基于proteus的多路温度测控系统设计

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1、题巨基于Proteus的多路温度测控系统设计学院专业班级学生学号指导教师自动化与电气工程自动化1001xxxxxxxXXXXXXXXXXXXXXXXX二O—四年三月三十一日学院自动化与电气工程专业自动化学生XXXXXXX学号XXXXXXXXXXX设计题目基于Proteus的多路温度测控系统设计一、选题背景与意义1.课题背景及研宄意义随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用己经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石汕等各个行业。传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度

2、差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。温度是工业对象中的一个重要的被控参数。然而所采用的测温元件和测量方法也不相同；产品的工艺不同，控制温度的精度也不相同。因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。传统的控制方式以不能满足高精度，高速度的控制要求，如温度控制表温度接触器，其主要缺点是温度波动范围大，由于他主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的，受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制，通断频率很低。近儿年来快速发展了多种先进的温度控制方式，如：PID控制，模糊控制，神经M络及遗传算法控制等。这些控制技

3、术大大的提高了控制精度，不但使控制变得简便，而且使产品的质量更好，降低丫产品的成本，提高了生产效率。本系统所使用的加热器件是电炉丝，功率为三千瓦，要求温度在400〜1000°C。静态控制精度为2.43°C。本设计使用单片机作为核心进行控制。单片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别是体积小，重M:轻，耗能低，可靠性髙，抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智能化方而有广泛的用途。2.国内外现状温度校制系统在国内各行各业的应用虽然己经十分广泛，但从国内生产的温度控制器來讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的

4、差距。成熟的温控产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主，它们只能适应一般温度系统控制，而用于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，国A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。随着我国经济的发展及加入WT0,我国政府及企业对此都非常重视，对相关企业资源进行了重组，相继建立了一些国家、企业的研发中心，开展创新性研究，使我国仪表工业得到了迅速的发展。单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，n前大部分还会具有

5、外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单八机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机也被称力微控制器(Microcontroller)，是因力它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片IAJ仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。早期的单片机都是8位或4位的。其屮最成功

6、的是INTEL的8031,因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到丫巨大的提高。随着INTELi960系列特别是后來的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频己经超过

7、300MHz,性能直追90年代屮期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单八机系统己经不再只在裸机环境下开发和使川，大量专川的嵌入式操作系统被广泛应川在全系列的单片机上。而在作力掌上电脑和手机核心处理的高端单八机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。二、设计内容本课题的研究重点是设计一种基于单片机的数字温度计控制系统。利用数字温度传感器DS18B20,此传感器课读取被测量温度值，进行转换。主要工作如下：1.温度测试基本范围0°C—100°C。2.精度误差小于1°C。3.LED液亮显不

8、。4.可以设定温度的上下限报警功能。5.实现报警提示。数字温度计采用温度敏感元件也就是温度传感器(如铂电阻，热电偶，半导体，热敏电阻等)，将温度的变化