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水温水位控制系统毕业论文

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摘 要

为了实现高精度的水温水位控制，本文介绍了一种以AT89C51单片机为控制核心、以一种新型的可编程温度传感器（DS18B20）为温度采集器件来实现水温水位控制系统。文章着重介绍核心器件的选择、各部分电路及软件的设计。AT89C51单片机完善的内部结构、优良的性能和强大的中断处理能力，决定了该控制系统的特点：电路结构简单、程序简短、系统可靠性高等。水位以AT89C51单片机检测缺水溢流，实现自动控制，温度检测采用新型的可编程温度传感器（DS18B20），不需要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的采集和处理，采用LCD1602液晶实时显示温度值，实现方便、简单。本系统根据不同需要可用于各种场合。

【关键词】单片机 DS18B20 LCD1602 控制

Abstract

In order to realize high precision temperature level control, this paper

introduces an AT89C51 as control core, with a new type of programmable temperature

sensor (DS18B20) for temperature gathering device to achieve water level control

system. This article mainly introduces the selection, the core component parts

circuit and software design. AT89C51 perfect internal structure, excellent

performance and powerful interrupt handling ability, decided the control system

has the characteristic of simple structure, procedures, circuit short, system

reliability higher. Water shortage by AT89C51 detection, the realization of

automatic control, overflow temperature detection using new programmable

temperature sensor (DS18B20), not in need of sophisticated signal regulate circuit

and A/D circuit, can work directly with the single-chip commputer completes data

collection and processing, the temperature LCD1602 LCD display, realize the

convenient and simple. This system can be used according to different requirements

on various occasions.

【Keywords】microcontroller DS18B20 LCD1602 control

目 录

目 录 ......................................................................................................................................... 3

引 言 ......................................................................................................................................... 4

第一章.系统方案设计 ................................................................................................................... 5

1.1水温水位控制系统的设计任务和要求 ........................................................................... 5

1.2系统总体方案的选择 ....................................................................................................... 5

1.3温度传感器的选择 ........................................................................................................... 6

第二章.元器件介绍及硬件电路设计 ........................................................................................... 6

2.1元器件介绍 ....................................................................................................................... 6

2.1.1温度传感器 ............................................................................................................ 6

2.1.2 AT89C51的特性 .................................................................................................... 9

2.1.3 LCD1602液晶 ........................................................................................................ 9

2.1.4继电器 .................................................................................................................. 10

2.1.5键盘 ...................................................................................................................... 10

2.2硬件电路设计 ................................................................................................................. 10

2.2.1温度采集电路 ...................................................................................................... 11

2.2.2 LCD1602液晶显示电路 ...................................................................................... 11

2.2.3水位监测电路 ...................................................................................................... 11

2.2.4输出驱动电路 ...................................................................................................... 12

2.2.5键盘电路 .............................................................................................................. 13

2.2.6蜂鸣报警电路 ...................................................................................................... 13

第三章 系统软件设计 ................................................................................................................. 14

3.1程序结构说明 ................................................................................................................. 14

3.2程序流程图 ..................................................................................................................... 14

3.2.1主程序 .................................................................................................................. 14

3.2.2 LCD1602显示程序流程图 .................................................................................. 15

3.2.3温度采集处理程序 .............................................................................................. 16

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基于单片机的水温水位控制系统

基于单片机的水温水位控制系统

本科毕业论文（设计）

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武汉工业学院工商学院毕业论文（设计）专用稿纸

作者声明

本毕业论文（设计）是在导师的指导下由本人独立撰写完成的，没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。因本毕业论文（设计）引起的法律结果完全由本人承担。

