单片机课程（设计）
（设计目）题：空调机温度控制系统
学院：明德学院
专业：机械设计制造及其自动化
班级：机电12151
学号：
学生姓名：
指导教师：
2015年6月
II
贵州大学单片机课程设计
贵州大学单片机课程（设计）
诚信责任书
本人郑重声明：本人所呈交的课程设计，是在指导老师的指导下独立进行研究所完成。在文本设计中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。
特此声明。
课程（设计）作者签名：
日期：
III
贵州大学单片机课程设计
空调机温度控制系统
摘要
新世纪里，人们生活质量不断提高，同时也对高科技电子产业提出了更高的要求，为了使人们生活更人性化、智能化。我设计了这一个基于单片机的空调温度控制系统，人们只有生活在一定的温度环境内才能长期感觉舒服，才能保证不中暑不受冻，所以对室内温度要求要高。对于不同地区空调要求不同，有的需要升温，有的需要降温。一般都要维持在22~26°C。
目前，虽然我国大量生产空调制冷产品，但由于我国人口众多，需求量过盛，在我国的北方地区，还有好多家庭还没有安装有效地室内温控系统。温度不能很好的控制在一定的范围内，夏天室内温度过高，冬天温度过低，这些均对人们正常生活带来不利的影响，温度、湿度均达不到人们的要求。以前温度控制主要利用机械通风设备进行室内、外空气的交换来达到降低室内温度，实现室内温度适宜人们生活。以前通风设备的开启和关停，均是由人手动控制的，即由人们定时查看室内外的温度、湿度情况，按要求开关通风设备，这样人们的劳动强度大，可靠性差，而且消耗人们体力，劳累成本过高。为此，需要有一种符合机械温控要求的低成本的控制器，在温差和湿度超过用户设定值范围时，启动制冷通风设备，否则自动关闭制冷通风设备。鉴于目前大多数制冷设备现在状况，我设计了一款基于MCS51单片机空调温度控制系统。
关键词：电子、单片机、空调、温度、电路
IV
贵州大学单片机课程设计
目录
诚信责任书 (Ⅱ)
摘要 (Ⅲ)
1 绪论 (1)
1.1 空调............................................................................................ 错误！未定义书签。
1.2单片机与空调控制系统 (2)
1.3 空调的研究现状和发展趋势 (3)
1.4 课题提出的背景和意义 (3)
1.5 国内外现状 (4)
2 结构设计与方案选择 (5)
2.1 基于51单片机的空调温度控制系统结 (5)
2.2 方案选择 (6)
2.2.1温度传感部分的选择 (6)
2.2.2A/D转换方案设计 (7)
2.2.3数字显示 (8)
2.2.4降温驱动控制电路的选择 (9)
3 硬件设计 (10)
3.1 温度采集电路 (10)
3.2 A/D转换电路 (11)
3.3 显示电路 (13)
3.4 驱动电路 (14)
4 软件设计 (16)
4.1 空调温度控制系统主程序........................................................ 错误！未定义书签。
4.2 A/A转换子程序 (20)
4.3 延时子程序 (21)
结束语 (23)
致谢 (24)
参考文献 (25)
附录 (26)
1 绪论
随着时代科技的迅猛发展，微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。作为体重测量仪器，电子体重秤以其测量的准确性和高速性开始逐渐取代传统的仪表体重秤，成为测量体重领域的主流产品。
1.1空调
一、空调
“空调”即房间空气调节器，是一种用于给房间（或封闭空间、区域）提供处理空气的机组。它的功能是对该房间（或封闭空间、区域）内空气的温度、适度、洁净度和空气流速等参数进行调节，以满足人体舒适或工艺过程的要求。
二、空调的工作原理
空调器的制冷系统由蒸发器、压缩机、冷凝器和毛细管四个主要部分组成。按照制冷循环工作的顺序，依然用管道接成一个整体。系统工作时，蒸发器内的制冷剂吸收室内空气的热量而蒸发成为压力和温度均较低的蒸汽，被压缩机吸入并压缩后，制冷剂的压力和温度均升高，然后排入冷凝器。制冷剂蒸气在冷凝器内通过放热给室外空气而冷凝成为压力较高的液体。制冷剂液体通过毛细空的气流，压力和温度均降低，再进入蒸发器蒸发，如此周而复始地循环，从而达到降低室内温度的目的。
三、空调的功能
1、降温
在空调器设计与制造中，一般允许将温度控制在16~32℃之间。若温度设定过低，一方面增加不必要的电力消耗，一方面造成室内温度偏大时，人们进入房间不能很快适应温度变化，容易患感冒。
2、除湿
空调器在制冷过程中伴有除湿作用。人们感觉舒适的环境相对湿度应在40~60%左右，当相对温度过大如在90%以上，即使温度在舒适范围内，人的感觉仍然不佳。
3、升温
热泵型与电热型空调器都有升温功能。升温能力随室外环境温度下降逐步变小，若温度在-5℃时几乎不能满足供热要求。
4、净化空气
空气中含有一定量有害气体如NH3、SO2等，以及各种汗臭、体臭和浴厕臭等臭气。空调净化方法有：换新风、过滤、利用活性炭或光触煤吸附和吸收等。
A、换新风:利用风机系统将室内潮湿空气往室外排，使室内形成一定程度负压，新鲜空气从四周门缝、窗缝进入室内，改善室内空气质量。
1.2单片机与空调控制系统
空调控制系统要控制的是空气温度，是通过压缩机的运行、停止控制的，实际上单片机直接控制的是压缩机的工作状态。该系统要实现以下功能。
(1)根据环境温度控制压缩机：控制参数是温度，控制参数是压缩机电路通、断的状态。
(2)设置希望的环境温度值：由人手动控制
(3)显示设定的温度值
1.3 空调的研究现状和发展趋势
随着中国经济的发展和人民生活水平的提高，空调作为一款重要的家用电器，在国民经济生产和人们社会生活中扮演的角色也越来越重要。
进入21世纪以来，我国空调行业持续快速发展。改革开放带动国内经济高速发展，空调产品也由“生活奢侈品”逐渐转变为日常生活用品，大大刺激了国内空调产业的发展。我国空调市场趋于成熟，消费者对品牌认知度不断增强，品牌集中度持续提升，产业升级步伐加快，空调业逐步走向发展壮大。
我国空调行业已经基本上进入平稳发展时期。中国空调企业不但在数量和规模上长足发展，在技术上也开始从引进模仿走上了自主创新的道路。在空调健康、节能功能以及外观设计上，国内企业也经过引进、消化、吸收，技术水平及产品质量都在不断趋于完善，中国已经发展成为世界空调产业重要的研发和生产基地。
中国产业调研网发布的2015年版中国空调市场深度调研与行业前景预测报告认为：绿色经济和低碳经济的发展已成为全球经济发展的大势所趋，环保节能、健康舒适成为空调行业未来发展的主要方向。变频空调以其恒温、快速制冷热等性能上的优势，受到消费者青睐，成为各大空调厂商争相开发的热点产品。中国空调企业正主动适应外部环境的变化，积极加大自主创新力度，加速产业结构调整。“十二五”期间，中国家用空气调节器行业将保持平稳增长的良好发展势头，空调市场发展前景乐观。
1.4 课题提出的背景和意义
温度是生活及生产中最基本的物理量，它表征的是物体的冷热程度。自然界中任何物理、化学过程都紧密地与温度相联系。在很多生产过程中，温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。自18世纪工业革命以来，工业过程离不开温度控制。温度控制广泛应用于社会生活的各
个领域，如家电、汽车、材料、电力电子等。温度控制的精度以及不同控制对象的控制方法选择都起着至关重要的作用，温度是锅炉生产质量的重要指标之一，也是保证锅炉设备安全的重要参数。同时，温度是影响锅炉传热过程和设备效率的主要因素。基于此，运用反馈控制理论对锅炉进行温度控制，满足了工业生产的需求，提高了生产力。
1.5国内外现状
1971年，著名的美籍华裔科学家傅京孙教授最早公开指出了一个崭新的研究领域，并提出了相应的概念，这就是智能控制系统（Intelligent Control Systems）。
1985年8月，IEEE在美国纽约召开了第一界智能控制学术讨论会，智能控制原理和智能控制系统结构这一提法成为这次会议的主要议题。这次会议决定，在IEEE控制系统学会下设立一个IEEE智能控制专业委员会。这标志着智能控制这一新兴学科研究领域的正式诞生。智能控制作为一门独立的学科，已正式在国际上建立起来。在过去的20多年里，智能控制理论发展迅猛，出现了大量新颖的控制理论。
