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。
5. 结论
本文基于单片机技术设计了一种水温控制系统，并进行了实验验证。实验结果表明，该系统具有可行性和稳定性，可以满足水温控制的基本需求。在今后的发展中，可以通过进一步优化和改进来提高系统的控制精度和应用范围。
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。 5. 结论 本文基于单片机技术设计了一种水温控制系统，并进行了实验验证。实验结果表明，该系统具有可行性和稳定性，可以满足水温控制的基本需求。在今后的发展中，可以通过进一步优化和改进来提高系统的控制精度和应用范围。
一、本课题研究的主要内容、目的和意义 1、研究主要内容 本文所要研究的课题是基于单片机控制的水温控制系统的设计，主要是介绍了对水箱温度的显示，实现了温度的实时显示及控制。水箱水温控制部分，提出了用DS18B20、STC89C52单片机及LCD的硬件电路完成对水温的实时检测及显示，而炉内温度控制部分，由DS18B20检测炉内温度，用中值滤波的方法取一个值存入程序存取器内部一个单元作为最后检测信号，并在LCD中显示。控制器是用STC89C52单片机，用设定的算法对检测信号和设定值的差值进行调节后输出PWM控制信号给执行机构，去调节电阻炉的加热功率，从而控制炉内温度。它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，特别适合于构成多点的温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号供微机处理，而且每片DS18B20都有唯一的产品号，可以一并存入其ROM中，以便在构成大型温度测控系统时在单线上挂接任意多个DS18S20芯片。从DS18S20读出或写入DS18S20信息仅需要一根口线，其读写及其温度变换功率来源于数据总线，该总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而且不需要额外电源。同时DS18B20能提供九位温度读数，它无需任何外围硬件即可方便地构成温度检测系统。而且利用本次的设计主要实现温度测试，温度显示，温度门限设定，超过设定的门限值时自动启动加热装置等功能。而且还要以单片机为主机，使温度传感器通过一根口线与单片机相连接，再加上温度控制部分和人机对话部分来共同实现温度的监测与控制。 本文具体研究了如下几方面： （1）水温控制系统硬件的设计 主要包括STC89C52单片机、温度传感器模块、温度控制模块、显示模块、按键模块的硬件选择及论证。 （2）水温控制系统软件的设计
基于STC89C52单片机的水温控制系统设计方案 第1章方案论证 本设计中的芯片可以采用二种方案。 方案一：采用热电偶温度传感器，放大器，A/D转换器作为测量温度的电路。 热电偶通过电位差的数值与不加热部位测量点的温度来测温，和这两种导体的材质有关。热电偶传感器有自己的优点和缺陷，它灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关，用非常细的材料也能够做成温度传感器。也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性，这种细微的测温元件有极高的响应速度，可以测量快速变化的过程。硬件电路复杂，需要设计A/D转换电路，以及与其相关的编程，总体设计起来较困难，软件、硬件调试复杂，硬件成本较高。而且器传感器有以下缺点：它灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响[]。所以总体来说，在硬件、软件上的成本都比较高，而且易受外部环境的影响，系统工作不稳定。 方案二：采用数字可编程温度传感器作为温度检测元件。 数字可编程温度传感器可以直接读出被测温度值。不需要将温度
传感器的输出信号接到A/D转换器上，减少了系统的硬件电路的成本和整个系统的体积同时具有极强的抗干扰纠错能力；负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。由于采用的是具有一总线特点的温度传感器，所以电路连接简单；而且该传感器拥有强大的通信协议，同过几个简单的操作就可以实现传感器与单片机的交互，包括复位传感器、对传感器读写数据、对传感器写命令[2]。软件、硬件易于调试，制作成本较低。也使得系统所测结果精度大大提高。 通过以上二种方案的论证和比较，从设计的实用性、方便性和成本等诸多方面考虑，最终选择了以DS18B20为温度测量和传输元件的设计，这样设计在本次毕业设计中能够在经费有限的情况下，进行最优的实现方法。 具体方案： 采用STC89C52作为整个电路的核心控制器件，用DS18B20传感器采集温度信息。当采集到温度信息时，通过一系列处理后从单片机输出来实现声光报警及温度控制。总体框图如下图1-1，本设计方案的优点是结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉并且智能化。
