水温控制系统-毕业设计

《水温控制系统-毕业设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、学科基础课硬件课程设计设计说明书水温控制系统设计学生姓名操瑞峰学号0718014092班级计本074成绩指导教师潘继强计算机科学与技术系2010年9月10日学科基础课硬件课程设计评阅书题目水温控制系统设计学生姓名操瑞峰学号0718014092指导教师评语及成绩成绩：教师签名：年月日答辩教师评语及成绩成绩：教师签名：年月日教研室意见总成绩：室主任签名：年月日课程设计任务书2010—2011学年第一学期专业：计算机科学与技术学号0718014092姓名：操瑞峰课程设计名称：学科基础课硬件课程设计设计题目：水温控制系统设计完成期限：自2010年8月30日至2010年10月10

2、日共2周设计依据、要求及主要内容（可另加附页）：一、目的任务：掌握使用单片机设计水温控制系统的原理。设置相应的按键，按相应的按键时应能对预定温度进行设置，并将其显示出来，要求误差不大于1度，并且要求弱电与强电分离，以保安全。二、设计内容：1.复习相关课程内容：单片机原理及应用、计算机控制等课程相关内容；汇编语言程序设计的相关内容；熟悉模拟电路、数字电路的相关知识；2.熟悉实验相关器材的主要功能。3.在上述基础上，根据课程设计的基本要求，完成以下各项任务(反映在设计说明书中)：（1）题目要求涉及的硬件电路图及摘要说明。（2）题目的工作原理及相应描述。（3）程序流程框图。（

3、4）程序文本输入及实验完成。三、时间安排：1周一～1周三完成相关知识点的复习与软硬件设计；1周四～2周三完成实验调试和编写设计说明书；2周四～2周五进行课程设计验收、答辩。四、设计要求：1.软件程序文档；2.硬件电路图（用专用软件）；3.完成实验；4.完成设计说明书。指导教师（签字）：教研室主任（签字）：批准日期：年月日摘要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。水

4、温控制在工业及日常生活中应用广泛,分类较多,不同水温控制系统的控制方法也不尽相同,其中以PID控制法最为常见。单片机控制部分采用AT89C51单片机为核心，采用软件编程，实现用PID算法来控制PWM波的产生，进而控制电炉的加热来实现温度控制。然而,单纯的PID算法无法适应不同的温度环境,在某个特定场合运行性能非常良好的温度控制器,到了新环境往往无法很好胜任,甚至使系统变得不稳定,需要重新改变PID调节参数值以取得佳性能。关键词：单片机、水温控制、AT89C51、BS18B20目录1课题描述12问题分析和任务定义22.1问题分析22.2水温控制系统总体框图23硬件电路设计

5、34程序设计44.1程序流程图44.2程序代码65电路仿真145.1仿真软件145.2仿真过程146调试、测试与结果分析166.1仿真166.2测试166.3结果分析167总结178心得体会18参考文献191课题描述水温控制在工业及日常生活中应用广泛,分类较多,不同水温控制系统的控制方法也不尽相同,其中以PID控制法最为常见。单片机控制部分采用AT89C51单片机为核心，采用软件编程，实现用PID算法来控制PWM波的产生，进而控制电炉的加热来实现温度控制。然而,单纯的PID算法无法适应不同的温度环境,在某个特定场合运行性能非常良好的温度控制器,到了新环境往往无法很好胜任

6、,甚至使系统变得不稳定,需要重新改变PID调节参数值以取得佳性能。本文首先用PID算法来控制PWM波的产生，进而控制电炉的加热来实现温度控制。然后在模型参考自适应算法MRAC基础上,用单片机实现了自适应控制,弥补了传统PID控制结构在特定场合下性能下降的不足,设计了一套实用的温度测控系统,使它在不同时间常数下均可以达到技术指标。此外还有效减少了输出继电器的开关次数,适用于环境参数经常变化的小型水温控制系统。开发环境：微机windowsXP操作系统、DICE反汇编环境、Protues仿真系统、Keil环境第18页共24页2问题分析和任务定义2.1问题分析实际上题目的任务就

7、是要设计一个温控系统，系统的功能是温度测量和控温在测量部分，要求测量40～90ºC的温度范围，还规定了测量的精度需高于1ºC，测温的结果要求显示。在控制部分，要求系统能够将水温调节到给定的温度，并进行保温。题目并未规定温度调节的时间长短，但显然调节时间越短越好。题目没有具体给出具体加热的器具和方式，因此选手必须自行选择和制作加热装置，然后才能真正进行电路制作。在发挥部分，还要求提高温度系统的控制性能，缩短调节时间，提高控制精度，增加打印功能。2.2水温控制系统总体框图DS18B20温度传感器电炉（尚未实现）信号放大继电器A/D键盘输入单片