吉林省大学生电子设计竞赛

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1、2014年吉林省大学生电子设计竞赛水温加热控制系统（A题）【本科组】2014年9月14日摘要本水温加热控制系统以STC-51单片机为中心控制器件，主要由温度传感模块，单片机编程模块，显示模块，液面测量模块，控制模块等部分组成。温度信号由温度传感器DS18B20采集，经过放大转化为电压信号进行编码，测温分辨率0.1℃。水温实时控制由继电器的驱动电路实现对电热丝的升温。显示部分由12864液晶显示，增加可读性。该系统具有温度超调量小、调节时间短、静态误差小、测量精确、恒定温度与设定温度偏差小等优点，且控制方便、显示直观、性能稳定、可靠性高。关键字：STC-51单片机、DS

2、18B20、水温控制AbstractThewatertemperaturecontrolsystemcenteredononSTC-51singlechipmicrocomputercontroldevice,mainlybythetemperaturesensormodule,microcontrollerprogrammingmodule,displaymodule,liquidlevelmeasuringmodule,controlmoduleandotherparts.BytemperaturesensorDS18B20collectingtemperatur

3、esignal,amplifiedintoavoltagesignalencoding,temperaturemeasuringresolutionof0.1℃.Watertemperaturereal-timecontrolbyrelaycontrolheatingwireheatingup.Displaysectionbytheman-machineinterfaceof12864liquidcrystaldisplay(LCD),toincreasereadability.Thesystemhaslesstemperatureovershoot,shortset

4、tingtime,staticerrorissmall,precisemeasurement,theadvantagesofsmallconstanttemperatureandsettemperaturedeviation,andthecontrolconvenient,intuitive,stableperformance,highreliability.Keywords:STC-51SCM、DS18B20、temperaturecontrol目录1系统方案11.1温度传感器的论证与选择11.2温度控制模块的论证与选择11.3显示模块的论证与选择11.4主控模块的

5、论证与选择12系统理论分析与计算12.1功能模块的分析12.1.1温度采集部分12.1.2温度控制部分12.1.3键盘及数字显示12.2DS18B20的精度计算12.2.1XXX12.2.2XXX12.2.3XXX12.3超声波测距的计算22.3.1超声波测距的算法设计22.3.2超声波测距原理图22.3.3超声波的主程序算法设计23电路与程序设计23.1电路的设计23.1.1系统总体框图23.1.2温度采集模块电路原理图23.1.3温度控制模块电路原理图23.1.4测距控制模块电路原理图23.2程序的设计23.2.1程序功能描述与设计思路23.2.2程序流程图34测

6、试方案与测试结果34.1测试方案34.2测试条件与仪器34.3测试结果及分析34.3.1测试结果(数据)34.3.2测试分析与结论4附录1：电路原理图5附录2：源程序6水温加热控制系统（A题）【五组】1系统方案本系统主要由温度控制模块、显示模块、液面测量模块、电源模块、报警模块组成，下面分别对各模块采取的方案进行论证与选择。1.1温度传感器的论证与选择方案一：AD590D是一种半导体集成电路，需要模拟转数字电路。经过查资料可知，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。精确度低，测温点数量少，电路繁多，

7、而且对线阻有要求。方案二：采用DS18B20数字温度传感器对水温进行采样，只需一个原件无需进行AD转换，将采集值直接送入单片机处理。线路简单信号距离远支持多点组网功能，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。DS18B20测温范围为测温范围－55℃～+125℃，固有测温误差0.5℃。经过比较，AD590D外围电路更复杂而且价格更贵，所以选择方案二。1.2温度控制模块的论证与选择方案一：可控硅称为晶体闸流管是一种半控器件，可控硅可以是单向的，也可以是双向的，可以过零触发也可以移相触发，应用于交流电的功率控制有两种形式：