简易水温控制系统

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。

水温控制系统(B题）摘要在能源日益紧张的今天，电热水器，饮水机和电饭煲之类的家用电器在保温时，由于其简单的温控系统，利用温敏电阻来实现温控,因而会造成很大的能源浪费。

但是利用AT89C51 单片机为核心，配合温度传感器，信号处理电路,显示电路, 输出控制电路，故障报警电路等组成的控制系统却能解决这个问题。

单片机可将温度传感器检测到的水温模拟量转换成数字量，并显示于1602显示器上。

该系统具有灵活性强,易于操作,可靠性高等优点,将会有更广阔的开发前景。

水温控制系统概述能源问题已经是当前最为热门的话题，离开能源的日子,世界将失去一切颜色,人们将寸步难行，我们知道虽然电能是可再生能源，但是在今天还是有很多的电能是依靠火力，核电等一系列不可再生的自然资源所产生，一旦这些自然资源耗尽,我们将面临电能资源的巨大的缺口，因而本设计从开源节流的角度出发，节省电能,保护环境。

一、设计任务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.二、要求1、基本要求（1)温度设定范围为：40~90℃，最小区分度为1℃,标定温度≤1℃。

（2）环境温度降低时温度控制的静态误差≤1℃.（3）能显示水的实际温度。

第2页，共11页2、发挥部分（1)采用适当的控制方法,当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。

（2)温度控制的静态误差≤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。

（4）其他。

一系统方案选择1。

1 温度传感器的选取目前市场上温度传感器较多,主要有以下几种方案：方案一：选用铂电阻温度传感器。

此类温度传感器线性度、稳定性等方面性能都很好，但其成本较高.方案二：采用热敏电阻。

选用此类元器件有价格便宜的优点，但由于热敏电阻的非线性特性会影响系统的精度。

方案三：采用DS18B20温度传感器。

简易水温控制系统 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-一个简易水温控制系统的设计———控制算法设计摘要在工农业生产和日常生活中，对温度的检测与控制始终有着非常重要的实际意义和广泛的实际应用。

为了加深计算机控制理论的理解，故设计一个温度控制系统，该系统主要由温度信号采集与转换模块、主机控制模块、温度控制模块、液晶显示模块四部分组成，控制算法为PID算法。

系统可实现稳态误差小于1℃，最大超调小于1℃，并且调节时间较短，恒定效果好。

温度控制系统的对象存在滞后，它对阶跃信号的响应会推迟一些时间，对自动控制产生不利的影响，因此对温度准确的测量和有效的控制是此类工业控制系统中的重要指标。

温度是一个重要的物理量，也是工业生产过程中的主要工艺参数之一，物体的许多性质和特性都与温度有关，很多重要的过程只有在一定温度范围内才能有效的进行，因此，对温度的精确测量和可靠控制，在工业生产和科学研究中就具有很重要的意义。

本文阐述了过程控制系统的概念，介绍了一个基于数字传感器DS18B20和单片机STC89C52的简单温度控制系统，以电热水壶为被控对象，通过实验的方法建立温度控制系统的数学模型，采用了PID算法进行系统的设计，达到了比较好的控制目的。

该系统可通过液晶显示器LCD1602显示数据或字符，通过按键设定参数；通过DS18B20测温，实现电热杯水温控制；通过PL2303下载端口，实现单机和上位机的通讯。