智能控制系统是某些具有仿人智能的工程控制和信息处理系统，它与人工智能的发展紧密联系。智能控制是一门新兴的交叉前沿学科，它具有非常广泛的应用领域。智能可定义为:能有效的获取、传递、处理、再生和利用信息，从而在任意给定的环境下成功的达到目的的能力。人工智能是应用除了数学式子以外的方法把人们的思维过程模型化，并利用计算机来模仿人的智能的学科。它的应用范围远比控制理论广泛，如包括判断、理解、推理、预测、识别、规划、决策、学习和问题求解等，是高度脑力行为和体力行为的综合。智能控制就是应用人工智能的理论与技术和运筹学的优化方法，并将其同控制理论方法与技术相结将智能控制与PID控制相结合，实现温度的智能控制。智能控温法采用神经元网络和模糊数学为理论基础，并适当加以专家系统来实现智能化。其中应用较多的有模糊控制、神经网络控制以及专家系统等。尤其是模糊控温法在实际工程技
术中得到了极为广泛的应用。目前已出现一种高精度模糊控制器，可以更好的模拟人的操作经验来改善控制性能，从理论上讲，可以完全消除稳态误差。所谓第三代智能温控仪表，就是指基于智能控温技术而研制的具有自适应PID算法的温度控制仪表。
目前国内温控仪表的发展，相对国外而言在性能方面还存在一定的差距，它们之间最大的差别.主要还是在控制算法方面，具体表现为国内温控仪在全量程范围内温度控制精度低，自适应性较差。这种不足的原因是多方面造成的，如针对不同的温控对象，由于控制算法的不足而导致控制精度不稳定等。
2结构设计与方案选择
2.1基于51单片机的空调温度控制系统结
选用单片机89S51为中央处理器，通过温度传感器对空气进行温度采集，将采集到的温度信号传输给单片机，再有单片机控制显示器，并比较采集温度与设定温度是否一致，然后驱动空调温度的加热或降温循环对空气进行处理，从而模拟实现空调温度控制单元的工作情况。空调温度控制系统结构如图1所示。
实现方案的技术线路为：用按钮输入标准温度值，用LED实时显示环境空气温度，用驱动电路控制压缩机完成加热和制冷调节，用ISIS软件对设计进行仿真，用汇编语
言完成软件编程。
通过分析控制器和执行器的关系，选用位置式PID控制作为控制系统的控制策略。
2.2方案选择
2.2.1温度传感部分的选择
要求温度和与温度有关的参数量进行检测，应考虑用热电阻传感器。按照热电阻的性质可以分为半导体热电阻和金属热电阻两大类，目前通常成为热敏电阻，后者称为热电阻。
方案1：采用热敏电阻，这种电阻是利用对温度敏感度半导体材料制成，其阻值随温度变化有明显的改变。负温度系统热敏电阻器通常是由锰、钴的氧化物烧制而成，其特点是，在工作温度范围内电阻值随温度的升高而降低。可满足40℃~90℃测量范围，但热敏电阻精度、重复性、可靠性较差，不适于检测小于1℃的信号：而且线性度很差，不能直接用于A/D转换，应用硬件或软件对其线性化补偿。
方案2：采用温度传感器铂电阻Pt1000.铂电阻的物理化学性能在温度和氧化性介质中很稳定，它能用作工业测温元件，且此元件线性较好。在0℃~100℃时，最大非线性偏差小于0.5℃。铂热电阻与温度的关系是，Rt=R0(1+At+Bt*t)；其中Rt是温度为t 摄氏度时的电阻；R0是温度为0℃时的电阻；t为任意温度，A、B为温度系数。但成本不贵，不适用做普通设计。
方案3：采用集成温度传感器，如常用的AD590和LM35。AD590这种器件以电流作为输出量指示温度，其典型的电流温度灵敏度为1uA/K.它是二端器件，是用非常方便，作为一种高阻电流源，它不需要严格考虑传输线的电压信号损失和噪声干扰问题，因为特别适用作为远距离测试或控制。另外，AD590也特别适用于多温度测量系统，而不必考虑开关或CMOS多路转换开关引起的附加电阻造成的误差。由于采用一种独特的电路简单，便于设计。
方案选择：选择方案3.理由：电路简单稳定可靠、无须调试，与A/D连接方便。
2.2.2A/D转换方案设计
A/D转换器是一种将连续的模拟量转换为离散的数字量的一种电路或器件。模拟信号转换为数字信号一般需要经过采样保持和量化编码两过程。针对不同的采样对象，有不同的A/D转换(ADC)可供选择，其中有通用的也有专用的。有些ADC还包含有其他功能，在选择ADC器件时需要考虑多种因素，除了关系参数、分辨率和转换速度以外，还应考虑其他因素，如静态与动态精度、数据接口类型、控制接口与定时、采样保持性能、基本要求、校准能力、通道数量、功耗、使用环境要求、封装形式以及软件有关的问题。ADC按功能划分，可以分为直接转换和非直接转换两大类，其中非直接转换又有主次分级转换、积分式转换等类型
A/D转换器在实际运用时，除了要设计适当的采集/保持电路、基准电路和多路模拟开关等电路外，还应根据实际选择的具体芯片进行输入模拟信号极性转换等设计。
方案1：采用分级式转换器，这种转换采用两步或者多步进行分辨率的闪烁式转换，进而快速地完成“模拟-数字”信号的转换，同时可以实现较高的分辨率。例如，在利用两步分级完成n位转换的过程中，首先完成m位的粗转换，然后使用精度至少为m位的A/D转换器（DAC）将此结转换达到1/2的精度并且与输入信号比较。对此信号用一个k位转换器（K+M≥N）转换，最后将两个输出结果合并。
方案2：采用积分分型A/D转换器，如ICL7135等。双积分型A/D转换器转换精度高，但是转换速度不快，若用于温度测量，不能及时反映当前的温度值，而且多数双积分型A/D转换器其输出都不要二进制码，而是直接驱动数码管。所以，若直接将其输出端接I/O接口会直接给软件设计带来极大的不方便。
方案3：采用主次逼近式转换器，对于这种转换方式，通常是用一个比较器输入信号与作为基准的n位DAC输出进行比较，并执行n次1位转换。这种方法类似于天平
上用二进制砝码称量物质。采用逐次逼近寄存器，输入信号仅与高位（MSB）比较，确定DAC的最高位（DAC满量程的一半）。确定后结果（0或1）被锁存，同时加到DAC 上，以决定DAC的输出（0或1/2）。
逐次逼近型A/D转换器，如ADC0809、AD574等，其特点是转换速度快，精度比较高，输出为二进制码，直接接I/O口，软件设计方便。ADC0809芯片内包含8位A/D模拟转换器、8通道多路转换器与微控制器兼容的控制逻辑。8通道多路转换器能直接接通8个单端输入信号中的任何一个。由于ADC0809设计时考虑到若干A/D转换技术的优点，所以该芯片非常适合于过程控制、微控制器输入通道的结合口电路、智能仪器和机床控制等应用场合，并且价格低廉，降低设计成本。
方案选择：选择方案3。理由：用ADC0809采样速度快，配合温度传感应用方便，价格低廉，降低成本。
2.2.3数字显示
通常的LED显示器有7段或8段和“米”字段之分。这种显示器有共阳极和共阴极两种。共阴极LED显示器的发光二极管的阴极连接在一起，通常在此共阴极接地。当某个发光二级管的阳极为高电平时，放光二极管点亮，相应的段被显示。同样，共阳极LED显示器的工作原理一样。
方案1：采用静态显示方式。在这种方式下，各位LED显示器的共阳极（或共阴极）连接在一起并接地（或电源正），每位的段选线分别与一个8位的锁存器输出相连，各个LED的显示字符一经确定，相应锁存器的输出将维持不变，直到显示另一个字符为止，正因为如此，静态显示器的亮度确定都较高。若用I/O口接口，这需要占用N*8位I/O口（LED显示器的个数N）。这样的话，如果显示器的个数较多，那使用的I/O接口就更多，因此在显示位较多的情况下，一般都不用静态显示。
方案2：采用动态显示方式。当多位LED显示时，通常将所有位的段选线相应的
并联在一起，由一个8位I/O口控制，形成段选线的多路复用。而各位的共阳极或共阴极分别有相应的I/O口控制，实现各位的分时选通。其中段选线占用一个8位I/O口，而位选线占用N个I/O口（N为LED显示器的个数）。由于各位的段选线并联，段码的输出对各位来说都相同的，因此，同一时刻，如果各位选线都处于选通的状态的话，那LED显示器将显示相同的字符，若要各位LED都能显示出与本位相应的字符，那就必须采用扫描显示方式，即在某一时刻，只让某一位的位选线处于选通过的状态，而其他各位的选通线处于关闭状态，同时，段选线上输出相应位要显示字符的段码。
这种显示方式占用的I/O口个数为8+N（N为LED显示器的个数），相对静态显示少了很多，但需要占用大量的CPU资源，当CPU处理别的事情时，显示可能出现闪烁或者不显示的状况。
