水温控制系统的设计毕业论文.doc

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1、山西煤炭职业技术学院毕业论文水温控制系统的设计毕业论文目录第一章概述11.1论文课题研究目的和意义11.2温度控制系统的研究现状11.3温度控制系统的发展方向21.4论文题目要求3第二章方案论证42.1系统整体结构设计方案42.2主控单元的论证42.3温度采集单元的论证52.4功率输出单元的论证52.5键盘显示单元的论证6第三章硬件设计83.1主控单元的设计83.1.1ATmega16单片机介绍83.1.2ATmega16产品特性93.1.3ATmega16引脚功能113.1.4ATmega16内核介绍123.1.5单片机最小系统设计133.2温度采集单元设计173

2、.2.1DS18B20的特点173.2.2DS18B20的内部结构173.2.3引脚说明1856山西煤炭职业技术学院毕业论文3.2.4测温操作183.3功率输出单元203.3.1固态继电器的结构原理203.3.2固态继电器的应用特性213.4键盘与显示单元223.4.1HD7279A的主要特点如下：233.4.2引脚说明233.4.3数码显示电路243.4.4控制指令和接口时序243.4.5HD7279A的应用以及键盘显示单元263.5通信单元273.5.1MAX232资料简介273.5.2主要特点273.5.3MAX232应用电路，注意电容接法。283.5.4IS

3、P的工作原理293.5.5ISP的优点293.5.6ISP端口293.5.7打印电路30第四章软件设计314.1PID控制算法324.1.1PID控制规律及其基本作用324.1.2比例调节器（P）334.1.3比例积分调节器（PI）334.1.4比例积分微分调节器（PID）334.2PWM的控制方法344.3流程图35总结38致谢39参考文献40附录142附录24356山西煤炭职业技术学院毕业论文56山西煤炭职业技术学院毕业论文第1章概述1.1论文课题研究目的和意义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

4、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。在现代冶金、石油、化工及电力生产过程中，温度是极为重要而又普遍的热工参数之一。在环境恶劣或温度较高等场合下，为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度、节约能源，要求对加热炉炉温进行测、显示、控制，使之达到工艺标准，以单片机为核心设计的炉温控制系统，可以同时采集多个数据，并将数据通过通讯口送至上位机进行显示和控制。那么无论是哪种控制，我们都希望水温控制系统能够有很高的精确度（起码是在满足我

5、们要求的范围内），帮助我们实现我们想要的控制，解决身边的问题。在计算机没有发明之前，这些控制都是我们难以想象的。而当今，随着电子行业的迅猛发展，计算机技术和传感器技术的不断改进，而且计算机和传感器的价格也日益降低，可靠性逐步提高，用信息技术来实现水温控制并提高控制的精确度不仅是可以达到的而且是容易实现的。用高新技术来解决工业生产问题，排除生活用水问题实施对水温的控制已成为我们电子行业的任务，以此来加强工业化建设，提高人民的生活水平。1.2温度控制系统的研究现状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，同国外的日

6、本美国德国等先进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56山西煤炭职业技术学院毕业论文产品主要以“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，即是说适应于较高控制场合的智能化自适应控制仪表国内技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少备。现有的一些温度控制设备，如HA168型的温度控制棒，结构比较简单，一般采取的是开关式的控制，即当测量温度低于设定温度时进行加热，其结果是饲养水域内温度不均，控温效果不理想。目前，国外也开发出了一些基于单片式计算机的温度控制

7、设备，但是价格比较高，且目前其操作系统均为英文，普及性不强。1.3温度控制系统的发展方向由于工业过程控制的需要，特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展，以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，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成果。在这方面以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，并且都生产出了一批商品化的性能优异的温度控制器及仪器仪表，目前，国外温度控制系统及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。由于温度控