电热水器水温水位控制系统的研究毕业论文

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1、电热水器水温水位控制系统的研究毕业论文目录摘要：IAbstractII引言1第一章系统方案设计31.1水温水位控制系统的设计任务和要求31.2系统总体方案的选择31.3温度传感器的选择41.4水位传感器的选择5第二章元器件介绍及硬件电路设计62.1元器件介绍62.1.1温度传感器62.1.2单片机AT89C5282.1.3LCD1602液晶屏92.1.4超声波测距仪102.1.5键盘112.2硬件电路设计112.2.1温度采集电路112.2.2温度控制电路122.2.3LCD1602液晶显示电路

2、122.2.4水位监测电路132.2.5键盘电路14492.2.6水位控制电路142.2.7语音播报电路15第三章系统软件设计173.1程序结构说明173.2程序流程图173.2.1主程序173.2.2LCD1602显示程序流程图193.2.3温度采集处理程序203.2.4超声波测距程序203.2.5键盘程序213.3操作指引22第四章实验测试244.1LCD1602显示“ABCD1234”244.2键盘及数字显示结合244.3整机调试24结论26致谢27参考文献28附录A29附录B3049引言

3、自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在电子技术的迅猛发展，以及自动控制理论和设计方法的推动下，国外温度控制系统发展迅速，并在智能化自适应参数自整定等方面取得了优异成果。在这方面日本、美国、德国、瑞典等国技术处于领先地位，并且都生产出了一批商品化性能优异的温度控制器及仪器仪表，并在各行业广泛应用。目前，国外温度控制系统及仪器仪表正朝着高精度、智能化、小型化等方面快速发展。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，同日本、美国、德

4、国等技术先进的国家相比，仍然有着较大的差距。目前，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，而且应用于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表国内的技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少。现在，我国在温度等控制仪表业与国外还有着一定的差距。温度、压力，流量和液位是四种最常见的过程变量，其中温度是一个非常重要的过程变量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、

5、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形，结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制在工业领域应用非常广泛，由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点,它对控制调节器要求较高。温度控制不好就可能引起生产安全，产品质量和产量等一系列问题。尽管温度控制很重要，但是要控制好温度常常会遇到意想不到的困难。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、本身的指令系统等诸多优势，在各个领

6、域、各个行业都得到了广泛应用。本文主要介绍以单片机控制水温、水位的系统设计过程，其中涉及系统结构设计、元器件的选取、程序的调试和系统参数的整定。在系统构建时选取了AT89C52芯片作为该控制系统的核心，温度信号由新型的可编程温度传感器（DS18B20）提供。通过软件实现对水温的控制，使用继电器作执行部件对水位的自动控制。系统控制对象为水箱。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,具有较好的快速性与较小的超调。该系统为一实验系统，要求系统有控制能

7、力，实现对主要可变参数的实时监控。使用软件编程既减少了系统设计的工作量，又提高了系统开49发的速度，使用软件还可以提高所设计系统的稳定性。49第一章系统方案设计1.1水温水位控制系统的设计任务和要求该系统为一实验系统，系统设计任务：设计一个水温水位自动控制系统，控制对象为水杯。水位实现自动加水和自动溢出控制，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调整，以保持设定的温度基本不变。利用AT89C52单片机实现对水温水位的智能控制，使水温水位在设定范围内控制温度和水位恒定。利用仪

8、器读出水温，并在此基础上将参数调节到我们通过键盘输入的范围之内，而且能够将温度显示在LCD1602液晶上并由语音模块实时播报。系统设计具体要求：（1）由键盘设定温度，设定范围为0一99℃，最小区分度为l℃，标定温差＜1。（2）温度低于设定温度值时加热，温度高于设定值时降温（3）用LCD1602液晶实时显示水的实际温度。（4）实现容器中水位低于设定下限时自动加水,，防止烧干；高于设定上限时自动抽水，从而使水位恒定。1.2系统总体方案的选择（1）方案一（如图1.1）此方案是传统的二位式模拟控制方案，