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1、二○一二～二○一三学年第二学期信息学院电子设计大赛报告班级：设计名称：简易水温控制系统小组人员：指导教师：二○一三年7月6日目录一.任务………………………………………………………1二.要求………………………………………………………12.1基本要求………………………………………………12.2发挥部分………………………………………………1三.题目分析…………………………………………………2四．方案论证4.1测温电路………………………………………………24.2功率电路及加热方式……………………………………24.3控制器地设计………………………………
2、…………2五.电路分析…………………………………………………35.1总体电路分析…………………………………………35.2电路模块分析…………………………………………3六.软件程序设计……………………………………………56.1程序结构分析…………………………………………56.2重要程序清单…………………………………………6七.测试数据分析……………………………………………9八.小结………………………………………………………10九.附件………………………………………………………118.2元器件清单……………………………………………118.3实物图
3、…………………………………………………12参考文献……………………………………………………12一、任务设计并制作一个水温自动控制系统.控制对象为1L净水,容器为搪瓷器皿.水温可以在一定范围内由人工设点,并能在环境温度降低时,实现自动控制,以保持设定地温度基本不变.二、要求2.1、基本要求(1)温度设定范围为40--90℃,最小区分度为1℃,标定温度小于等于1℃；(2)环境温度降低时（如用电风扇降温）温度控制地静态误差小于等于1℃；(3)用十进制数码管显示水地实际温度.2.2、发挥部分(1)采用适当地控制方法,当设定温度突变（由40℃提高到60
4、℃）时,减小系统地调节时间和超调量；(2)温度控制地静态误差小于等于0.2℃；(3)在设定温度突变（由40℃提高到60℃）时,自动打印水温随时间变化地曲线.三、题目分析系统功能：基本部分：即为一个具有人工设定温度；能实时检测温度；当受控对象地温度受外界影响,而发生较小且缓慢变化时,能自动实现对受控对象地恒温控制；并能实时显示温度.从性能指标来看,基本部分地温度控制精度不高,调节时间不受限制.发挥部分：我们组选择只做第2个难度：测温和保温地精度由1℃提高到0.2℃.发挥题主要是对传感器地要求进一步做了提高.四、方案论证1、测温电路使用数字温度传
5、感器DS18B20检测温度,内含A/D转换器,因此线路连接十分简单,它无需外加电路,直接输出数字量,可直接与单片机通信,读取测温数据,电路十分简单,它能够达到0.5℃地固有分辨率,使用读取温度暂存寄存器地方法还能达到0.2℃以上精度,应用方便,这样地电路主要工作量就集中到了单片机软件编程上.2功率电路及加热方式本系统要对水用电热丝进行加热,功率较大；同时,还要能对电热丝地工作状态进行控制,以调节水温（恒温控制）.采用继电器地功率驱动电路,是用小信号控制大电流,并实现功率控制地常用电路.3、控制器地设计本系统由单片机STC89C52RC作为CP
6、U控制核心,根据温敏器件DS18B20对水温地感应以及键盘输入结果来实现控制加热、保温功能.并且由输入系统可通过单片机设定上下限温度,实现保持你水温恒定地功能.五、电路分析1.总体电路系统分析显示驱动电路控制电路测温电路功率电路加热电路键盘输入水2.电路模块分析(1)电源电路经过变压器、整流桥、芯片、电容、电阻,完成变压、整流、滤波、稳压,将输入地220V交流电转化为正负十二伏地直流电.(2)加热电路此为基本电路,经过感应、控制电路控制继电器地开关,再将继电器另外两端接入该电路,当所测温度低于设定温度时,继电器开关导通,电热丝开始工作,当所测
7、温度高于设定温度时,继电器开关断开,电热丝停止工作.(3)继电器驱动电路将门限比较器输出地电流放大后输入继电器中,若输入地低电平,继电器不导通,若输入地高电平,继电器导通,R9用于限流,二极管用于防止继电器烧坏.(4)输入及控制电路以STC89C52RC单片机作为控制核心,四个按键组成输入系统,连入单片机,由单片机与继电器一起控制水温通断,并通过控制显示管显示水温.六、软件程序设计主程序开始初始化DS18B20读取温度刷新当前温度寄存器刷新显示控温算法设定加温功率寄存器向PC机发送温度数据中断程序进入读取加温功率寄存器换算延时时间设置定时器返
8、回按键检测键盘处理设置温控寄存器定时器中断进入触发脉冲关定时器返回有无重要程序清单voiddelay(uintz){uintx,y;for(x=z;z>0;z--)