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。作为计算机两大发展方向之一的单片机，以面向对象的实时控制为己任，嵌入到如家用电器、汽车、机器人、仪器仪表等设备中，使其智能化。 水温检测控制系统在工业生产、科学研究和人们的生活领域中，得到了广泛应用。在工业生产过程中，很多时候都需要对水温进行严格的监控，以使得生产能够顺利的进行，产品的质量才能够得到充分的保证。使用水温控制系统可以对生产环境的温度进行有效控制，保证生产的自动化、智能化能够顺利、安全进行，从而提高企业的生产效率。水温控制系统应用十分广阔。 1.2水温控制系统设计的意义 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。温度测试控制系统，控制对象是温度。温度控制在日常生活及工业领域应用相当广泛，比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度控制。而以往温度控制是由人工完成的而且不够重视，其实在很多场所温度都需要监控以防止发生意外。针对此问题，本系统设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度控制系统，它应用广泛，功能强大，小巧美观，便于携带，是一款既实用又廉价的控制系统。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，温度
XX学院 毕业设计（论文） 论文题目：单片机水温水位控制系统 系别： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 年月日
目录 摘要 (1) 概述 (2) 课题研究的目的及意义 (2) 技术指标 (2) 一.详细设计方案 (2) 1.1 总体结构设计 (2) 1.2水位检测系统 (4) 二．元件说明 (4) 2.1工作原理 (4) 2.2片机的选择 (5) 2.3温度传感器 (5) 2.4水位传感器 (5) 三．硬件模块设计 (6) 3.1单片机模块设计 (6) 3.2温度检测模块 (7) 3.3水位检测模块 (7) 3.4 控制模块 (8) 3.5 驱动电路设计 (9) 四．软件设计 (9) 4.1软设计整体思路 (9) 4.2 温度检测系统 (9) 五．结论 (10)
单片机水温水位控制系统 【摘要】 本温度设计采用现常见的89C51单片机，配以DS18B20数字温度传感器，该温度传感器可自行设置温度上下限。单片机将检测到的温度信号与输入的温度上、下限进行比较，由此做出判断是否启动继电器以开启设备。系统包括单片机模块、温度检测模块、水位检测模块和驱动电路设计四个部分。 【关键词】DS18B20数字温度传感器 89C51 水温水位
概述 课题研究的目的及意义 目前市场上太阳能热水器的控制系统大多存在功能单一、操作复杂、控制不方便登问题，很多控制器只具有温度和水位显示功能，不具有温度控制功能。即使热水器具有辅助加热功能，也可能由于加热时间不能控制而产生过烧，从而浪费电能。鉴于此，我以89C51单片机为检测控制核心，采用数码管显示温度，设计了一种太阳能热水器微控制器，实现了温度和水位参数的实时显示，具有温度设定、水位控制功能。 技术指标 设计并制作一个基于单片机的温度控制系统，能够对炉温进行控制。炉温可以在一定范围内由人工设定，并能在炉温变化时实现自动控制。若测量值高于温度设定范围，由单片机发出控制信号，经过驱动电路使加热器停止工作。当温度低于设定值时，单片机发出一个控制信号，启动加热器。通过继电器的反复开启和关闭，使炉温保持在设定的温度范围内。 ⑴温度设定范围为0～99℃，最小区分度为1℃，温度控制的误差≤1℃ ⑵能够用数码管精确显示当前实际温度值 ⑶按键控制：设置键、加一键、减一键 一.详细设计方案 1.1 总体结构设计 方案一：测温电路的设计，可以使用DS18B20温度传感器利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集后，把采样得到的模拟信号送入 ADC0809进行A/D转换读入单片机进行A/D转换后，通过串行口输入，就可以用单片机进行数据的处理，同时在显示电路上，就可以将被测温度显示出来。 方案二：考虑使用温度传感器，结合单片机电路设计，采用一只DS18B20温度传感器，直接读取被测温度值，之后进行A/D转换，依次完成设计要求。 比较以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计容易实现，故实际设计中拟采用方案二。 在本系统的电路设计方框图如图所示，它由三部分组成:
“鑫三知杯”电子设计大赛参赛作品： 基于单片机的水温控制系统第一节引言