实验表明该系统能够实现对温度的控制，具有一定的控制精度。

该系统测温电路简单、连接方便，可用于简单温度控制的场合。

关键词：单片机；温度传感器；液晶显示器；PID算法AbstractIn industrial and agricultural production and daily life, the testing and control of temperature has always had very important practical significance and extensive practical application. In order to deepen the understanding of the computer control theory, the design of a temperature control system, the system is mainly composed of temperature signal acquisition and conversion module, host control module, temperature control module, liquid crystal display module four parts, the control algorithm for PID algorithm. System can realize the steady state error is less than 1 ℃, the maximum overshoot less than 1 ℃, and the adjustment time is shorter, constant effect is good. Lagged temperature control system of the object, its response to the step signal will delay some time, produce adverse effect to the automatic control, so effective for accurate temperature measurement and control is an important indicator in the industrial control system. Temperature is an importantphysical quantities, it is also one of the main process parameters in industrial production process, many properties of objects and features are related to temperature, a lot of important process can only be effective in a certain temperature range, thus, accurate measurement and reliable control of temperature, in the industrial production and scientific research has the very vital significance. This paper expounds the concept of process control system, introduced a digital sensor DS18B20 and single chip microcomputer based STC89C52 simple temperature control system, electric kettle for controlled object, and through the experiment the method to establish the mathematical model of temperature control system, using PID algorithm to the design of the system, to achieve the better control. Through DS18B20, the temperature control of the electric heat cup is achieved. Through the PL2303 download port, the communication between the single machine and the above machine is achieved. The experiment shows that the system can control the temperature, and has certain control accuracy. The system is simple and easy to connect, which can be used for simple temperature control.Key words: single chip microcomputer;the temperature sensor;Liquid crystal display;PID algorithm目录一﹑设计任务与要求1.基本要求1L水由1kW的电路加热，要求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，以保持在设定的温度。

PID水温控制系统摘要：随着社会主义现代化的发展，在科学技术突飞猛进的今天，人工智能起不不可忽视的作用。

尤其是各种智能化的仪器、仪表在农、工业的广泛应用给社会带来了极大的便利。

本文从温控模型和特点出发,采用以单片机PIC16F877为核心，用AD7416数字温度传感器进行测量温度。

以PID算法控制温度，并对温度进行良好的精度控制。

本系统的多个部件如,定时器,加热开关，按键设置水温，实时显示温度，控制温度和报警保温等功能等都可利用单片机来实现。

文章着重介绍核心器件的选择、温度控制系统分析、各部份电路及软件的设计。

它具有结构简单、可靠性好，抗干扰能力强、实现容易，成本低，具有实用价值等特点。

它提供了一个通过温度来控制设备的基本思想和原理，相信能在实际应用中为我们的生活带来更大的便利。

关键词：单片机数字温度传感器PID温度控制PID-based temperature control systemAbstract：Along with the development of socialist modernization, rapid progress in science and technology today, not artificial intelligence from the role that can not be overlooked. Especially the variety of intelligent instruments, meters in the agricultural, industrial society to the broad application brought great convenience. In this paper the characteristics of the model and temperature control, the introduction of SCM PIC16F877 at the core, with AD7416 digital temperature sensor to measure the temperature. PID algorithm to control the temperature , and temperature control for good accuracy. Many parts of the system such as, timers, heating switches, buttons installed water temperature, real-time display of temperature, temperature control and alarm functions, such as insulation SCM can be used to achieve. The article highlights the core device of choice, temperature control system, part of the circuit and software design. It has a simple structure, reliability, and strong interference capability to achieve easy, low cost, has practical value, and other characteristics. It provides a temperature controlled equipment through the basic ideas and principles, I believe in the practical application of our life more convenient.Keywords: microcomputer digital temperature PID temperature control目录一、前言 (1)（一）设计任务及要求 (1)（二）方案的比较与选择 (2)二、总体设计 (2)（一）系统总体设计 (2)（二）单元电路的功能原理分析 (7)（三）发挥部分设计 (8)三、系统软件设计 (9)（一）程序的主流程图 (9)（二）各个功能模块流程 (10)四、系统测试与调试 (14)（一）电路测试 (14)（二）仪器的使用 (15)（三）测试的结果 (15)（四）发挥部分测试 (15)五、结论 (15)致谢 (16)附录 (17)附录一设计总电路图 (17)附录二设计PCB图 (18)附录三设计3D图 (19)附录四程序清单 (20)参考文献 (28)一、前言（一）设计任务及要求本文介绍的是一个由PIC16F877为核心的单片机制作的一个水温控制器。