方案3：采用移位寄存器扩展I/O口，只需要占用3个I/O口i，即数据(DATA)、时钟（CLOCK）、输出使能（OUTPUT ENABLE），从理论上讲就可以无限制地扩展I/O 口，而且显示数据为静态显示，几乎不占用CPU资源。
采用扩展口后，又能采用静态显示，这样，既解决了静态显示占用I/O口多的问题，又解决了动态显示不稳定、容易闪烁、占用CPU资源过多的问题。
方案选择：选择方案3。理由：非常节约I/O口，又有静态显示的特点，亮度高，节约CPU的使用率。
2.2.4降温驱动控制电路的选择
采用开关量控制，如继电器、双向可控硅、光耦等，控温快速，但是双向可控硅驱动电路比较麻烦，调试也麻烦，若用现成的固态继电器（其实就是把双向可控硅和驱动电路做在一起的）价格昂贵。若用继电器时要注意其电感的反向电动势，和开关触点对电源的影响，以及开关脉冲整个电路的影响等。应该加入必要的防止干扰的措施。
方案1：采用单向晶闸管，这是一种大功率半导体器件，它既有单向导电的整流
能力，又有可以控制的开关作用。利用它可以用较小的功率控制较大的功率。在交直流电动机调速系统、调功系统、随动系统和无触点开关等方面均获得了广泛的运用。
这种晶闸管与二极管不同的是，当其两端加入正向电压而控制极不加电压时，晶闸管并不导通，其正向电流很小，处于正向阻断状态；当加上正向电压、且控制极上（与阴极间）也加上一正向电压时，晶闸管便进入导通状态，这是管压降很小（1V左右）。这是即使控制电压消失，仍然保持导通状态，所以控制电压没必要一直存在，通常采用脉冲形式，以降低触发功耗。它不具有自动关断能力，要切断负载电流，只有使阳极电流减小到维持电流一下，或加上反向电压实现关断。若在交流回路中应用，当电流过零和进入负半周时，自动关断，为了使其再次导通，必须重加控制信号。
方案2：采用光耦合双向控制硅驱动电路，这种部件是一种单片机输出与双向可控硅之间较理想的借口器件，它由输入和输出两部分组成，输入部分是一个砷化镓发光二级管，该二极管在5mA~15mA正向电流作用下发出足够强度的红外光，触发输出部分。输出部分是一个硅光敏双向可控硅，在红外线的作用下可双向导通。
光耦合器也常用于较远距离的信号隔离传送。一方面光耦合器可以起到隔离两个系统地线的作用，使两个系统的电源相互独立，消除地点位不同所产生的影响。另一方面，光耦合器的发光二极管是电源驱动器件，可以形成电流环路的传送形式。由于电流环电路是低阻抗电路，对噪音的敏感度低，因此提高通讯系统的抗干扰能力，常用于有噪音干扰的环境里传输信号。
方案选择：选择方案2。理由：达到同样的加热效果，开关量控制容易，驱动简单，通讯系统抗干扰能力强。
3硬件设计
3.1温度采集电路
温度采集系统主要由AD590、OP07、ICL8069组成，如图3所示。
选用温度传感器AD590，AD590具有较高精度和重复性（重复性优于0.1℃，其良好的非线性可以保证优于0.1℃的测量精度，利用重复性较高的特点，通过非线性补偿，可以达到0.1℃测量精度）。超低温度漂移高精度运算放大器OP-07将“温度-电压”信号进行放大，便于A/D进行转换，以提高温度采集电路的可靠性。
集成温度传感器的输出形式分为电压输出和电流输出两种。电压输出型的灵敏度一般为10mV/K，温度0℃时输出为0，温度25℃时输出为2.982V。电流输出型的灵敏度一般为1uA/K。这样便于A/D转换器采集数据。
A/D590L的主特性参数如下：
工作电压：4~30V 工作温度：-55~+150摄氏度正向电压：+44V 反向电压：-20V 灵敏度：1uA/K
3.2A/D转换电路
选用89S51作为中央处理器，A/D转换器选用ADC0809，其连接电路如图4所示。
用单片机控制ADC时，多数采用查询和中断控制两种方式。查询法是在单片机把启动命令送到ADC之后，执行别的程序，同时对ADC状态进行查询，以检查ADC变换是否已经完成，如查询到变换已结束，则读入转换完毕的数据。中断控制是在启动信号送到ADC之后，单片机执行别的程序。当ADC转换结束并向单片机发出中断请求信号时，单片机响应中断请求，进入中断服务程序，读入转换数据，并进行必要的数据处理，然后返回到源程序。这种方法单片机无需进行转换时间管理，CPU 效率高，所以特别适合于变换时间较长的ADC。本设计采用查询方式进行数据收集。
由于ADC0809片内无时钟，故利用8051提供的地址锁存使能信号ALE经D触发器二分频后获得时钟。因为ALE信号的频率是单片机时钟频率的1/6，如果时钟频率为6MHz,则ALE信号的频率为1MHz,经二分频后为500kHz，ADC0809时钟频率的典型值吻合。由于ADC0809具有三态输出锁存器，故其数据输出引脚可直接与单片机的数据总线直接相连。地址码引脚ADDA~C分别与地址总线的低3位A0、A1、A2相
连，以选通IN0~IN7中的一个通道。采用单片机的P2.7(地址总线最高位A15)作为A/D的片选信号。并将A/D的ALE和START脚连在一起，以实现在锁存通道地址的同时启用ADC0809转换。启动信号由单片机的写信号WR和P2.7经或非门而产生。在读取转换结果时，用单片机的读信号RD和P2.7经或非门加工得到的正脉冲作为OE信号去打开三态输出锁存器。编写的软件按下列顺序动作，令P2.7=A15=0，并用A0，A1，A2的组合制定模拟通道的地址；执行一条输出指令，启动A/D转换；然后根据选用的查询、中断、等待延时三种方式之一的条件去执行一条输入指令，读取A/D转换结果。转换结果。
3.3显示电路
利用74LS47与单片机相连，如图5所示。
进行I/O口扩充，并通过74LS47与LED连接达到显示的目的。74LS47是8位串入并出移位寄存器，当单片机串行口工作在方式0的发送状态时，串行数据由
P3.0(RXD)送出，移位时钟由P3.1(PXD)送出。在移位时钟的作用下，串行口发送缓冲器的数据一位一位地移入74LS47中，需要指出的是，由于74LS47无并行输出控制器，因而在串行输入过程中，其输出端的状态会不断的变化，故在某些应用场合，在74LS47的输出端应加接输出三态控制。
其传输方式采用串行口方式0的数据传送，可采用中断方式，也可采用查询方式，无论哪种方式，都要借助于TI或RI标志。串行发送时，可以靠TI置位（发送完一帧数据后）引起中断申请，在终端服务程序中发送下一帧数据。在串行接收时，则由RI引起终端或对RI查询来确定何时来接收下一帧数据。无论采用什么方式，在开始通讯之前，都要先对控制寄存器SCON进行初始化。在方式0中i，将00H 送SCON就可以了。
显示采用2位共阳极LED静态显示方式，显示内容有温度的十位、个位，这样可以用P3.0（RXD）口来输出显示数据，从而节省了单片机端口资源，在P3.1（TXD）的控制下通过74LS47来实现2位静态显示。就是每一个显示器都占用单独的具有锁存功能的I/O接口用用于笔划段字形代码。只要把显示的字形代码发送到借口电路，就不用管它了，直到要显示新的数据时，再发送新的字形代码，因此，使用这种方法单片机中CPU的利用小了。
3.4驱动电路
光耦合双向可控硅驱动器是一种单片机输出与双向可控硅之间较理想的接口器件，它由输入和输出两部分组成，输入部分和为砷化镓发光二级管，该二极管在5mA~15mA正向电流作用下发出足够强度的红外光，触发输出部分。连接电路如图6所示。
输出部分为硅光敏双向可控硅，在红外线的作用下可双向导通，该器件为六引脚双列直插式封装。
光耦合器是以光为媒介传输电信号的一种“电—光—电”转换器件。它由发光源和受光器组成。把发光源和受光器组装在同意密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二级管，受光源为光敏二极管、光敏三极管等。光耦合器的种类较多，常见有光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等。
在光电耦合器输入端加电信号使光源发光，光的强度取决于激励电流的大小，次光照射到封装在一起的受光器上后，因为电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了“电-光-电”的转换。在光电耦合器内部，由于发光二级管和受光器之间的耦合电容很小(2pF以内)，所以共模输入电压通过极间耦合电容对输出电流的影响很小，因而共模抑制比很高。
在发光二级管上提供一个偏置电流，再把电信号通过电阻耦合到发光二级管上，这样光电晶体管接收到的是在偏置电流上增、减变化的光信号，其输出电流将随输入的信号电压作线性变化。光电耦合器也可以工作于开关状态，输出脉冲信号，传输脉冲信号。在传输脉冲信号时，输入信号和输出信号之间存在一定的延迟时间，不同结构的光电耦合器输入、输出延时时间相差很大。