本系统设计采用基于PID算法的单片机控制来实现水温的调控。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，继而控制电炉的加热来实现温度控制。通过编程对PID各参数的调整，来达到提高加温速度，减小超调的目的。 设计任务和主要内容 1、基本要求 一升水在1kw电炉下加热，要求水温在一定范围内可由人工设定，并能在环境温度降低时自动调节，以保证设定的温度基本不变。 2、主要性能指标 （1）温度设定范围为40~90℃，最小区分度为1℃，标定温度小于等于1℃。（2）环境温度降低时温度控制的静态误差小于等于1℃。 （3）用十进制数码管显示水的温度。 3、拓展功能 （1）采用适当的控制方法，当设定的温度突变时，减小系统的调节时间和超调量。 （2）温度控制的静态误差小于等于0.2℃。 （3）在设定温度发生突变时，自动打印水温随时间变化的曲线。 第二节系统设计原理 图（1） 该水温控制系统主要由AT89S52单片机控制系统、温度采样转换器、温度控制电路。键盘显示电路等四部分组成，总体框图如上。 二、方案论证与比较 （一）总体方案论证 根据题目的要求，我们提出了以下三种方案： 方案1：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值比较后，决定加热或者不加热。由于采用的模拟控制方式，系统受环境影响较大，不能实现复杂的控制算法使控制精度做得较高，而且不能用于显示和键盘设定。 方案2：采用单片机AT89S52为核心。采用数字温度传感器DS18B20采集
基于单片机的温度控制系统 摘要：该实验设计基于飞思卡尔MC9S12DG128开发板平台，根据实验任务要求，完成了水温自动控制系统的设计，该系统的温度给定值可由人工通过键盘进行设定，测量温度经过A/D转换由数码管显示，通过PID控制算法对温度进行调节，使温度输出值在给定值上下波动，控制该系统的静态误差为1℃，用LED灯模拟加热强度，并用串口将输出的水温随时间的变化数值发到PC机上。 关键字：飞思卡尔单片机水温控制MC9S12DG128 1、设计题目与设计任务 σ≤；3.温度误要求：1温度连续可调范围是30-150摄氏度；2 超调量20% <±；4尝试使用能预估大滞后的方法，如史密斯预估，或大林算法；也可差0.5 用PID及改进算法。 内容：1．根据题目的技术要求，画出系统组成的原理框图；2. 给出系统硬件电路图；3．确定温度控制方案；4. 给出控制方法及控制程序；5．整理设计数据资料，课程设计总结，撰写设计计算说明书。 2、前言： 随着电子技术和计算机的迅速发展，计算机测量控制技术拥有操作简单、控制灵活、使用便捷以及性价比较高的优点，从而得到了广泛的应用。单片机是一种集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统等部分于一体的器件，只需要外加电源和晶振就可以实现对数字信息的处理和控制，因此，单片机广泛应用于现代工业控制中。利用单片机对温度测量控制会大大提高系统的可靠性和准确性。 该设计实验是在实验室完成，实验任务是设计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。水温由人工通过4*4的键盘设定，并能
在环境温度改变时实现对水温的自动控制，采用PWM技术控制电阻丝的加热，加热强度由8个LED小灯模拟，以保持设定的温度基本不变，测量温度经过A/D 转换在4位数码管上显示（保留一位小数），并将温度每秒钟向计算机发送一次。 一、系统设计的功能 该系统的闭环控制系统框图如图所示。 图水温控制系统结构框图 单片机对温度的测量控制是基于传感器、A/D转换器以及扩展接口和执行机构来进行的。在闭环过程控制系统中，过程的实时参数由传感器和A/D转换器来进行实时采集，并由单片机自动记录、处理并控制执行机构来进行调节和控制。
1课题来源及研究的目的和意义 温度是工业控制中的主要被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械石油等工业中，具有举足轻重的作用。随着国民经济的发展，温度控制系统不仅可以广泛应用于工业、农业中，而且还和人们的日常生活息息相关，在工业中，电站锅炉和供热锅炉大量存在，且大多数锅炉处于能耗高、浪费大和环境污染等生产状态，采用温度控制系统就能提高热效率和降低能耗、保护环境。在农业上，温室大棚采用温度控制系统，对于温度的有效控制，不仅可以节省资源而且还可以保证农作物有良好的生长环境，可以有效提高农作物产量。在人们的日常生活中，人们也可以利用温度控制系统去控制洗澡水的温度等，以此来方便人们的生活。随着电子技术的发展和人们生活质量的提高，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化。现代社会中，随着科学技术的进步，温度检测和控制迅速发展，温度控制将更好的服务于社会。目前，单片机控制器用于从生活工具到工业应用的各个领域。 国内外温度控制系统也发展迅速，并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果。目前社会上温度控制大多采用智能调节器，国产调节器分辨率和精度较低，温度控制效果不是很理想，但价格便宜，国外调节器分辨率和精度较高，价格较贵。日本、美国、德国、瑞典等技术领先，都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪器仪表．并在各行业广泛应用。 从市场角度看，如果我国的大中型企业将温度控制系统引入生产，可以降低消耗，控制成本，从而提高生产效率。嵌入式温度控制系统符合国家提出的“节能减排”的要求，符合国家经济发展政策，具有十分广阔的市场前景。现今，应用比较成熟的如电力脱硫设备中，主控制器在主蒸汽温度控制系统中的应用，