水温自动控制系统的原理是利用温度传感器对水箱内的水温进行实时监测，并将监测到的温度信号传输到控制模块。

控制模块根据预设的温度值和实际水温的差异，通过调节加热或制冷设备的运行状态，实现对水温的精确控制。

具体来说，水温自动控制系统的工作流程如下：温度传感器：这是系统的核心部件，用于感测水箱内的温度。

常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶等。

控制模块：这是系统的“大脑”，接收并处理温度传感器的信号，然后根据预设的温度值和实际水温的差异，输出控制信号。

常见的控制模块有微控制器、PLC等。

加热/制冷设备：这是系统的执行部件，根据控制模块的信号调节水温。

常见的加热设备有电加热棒、燃气热水器等，制冷设备有压缩机制冷机等。

显示部件：这是系统的可视化部分，用于显示当前的水温、预设温度等信息，方便用户操作和查看。

常见的显示部件有显示屏、数码管等。

报警装置：当实际水温超过预设的温度范围时，系统会触发报警装置，提醒用户及时处理。

常见的报警装置有蜂鸣器、LED灯等。

水温自动控制系统能够实现对水温的精确控制，适用于各种需要恒定水温的场合，如游泳池、工业用水等。

同时，由于系统能够实时监测水温并具有报警功能，大大降低了因水温异常而引发的安全事故。

基于单片机的水温加热控制系统设计
随着科技的不断发展，单片机在各个领域的应用越来越广泛。

其中，基于单片机的水温加热控制系统在工业和家庭中都有着重要的应用。

本文将介绍一个基于单片机的水温加热控制系统的设计原理和实现方法。

设计原理：
水温加热控制系统的设计原理是通过测量水温并与设定温度进行比较，控制加热器的开关状态，以维持水温在设定范围内。

在这个系统中，我们将使用单片机来实现温度的测量和控制逻辑。

实现方法：
首先，我们需要选择合适的温度传感器来测量水温。

常用的温度传感器有NTC热敏电阻和DS18B20数字温度传感器等。

然后，将温度传感器连接到单片机的模拟输入引脚，通过模数转换器将模拟信号转换为数字信号。

接着，我们需要设定一个目标温度值，当测得的水温低于目标温度时，单片机控制加热器开启，反之则关闭。

在程序设计方面，我们可以使用C语言或者类似的编程语言编写控制逻辑。

通过单片机的IO口控制加热器的开关状态，实现水温的控制。

同时，我们还可以在单片机上设置一些保护措施，比如过温保护、短路保护等，以确保系统的安全运行。

总结：
基于单片机的水温加热控制系统设计，可以实现对水温的精准控制，提高了加热系统的稳定性和安全性。

这种系统不仅可以应用在家用热水器、暖气系统等家庭设备中，也可以应用在工业生产中的加热设备中，具有广阔的应用前景。

希望本文的介绍能够对读者有所帮助，同时也希望大家能够在实际应用中不断完善和改进这一系统，为生活和生产带来更多的便利和效益。

设计报告 1. 设计原理水温控制系统以ＳＴＣ８９Ｃ５２单片机作为控制核心，采用开关控制和ＰＩＤ控制算法相结合，通过控制单位时间内加热时间所占的比例（即控制波形占空比）来控制水的加热速度，实现对１Ｌ水的全量程（１０℃――７０℃）内的升温、降温功能的自动控制。

根据设计要求系统可划分为控制模块、温度测量模块、水温调节模块、键盘输入模块、显示电路模块等。

系统原理图如图所示ＳＴＣ８９Ｃ５２首先写命令给ＤＳ１８Ｂ２０开始转换数据，将转换后的温度数据送入８９Ｃ５２进行处理，处理后在液晶屏上实时显示。

并将实际测量温度值与键盘设定值进行比较，根据比较结果进行温度调节，当温差比较大时采用开关量调节，既全速加热和制冷，当温差小时采用ＰＩＤ算法进行调节，最终达到温度的稳定控制。

其中，加热采用内置（水中）电加热器实现，热量直接与水传递，加热效果好，控温方便；降温采用半导体制冷片实现。

其体积小，安装简单，易于控制，价格便宜，可短时间内反复启动，但其制冷速率不高，所以设计中配套散热风扇以达到快速降温的目的。

２．温度控制算法实际温度控制系统，常采用开关控制或数字ＰＩＤ控制方式。

开关控制的特点是可以使系统以最快的素的向平衡点靠近，但在实际应用却很容易造成系统在平衡点附近震荡，精度不高；而数字ＰＩＤ控制具有稳态误差小特点，实用性广泛的特点，但误差较大时，系统容易出现积分饱和，从而份致系统出现很大的超调量，甚至出现失控现象。