空调器通电后，制冷系统内制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸收并压缩为高压蒸汽后
排至冷凝器。同时轴流风扇吸入的室外空气流经冷凝器，带走制冷剂放出的热量，使高压制冷剂蒸汽凝结在高压液体。高压液体经过过滤器、节流机构后喷入蒸发器，并在相应的低压下蒸发，吸取周围的热量。同时贯流风扇空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换，并将放热后变冷的空气送向室内。如此室内空气不断循环流动，达到降低温度的目的。（因为实际难达到，用一个LED灯代替变化信号）。
4软件设计
4.1空调温度控制系统主程序
空调温度控制系统的主程序流程图如图7所示
主程序源程序如下：
TEMP EQU 30H 设置的温度存在30H中，定义TEMP指向30H
AD_RD BIT P3.3 AD_RD=P3.3
AD_WR BIT P3.4 AD_WR=P3.4
吉林建筑大学城建学院课程设计报告 题目名称加热炉出口温度控制系统设计院（系）电气工程及其自动化 课程名称过程控制工程课程设计 班级电气13-1 学号 学生姓名 指导教师 起止日期2016.6.20-2016.7.1 成绩
目录 摘要 (Ⅰ) ABSTRACT (Ⅱ) 第1章绪论 (1) 1.1 设计目的 (1) 1.2 设计任务 (1) 1.3加热炉温度控制系统简介 (1) 1.4加热炉温度控制系统的发展 (2) 第2章对象模型建立 (4) 2．1 建立数学模型 (4) 2．2控制系统分析 (5) 第3章系统设备选型 (6) 3.1 测量变送器和传感器的选择 (6) 3.2执行器的选择 (6) 3.3控制器的选择 (6) 第4章控制器参数整定及Simulink仿真 (9) 4.1控制器参数整定 (9) 4.2Simulink仿真 (11) 结论 (12) 致谢 (13) 参考文献 (14)
摘要 随着我国国民经济的快速发展，加热炉的使用范围越来越广泛。随着网络技术的发展和整个工厂完全实现两级自动化管理，在过程级上通过相应的终端了解任何一个设备或任何一个装置的控制情况以及生产情况。过程控制系统在加热炉系统中得到广泛的应用，它是加热炉控制系统的重要部分，是对以及控制系统的一个总领和扩充。现代加热炉的生产过程可以实现高度的过程控制，以保证在加热过程中温度的准确控制，这就为工业生产提供了有利条件。加热炉是工业生产中的一个重要装置，它的任务是把原料加热到一定温度，以保证下道工序的顺利进行。因此加热炉的温度控制起着举足轻重的作用。 关键词：加热炉；过程控制系统；温度控制
目录 第一章过程控制课程设计任务书 (2) 一、设计题目 (2) 二、工艺流程描述 (2) 三、主要参数 (2) 四、设计内容及要求 (3) 第二章空调温度控制系统的数学建模 (4) 一、恒温室的微分方程 (4) 二、热水加热器的微分方程 (6) 三、敏感元件及变送器微分方程 (7) 四、敏感元件及变送器微分特性 (8) 五、执行器特性 (8) 第三章空调温度控制系统设计 (9) 一、工艺流程描述 (9) 二、控制方案确定 (10) 三、恒温室串级控制系统工作过程 (13) 四、元器件选择 (13) 第四章单回路系统的MATLAB仿真 (17) 第五章设计小结 (19)
第一章过程控制课程设计任务书 一、设计题目：空调温度控制系统的建模与仿真 二、工艺过程描述 设计背景为一个集中式空调系统的冬季温度控制环节，简化系统图如附图所示。
系统由空调房间、送风道、送风机、加热设备及调节阀门等组成。为了节约能量，利用一部分室内循环风与室外新风混合，二者的比例由空调工艺决定，并假定在整个冬季保持不变。用两个蒸汽盘管加热器1SR、2SR对混合后的空气进行加热，加热后的空气通过送风机送入空调房间内。本设计中假设送风量保持不变。 设计主要任务是根据所选定的控制方案，建立起控制系统的数学模型，然后用MATLAB对控制系统进行仿真，通过对仿真结果的分析、比较，总结不同的控制方式和不同的调节规律对室温控制的影响。 三、主要参数 （1）恒温室： 不考虑纯滞后时： 容量系数C1=1（千卡/ O C） 送风量G = 20（㎏/小时） 空气比热c1= 0.24（千卡/㎏·O C） 围护结构热阻r= 0.14（小时·O C/千卡） （2）热水加热器ⅠSR、ⅡSR： 作为单容对象处理，不考虑容量滞后。 时间常数T4=2.5 （分） 放大倍数K4=15 （O C·小时/㎏） （3）电动调节阀： 比例系数K3= 1.35 （4）温度测量环节：
基于PLC的中央空调温度控制系统的设计 目前中央空调已经广泛应用于各类建筑，在传统的设计中，中央空调根据最大负荷外加一定裕量设计，无论季节、气候等怎样变化，中央空调都始终在工频状态下全速运行。实际冷负荷根本远远达不到最大负荷，这样就造成了极大的能源浪费。本设计采用西门子S7-200 PLC作为主控制器，基于传统的PID算法，通过西门子MM430变频器控制水泵转速，采用了亚控Kingview进行组态。 标签：中央空调；变频器；PLC；PID 一、引言 目前中央空调已经被广泛地应用于各类建筑中，起着维持建筑物内温湿度恒定的作用。在传统的设计中，中央空调系统的容量的选择一般是依据建筑物的最大制冷、制热负荷或新风交换量的需求，而且保留了充足余量。但是实际上在一年的绝大部分时间中，实际冷负荷根本远远达不到最大负荷，这样就造成了极大的能源浪费。因此，对中央空调进行节能改造的重要性不言而喻。合理地控制中央空调的能耗，就可以减少不必要的能源浪费、节能减排，有利于构建节约型、环保型社会。 二、中央空调系统的节能改造方案 基本控制系统包括四个部分，简单地说，控制系统分为两个部分：控制器、广义对象。其中广义对象包括三部分：测量变送器、执行器、被控对象。为了实现控制系统的稳定，保证控制质量，需要依据工艺要求来为控制器选择合适的控制规律并且运用某种整定方法来对控制器参数进行整定，从而找寻到最佳的控制器参数。本论文所要讨论的是中央空调温度控制系统的设计，采用的算法为传统的PID算法。本系统为温差闭环控制系统。闭环控制的实质是利用负反馈的作用来减小误差。 三、硬件设计 （一）温度传感器选型 传感器是将生产过程工艺参数转换为电参数的装置，当温度超过150℃后，铜在空气中容易被氧化而失去线性特性，因此铜电阻不适宜在腐蚀性环境和高温环境下应用。而且由于铜的电阻率较小，这样铜电阻的机械强度就会变得很低。镍电阻虽然比较灵敏，但是它的热稳定性较差。在本设计中，综合比较铂电阻、铜电阻、镍电阻的特性以及分析中央空调温度控制系统的特点后，选择了Pt100温度传感器。 （二）PLC及扩展模块选型
创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王*
毕业论文设计 基于51单片机的温度控制系统
摘要 在日常生活中温度在我们身边无时不在，温度的控制和应用在各个领域都有重要的作用。很多行业中都有大量的用电加热设备，和温度控制设备，如用于报警的温度自动报警系统，热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，这些都采用单片机技术，利用单片机语言程序对它们进行控制。而单片机技术具有控制和操作使用方便、结构简单便于修改和维护、灵活性大且具有一定的智能性等特 点，可以精确的控 制技术标准，提高了温控指标，也大大的提高了产品的质量和性能。 由于单片机技术的优点突出，智能化温度控制技术正被广泛地采用。本文介绍了基于单片机AT89C51 的温度控制系统的设计方案与软硬件实现。采用温度传感器DS18B20 采集温度数据，7段数码管显示温度数据，按键设置温度上下限，当温度低于设定的下限时，点亮绿色发光二极管，当温度高于设定的上限时，点亮红色发光二极管。给出了系统总体框架、程序流程图和Protel 原理图，并在硬件平台上实现了所设计功能。 关键词：单片机温度控制系统温度传感器
