲自动手操作PLC设备，完成水温控制系统的编程和调试。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：讲解PLC基本原理、编程方法和应用案例。
2.案例分析法：分析实际案例，让学生更好地理解PLC在水温控制系统中的应用。
3.实验法：安排实验室实践环节，让学生动手操作PLC设备，提高实际操作能力。
4.讨论法：学生进行小组讨论，培养团队协作和解决问题的能力。
四、教学资源为了保证教学效果，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的PLC教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，提高课堂教学效果。
4.实验设备：配置PLC实验设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用多种评估方式相结合的方法。
计算机控制技术课程设计实验报告-继电器水温控制系统
计算机控制技术课程设计实验报告题目：继电器水温控制系统院（系）：电子工程与自动化学院专业：自动化学号：姓名：指导教师：实验日期：2011 年9 月16 日在工农业生产和日常生活中，对温度的检测和控制有着非常重要的意义和实际应用。
而计算机控制系统的应用发展，使得科学研究、工农业生产、工艺时间的效率大大的提高本设计是一个基于AT89C52单片机的继电器自动水温控制系统，该系统具有实时显示、温度测量、温度设定功能并能根据设定值对环境温度进行调节实现控温的目的，控制算法基于数字PID算法。
温度测量范围从0～＋100 ℃，温度控制范围为20℃~90℃，测量的精度为1℃，超调量小于5%，实验结果表明，本系统能较好地控制水温，满足我们的要求。
关键词：继电器；AT89C52；水温控制系统；PIDAbstractIn the industry and agriculture production or the daily life, the temperature examination and control has a very vital significance and the practical application. And with the develop- ment of computer control system, the efficiency of scientific research、the industry and the agriculture production has get a big enhancement.This design is a relay automatic water temperature control system based on AT89C52.It has the real time display, the temperature survey、hypothesis and can carry on the adjustme- nt according to the setting value. The control algorithm based on the digital PID algorithm. The temperature survey scope from 0~+100 ℃, the temperature control scope for 20℃~90℃, the survey precision for 1℃, is smaller than over 5%. The experimental result indicated that this system can control the water temperature well, satisfies our request.Key words：relay；AT89C52；emperature control system；PID引言 (1)1 课程设计概述 (1)1.1 课程设计题目 (1)1.2 设计要求： (1)1.3 主要设备和芯片 (1)2 总体设计及方案论证： (1)2.1 总体设计框图 (1)2.2 方案论证 (2)2.2.1控制电路的方案选择 (2)2.2.2测温电路方案的选择 (2)2.2.3软件算法方案选择 (2)3 硬件设计 (3)3.1 最小系统部分 (3)3.2 温度采集电路 (4)3.3 键盘、显示电路 (4)3.4 继电器执行控制电路 (5)3.5 串口与PC机通信电路 (6)4 软件设计与实现 (7)4.1 软件流程图 (7)4.2 控制算法PID (11)5 系统调试 (11)5.1 最小系统部分调试 (11)5.2 串口与上位机通信部分调试 (11)5.3 继电器部分调试 (11)5.4 测温部分调试 (12)6 PID参数整定 (12)7 测试数据及结果分析 (13)8 结论 (13)谢辞 (14)参考文献 (15)附录 (16)引言随着人们生活水平的提高，对生活环境的要求也越来越高，家用电器越来越趋向于自动控制控制乃至于智能控制，针对目前家庭的实际需要，自动水温控制系统比较方便实用，本文就通过51系列单片机来实现一种自动控制水温控制系统的设计。