基于单片机的水浴温度控制系统设计水浴温度控制系统是一种对水浴进行温度控制的系统，通过使用单片机来测量和调节水浴的温度，可以实现对水浴温度的精确控制。在此基础上，我们可以设计一个基于单片机的水浴温度控制系统。 系统结构： 1.温度传感器：用于实时测量水浴的温度，可以选择热敏电阻或热电偶等传感器。 2.单片机：作为系统的核心控制部分，用于接收温度传感器的信号，并根据设定的温度值控制继电器的开关状态。 3.继电器：作为控制输出部分，通过控制继电器的开关状态来控制加热装置的开关，从而调节水浴的温度。 4.按键开关：用于设定和调整水浴的目标温度，通过按键可以对温度进行上升、下降和确认等操作。 5.数码管：用于显示当前的水浴温度和设定的目标温度。 6.电源：提供电能供应给各个部分，如单片机、继电器等。 系统原理： 1.单片机通过温度传感器获取实时的水浴温度，并与设定的目标温度进行比较。 2.如果实时温度低于目标温度，单片机会控制继电器闭合，接通加热装置，提高水温。
3.如果实时温度高于目标温度，单片机会控制继电器断开，关闭加热装置，降低水温。 4.单片机还可以通过按键开关进行温度的设定和调整，按键操作会改变目标温度。 5.单片机通过数码管显示实时温度和设定的目标温度，方便用户进行观察和调整。 系统设计： 1.硬件设计：选择适合的温度传感器、单片机、继电器、按键开关、数码管和电源等，并进行电路设计和布线。 2.软件设计：根据单片机的型号和开发环境，选择合适的编程语言，进行软件设计和编写程序。 3.温度测量和控制：编写程序实现温度传感器的数据采集和处理，根据实时温度和目标温度控制继电器的开关状态。 4.按键操作和显示：编写程序实现按键开关的检测和响应，根据按键操作改变目标温度，并通过数码管显示实时温度和设定的目标温度。 5.系统优化和测试：进行系统测试，对温度控制的精确度和稳定性进行调试和优化。 总结： 基于单片机的水浴温度控制系统可以实现对水浴温度的精确控制，通过单片机的编程和硬件设计，可以实现对加热装置的自动控制和监测，并利用数码管显示实时温度和设定的目标温度。这种系统可以被应用于实验
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
题目基于51单片机水温控制系统系 专业 班级 学号 学生姓名 指导教师 完成日期
本设计经过实践，绝对可以用，有需要的，认真阅读全文！！！！！可当单片机课设！！！需要全套资料的加Q845667599（10元）
摘要 随着科学技术的不断发展带动着电子行业的地位越来越重，现在电子产品几乎在社会的各个领域都可以见到。这些技术的发展有效的带动着社会生产力的发展和信息化的提高，同时电子产品也越来越智能。 本设计采用STC89C51单片机为主控芯片，采用数字型防水温度传感器DS18B20制作温度检测报警器，通过四位共阳数码管显示温度值，系统设立几个按键，可以通过按键进行设置温度的上、下限值，并将数据保存在单片机EEPROM 中做到掉电存储的功能，当所采集温度超过设定值时，系统会控制蜂鸣器和对应LED发出声光报警和继电器的运作。这个设计简单、成本低、具有实用性。 关键词：DS18B20防水温度传感器；STC89C51单片机；温度报警
ABSTRACT With the continuous development of science and technology, the status of the electronics industry is becoming more and more important. Now the electronic products can be seen in almost every field of the society. The development of these technologies is effective to promote the development of social productive forces and the improvement of information technology, while the electronic products are becoming more and more intelligent. This design uses STC89C51 microcontroller as the main control chip, the digital waterproof type temperature sensor DS18B20 temperature detection alarm and display the temperature value by the four common anode digital, system set up several key can by pressing a button to set the upper limit and lower limit of the temperature value, and data stored in microcontroller EEPROM do off the electric storage function, when the collected temperature exceeds the set value, the system will control buzzer and corresponding to the LED emit audible and visual alarm and relay operation. This design is simple, low cost, practical. Keywords：DS18B20 waterproof temperature sensor; STC89C51 single chip microcomputer; temperature alarm