特此声明。

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武汉工业学院工商学院毕业论文（设计）专用稿纸

基于单片机的水温水位控制系统

Water Temperature-Level Control System

Based on SCM

武汉工业学院工商学院毕业论文（设计）专用稿纸

- 1 - 摘 要

可编程控制器单片机、PLC等的出现大大提高了现代工业的自动化程度，改善了产品的工作性能。本次设计是对水温水位控制系统的智能化改进，采用单片机对其水温水位参数进行控制，提高了电器的工作稳定性，同时引进了数字传感器对水温进行数据采集，这样也就提高了系统的控制精度，对水位的控制结构简单，易于实现，具有很强的现实应用价值。

本设计温度传感器采用DS18B20，DS18B20是美国Dallas公司生产的一线数字式温度计芯片,现在已完全取代DS1820。它具有结构简单，不需要外接元件,采用一根I/O数据线既可以供电又可以传输数据、并可以设有用户设置温度报警界限等特点。此次设计主控制器采用Philips公司生产的P89V51RD2单片机，P89V51RD2是常用的机型，功能强大，性能稳定。该产品可以广泛应用于各种环境，例如：铁路路基温度无线采集系统、水温实时检测系统、楼宇内温度监视系统等。

虽然是对水温水位控制系统的改进，但是这种智能化的改进方法也可以应用到工业、生活的各个水温和水位控制的环境中去，对于其他相关参数的控制改进也具有一定的借鉴意义。此次的基于单片机的水温水位控制系统是一个改进性的智能化产品，以其自身的控制精度高、稳定性好和成本低的独特优点在今后将会由广泛的实用价值，其基于单片机的改进方法也具用广泛的应用意义。

本科毕业设计(论文)任务书

本科毕业设计(论文)任务书

2011 届本科毕业设计（论文）任务书

姓名： 专业： 班级：

任务下达时间： 2 月 28 日 任务完成时间： 6 月 24 日

毕业设计（论文）题目：

基于PLC控制的煤矿井下排水自动控制系统设计

专题题目:

题目主要内容：

1. 开发电气控制系统，运用PLC可编程逻辑控制器控制系统代替传统继电器控制系统。选择可靠的控制器及附属电气元件，适应井下环境，符合矿用安全标准；

2. 根据排水控制的要求，进行PLC硬件和软件的设计，以达到自动轮换工作和“避峰就谷”的目的，使水泵房工作更加高效节能；

3. 运用感应式数字水位传感器实现煤泥水水位的测量；

4. 建立PLC与电量监测模块之间的通信，使PLC根据各个水泵电机的电量监测数据判断运行状态；

5. 研究了PLC控制系统的可靠性设计问题。

目的要求、主要技术指标：

1. 完成煤矿井下排水自动控制系统的总体方案设计；

2. 实现水仓水位监测和“避峰就谷”的节水方式；

3. 保持水泵和排水管路的轮换工作的实现；

4. 水泵启动过程的程序实现；

5. 故障监测和保护功能实现；

6. PLC和上位监控计算机的通信。

应完成的主要任务：

1. 系统采用三菱的FXZN系列的可编程控制器作为中心控制单元，在软件上采用结构化程序设计；

2. 根据井下水仓水位的变化及变化速度，考虑到“避峰就谷”的原则，自动判定需要开启水泵的台数和时间，以达到增强矿井安全和减少煤矿电能消耗的目的；

3. 为了避免某台水泵和管路长期不用导致受潮生锈，而需要紧急启动时无法正常开启的情况发生，设计了水泵和管路的轮换工作制，按照它们的运行时间和运行次数的多少排序，使每次启动时，总是启动运行时间最少的水泵和管路；

4. 为了尽量降低系统因为故障而导致损坏的程度，设计了非常完善的故障监测和保护措施，一旦系统发生故障，会及时报警或停机；

模糊PID温度控制毕业设计

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第一章绪论

1.1 选题背景及其意义

在工业生产过程中，控制对象各种各样，温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要 的物理参数之一。在生产过程中，为了高效地进行生产，必须对它的主要参数，如温度、 压力、流量等进行有效的控制。温度控制在生产过程中占有相当大的比例，其关键在于 测温和控温两方面。温度测量是温度控制的基础，技术已经比较成熟。由于控制对象越 来越复杂，在温度控制方面，还存在着许多问题。如何更好地提高控制性能，满足不同 系统的控制要求，是目前科学研究领域的一个重要课题。温度控制一般指对某一特定空 间的温度进行控制调节，使其达到工艺过程的要求。本文主要研究电锅炉温度控制的方 法。