《模拟电子技术基础》课程设计说明书-水温控制系统的设计与制作
课程设计任务书学生姓名：专业班级：电子0803班指导教师：工作单位：信息工程学院题目:水温控制系统的设计与制作初始条件：可选元件：温度传感器、继电器、集成运算放大器、电容、电阻、电位器若干、二极管以及发光二极管、三极管、直流电源±12V 。
可用仪器：万用表。
要求完成的主要任务 :（1）设计任务根据技术指标和已知条件，选择合适的温度传感器、选择合适的继电器或晶闸管。
完成对水温控制系统的设计、装配与调试。
（2）设计要求①设计制作可以测量和控制温度的温度控制器测量和控制温度范围： 5～ 80℃，控制精度：± 1℃，控制对象：双向晶闸管或继电器，晶闸管或继电器触点连接：一组转换接点（市电220V/50Hz/2A ）。
② 选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。
（选做：用PSPICE 或 EWB 软件完成仿真）③ 安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。
时间安排：1、 2010 年 1 月 19 日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。
2、 2010 年 1 月 20 日至 2010 年 1 月 21 日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。
3、 2010 年 1 月 22 日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)1绪论 (1)2设计内容及要求 (2)2.1设计的目的和主要任务 (2)设计目的 (2)设计任务及主要指标 (2)2.2设计思想 (2)3选定方案的论证及整体电路的工作原理 (3)3.1选定方案的论证 (3)3.2稳压电路的设计 (4)电路原理方框图 (4)电路工作原理 (4)4 单元电路的设计与元器件选择 (5)4.1 电源电路 (5)4.2 温度传感器 (5)4.3 继电器 (6)4.4 比较器 (7)4.5 放大器 (8)5 程序流程图 (10)6 电路安装与调试 (11)6.1 电路安装 (11)6.2 电路调试 (11)7 课程设计心得体会 (12)参考文献 (13)附录Ⅰ元件清单 (14)摘要模拟电子技术课程设计对所学的基础理论知识是一次实践检测的过程。
水温控制系统毕业设计
学科基础课硬件课程设计设计说明书水温控制系统设计学生姓名学号班级成绩指导教师计算机科学与技术系2010年9月10日学科基础课硬件课程设计评阅书题目水温控制系统设计学生姓名学号指导教师评语及成绩成绩：教师签名：年月日答辩教师评语及成绩成绩：教师签名：年月日教研室意见总成绩：室主任签名：年月日课程设计任务书2010 —2011 学年第一学期专业：计算机科学与技术学号0718014092 姓名：操瑞峰课程设计名称：学科基础课硬件课程设计设计题目：水温控制系统设计完成期限：自2010 年8 月30 日至2010 年10 月10 日共 2 周设计依据、要求及主要内容（可另加附页）：一、目的任务：掌握使用单片机设计水温控制系统的原理。
设置相应的按键，按相应的按键时应能对预定温度进行设置，并将其显示出来，要求误差不大于1度，并且要求弱电与强电分离，以保安全。
二、设计内容：1. 复习相关课程内容：单片机原理及应用、计算机控制等课程相关内容；汇编语言程序设计的相关内容；熟悉模拟电路、数字电路的相关知识；2. 熟悉实验相关器材的主要功能。
3. 在上述基础上，根据课程设计的基本要求，完成以下各项任务(反映在设计说明书中)：（1）题目要求涉及的硬件电路图及摘要说明。
（2）题目的工作原理及相应描述。
（3）程序流程框图。
（4）程序文本输入及实验完成。
三、时间安排：1周一～1周三完成相关知识点的复习与软硬件设计；1周四～2周三完成实验调试和编写设计说明书；2周四～2周五进行课程设计验收、答辩。
四、设计要求：1.软件程序文档；2.硬件电路图（用专用软件）；3.完成实验；4.完成设计说明书。
指导教师（签字）：教研室主任（签字）：批准日期：年月日摘要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。
水温控制系统的设计(武汉理工大学)
课程设计任务书学生姓名：郑婷专业班级：信息工程0903班指导教师：华剑工作单位：信息工程学院题目: 水温控制系统的设计初始条件：AC220V，DC+5V，±15V电源各一个，运放，比较器，三极管，（发光）二极管，继电器，蜂鸣器，电热丝、阻容元件若干要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）设计一个水温控制系统，要求：1.利用电热丝给水加热，使用温度传感器测量水温值，测量范围0～100摄氏度（对应输出电压0～5V）。
（设计时，请用直流信号源代替温度传感器）。
2.利用电位器等方式设定加热温度，温度设定值连续可调。
（设计时，请用可调直流电源代替。