因此，本设计将开关控制，放积分饱和、防参数突变积分饱和等方法溶入ＰＩＤ控制算法组成复式数字ＰＩＤ控制方法，集各种控制策略的优点，既改善了常规控制的动态过程又保持了常规控制的稳态特性。

2.1控制算法的确定温度控制过程为 : 当水温温差大时，采用开关控制方式迅速减小温差，以缩短调节时间；当温差小于某一值后采用PID 控制方式，以使系统快速稳定并保持系统无静态误差。

在这种控制方法中， PID 控制在较小温差时开始进入，这样可有效避免数字积分器的饱和。

水温控制系统摘要该设计要完成的是水温控制系统的设计，实现满足题目要求的水温实时控制系统的测量。

主要运用了模拟电子技术基础中的比例放大器、电压比较器、二极管等知识。

外界温度通过温度传感器LM35转换为模拟信号，经过放大器放大十倍后用比较器与基准电压比较，从而控制加热电路的通断，实现对水温的控制。

该设计实现了温度的测量和水温的控制，使得当水温高于设定的温度时停止加热，低于给定温度时开始加热，做到了实时控制，具有良好的应用性。

关键词：比例放大器；温度传感器；电压比较器；继电器目录1 前言.................................................................... １2 统设计原理............................................................... １2.1 水温控制的基本思路................................................. １2.2 水温控制原理....................................................... ２3 设计方案与认证.......................................................... ２3.1 总体设计方案....................................................... ２3.2各部分电路方案认证.................................................. ２3.2.1温度传感器..................................................... ２3.2.2 比例放大器................................................... ４3.2.3 电压比较器.................................................... ６3.2.4 继电器........................................................ ７3.2.5 加热部分...................................................... ９4 电路的仿真与调试....................................................... １０4.1 电路的仿真....................................................... １０4.2电路的调试........................................................ １０5 电路的特点及改进....................................................... １０6 课程设计总结及心得体会................................................. １１参考文献.................................................................. １2 附录Ⅰ元件清单.......................................................... １3 附录Ⅱ整体电路图......................................................... １4第一章前言在日常生活中通过水温控制来给人们带来舒适的，方便的生活同，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，家庭言主妇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，如何保持温的恒定呢？这就需要水温控制系统了。

水温自动控制系统毕业设计论文摘要本文设计了一种水温自动控制系统，用于控制水温自动调节和保持。

该系统基于单片机控制技术，具有灵活、精度高、稳定性好等优点，并且适用于各种大中小型水族箱的水温控制。

首先，本文分析了水温控制系统的原理和工作原理，讨论了其执行机理和功能。

其次，通过阐述硬件设计，包括测温原理、传感器选择、控制器密度和其他电路部分等。

在软件设计方面，本文采用C语言编程，实现了自动监测水温变化、自动开关附加加热器和调整温度等功能，并且采取多重保护措施，保证了该系统的安全性和稳定性。

最后，本文通过实验验证了该系统的可行性和实用性，在保证了水族箱内水体温度稳定的基础上，实现了节能和自动化控制的优势，为水族箱饲养提供了一定的实用性支持。

关键词：水温自动控制；水温计；单片机；附加加热器；C语言编程；节能。

AbstractThis paper designs a water temperature automatic control systemfor automatic regulation and maintenance of water temperature. Based on the single-chip control technology, the system has the advantages of flexibility, high accuracy and good stability, and is suitable for controlling the water temperature of various large,medium and small aquariums.Firstly, the principle and working principle of the water temperature control system are analyzed, and its executing mechanism and function are discussed. Secondly, by elaborating on hardware design, including temperature measurement principle, sensor selection, controller density and other circuit parts, and in software design, the paper adopts C language programming to achieve automatic monitoring of water temperature changes, automatic switching of additional heaters and adjusting temperatures, and takes multiple protection measures to ensure the safety and stability of the system.Finally, the feasibility and practicality of the system are verified through experiments, which has the advantages of energy saving and automatic control, and provides practical support for the breeding of aquariums by ensuring the stability of water temperature.Keywords：water temperature automatic control；thermometer；single-chip；additional heater；C language programming；energy saving.。