Abstract In daily life, the temperature in our side the ever-present, the control of the temperature and the application in various fields all have important role. Many industry there are a large number of electric heating equipment, and the temperature control equipment, such as used for alarm automatic temperature alarm systems, heat treatment furnace, used to melt metal crucible resistance furnace, and all kinds of different USES of temperature box and so on, these using single chip microcomputer, using single chip computer language program to control them. And single-chip microcomputer technology has control and convenient in operation, easy to modify and maintenance of simple structure, flexibility is large and has some of the intelligence and other characteristics, we can accurately control technology standard to improve the temperature control index, also greatly improve the quality of the products and performance. Because of the advantages of the single chip microcomputer intelligent temperature control technology outstanding, is being widely adopted. This paper introduces the temperature control based on single chip microcomputer AT89C51 design scheme of the system and the hardware and software implementation. The temperature sensor DS18B20 collection temperature data, 7 period of digital pipe display, the upper and lower limits of temperature button when temperature below the setting of the lower limit, light green leds, when the temperature is higher than the set on the limit, light red leds. Given the system framework and program flow chart and principle chart, and in Protel hardware platform to realize the function of the design. Keywords：SCM Temperature control system Temperature sensors
矿井提升机plc控制系统设计 摘要 矿井提升机制动系统，是矿井提升系统的安全保障环节，对矿井提升生产效率和工作性能都有着重要意义。矿井提升机制动系统由液压站和制动器两部分组成，其制动性能直接影响到提升系统的稳定性与安全性。矿井提升机制动系统的可靠性和准确性是矿井提升和安全运行的重要保证。目前，提升机制动系统多采用盘式制动器，盘式制动器的制动力由液压泵站提供。本文对提升机制动系统中液压站和制动器的结构组成及工作原理进行了简单的介绍，同时对相关参数进行计算，总结了提升机制动系统制动性能的评判要求，以及影响制动性能的主要因素。为了保证液压泵站的安全运行，便于操作人员掌握工作状况，本文设计了提升机制动控制系统。 关键词：盘式制动器；液压站；安全
目录 1.引言 (1) 1.1研究背景及意义 (1) 1.2国内外研究现状 (2) 2.矿井提升机制动系统 (3) 2.1提升机液压系统的组成与工作原理 (3) (3) (4) (5) 2.2提升机盘式制动器的结构与工作原理 (6) (6) (7) 2.3制动性能及其影响因素 (7) (7) (9) 2.4系统硬件部分 (10) 2.5系统软件部分 (11) 3.结语 (12) 参考文献 (14) 致谢 (16)
1.引言 1.1研究背景及意义 在煤矿企业生产过程中矿井提升机是十分关键及重要的设备之一，其主要功能是提升矿物以及升降人员，担负着采矿生产活动正常运行的重要任务，占有极其重要的地位。 提升机在运行时的安全性及可靠性是由其制动性能的优劣决定的。在工作运行过程中矿井提升设备遇到故障，而没有采取有效地紧急制动措施，这种情况将导致的后果不仅是提升机设备自身损坏，而且极大的可能会造成人员伤亡的严重事故。 根据以往提升机出现故障事故的不完全统计结果分析，60%以上的提升故障都是由于制动系统出现问题而造成的。国内煤矿到目前为止因为提升机制动系统故障而造成严重事件的例子有相城煤矿中的主斜井提升机就是由于制动系统在紧急制动过程中产生的制动力矩过大，断绳事件多次出现；而石台煤矿主井的提升机上由于没有及时保养清理，其制动盘出现过多的油污，导致在紧急制动过程中产生的制动力矩过小，在工作运行中致使重载箕斗坠入井底，导致了生产不能正常进行及巨大的经济损失。 现在矿井提升机完成制动作用，主要是靠液压站及制动器两部分共同作用完成的。液压站与制动器的完美配合，及时有效地完成提升机制动系统正常的工作制动、紧急制动和调绳的功能。提升机制动系统制动性能的优劣直接影响提升机运行时的稳定性和可靠性。在紧急制动过程中，若盘式制动器产生的制动力矩超标，紧急时的减速度超过规定的自然减速度，提升系统中的钢丝绳将会发生松绳现象，这种情况会引起冲击断绳及跑车的严重事故；相反使制动力矩过小，在限定的距离中不能使提升系统停止运行，这样会导致提升机的过卷过放的严重事故。 影响矿井提升机制动性能的因素有很多，如制动盘的碟形弹簧刚度，闸瓦间隙，油压，温度变化，工作腔残压，闸瓦摩擦系数，制动盘偏摆度等，在紧急制动过程中制动引起的抖动同样是需要解决的制动振动和噪声中的一个问题，如果处理不好将会导致重大的质量问题。 因此，为保证提升设备能够安全可靠地运行工作，除了在对现场实际工作运行状态的动态监测外，最重要的是在于优化设计时使其制动系统能够进行及时精
目录 一、工艺介绍 (2) 二、功能的设计 (4) 三、实现的情况以及效果 (6)
一、工艺介绍 在钢厂中轧钢车间在对工件进行轧制前需要将工件加热到一定的温度，如图1表示其中一个加热段的温度控制系统。在图中采用了6台设有断偶报警的温度变送器、3台高值选择器、1台加法器、1台PID调节器和1台电器转换器组成系统。 利用阶跃响应便识的，以控制电流为输入、加热炉温度为输出的系统的传递函数为： 温度测量与变送器的传递函数为： 由于，因此，上式中可简化为： 在实际的设计控制系统时，首先采用了常规PID控制系统，但控制响应超调量较大，不能满足控制要求。
图1 对如图1所示的加热炉多点平均温度系统采用可变增益自适应纯滞后补偿进行仿真。 加入补偿环节后，PID调节器所控制的对象包括原来的对象和补偿环节两部分，于是等效对象的特性G（s）可以写成： 即补偿后的广义被控对象不在含有纯延迟环节，所以，采用纯滞后的对象特性比原来的对象容易控制的多。 但实际应用中发现，加热锅炉由于使用时间长短不同及处理工件数量不同，会引起特性变化，导致补偿模型精度降低，从而使纯滞后补偿特性变差，很难满足实际生产的稳定控制要求。
为改善调节效果，在控制线路中加入两个非线性单元——除法器与乘法器，构成如图所示的加热炉多点温度控制纯滞后自适应控制系统。 二、功能的设计 1、系统辨识 经辨识的被控对象模型为： 所以，带可变增益的自适应补偿控制结构框图如图