设定电压代替温度）。
3.当水温超过设定值时，停止加热并发声、光报警信号。
4.按格式要求撰写课程设计说明书一份（须含电路原理分析，各元件具体型号及参数，关键元件参数计算）。
5.绘制电路总图一份，用PSPICE或EWB等软件完成仿真（选做：制作实物并调试运行。
）时间安排：1.2011 年1月17日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。
2.2011 年1月17日至2011年1月21日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。
3.2011 年1月23日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1绪论……………………………………………………………………………………错误！未定义书签。
1.1设计目的和意义 (1)1.2设计的主要任务 (1)2 单元电路的设计计算、元器件选择及电路图 (2)2.1 温度转换单元 (2)2.2 恒压设计单元 (3)2.3 信号处理单元 (3)2.4 温度控制单元 (4)3 整体电路图及工作原理 (5)3.1 整体电路图 (5)3.2 整体电路的工作原理 (6)4 仿真结果分析 (7)4.1加热仿真分析 (7)4.2 报警仿真分析 (8)5总结与展望 (9)5.1 成果的评价 (9)5.2 本设计的特点 (9)5.3 设计缺陷及展望 (9)参考文献 (10)附录 (11)1 绪论1.1设计目的和意义水是生命的源泉，人类生活永远也离不开水。
毕业设计水温控制系统
水温控制系统1 方案设计与论证分析题目本文要求设计制作一个水温控制系统，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，以保持设定温度基本不变。
静态控制精度为0.2摄氏度。
并具有较好的快速性与较小的超调，以及十进制数码管显示、温度曲线打印、语音播报温度等功能。
题目对控制温度要求较高，对调节时间和超调量也有要求，因而必须要用释放的控制算法，另外，还需要显示水温和打印水温变化曲线等。
1.1 总体方案设计经过题目的分析，根据题目要求，现提出以下三种设计方案。
方案一（框图如图1）图1 一位式模拟控制方案框图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，但是系统所地结果的精度不高并且调节动作频繁，系统静差大，不稳定。
系统受环境影响大，不能实现复杂的控制算法，难以用数码管显示，难以用键盘设定。
方案2 （框图如图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式，因此也不能实现复杂的控制算法使精度做得较高，而且仍难以用数码管显示与键盘设定。
图2 二位式模拟控制方案框图方案3 （框图如图3）图3 单片机控制方案框图此方案采用单片机系统来实现。
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。
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，并可实现打印功能。
本方案可选用SPCE061A单片机（内部含有KB的EEPROM），不需要外扩展存储器可使系统整体结构更为简单。
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，控制方案的修改也比较麻烦，而方案三是采用单片机为控制核心的控制系统，尤其对温度控制，它可达到核心的控制系统，尤其对温度控制，它可达到模拟控制所达不到的控制效果，并且可方便实现数码显示、打印、键盘设定、报警系统所测结果精度大大提高，故经过对三种方案的比较论证，本设计采用方案三，利用单片机安一定的控制算法对采集的温度数据进行处理，得到控制量，以次控制电炉的功率，从而实现对水温的控制。
课程设计说明书-冷却水温电控系统
目录摘要................................................................. - 2 - 1 引言................................................................ - 3 - 1.1 问题的提出.......................................................... - 3 - 1.2所在研究领域的历史和现状，前沿的主要问题及遇到的问题................ - 3 - 1.3系统研究的意义...................................................... - 4 - 1.4任务与分析.......................................................... - 4 - 2方案设计.............................................................. - 4 - 2.1总体设计和方案论证.................................................. - 4 - 2.1.1系统硬件结构图.................................................... - 5 - 2.1.2总体方案论证...................................................... - 5 -2.1.3温度采集模块方案论证.............................................. - 6 -3 系统硬件电路设计...................................................... - 7 - 3.2温度检测电路........................................................ - 7 - 3.3电机驱动控制电路.................................................... - 8 -3.4 LED显示电路：...................................................... - 9 -4 软件设计：............................................................ - 9 - 4.1主程序流程图：...................................................... - 9 - 4.2 温度检测程序流程图................................................ - 11 - 4.3 显示子程序流程图.................................................. - 12 -4.4 电机控制子程序流程图.............................................. - 12 -5 系统仿真............................................................. - 13 - 5.1 Proteus软件环境介绍............................................... - 13 - 5.2软件仿真步骤....................................................... - 14 - 5.2.1 仿真电路的搭建................................................... - 14 - 5.2.2系统调试过程..................................................... - 15 - 5.2.2 仿真结果......................................................... - 17 - 结论................................................................. - 19 - 致谢................................................................. - 20 - 参考文献............................................................... - 21 -附录A 程序代码....................................................... - 22 - 附录B 电路原理图：................................................... - 30 - 附录C 电路PCB图..................................................... - 31 - 附录D 电路仿真图..................................................... - 32 -摘要在本设计中，通过，DS18B20温度传感器对发动机冷却水温度的检测，经其内部电路处理后传到单片机AT89C51，单片机对数据进行处理并与设定值进行比较，当温度达到报警的下限值时，即触发报警器报警，同时驱动电机转动，此处电机用于模拟汽车上的电控单元的执行机构喷油器电磁阀，数码管显示此状态下的冷却水温度值和设定的温度值，并可随之改变。
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。
- 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)。
东北石油大学课程设计2013 年7月5日东北石油大学课程设计任务书课程电子技术课程设计题目水温控制系统设计专业自动化学号主要容：根据技术指标和已知条件，选择合适的温度传感器、选择合适的继电器或晶闸管。