《智能化水温控制系统_水温控制系统》摘要：摘要．任以及要基容如下（）环境温降低温控制静态误差≤℃，程控制可分模拟控制系统、微机程控制系统以及数控制系统，B工作模式下并且显示实际水温按下加键可以显示用户设定温摘要．任以及要基容如下（）环境温降低温控制静态误差≤℃发挥要（）温控制静态误差≤0℃二．方案设计及其论证温传感器键盘显示3核心以上分析只要合理设计电路以及正确编写程序以上几模块以及程序调节下能协调工作共完成水温控制从而达到任要各模块要调节下合理有序工作那么系统必须采用合理高效控制系统这就要涉及到程控制程控制指对生产程某或某些物理参数进行动控制程控制可分模拟控制系统、微机程控制系统以及数控制系统模拟控制系统被控量值由传感器或变送器检测这值与给定值进行比较得到偏差模拟调节器依定控制规律使操作变量变化以使偏差趋近零其输出通执行器作用程微机程控制系统以微型计算机作控制器控制规律实现是通软件完成改变控制规律只要改变相应程序即可(rglgrl)系统是计算机用程控制型种系统微型计算机通程输入通道对或多物理量进行检测并根据确定控制规律(算法)进行计算通输出通道直接控制执行机构使各被控量达到预定要由计算机策直接作用程故称直接数控制模拟控制规律离散化积分项四．系统设计方案着智能化以及按照题目要将系统设计有以下两工作模式测定水温以及显示水温；B设定水温并保温；其默认工作状态即开机工作状态工作容实测量水温并数码管上显示B设定温并保温由用户设定定温系统动工作加热到设定温声光报警声光报警装置可独立开关如不切断电或切换模式系统将动竟然保温模式其温设定有键盘控制不管那种工作模式旦复位键按下将回到默认工作模式B工作模式下并且显示实际水温按下加键可以显示用户设定温根据以上分析总结如下电路设计（）895系统测温电路是使用8b0数式温传感器它无其他外加电路直接输出数量可直接与单片机通信取测温数据电路十分简单它能够达到05℃固有分辨率使用取温暂存寄存器方法还能达到0℃以上精8B0温传感器只有三根外引线单线数据传输总线端口Q外供电线V共用地线G外部供电方式(V接+5V且数据传输总线接7k上拉电阻其接口电路如图5所示功率电路主要是继电器模块包括三极管以及电阻组成控制部分与进行通信管导通控制着继电器常闭触接通与否继电器常闭触连接着外部加热电路其继电器电感部分连接着二极管起着引流保护管作用其电路如下图6图6功率电路（）声光报警电路该部分创新部分采用红外接收装置接受红外遥控器信这样就可以通无线方式进行信息传递通遥控器可以设定温切换工作模式等工作原理红外遥控器产生红外信红外接收头接收到红外信其部电路把信送到放器和限幅器限幅器把脉冲幅控制定水平而不论红外发射器和接收器距离远近交流信进入带通滤波器带通滤波器可以通30kz到60kz波通调电路和积分电路进入比较器比较器输出高低电平还原出发射端信波形终将数信传输到做出相应反应其电路如下图7图7红外接收装置五．软件设计说明系统是采用询方式显示和控制温其加入了红外以及键盘等其他控制器件语句总流程图如下图7（）工作序主函数如下#lgrk_;六．测试结分析（）温设定围30～95℃（0~90围）区分达到00℃（℃）以上标定温值也合设计要（3）用数码管显示水实际温和设定温值显示很稳定（5）当温稳定温控制静态误差≤05℃（7）多次测试和改进该系统各方面参数都达到和超设计参数完成了既定目标[] 李桢、赵宏权《调节概念及基原理》[]《科技信息（科学教研）》079期。