图2 加热炉多点温度控制纯滞后自适应补偿系统控制框图2、无调节器的开环系统稳定性分析 理想情况下，无调节器的开环传递函数为： 上式中所示广义被控对象的Bode图如下图所示。 图3
单片机课程（设计） （设计目）题：空调机温度控制系统 学院：明德学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机电12151 学号： 学生姓名： 指导教师：
2015年6月 贵州大学单片机课程（设计） 诚信责任书 本人郑重声明：本人所呈交的课程设计，是在指导老师的指导下独立进行研究所完成。在文本设计中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。 特此声明。 课程（设计）作者签名： 日期：
空调机温度控制系统 摘要 新世纪里，人们生活质量不断提高，同时也对高科技电子产业提出了更高的要求，为了使人们生活更人性化、智能化。我设计了这一个基于单片机的空调温度控制系统，人们只有生活在一定的温度环境内才能长期感觉舒服，才能保证不中暑不受冻，所以对室内温度要求要高。对于不同地区空调要求不同，有的需要升温，有的需要降温。一般都要维持在22~26°C。 目前，虽然我国大量生产空调制冷产品，但由于我国人口众多，需求量过盛，在我国的北方地区，还有好多家庭还没有安装有效地室内温控系统。温度不能很好的控制在一定的范围内，夏天室内温度过高，冬天温度过低，这些均对人们正常生活带来不利的影响，温度、湿度均达不到人们的要求。以前温度控制主要利用机械通风设备进行室内、外空气的交换来达到降低室内温度，实现室内温度适宜人们生活。以前通风设备的开启和关停，均是由人手动控制的，即由人们定时查看室内外的温度、湿度情况，按要求开关通风设备，这样人们的劳动强度大，可靠性差，而且消耗人们体力，劳累成本过高。为此，需要有一种符合机械温控要求的低成本的控制器，在温差和湿度超过用户设定值范围时，启动制冷通风设备，否则自动关闭制冷通风设备。鉴于目前大多数制冷设备现在状况，我设计了一款基于MCS51单片机空调温度控制系统。
东南大学成贤学院 毕业设计（论文）任务书 电子工程系自动化专业 学生姓名张成尧 学号 01211328 起讫日期 2015.03---2015.06 设计地点东南大学成贤学院实验大楼502 指导教师签字 专业负责人审查签字
课题 饮水机温度控制系统设计 名称 一、毕业设计（论文）工作内容和要求 1、选题背景 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。所以我们必须能实时获取水温变化。对于超过适宜范围的温度能够报警。同时，我们也希望在适宜温度范围内可以由人们根据实际情况加以改变。 传统的温度采集电路相当复杂，需要经过温度采集、信号放大、滤波、AD转换等一系列工作才能得到温度的数字量，并且这种方式不仅电路复杂，元器件个数多，而且线性度和准确度都不理想，抗干扰能力弱。现在常用的温度传感器芯片不但功率消耗低、准确率高，而且比传统的温度传感器有更好的线性表现，最重要的一点是使用方便。 因此，本次设计为一个基于单片机的饮水机的温度控制系统，该系统可以实时检测饮水机水箱的水温，并且可以通过数码管显示饮水机水箱水温度数等一系列的功能。 2、工作内容与需要提供的基础资料 （1）工作内容 本科阶段的毕业设计（论文）是本科学习阶段的最后一个环节，也是开放教育集中实践环节的重要组成部分，重在培养学生独立工作能力和综合运用所学知识解决实际工程技术问题的能力。通过毕业设计（论文）工作，使学生将所学到的理论知识运用到实践中，在一定程度上，培养学生的创新精神和创造能力。 本课题的具体工作内容如下： ①查阅并阅读大量文献，掌握目前饮水机温度控制系统的应用与发展概况； ②在阅读文献的基础上，掌握饮水机温度控制系统的工作和设计原理，并进行饮水机温度控制系统总体方案的设计，同时完成开题报告； ③在总体方案的基础上，进行饮水机温度控制系统的设计与调试； ④在硬件平台的基础上，进行饮水机温度控制系统软件部分的设计、仿真与调试； ⑤列写论文提纲，进行论文写作，形成初稿； ⑥根据指导教师对初稿提出的修改建议，修改论文； ⑦论文定稿并准备答辩。 （2）需要提供的基础资料 ①与课题以及专业相关的英文文献 ②硬件设备：自选芯片、电阻、电容、晶振、通用板、导线、万用表、示波器、信号发生器、电烙铁和仿真器等 ③软件设备：Protel、proteus仿真软件以及单片机编程软件等
过程控制课程设计报告 ——中央空调温度控制系统 一、课程设计目的 1、熟悉并掌握组态王软件的基本使用； 2、通过组态王软件的使用，进一步掌握了解过程控制理论基础知识； 3、培养自主查找资料、收索信息的能力； 4、培养实践动手能力与合作精神。 二、选题背景 随着计算机技术、信息技术、控制理论的快速发展，人们对生活质量和工作环境的要求也不断增长，智能建筑应运而生。中央空调是智能建筑的重要组成部分，中央空调的能耗占整个建筑能耗的50%~70％，因此中央空调系统的监控是楼宇自动化系统研究的重点。在民航业中，中央空调系统是航站楼内最为重要的系统之一，其系统的性能直接影响到旅客的感受。 三、设计任务 由于中央空调系统非常复杂，本设计选取温度作为主要被控对象，使用组态王设计温度监控画面，能实现被控环境的温度设定并实时监控温度的变化趋势，控制器采用PID控制算法，可以在监控界面上对PID参数进行整定，实现稳态误差小于5%。 四、详细设计 1、监控界面说明 监控界面主要由三部分组成：系统组成部分、PID调节部分和显示部分，如图1所示。 系统组成部分位于画面左上侧，由被控环境、温度传感器、A/D模块、控制器、D/A模块、变频器、风机和管道组成。温度传感器检测被控环境的温度，经过A/D模块传送至控制器，与温度设定值比较，输出控制值，经D/A模块传送至变频器，控制风机的转速。值0-10对应管道流速，0为不流动，10为最快，运行时点击“系统运行”按钮，管道出现流动效果。 PID调节部分位于画面右侧，包括PID控件、环境温度设定显示按钮和PID参数输入按钮。利用系统PID控件内置的PID实现温度的控制，点击相应的按钮可输入值。 显示部分位于画面左下侧和右上侧，包括实时温度曲线、历史温度曲线、报警窗口和实时报表。实时温度曲线显示温度的调节变化过程。
单片机在温度控制系统中的应用分析 摘要对工业生产而言，对产品质量及设备寿命具有决定性作用的因素为温度高度，对温度进行控制，使其始终处于所设定范围内，具有的现实意义自然不言而喻。文章首先对单片机温度控制系统的原理和构成进行了概述，然后运用理论与实际相结合的方式，从温度采集模块、报警系统、软件以及硬件四个方面出发，分别围绕着温度控制系统中单片机的具体应用展开了分析，以期能够在某些方面给人以帮助。 关键词单片机；温度控制系统；具体应用 引言 在发展速度极快的当今社会，无论是温度测量还是温度控制，其重要性与过去相比都具有明显提升，如何保证所获取温度信息的准确性，为后续温度控制工作的开展奠定良好基础，自然成为人们关注的重点。而单片机具有的体积小、成本低以及处理能力强的特点，使其占据着越来越大的市场份额，将单片机与温度控制系统相结合是大势所趋，实践结果表明，应用单片机的温度控制系统，与传统控制系统相比，存在精度高、范围广等诸多优点。 1 单片机温度控制系统的概述 无论是在日常生活还是在工业生产中，人们针对温度控制系统提出的要求，均可以概括如下：保证温度始终在所规定温度范围内波动或变化，不振荡并具有良好的稳定性，但是在系统快速性方面并为提出过于严格的要求。下面就围绕着应用单片机的温度控制系统的设计与实现展开分析：首先是利用温度传感器对现场温度进行采样，并将采样所得温度向电压信号进行转换，其次经由低通滤波将干扰信号进行过滤，接下来将过滤后的电压信号送至放大器，将其向数字信号进行转换，在此基础上完成将数字信号送至单片机的工作，最后以所规定温度范围为依据，经由继电器对加热设备进行控制，达到控制温度的效果[1]。需要注意的是，在这一过程中，单片机主要负责逻辑运算，如果想要对温度进行实时的检测与控制，在条件允许的前提下，可以通过键盘对温度控制范围进行人为设定，即使实际温度低于或高于所规定温度范围，系统也会通过自动调节的方式，使温度满足所设定的范围。目前，在市场上较为常见的应用单片机的温度控制系统，通常以1℃为单位对温度进行区分，就是说在正常情况下，温度控制不会存在>0.5℃的误差，这也从侧面间接表明了該系统具有灵活性优、稳定性好以及可靠性高等诸多优点。 2 单片机在温度控制系统中的应用 2.1 温度采集模块的应用 对应用单片机的温度控制系统而言，为了保证测量结果的精确程度，采集温