完成对水温控制系统的设计、装配与调试。
基本要求：①设计制作可以测量和控制温度的温度控制器测量和控制温度围：5～80℃，控制精度：±1℃，控制对象：双向晶闸管或继电器，晶闸管或继电器触点连接：一组转换接点（市电220V/50Hz/2A）。
②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。
（选做：用PSPICE或EWB软件完成仿真）③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。
主要参考资料：[1] 吴友宇.模拟电子技术基础.:清华大学[M].清华大学.2009年05 月[2] 全国大学生电子设计竞赛组委会. 全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编[J].理工大学.2004年01月[3] 凤言.电子电路基础[M].:高等教育.1995[4] 华中科技大学电子技术课程组电子技术基础[M].高等教育.2005年07月[5] 吴慎山.电子线路设计与实践——高等学校电子信息类教材[J].电子工业.2005年09月[6] 黄锦安, 付文红, 蔡小玲编-电路与模拟电子技术[M].高等教育.1997.完成期限2013.7.1-2013.7.5指导教师建国许爱华专业负责人徐建军2013年7月5 日目录1 任务和要求 (3)2 总体方案设计与选择 (3)2.1 设计原理及方法 (3)2.2 单元模块设计 (4)2.2.1 电源模块 (4)3.2.2 温度传感器模块 (4)3.2.3 放大器模块 (5)3.2.4 比较器模块 (7)3.2.5 继电器模块 (8)3.2.6 加热模块 (10)3.2.7温度过低报警模块 (10)2.3电路的安装与调试 (11)3.3.1 电路的安装 (11)3.2.2 电路的调试 (11)3 电路的仿真 (12)4 设计总结 (12)参考文献 (14)附录Ⅰ元件清单 (1)附录Ⅱ整体电路图 (2)1 任务和要求(1)任务：设计一种可实现测温和控温的电路(2)水温控制系统性能要求➢工作温度围：室温~100℃。
➢控温精度：±1 o C。
➢控温通道输出为双向晶闸管或继电器，一组转换触点为市电（220V，10A）。
2 总体方案设计与选择2.1 设计原理及方法根据原理方框图，该设计问题可分为温度传感器模块，放大器模块，比较器模块，继电器模块,加热模块，温度过低报警模块及温度显示模块。
由于电路中含有运算放大器，需接入±12V直流稳压电源，所以电源模块也可算在其中。
原理方框图图1-12.2 单元模块设计2.2.1 电源模块本设计的电源电路采用固定集成稳压源电路输出±12V电压。
稳压源电路如图2-3-1-1：电源电路图3-2-1-1这是一个用集成稳压器输出的稳压源电路，LM7812和LM7912是集成稳压器，分别控制输出±12V直流电压。
电源接220V交流电后经变压器后变为15V左右的交流电，再经桥式整流后滤波，此时的电压不稳定，经上述集成稳压器后就能得到较稳定的电压。
3.2.2 温度传感器模块本设计选用LM35温度传感器连转化温度。
LM35的输出电压与摄氏温度呈线性关系，转换公式为：V out=10mV o C T o C在0℃时输出为0V，每升高1℃输出电压增加10mV,LM35的外观如图所示图3-2-2-1LM35图3-2-2-2常温下LM35不需要额外的校准处理即可达到±1/4℃的准确率。
此设计采用单电源供电，在25℃下的静默电流约50μA，非常省电，并且无散热问题，精度非常高。
并且输入电压宽，从4V到30V都可以。
所以选择LM35很合适。
3.2.3 放大器模块A放大器和比较器均要用到运算放大器，这里采用LM324集成运放。
LM324是4个运算放大器的集成器件，这个设计中选择其中的两个使用。
LM324的接线图如图3-2-3-1：LM324集成运放LM324N实物图下面说明放大器的原理：此设计用正相比例放大器，使输出时正电压，考虑到控制的温度是室温到80 o C，所以取放大器的放大倍数为10倍（即温度缩小10倍）比较合适。
正相比例放大器的原理图如图3-2-3-3：正向比例放大器原理图图3-2-3-3由运放的“虚短”“虚断”的性质有i o i o i i v R R v R v v R v i ）12211(0 +=∴-=∴=这里取R 1=10K Ω，则R 2=90 K Ω，因为电源电压为12V ，保持10倍放大，则设定的电压值与温度的转换关系就为10 倍，比较容易控制和调节。
实际中取R 2=90.9 K Ω。
3.2.4 比较器模块这里采用简单的单门限电压比较器，使用的运算放大器为LM324中的一个。
电路图如图3-2-4-1：单门限电压比较器图3-2-4-1中1接放大器的输出电压作为比较器的输入电压，3接输出电压。
此时放大器工作在非线性状态，输出电压只有正或负两种饱和值。
这种情况下运算放大器的输入端“虚短”不再适用。
当V P >V N 时，o v =12V ，当V P <V N 时，o v =-12V 。
这种情况下，运算放大器的“虚短”仍然可用，则有Vi=V NV P =V 4=V 11所以可以通过调节滑动变阻器来控制11v 的值。
