电子设计大赛论文-基于温度传感器ds18b20的水温控制系统

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1、水温控制系统(C题)重庆大学光电工程学院参赛队员:吴蔡傅摘要本水温控制系统是基于MSP430单片机为主控芯片,键盘输入设定温度，并在LCD1602上显示设定温度和实时温度。通过DS18B20温度传感器对水温进行采样,将采得的数字温度信号送给单片机,单片机对温度进行PID算法,通过改变加热控制方波的占空比达到精确控制温度的目的。本水温控制系统的静态误差≤0.2°C，当设定的温度比实时温度高0.12°C时，则启动风扇降温，10分钟左右到达稳定状态。本系统能够很精确地实现水温控制，是一个很好的水温控制方案。关键字MSP430PID算法DS18B20温

2、度传感器Abstract:ThetemperaturecontrolsystemisbasedontheMSP430microcontrollerasthemasterchip,controltemperatureissetthroughkeyboardandtheLCD1602displaythecontroltemperatureandthereal-timetemperature.TemperaturesensorDS18B20samplesthewatertemperatureandsentsthedigitalsignaltothem

3、icrocontroller,themicrocontrolleronthetemperatureofPIDalgorithmchangesthedutycycleofheatingcontrolsquarewavetoachieveprecisecontroloftemperature.Thetemperaturecontrolsystemofstaticerror≤0.2°C.whenthesettemperaturehigherthanthereal-timetemperature0.12°C,thenthefanstartstocool

4、,reachingthesteadystatecostabout10minutes.Thesystemcanachieveaveryprecisetemperaturecontrol,thistemperaturecontrolisagoodprogram.Keywords:MSP430PIDalgorithmtemperaturesensorDS18B20摘要11方案论证与比较41.1温度传感器的比较与选择41.2控制器的选择41.3加热器的比较与选择41.4显示器的比较与选择52系统设计52.1总体设计52.2单元电路设计62.2.1温度传

5、感器电路设计62.2.2键盘电路设计72.2.3电热杯加热电路设计82.2.4风扇冷却电路设计82.2.4液晶显示电路设计93软件设计103.1总体设计103.2主函数103.3温度获取函数113.4端口1中断函数123.5键盘扫描函数133.6液晶显示函数143.7信号控制函数154系统测量165结束语16参考文献16附录171方案论证与比较1.1温度传感器的比较与选择方案一、AD590是一种半导体集成电路，它是利用晶体管的b-e结压降的不饱和值VBE与热力学温度T和通过发射极电流I的下述关系实现对温度的检测具有线性好,精度适中,灵敏度高,体

6、积小,使用方便等优点。AD590D的输出形式有电流和电压两种形式，要将温度传感器采集的温度值经过AD转换，然后送入单片机进行处理。方案二、采用DS18B20数字温度传感器对水温进行采样，无需进行AD转换。将采集的值直接送入单片机进行处理。DS18B20测温范围－55℃～+125℃，固有测温分辨率0.5℃，支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，最多只能并联8个，实现多点测温。在市面上AD590比DS18B20贵几倍，同时AD590的外围电路比DS18B20的复杂，就这价格和电路实现难易的考虑，本系统选择方案二。1.2控制器的

7、选择方案一、采用最简单的51单片机处理温度数据、键盘的输入和LCD的显示。利用51单片机的优点是价格便宜，使用比较方便，缺点是接口少，使用时需扩展，外围电路比较多，运算处理速度不高，功耗高。方案二、利用MSP430对温度数据等进行处理，处理能力强、运算速度快、超低功耗、片内资源丰富、方便高效的开发环境。对于实现本系统的功能绰绰有余。综合比较以上两个方案，本系统选择方案二。1.3加热器的比较与选择方案一、将搪瓷器皿直接放在加热炉上进行加热，方便简单，很容易实现，但是缺点是对于加热一升水能源浪费比较大，不能完全有效地利用加热炉，同时加热炉功率较大，

8、不能很好地精确地控制水温。方案二、用电热杯对一升水进行加热，电热杯功率较小（300W），能够实现很好地精确控制，同时电热杯使用方便，体积小，质量轻，价