基于PLC的矿井提升机控制系统的设计 2010-7-12 16:30:00徐成毅供稿 1 引言 目前，我国绝大部分矿井提升机（超过70% ）采用传统的交流提升机电控系统（tkd-a为代表）。tkd控制系统是由继电器逻辑电路、大型空气接触器、测速发电机等组成的有触点控制系统。经过多年的发展，tkd-a系列提升机电控系统虽然已经形成了自己的特点，然而其不足之处也显而易见，它的电气线路过于复杂化，系统中间继电器、电气接点、电气联线多，造成提升机因电气故障停车事故不断发生。采用plc技术的新型电控系统都已较成功的应用于矿井提升实践，并取得了较好的运行经验，克服了传统电控系统的缺陷，代表着交流矿井提升机电控技术发展的趋势。 2 总体设计方案 基于plc技术的矿井交流提升机电控系统控制电路组成结构如图1所示，要由以下5部分组成：高压主电路（包括高压换向器、电动机、启动柜、动力制动电源）、主控plc电路、提升行程检测与显示电路、提升速度检测、提升信号电路，其中高压主电路部分仍采用传统的继电器控制电路。 图1 矿井交流提升机电控系统框图 工作过程：当井口或井底通过信号通信电路发出开车信号后，开车条件具备。司机将制动手柄向
前推离紧闸位置，主电动机松闸。司机将主令控制器的操作手柄推向正向（或反向）极端位置，主控plc通过程序控制高压换向器首先得电，使高压信号送入主电动机定子绕组，主电动机接入全部转子电阻启动，然后依次切除8段电阻，实现自动加速，最后运行在自然机械特性上。交流提升机运行时，旋转编码器跟随主电动机转动，输出2列a/b相脉冲，分别接到主控plc的高速计数器hsc0的a/b 相脉冲输入端，由主控plc根据a/b脉冲的相位关系，自动确定hsc0的加、减计数方式。根据hsc0的计数值，就可以计算出提升行程并显示。同时只根据旋转编码器输出的a相脉冲，主控plc进行加计数。根据hsc1在恒定间隔时间内的计数值，就可以计算出提升速度。 3 硬件设计 3.1 提升机主回路部分设计 主回路用于供给提升电动机电源，实现失压、过流保护，控制电机的转向和调节转速。主回路由高压开关柜、高压换向器的常开触头、动力制动接触器的常开主触头、动力制动电源装置、提升电动机、电机转子电阻、加速接触器的常开主触头（1jc～8jc）和装在司机操作台上的指示电流表和电压表等组成。系统原理图如图2所示。
过程控制系统课程设计 设计题目加热炉温度控制系统 学生姓名 专业班级自动化 学号 指导老师 2010年12月31日 目录 第1章设计的目的和意义 (2) 第2章控制系统工艺流程及控制要求 (2) 2.1 生产工艺介绍
2.2 控制要求 第3章总体设计方案 (3) 3.1 系统控制方案 3.2 系统结构和控制流程图 第4章控制系统设计 (5) 4.1 系统控制参数确定 4.2 PID调节器设计 第5章控制仪表的选型和配置 (7) 5.1 检测元件 5.2 变送器 5.3 调节器 5.4 执行器 第6章系统控制接线图 (13) 第7章元件清单 (13) 第8章收获和体会 (14) 参考文献 第1章设计的目的和意义 电加热炉被广泛应用于工业生产和科学研究中。由于这类对象使用方便，可以通过调节输出功率来控制温度，进而得到较好的控制性能，故在冶金、机械、化工等领域中得到了广泛的应用。 在一些工业过程控制中,工业加热炉是关键部件,炉温控制精度及其工作稳定
性已成为产品质量的决定性因素。对于工业控制过程,PID 调节器具有原理简单、使用方便、稳定可靠、无静差等优点,因此在控制理论和技术飞跃发展的今天,它在工业控制领域仍具有强大的生命力。 在产品的工艺加工过程中，温度有时对产品质量的影响很大，温度检测和控制是十分重要的，这就需要对加热介质的温度进行连续的测量和控制。 在冶金工业中，加热炉内的温度控制直接关系到所冶炼金属的产品质量的好坏，温度控制不好，将给企业带来不可弥补的损失。为此，可靠的温度的监控在工业中是十分必要的。 这里，给出了一种简单的温度控制系统的实现方案。 第2章控制系统工艺流程及控制要求 2.1 生产工艺介绍 加热炉是石油化工、发电等工业过程必不可少的重要动力设备，它所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源，又可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大，作为动力和热源的过滤，也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。 加热炉设备根据用途、燃料性质、压力高低等有多种类型和称呼，工艺流程多种多样，常用的加热炉设备的蒸汽发生系统是由给水泵、给水控制阀、省煤器、汽包及循环管等组成。 本加热炉环节中，燃料与空气按照一定比例送入加热炉燃烧室燃烧，生成的热量传递给物料。物料被加热后，温度达到生产要求后，进入下一个工艺环节。 加热炉设备主要工艺流程图如图2-1所示。
智能饮水机控制系统 学生：XXX 指导教师：XXX 内容摘要：该系统设计综合电子技术理论，从生活实际出发，完善了饮水机的功能。设计方案中，主要采用AD590和光敏三极管作为检测单元，并运用了MC14433、74LS160等集成器件。整个设计系统实现两个功能，即测温数显和加热次数自动控制，包括检测、A/D转换（计数）、译码选通、继电器控制等电路模块单元。与传统的饮水机相比，由于采用了自动检测和控制的电子设计技术，可较好地实现对水温和水质的测量和控制，具有较广泛的应用前景。 关键词：检测单元温度传感器AD590 自动控制继电器
Intelligent water machine control system Abstract: The system of design integrated electronic technology theory, from the actual conditions of life, improving the function of the drinking fountains. The Design project with the main use ofAD590 and phototransistor as a test unit has still used theMC14433, 74LS160, such as integrated device. The whole design system tries to achieve two functions, namely, digital temperature measurement and automatic control of the number of heating, including detection, A / D converter (Count), decoding strobe, relay control such circuit modules. Compared with the traditional drinking fountains, the use of automatic detection and control of electronic design technology, can better achieve the right temperature and water quality measurement and control, with a wider range of applications. Keywords: Detection Unit Temperature Sensor AD590 Automatic Control Rela
现在很多小伙伴家里在装修的时候，都安装了中央空调，随之配套的还有中央空调的温控器，很多小伙伴还不知道温控器怎么操作，下面就一起来看看温控器的操作说明吧。 中央空调温控器分爲电子式和机器式两种，按显示不同分爲液晶显示和调理式。中央空调温控器是经过顺序编辑，用顺序来控制并向执行器收回各种信号，从而到达控制空调风机盘管以及电动二通阀的目的。 机器式 机器盘管温控器使用于商业、工业及民用修建物。可对采暖、冷气的中央空调末端风机盘管、水阀停止控制。使所控场所环境温度恒定爲设定温度范围内。温度设定拔盘指针应设定爲所需恒定温度地位。拔动开关功用辨别爲:电源开关(开ON—关OFF);运转形式开关(暖气HEAT—冷气COOL)，FAN风速开关(低速L—中速M—高速H)。可控制设备：三档风机盘管风速，三线电动阀，二线电动阀，也可接电磁阀、开关型风阀或三线型风阀。外型尺寸。
