温度控制系统设计毕业论文.doc

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1、河南理工大学毕业设计（论文）说明书温度控制系统设计毕业论文目录1绪论11.1课题背景及现状11.1.1温度测量方面11.1.2温度控制方面21.2研究意义21.3课题要求32方案论证与主要器件选型42.1方案比较与选择42.1.1温度测量方案选择42.1.2温度控制方案的选择52.2主要器件的选择62.2.1传感器62.2.2主控元件82.2.3显示器件92.2.4控制模块92.2.5通信模块112.3上位机组态监控122.4系统总体设计框图123系统硬件电路设计143.1系统硬件电路框图143.2单片机最小系统设计143.3多点测量电路设计163.3.1.读序列号电路

2、的设计163.3.2.温度测量电路的设计1654河南理工大学毕业设计（论文）说明书3.3.3DS18B20使用中注意事项183.4显示和键盘电路设计183.4.1显示和键盘电路图183.4.2显示部分设计193.4.3键盘电路设计203.5控制模块电路设计213.5.1控制执行电路213.5.2报警电路213.6串口通讯电路224系统软件部分设计234.1软件总体设计234.2DS18B20的测温程序244.2.1DS18B20常用指令244.2.2初始化子程序244.2.3读子程序254.2.4写子程序254.3显示和键盘扫描程序264.3.1显示扫描程序流程图264

3、.3.2键盘扫描程序流程图264.4控制执行程序274.4.1控制思路及其流程图274.4.2PID控制算法284.4.3PID参数的整定294.4.4PWM波的设计304.5通讯程序304.6组态王监控界面设计345系统调试365.1硬件部分调试3654河南理工大学毕业设计（论文）说明书5.2软件部分调试376总结38参考文献40致谢41附录A电气原理图42附录B主要程序4254河南理工大学毕业设计（论文）说明书54河南理工大学毕业设计（论文）说明书1绪论温度在现代社会中成为一个很重要的物理量，人们可以根据温度来调节个人的生活行为，气象工作者可以根据温度变化范围来提供

4、可靠的天气预报。在工农业生产中，人们根据温度值来调节生产过程。因此，准确的温度测量和控制在现代化的社会生产中具有重要的研究意义。1.1课题背景及现状1.1.1温度测量方面温度是与人们的生产生活密切相关的一个物理,因此产生了各种各样的温度测方法，在工业领域内,对温度的测控十分广泛。在很多工业应用的场合下，环境非常恶劣，人工直接操作仪表很不现实,采用有线数据通信的方式也有限制，在数据记录上也需要人工抄写，因此需要一种无线隔离的操作方式。温度作为在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量，其测量控制一般采用各式各样形态的温度传感器。根据它们在讯号输出方式的不同，可以把它们

5、分为模拟温度传感器、数字温度传感器和智能温度传感器。（1）模拟温度传感器模拟温度传感器有多种输出方式（绝对温度、摄氏温度和华氏温度）以及电压偏移值。后者让组件在使用单电源的情形下就能对负温度值进行检测。模拟温度传感器的输出还可以送到比较器来产生超温指示信号，或直接送到模拟数字转换器的输入，用来显示实时温度数据。模拟温度传感器适合需要低成本、小体积和低功耗的应用。另一种是温度开关或逻辑输出传感器，这种传感器会在温度超过某个默认值时输出特定的逻辑讯号。而这个触发点（限制值）可以预设，因此，这类组件让设计更加简单，成本也更低。它的典型应用如关闭系统电源，启动风扇、空调、加热器

6、等。（2）数字温度传感器对于更紧密控制能力、更高精度和更大分辨率的需求带动了数字温度传感器的发展。被测温度信号从敏感元件接收的非电量到转换为微处理器可处理的数字信号，环节较多，而且模拟信号在长距离传输的过程中，受到干扰较多、误差较大。因此，从非电量转换到数字信号，一般将其处理过程集成在单片IC器件体内部，这样就形成了功能强大、精确的数字温度传感器。数字温度传感器能够直接读取被测物体的温度值，而且体积小，电压适用范围宽3V～5V,用户还可以通过编程实现9～12位的温度读数，即具有可调的温度分辨率。（3）智能温度传感器54河南理工大学毕业设计（论文）说明书其特点是能输出温度

7、数据及相关温度控制量，匹配相应的微控制器（MCU），并且它是在硬件的基础上通过软件实现测试功能的，其智能化程度也取决于软件的开发水平。在20世纪90年代最早推出的智能温度传感器，采用的是8为A/D转换器，其测温精度较低，分辨率只能达到1℃。目前，国外已相继推出多种高精度、高分辨率的智能温度传感器，所用的是9～12位的A/D转换器，分辨率一般可达0.5～0.0625℃。智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规范化，所采用的总线主要有单线（1-Wire）总线、I2C总线、SMBUS总线和SPI总线。温度传感器作为从机可通过专用总线接口和主机