基于51单片机的水温自动控制系统 沈统 摘要：在现代化的工业生产中，温度是常用的测量机被控参数。本水温控制系统采用AT89C51为核心控制器件，实现对水温在30℃到96℃的自动控制。由精密摄氏温度传感器LM35D构成前置信号采集和调理电路，过零检测双向可控硅输出光电耦合器MOC3041构成后向控制电路，由74LS164和LED数码管构成两位静态显示用于显示实时温度值。 关键词：89C51单片机；LM35D温度传感器；ADC0809；MOC3041光电藕耦合器；水温自动控制 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范围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，可以在一定范围（30℃到96℃）内自动调节温度，使水温保持在一定的范围（30℃到96℃）内。 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）温度显示范围为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，由于显示范围为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内容无闪烁，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。
目录 摘要 (1) 第一章前言 (3) 1.1课题背景与意义 (3) 1.2温度控制系统的应用 (3) 第二章系统方案 (5) 2。1水温控制系统设计任务和要求 (5) 2.2水温控制系统部分 (5) 2。3控制方式 (7) 第三章系统硬件设计 (8) 3。1总体设计框图及说明 (8) 3.2外部电路设计 (8) 3。3 单片机系统电路设计 (9) 第四章结论 (1) 参考文献 (21) 基于单片机的水温控制系统 【摘要】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，使得控制性能难以提高,有些工艺过程其温度控制的好坏直接影响着产品的质量，因而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单片机为核心,以PID算法控制 以及PID参数整定相结合的控制方法来实现的水温控制系统，其硬件电路还包括温度采集、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】单片机AT89C51；温度控制;温度传感器PT1000；PID调节算法 第一章前言
1.1课题背景与意义 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.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。目前,温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内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.现在，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、自适应控制仪表国内技术还不十分成熟,形成商品化并广泛应用的控制仪表较少。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、适用范围大以及本身的指令系统等诸多优势，在各个领域、各个行业应用广泛。 1.2温度控制系统的应用 盐浴炉温度控制系统利用S型铂铑—铑热电偶检测温度，热电偶进行冷端补偿，热电偶检测的信号通过放大、采样保持、模数转换再送单片机保存，采用分段查表法获取各点温度.选用可控硅过零触发自动控制盐浴炉温度，控制周期为100个三相交流市电周期,即2s.由单片机控制可按预设温度曲线进行加热，并可实时显示加温曲线.大型粮库采用主机为PC上位机，从机为68HC08GP32为主控芯片的分机（下位机）。下位机采用DALLAS的数字式温度传感器芯片DS1820，可以在三根线(电源线、地线、信号线）上同时并联多个温度探测点.每个分机上可以连接10跟电缆,每根电缆上可并联几十个点。分机利用了 68HC08GP32的片内FLASH功能，实现了DS1820的序列号在68HC08GP32 中的动态存取,从而节省了大量存储器。温度数据保存在68HC08GP32的片内RAM里并且利用了充分利用了68HC08GP32的片内的A/D实现了湿度数据的测量.有的还用PLC来控制总之温度控制系统的控制方式是多种多样的.