图中增加R 9=5 K Ω的电阻，是为了控制V 11的最大值不超过8V ，即设定的温度值不超过80 o C 。
当滑动变阻器的接入电阻为0时，V R R R V 1293311⨯+=取R 3=10K Ω，R 9=5 K Ω 即可达到要求。
3.2.5 继电器模块继电器是可以高温控制低温的器件，其部构造及工作原理如图3-2-5-1：继电器原理及实物当低压电源端开关接通后电磁铁由于电流产生磁性，吸住磁铁使高压电源的开关接通，实现了低压控制高压。
下面要解决的问题就是怎样在电路中实现低压电源端的开关自动打开和闭合。
考虑到比较器的输出电压为正或负的12V，就可想到二极管的单向导电性。
因此可以用二极管来代替自动开关的作用。
使用发光二极管能够看到电路的通断。
继电器模块的电路图如图3-2-5-2：继电器模块电路图图3-2-5-2图中Port端接比较器模块的输出电压作为此电路的输入电压，当输入电压为+12V时，发光二极管导通，当输入电压为-12V时，发光二极管截止。
接入三极管的目的是放大电流信号，使继电器能正常工作。
由于发光二极管的导通电流与三极管的基极电流不匹配（发光二极管的导通电流大一些），故需要在发光二极管的负极接一个电阻，与基极电阻并联，这样流入基极的电流就变小，使三极管能正常工作。
=10KΩ，实际的发光二极管正向导通时有2V的压降，所以发光二极管正向一般取R6导通时负极的电位约为10V，流过的电流约为6mA。
三极管的基极电流为μA量级，所以与基极并联电阻R1=2 KΩ即可。
继电器选取的是额定电压为12V的常开型型号。
即在无电流通过继电器时，继电器高压端开关打开，加热电路不工作，当有一定的电流通过时，继电器产生磁性使高压端开关闭合。
普通二极管的作用是保护继电器不因电流反流时烧坏。
3.2.6 加热模块加热电阻是很简单的加热器串联电路，加热电路中串联保险丝防止电流过大产生危险。
电路图如图3-2-6-1：加热模块电路图图3-2-6-1Port端接220V市电即可。
继电器电路自动控制开关的闭合。
3.2.7温度过低报警模块将比较器输出的信号直接加到9013的基极,构成一个高通饱和开关电路.当水温低于设定的电压值时,比较器输出12V的电压,此时开关电路导通,蜂鸣器发出声响.温度过低警报模块2.3电路的安装与调试3.3.1 电路的安装由于电路中用到了集成块，所以电路的焊接时空间不是很大，要注意布线的规则。
LM35焊接时，最好用三根导线接出(也可以直接用杜邦线连接)，这是因为LM35是要与加热电路中的电热丝放在一起。
LM324中要用到其中的两个运算放大器，最好选用接头为5/6/7和8/9/10的两个运放。
在两边分别安装比例运放的电阻和比较器的电阻。
继电器的开关端也要用导线引出接电热丝。
最后将所有的+12V 端，GND 端，V 12 端分别连在一个节点并用导线引出接电源。
电路焊接时，注意LM35，LM324，三极管的管脚，发光二级管和普通二极管的极性。
3.2.2 电路的调试电路焊好后，接通稳压电源（先不要接通发热电路得电源，注意安全）。
用万用表测量LM35输出端的电位，设为V 1，则有VV T m 10)(1℃ 用万用表测量比较器正向输入端的电压，现在的室温在15 o C 左右，调节滑动变阻器，当比较器的v P 为1.5V 以上时，就能观察到很容易就能观察到发光二极管灯亮，这时用万用表测继电器的开关的两端电阻，发现接近0，表明此时开关闭合（若接通加热电路，则加热电路工作）；加热温度传感器，很快就可以观察到二极管熄灭，并能听到开关动作的声音，再测继电器开关端电阻，应是无穷大，表明开关断开（若接通加热电路，则加热电路不工作）。
3 电路的仿真图4-14 设计总结此次课程设计考查了我们的设计电路的能力和动手能力。
从中我学到了很多东西。
设计上的电路在实际中运用可能不是像仿真那样理想，由于购买元件的误差及元件的大小在实际中比没有很好的匹配，所以按照设计的电路焊出来的实物在调试过程中遇到了一些问题，但我都一步一步地解决了。
由于是第一次课程设计，所以花的时间很多。
通过这次课程设计，我学会了如何使用仿真软件Protel和Multisim，进一步巩固了电路的焊接能力。
最重要的是通过这次课程设计我深深体会到能把所学的知识运用到实践中才是真正掌握。
这次的课程设计时间有些仓促，我们刚学完模电的相关知识就运用到电路中，刚开始觉得很难，相关的知识掌握得不到位，但随着设计的深入，发现所学的知识在我设计的电路中得到了很好的运用，在课程设计的同时，巩固和掌握了现学的知识，这才是设计的目的。
特别是在电路调试成功的那一刻，出现了我所预料的现象，着实让我高兴了一番，自己所设计的东西没有白费，并且从中获得了知识，是一件很开心的事。
这只是一次简单的课程设计，只是一个开始，设计的东西在实际中的运用还尚欠缺，但从中我学到了遇到困难要解决，不能浮躁，要静心，耐心，细心的做事，坚持下去，总能看到成功的曙光的。
另外实验中也有一些尚未解决的问题,比如LM324作为比较器用的时候输出的最大电压达不到电源电压,导致蜂鸣器不停地响,达不到报警的作用.总之，通过这次课程设计，不仅使我对所学过的知识有了一个新的认识。