开发研究基于单片机控制的水温自动控制系统张华峰赵鑫王禹赫(哈尔滨华德学院，黑龙江哈尔滨150060)摘要：阐述了一种基于51单片机控制的水温自动 控制系统，并采用了温度传感器,硅光电加热装置等电子元件，整套系统流程为温度检测并于数码管显示出可见温度数值，再定出温度段并由加热或冷却系统进行自动温度调节，可调控范围在室温到100七之间，静 态误差小于0.2七。

主要思路为先定下温度检测与加热的计算算法然后再考虑系统单片机编程，确定好硬 件设备和软件辅助功能，最终实现系统的正常运行。

关键词:单片机；自动控制；水温即将进入21世纪20年代，人民生活逐渐富足，智能化深入人心,科技飞速发展,而更多的生产生活方面对智能 化的需求量越来越多,加热炉、热反应堆、锅炉等需要加热装置进行温度调控,简单和灵活性大等特点,而且还能大幅度提升被控温度的技术指标，提高产品的质量与数量。

现今温度控制与水温自动化领域正在逐渐成熟，多家平台都相应开展研究以更好地投入生产领域，让人类和工业发展能拥有更好的效率，温度测量自动控制这项研究也在向全球化发展进步。

本套系统主要以51单片为主要控制核心，基于单片机控制并可以通过数码管显示温度情况，本系统的核心是控制算法和加热方法的确定。

控制算法主要有PID 控制算法、大林算法、模糊算法以及分段拟合等。

通过改变调节器参数运用PID 算法改变调节器参数。

图1控制系统如图］所示,PID 控制算法的控制过程如下:首先计算控制量的增量，为采样时刻的偏差信号，分别为比例系数、积分系数和微分系数加快,系统的稳态误差减小但振荡次数会 加多,系统的调节时间加长,积分控制使系统的稳定性下降能消除稳态误差提高系统的控制精度,微分控制可以改善动态特性对偏差的变化趋势进行超前调整，从而可以有效地提 高系统的动态性能,加大阻尼减小超调量,该方案理论成熟但是实际实现卿较为复杂,而且比例、积分、微分3个控 作者简介：张华峰(1997-),男，黑龙江绥化人,本科在读， 研究方向：机械电子工程。

《简易水温控制电路》课程设计报告学院：专业：班级：姓名：学号：指导教师：20 10 年12 月20~24 日目录1.课程设计目的 (2)2.课程设计任务和要求 (2)3. 课程设计报告内容 (3)4.元器件清单 (13)5. 设计总结 (14)6. 参考书目 (15)附录 (16)1.课程设计目的1）结合所学的电子电路的理论知识完成简易水温控制电路课程设计；2）通过该设计学会并掌握常用电子元器件的选择和使用方法；3）提高自己综合分析问题和解决问题的能力。

2.课程设计任务和要求2.1课程设计任务我设计一个简易水温控制电路。

该电力能够将水温控制在一个合适的范围内，同时可以通过手动实现对水温范围的改变。

2.2课程设计要求（1）要求电路能够通过两根电阻丝实现对水温的控制。

假定水温范围是t1<t>t2，t为实际温度。

当t< t1时，两根电阻丝都通电加热；当t1<t>t2时，仅一根电阻丝通电加热；当t>t2时，两根电阻丝都不通电。

（2）要求电路在t1、t2温度点不能出现跳闸现象，即电阻丝不能进行短时间内反复在通电和不通电之间转换。

（3）要求电路能够显示出电阻丝的通电与否。

要求电路能够手动调节水温控制的范围。

（4）要求有课题综述，电路设计框；3. 课程设计报告内容3.1课程设计方案选择及说明（1）系统组成框图简易水温控制电路的总体框图如图1所示。

它是由水温监测电路、水温范围测量电路、电阻丝开关电路、显示电路和电源电路5部分构成的。

如图1 简易水温控制电路的总体框图水温监测电路的功能是利用温度传感器的特性监测水温的变化，同时将温度信号转化为电信号。

水温范围测量电路的功能是利用比较器的原理实现水温范围的确定，同时利用迟滞比较器的迟滞特性来避免跳闸现象。

电阻丝开关电路的功能是完成控制电路和加热电路的强、弱电转换。

显示电路的功能是利用发光二极管将电阻丝通电与否显示出来。

电源电路的功能是为上述所有电路提供直流电源。

水温加热控制系统设计摘要：传统的水温加热控制系统采用PID控制，但该方法只适用于线性系统，针对非线性及时变水质环境，采用模糊控制方法，能够更好地实现水温加热控制，本文基于模糊控制策略，提出了一种水温加热控制系统的设计方法。