---- 毕业设计开题报告 学生姓名：学号: 学院、系: 专业: 设计题目： 指导教 师：
开题报告填写要求 1．开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一.此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效； 2．开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）。文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写,应按照国标GB 7714-87《文后参考文献著录规则》的要求书写,不能有随意性； 4．学生的“学号”要写全号（如020*******），不能只写最后2位或1位数字； 5。有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004—03—15"; 6。指导教师意见和所在系意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。
毕业设计开题报告 1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文献综述 1.本课题研究的背景： 温度控制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［1]。 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，要求对加热炉温度进行测量、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范围内）,帮助我们实现我们想要的控制，解决身边的问题[2]。 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［3］。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[4]。 单片机对温度的控制是工业生产中经常使用的控制方法。自从1976年Intel公司推出第一批单片机以来，80年代单片机技术进入快速发展时期，近年来,随着大规模集成电路的发展,单片机继续朝快速、高性能方向发展［5］。单片机主要用于控制，它的应用领域遍及各行各业,大到航天飞机,小至日常生活中的冰箱、彩电,单片机都可以大显其能［6]。单片机将微处理器、存储器、定时/计数器、I/O接口电路等集成在一个芯片上的大规模集成电路，本身即是一个小型化的微机系统。单片机技术与传感与测量技术、信号与系统分析技术、电路设计技术、可编程逻辑应用技术、微机接口技术、数据库技
洛陽理工學院 游泳池水温控制系统设计 课程答辩 王明超 2014/12/29 班级：B110411 学号：B******** 姓名：***
摘要 随着人民生活的进步，恒温游泳池走进了我们的生活，而游泳池的保温控制器，它能自动控制游泳池的水温。从而大大的方便了人们对游泳池水温恒温的需求。本文对该测控仪系统进行了分析设计。本游泳池恒温控制系统选用AT89C51单片机作为控制器，利用PID和PWM技术实现对游泳池的水温控制。该控制系统主要由CPU主控制模块、主电源模块、键盘处理模块、温度采集模块、继电器控制模块及LED显示模块构成。 本游泳池恒温控制系统选用AT89C51单片机作为控制器，利用PID和PWM技术实现对游泳池的水温控制。该控制系统主要由CPU主控制模块、主电源模块、键盘处理模块、温度采集模块、继电器控制模块及LED显示模块构成。DS18B20用来采集温度信号，其体积小，精度高，适用电压宽，抗干扰能力强。继电器控制两台电机的转动，分别对应控制热水阀和冷水阀，从而，实现水温的实时控制。最后，采用共阳极数码管LG5641A动态显示水温。 关键词： AT89C51单片机，游泳池，温度控制，模糊控制。
Ⅰ 目录 第1章绪论 3 1.1选题的背景与意义 3 1.1.1自动控控系统可温度控制系统 3 1.2 温度控制系统的设计 3 第2章系统总体设计 4 2.1方案的选择 4 2.2系统总体设计 4 第3章硬件设计 5 3.1硬件选型 5 3.2硬件电路设计 5 3.2.1主电源电路 5 3.2.2温度采集模块 6 3.2.3按键输入电路 6 3.2.4继电器模块 7 3.2.5 显示模块 7 第4章软件设计 8 4.1系统程序设计 8 4.2各部分程序流程图 8 4.2.1. 计算温度子程序 9 4.2.2.按键处理子程序 9 4.2.3.计算温度子程序 10第5章仿真结果 12 5.2仿真结果 12 5.1本系统仿真 13 5.2仿真结果 13 结论 14 参考文献 15 附录 16
基于51单片机的水温控制系统设计毕业论文