操作办法 1、开关机：把拨动开关拨动到ON地位，温控器开机；把开关拨动到OFF 地位，温控器关机。 2、打工形式设定：把拨动开关拨动到COOL地位，温控器设定爲制冷形式；把拨动开关拨动到HEAF地位，温控器设定爲制热形式。 3、温度设定：机器式温控器，采用旋钮式设定温度，把红点对着面板标明的温度数据即可。 4、风速设定：把开关拨动到LOW地位；温控器设定爲高档风速；把开关拨动到WED地位，温控器设定爲中档风速；把开关拨动到High地位，温控器设定爲高档风速。 快益修以家电、家居生活为主营业务方向，提供小家电、热水器、空调、燃气灶、油烟机、冰箱、洗衣机、电视、开锁换锁、管道疏通、化粪池清理、家具维修、房屋维修、水电维修、家电拆装等保养维修服务。
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。 ，
唐山学院 毕业设计 设计题目：基于PLC的变频中央空调温度控制系统设计 系别：智能与信息工程学院 班级： 姓名： 指导教师：田丽欣 2016年6月 1 日
基于PLC的变频中央空调温度控制系统 设计 摘要 为了保证环境温度和湿度的舒适，大多酒店、大型商场、工厂车间、写字楼甚至学校等都装有中央空调系统，方便管理以及节约能源。但传统的中央空调能源利用率还是相对较低，普遍存在30%左右的无效能耗。传统的中央空调能源消耗大，而效率相对低下，无论负荷的大小，电机已及系统都是在全负荷的状态下工作的，当用户不需要这么大的负荷时，就造成了资源的浪费。 中央空调系统由空调主机，冷却水泵、冷却塔，冷冻水泵、风机、盘管系统等组成。冷冻水是流过空调主机后，经过空调主机制冷降温，通过冷冻泵输送到各个房间中，然后通过盘管系统，和室内的空气进行热交换，最后再流回空调主机，形成循环。而冷却水系统则主要是给空调主机降温，在冷却泵的作用下，冷却水流经空调主机，把空调主机的热量带走，再在冷却塔处经由却塔风机进行散热，最后再流回空调主机，形成循环。冷冻水、冻却水作为热量的载体，不断地把室内的热量带到室外。 本论文所研究的中央空调系统可在PLC的控制下，利用PT-100温度变送器采集室内温度，通过EM235模拟量输入输出模块将采集到的温度度数转化为模拟量，进行PID计算，转化后输送给变频器，变频器再带动电机做出相应的加减速转动，使室内温度发生变化，从而形成闭环控制，实现最优控制，低能源高效率，保证居住、工作环境的温度和湿度的同时，最大空间的节约能源，提高能源利用率。 关键词：中央空调温度控制PLC EM235 变频器PID控制
基于单片机的温度控制 系统设计文献综述 前言 随着现代工业的发展，人们需要对工业生产中有关温度系统进行控制，如钢铁冶炼过程需要对刚出炉的钢铁进行热处理，塑料的定型及各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行实时监测和精确控制温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常遇到的一个物理量。而且，很多领域的温度可能较高或较低，现场也会较复杂，有时人无法靠近或现场无需人力来监控。如加热炉大都采用简单的温控仪表和温控电路进行控制, 存在控制精度低、超调量大等缺点, 很难达到生产工艺要求。且在很多热处理行业都存在类似的问题，所以，设计一个较为通用的温度控制系统具有重要意义。这时我们可以采用单片机控制，这些控制技术会大大提高控制精度，不但使控制简捷，降低了产品的成本，还可以和计算机通讯，提高了生产效率. 单片机是指芯片本身，而单片机系统是为实现某一个控制应用需要由用户设计的，是一个围绕单片机芯片而组建的计算机应用系统，这是单片机应用系统。单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具
有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点，因此，应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。 1.陈岩《基于ARM 的远程控制温控系统的设计》一个基于ARM的远程控制系统的设计.该系统以无线寻呼网络接收POCSAG编码的控制命令字,同时利用DIMF信号发送器将要反馈的数据通过公用电话网络以DTMF编码传送回去,从而实现了一个功能完整的远程控制系统,弥补了以往远程控制系统的不足同。 2．金凯鹏胡即明《基于模糊PID 算法远程温度控制系统的实现》针对实时温度控制对象,算法远程温度控制系统是一套远程控制系统,并结合了模糊PID控制算法,利用其电路组成和设计原理,实现了对远程温度系统的监视和控制功能.采集端主要实现温度采集、数码显示、温度设定、无线编码发射、加热开关控制等功能;监控部分主要实现无线解码接收、温度显示、报警等功能模块.本系统实现了实时控制与无线传输结合. 3.王晓员《基于单片机多点温度控制的硬件构建设计》针对目前许多塑料反应炉温度控制不准确的现状,进行了基于MCS-51系列单片机多点温度控制的硬件构建的设计.采用数字化温度传感器DS18820,TLC2543型号的12位开关电容运次逼近模数A/D转换器.成本低、可靠性高 4.王芳《利用单片机实现温度智能控制》温度控制系统是
关于空调温度控制系统的研讨 摘要本文介绍了空调机温度控制系统。本温度控制系统采用的是AT80C51单片机采集数据，处理数据来实现对温度的控制。主要过程如下：利用温度传感器收集的信号，将电信号通过A/D转换器转换成数字信号，传送给单片机进行数据处理，并向压缩机输出控制信号，来决定空调是出于制冷或是制热功能。当安装有LED实时显示被控制温度及设定温度，使系统应用更加地方便，也更加的直观。 关键字 AT80C51单片机 A/D转换器温度传感器 随着人们生活水平的日益提高，空调已成为现代家庭不可或缺的家用电器设备，人们也对空调的舒适性和空气品质的要求提出了更高的要求。现代的只能空调，不仅利用了数字电路技术与模拟电路技术，而且采用了单片机技术，实现了软硬件的结合，既完善了空调的功能，又简化了空调的控制与操作；不仅满足了不同用户对环境温度的不同要求，而且能全智能调节室内的温度。为此，文中以单片机AT80C51为核心，利用LM35温度传感器、ADC0804转换器和数码管等，对温度控制系统进行了设计。 一、总体设计方案 空调温度控制系统，只要完成对温度的采集、显示以及设定等工作，从而实现对空调控制。传统的情况时采用滑动电阻器电阻充当测温器件的方案，虽然其中段测量线性度好，精度较高，但是测量电路的设计难度高，且测量电路系统庞大，难于调试，而且成本相对较高。鉴于上述原因，我们采用了ADC0804将输入的模拟信号充当测温器件。外部温度信号经ADC0804将输入的模拟信号转换成8位的数字信号，通过并口传送到单片机（AT80C51）。单片机系统将接收的数字信号译码处理，通过数码管将温度显示出来，同时单片机系统还将完成按键温度设定、一段温度内空调没法使用等程序的处理，将处理温度信号与设定温度值比较形成可控制空调制冷、制热、停止工作三种工作状态，从而实现空调的智能化。原理图如下图所示： 图 1 系统原理图 二、硬件电路设计 该空调温度控制系统的硬件电路，只要由单片机AT80C51最小系统、8段译码管、数码管、按键电路、驱动电路、A/D转换电路、温度采样电路等组成。图2为该实验的系统框图，我们下面主要就几个模块进行扼要介绍。 图2 系统框图 2.1 温度的采集——温度传感器 通过查找资料我们发现，温度传感器并不是什么复杂和神秘的电子器件，在对精度要求不高的一般应用中，可以使用一个型号为LM35【1】的温度传感器，它的外观与一般的三极管没有什么区别，温度传感器LM35只有3个管脚：+Vs、Vout、GND。其中，+Vs接+4V~+20V 的电源，为器件工作供电，GND接地。当加上工作电压后，LM35的外壳就开始感应温度，并在Vout管脚输出电压。Vout的输出与温度具有线性关系。 当温度为0时，Vout=0V，如果温度上升，则每上升1°C，Vout的输出增加10mV。如果温度为25°C时，Vout=25*10=250mV。这样，使用一个简单的温度传感器LM35就可以把温度转换成电压信号，这个电压信号直观地反映环境的温度。 2.2 模拟/数字转换器ADC0804