单片机原理及应用

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1、数理与信息学院水温控制系统单片机原理及应用题目：水温控制系统专业：电子信息工程班级：电信061姓名：闫月华学号：06220329指导老师：余水宝成绩：(2008.12)15数理与信息学院水温控制系统目录第1节引言…………………………………………………………………………3第2节方案论证与比较……………………………………………………………32.1总体方案设计及论证……………………………………………………32.2各部分电路方案论证……………………………………………………4第3节总体设计框图………………………………………………………

2、………5第4节硬件电路设计与计算………………………………………………………54.1温度采样和转换电路…………………………………………………54.2温度控制电路……………………………………………………………74.3单片机控制部分…………………………………………………………74.4键盘及数字显示部分……………………………………………………8第5节软件设计及程序流程图……………………………………………………95.1主程序流程图……………………………………………………………95.2串行通信流程图…………………………………………………

3、……105.3键盘显示部分的程序流程图…………………………………………105.4PID算法………………………………………………………………10第6节测试方法和测试结果……………………………………………………116.1系统测试仪器及设备…………………………………………………116.2测试方法………………………………………………………………126.3测量结果………………………………………………………………1215数理与信息学院水温控制系统第7节设计总结…………………………………………………………………13第8节参考文献……………

4、……………………………………………………13附录…………………………………………………………………………………141主系统电路原理图…………………………………………………142键盘与显示电路原理图……………………………………………143、PCB图………………………………………………………………………15水温控制系统15数理与信息学院水温控制系统数理与信息工程学院06电信闫月华指导教师：余水宝第1节引言引言：该系统以AT89C51单片机为核心实现温度控制。温度信号由AD590和温度/电压转换电路获得，温度实时控制采用PID算法

5、，控制输出采用PWM波触发可控硅来控制加热通断。使系统具有较高的测量精度和控制精度。Abstract:ThissystemusesmicrocontrollerAT89C51tocontrolthetemperature.ThesignaloftemperatureissuppliedbyAD590andconverter,PIDalgorithmisadoptedtocontrolthetemperature,theoutputcircuitusestheplusecontrolledtriggesilicontoadju

6、sttheefficientpoweroftheheatingline.Thesystemhasbetteraccuracyofmeatureandcontrol.第2节方案论证与比较本题目是设计制作一个水温控制系统，对象为一升净水，加热器为1KW的电炉。要求能在35℃--95℃范围内设定控制水温，并具有较好的快速性和较小的超调，以及键盘控制和数码管显示等功能。2.1总体方案设计及论证根据题目的要求，我们提出了以下的两种方案方案一：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

7、与给定的温度值比较后，决定加热或者不加热。由于采用模拟控制方式，系统受环境的影响大，不能实现复杂的控制算法，控制精度做得不高，而且不能用数码显示和键盘设定。方案框图如图1所示：方案二：采用单片机AT89C51为核心，采用15数理与信息学院水温控制系统温度传感器AD590采集温度变化信号，A/D采样芯片ADC0804将其转换成数字信号并通过单片机处理后去控制温度，使其达到稳定。单片机具有编程灵活，控制简单的优点，使系统能简单的实现温度的控制及显示，并且通过软件编程能实现各种控制算法使系统还具有控制精度高的特点。比较两种方案，方

8、案二明显的改善了方案一的不足及缺点，并具有控制简单、控制温度精度高的特点。因此本设计电路采用方案二。2.2各部分电路方案论证本电路以单片机为基础核心，系统由前向通道模块、后向控制模块、系统主模块及键盘显示模块等四大模块组成。现将各部分主要元件及电路做以下的论证：（1）温度采样部分方案一：采