基于单片机的水温控制系统 摘要 水在人们日常生活和工业生产中有着必不可少的作用，在不同环境和不同的需求中，水温的变化也对我们的生活和工业生产有着重要的影响，为了满足人们在各个领域所需要的水温，水温控制系统在各个领域也应运而生。随着社会的发展，科技的进步，智能化已经是温控系统发展的主流方向，小到人们生活中的饮水机，大到工业生产中的大型水温加热控制设备等各种水温控制系统发展以趋于成熟。传统靠人工控制的温度，湿度，液位等信号的测压、力控系统，外围电路比较复杂，测量精度较低，分辨率不高，需进行温度校正；并且他们的体积较大适用不方便，在工业生产中也可能应为各种认为的失误发生意外，针对此问题，本系统设计的目的就是实现一种可连续高精度持续调温的温度控制系统，它应用广泛，功能强大，操作简单，便于携带，是一款既实用又廉价的控制系统。 温度检测控制系统在工业生产中主要职责是对温度进行严格的监测，在温度发生变化不符合规定温度时，系统报警提示并做出相应的温度调整措施，以使得生产能够顺利进行，节省了大量的人工，产品的质量也得到充分的保障，同时也避免了各种潜在意外的发生。从而提高企业的生产效率。 本系统以89C51单片机为核心，扩展外围控制电路，检测变送电路，按键电路，显示电路，复位电路，时钟电路，电源电路，报警电路；本系统的整体运行过程为：通过按键电路设定理想水温范围，实时水温通过检测变送电路模检测，并将检测到的物理量转化成电信号，然后放大电信号并将模拟量同过A/D 转换为单片机识别的数字量发送给单片机。单片机系统将实时温度与设定温度进行对比，并通过显示电路将实时温度显示出来，如果实时温度大于设定的最高温度或者低于设定的最低温度一定时间，单片机将触发报警电路对过温或者低温进行警报，同时触发控制电路对水温的控制做出适当的调整，确保水温出在理想的温度值，满足需求。 系统检测变送电路中采用电流型温度传感器AD590将温度的变化量转变成电流量，然后采用OP-07将电流量转换为电压量。选用A/D转换器ADC0804将电压
摘要 该设计为一个由单片机控制的智能水温控制系统。以单片机为核心，设计一个水温系统控制装置。水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度变化时实现自动调整，以保持设定温度基本不变。控制方法采用了基于能量控制观点、具有模糊控制思想的变模式控制，使系统可以通过简便的高速就能做到恒温精度高，而且参数对系统的依赖性弱，参数调整方便。 关键词：单片机温度控制 VMIC 、
目录 摘要.................................................................... I 目录................................................................... II 1 绪论 (1) 1.1水温控制系统应用现状及方法 (1) 2 总体设计框图及软件模块 (2) 2.1总体设计方案的选择 (2) 2.2硬件结构框图 (3) 2.3软件模块图 (4) 3 硬件设计 (5) 3.1单片机选择 (5) 3.2温度数据采集部分 (5) 3.2.1传感器 (5) 3.2.2变送装置 (7) 3.2.3 A/D转换 (8) 3.3控制部分 (9) 3.3.1有效功率控制 (9) 3.3.2交流电过零检测电路设计 (10) 3.3.3开关电路及驱动电路接口 (10) 3.4 人机接口 (11) 3.4.1键盘输入及接口 (11) 3.4.2 LED显示器接口电路 (12) 4 软件设计及算法研究 (13) 4．1主程序 (13) 4.2人机接口 (17) 4.2.1键盘 (17) 4.2.2显示器 (18) 4．3数据采集 (19) 4.4 PID控制算法研究及设计 (24) 结束语: (28) 致谢 (29) 参考文献 (29) 附录 (30)
计算机控制技术课程设计 计算机控制技术 课程设计 成绩评定表 设计课题基于单片机的水温控制系统设计学院名称：电气工程学院
目录 摘要： (2) 1 引言 (3) 2 总体方案设计 (4) 2.1总体方案的确定 (4) 2.2 硬件方案论证 (6) 3 系统硬件设计 (8) 3.1系统框图 (8) A/D (8) 3.3系统温度控制 (10) 3.3.1前向通道: (10) 4 系统软件设计 (11) 4.1定时中断服务程序 (11) 4.2脉宽调制输出子程序 (12) 4.3 系统控制总程序 (13) 5 参数计算 (14) 5.1 系统各模块设计及参数计算 (14) 6 系统硬件与软件调试 (20) 6.1 单片机基本系统调试 (20) 6.2 软件调试 (23) 7 CPU软件抗干扰 (24) 7.1 看门狗设计 (24) 8 测试方法和测试结果 (26) 8.1 系统测试仪器及设备 (26) 总结 (28) 参考文献 (29) 附录系统硬件总原理图 (30)
摘要： 本系统以AT89C51，AT89C2051单片机为核心，主要包括传感器温度采集，A/D模/数转换，按扭操作，单片机控制，数码管数字显示等部分。本系统采用PID算法实现温度控制功能，通过串行通信完成两片单片机信息的交互而实现温度设定、控制和显示。本设计还可以通过串口与上位机（电脑）连接，实现电脑控制。系统设计有体积小、交互性强等优点。为了实现高精度的水温控制，本单片机系统采用PID算法控制和PWM脉宽调制相结合的技术，通过控制双向可控硅改变电炉和电源的接通、断开，从而改变水温加热时间的方法来实现对水温的控制。本系统由键盘显示和温度控制两个模块组成，通过模块间的通信完成温度设定、实温显示、水温升降等功能。具有电路结构简单、程序简短、系统可靠性高、操作简便等特点。