电锅炉是将电能转换为热能的能量转换装置［1］。具有结构简单、无污染、自动化程 度高等特点。与传统的以煤和石化产品为燃料的锅炉相比还具有基本投资少、占地面积 小、操作方便、热效率高、能量转化率高等优点。近年来，电锅炉已成为供热采暖的主 要设备。

锅炉控制作为过程控制的一个典型，动态特性具有大惯性大延迟的特点，而且伴有 非线性。目前国电热锅炉控制大都采用的是开关式控制，甚至是人工控制方法。采用这 些控制方法的系统稳定性不好，超调量大，同时对外界环境变化响应慢，实时性差。另 外，频繁的开关切换对电网产生很大的冲击，降低了系统的经济效益，减少了锅炉的使

WORD版本.

用年限。因此，研究一种最佳的电锅炉控制方法，对提高系统的经济性，稳定性具有重 要的意义。 1.2 工业控制的发展概况

工业控制的形成和发展在理论上经历了三个阶段50年代末起到70年代为第一阶段， 即经典控制理论阶段，这期间既是经典控制理论应用发展的鼎盛时期，又是现代控制理 论应用和发展时期；70年代至90年代为第二阶段，即现代控制理论阶段；90年代至 今为第三阶段，即智能控制理论阶段[2]

第一阶段：初级阶段。它以经典控制理论为主要控制方案，采用常规气动、液动和电 动仪表，对生产过程中的温度、流量、压力和液位进行控制。在诸多控制系统中，以单 回路结构、PID策略为主，同时针对不同的对象与要求，设计了一些专门的控制算法如 达林顿算法、Smith预估器、根轨迹法等。这阶段的

太阳能热水器温度控制系统-毕业设计论文

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毕业设计（论⽂）题⽬太阳能热⽔温度控制系统

院别电⽓⼯程学院

专业电⽓⾃动化技术

班级

姓名

学号

指导教师（职称）

⽇期

摘要

随着社会的发展，节能技术的不断改⾰创新，太阳能成为新时代可持续发展战略中带有绿⾊标志的新型能源。近年来，随着⼈

们购买⼒的提升，太阳能热⽔器⼰经变成我们⽇常⽣活中必不可少的设备，太阳能控制器的使⽤率逐年上升。

太阳能热⽔温度控制器的硬件包括单⽚机处理器部分、⽔位和温度信息采集部分、继电器执⾏部分、显⽰部分控制部分。根据

设计系统的稳定性、精确性、节能性、适应性等原则，进⾏硬件部分设计。

控制系统的软件是服务于硬件的，系统将实时采集到的数据与相应的设定值进⾏⽐较、判断，结果是控制循环⽔泵或上⽔电磁

阀的⼯作，实现各种智能控制同时，软件还要兼顾到操作⼈员⽅便地选择⼯作⽅式、设置和修改各种设定值，因为⼈们可以根

据天⽓情况及⽤户的需要选择定时加热状态、⾃动加热状态软件还要设定以太阳能为优先使⽤的能源，只有在太阳能没有将⽔

温加热到⽤户要求的温度下，才启动辅助能源进⾏加热。

关键词：太阳能热⽔温度控制单⽚机传感器⽔温⽔位

Abstract

With the development of the society, continuous reform and innovation of energy-saving technology, solar energy into a new

era of sustainable development strategy in the new energy with green logo. In recent years, with the raise of people's

purchasing power, solar energy water heater has become in our daily life indispensable equipment, solar controller