该方法能够对水温加热过程中出现的误差进行及时纠正，有效地保证了水温加热控制系统的运行效果。

关键词：水温加热；控制系统；模糊控制Introduction:With the development of industry, water temperature control becomes more and more important. Traditional watertemperature heating control systems adopt PID control, butthis method only suitable for linear systems. In response to non-linear and changing water quality environments, fuzzy control methods can better achieve water temperature heating control. Based on fuzzy control strategies, this article proposes a design method for water temperature heatingcontrol system. This method can effectively correct theerrors that occur during the water temperature heating process, ensuring the operating effect of the water temperature heating control system.Method:The proposed system includes a fuzzy control module, temperature measurement module, heating module and display module. The design of fuzzy controller consists of three stages: fuzzification, inference engine and defuzzification. Firstly, the temperature signal is transferred to the fuzzycontroller via a temperature measurement module, then fuzzy sets are created based on the temperature input. Secondly,the inference engine calculates the desired output valuebased on the input value and the rules of the control algorithm. Finally, the defuzzification module converts the fuzzy output into a hard signal for the heating module.Results:The proposed system achieved accurate control of water temperature with a low overshoot range. The system is able to control the temperature error during the heating process and guarantee the temperature stability of the water heating process. Compared with traditional PID control, the fuzzy control can better adapt to non-linear systems and changing water quality environments.Conclusion:The proposed water temperature heating control system basedon fuzzy control can effectively control the watertemperature in a given range with good results. The method is suitable for non-linear and changing water quality environments, and provides a new method for optimizing the control strategy of water temperature heating control systems, which has great application prospects in the fields ofindustry and life.。

基于PID的简单水温控制系统设计摘要：本文提出了一种基于PID控制器的简单水温控制系统，在此系统中通过使用PID控制算法来控制水温。

该系统由传感器、PID控制器和执行机构组成。

传感器用于实时监测水温，PID控制器接收传感器反馈的水温信息，并输出相应的控制信号给执行机构，从而调整水温。

实验结果表明，该控制系统能够实现快速而稳定的水温调节。

1.引言水温控制是许多工业和生活中常见的控制问题。

例如，温水供应系统、加热器和制冷系统等都需要对水温进行准确控制。

PID控制器是一种常用的控制算法，它通过不断调整输出信号来维持被控对象的温度在设定值附近。

2.PID控制器原理PID控制器由比例项(P)、积分项(I)和微分项(D)组成。

其中，比例项根据偏差的大小来产生控制信号，积分项根据偏差的累积来产生控制信号，微分项根据偏差的变化率来产生控制信号。

PID控制器通过组合这三个项的控制信号，来实现对被控对象的温度调节。

3.系统设计本系统采用了传感器、PID控制器和执行机构的结构。

传感器负责实时监测水温，并将获取的数据传输给PID控制器。

PID控制器接收传感器反馈的水温数据，并计算出相应的控制信号。

最后，执行机构根据PID控制器输出的信号，来调整水温。

4.实验设置在实验中，我们使用了一台水温调节装置作为被控对象，通过加热和冷却控制来调整水温。

传感器通过测量水温来获取反馈数据，PID控制器计算出相应的控制信号，控制执行机构的动作。

5.实验步骤(1)首先，设定一个目标水温。

(2)然后，将传感器固定在被控对象中，用于监测水温。

(3)将PID控制器与传感器连接，以获取水温反馈数据。

(4)设置PID控制器的参数，根据实际需求进行调整。

(5)最后，将执行机构与PID控制器连接，用于根据控制信号调整水温。

6.实验结果与讨论实验结果表明，通过调整PID控制器的参数，可以实现快速而稳定的水温调节。

在设定目标水温后，PID控制器能够迅速响应，并快速调节执行机构以达到目标水温。