开题报告+基于单片机数字温度控制器设计

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1、毕业设计（论文）开题报告课题名称基于单片机的数字温度控制器的设计系　别自动化系专业班电气工程0501班姓　名　张洋评分导师（签名）2009年1月2日华中科技大学武昌分校8基于单片机的数字温度控制器的设计开题报告1国内外研究现状温度是生活及生产中最基本的物理量，它表征的是物体的冷热程度。自然界中任何物理、化学过程都紧密地与温度相联系。在很多生产过程中，温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。因此，温度的测量在国民经济各个领域中均受到了相当程度的重视。近年来，温

2、度的检测在理论上发展比较成熟，但在实际测量和控制中，如何保证快速实时地进行采样，确保数据的正确传输，并能对所测温场进行较精确的控制，仍然是目前需要解决的问题。温度测控技术包括温度测量技术和温度控制技术两个方面:在温度的测量技术中，接触式测温发展较早，这种测量方法的优点是：简单、可靠、低廉，测量精度较高，一般能够测得真实温度；但由于检测元件热惯性的影响，响应时间较长，对热容量小的物体难以实现精确的测量，并且该方法不适宜于对腐蚀性介质测温，不能用于极高温测量，难于测量运动物体的温度。非接触式测温是通过对辐射能量的检测

3、来实现温度测量的方法，其优点是：不破坏被测温场，可以测量热容量小的物体，适于测量运动温度，还可以测量区域的温度分布，响应速度较快。但也存在测量误差较大，仪表指示值一般仅代表表观温度，结构复杂，价格昂贵等缺点。因此，在实际的测量中，要根据具体的测量对象选择合适的测量方法，在满足测量精度要求的前提下尽量减少人力和物力的投入。温度控制技术按照控制目标的不同可分为两类：动态温度跟踪与恒值温度控制。动态温度跟踪实现的控制目标是使被控对象的温度值按预先设定好的曲线进行变化。在工业生产中很多场合需要实现这一控制目标，如在发酵过

4、程控制，化工生产中的化学反应温度控制，冶金工厂中燃烧炉中的温度控制等。恒值温度控制的目的是使被控对象的温度恒定在某一数值上，且要求其波动幅度（即稳态误差）不能超过某一给定值。8通过网上查询、翻阅图书了解到目前国内外市场以单片机为核心的温度控制系统很多,而且方案灵活,且应用面比较广,可用于工业上的加热炉、热处理炉、反应炉,在生活当中的应用也比较广泛,如热水器,室温控制,农业中的大棚温度控制。以上出现的温度控制系统产品,根据其系统组成、使用技术、功能特点、技术指标。选出其中具有代表性的几种如下：1.1虚拟仪器温室大棚

5、温度测控系统在农业应用方面虚拟仪器温室大棚温度测控系统是一种比较智能,经济的方案,适于大力推广,改系统能够对大棚内的温度进行采集,然后再进行比较,通过比较对大棚内的温度是否超过温度限制进行分析,如果超过温度限制,温度报警系统将进行报警,来通知管理人员大棚内的温度超过限制,大棚内的温控系统出现故障,从而有利于农作物的生长,提高产量。本系统最大的优点是在一台电脑上可以监测到多个大棚内的温度情况,从而进行控制。该系统LabVIEW虚拟仪器编程,通过对前面板的设置来显示温室大棚内的温度,并进行报警,进而对大棚内温度进行控

6、制。该系统有单片机,温度传感器,串口通信,和计算机组成。计算机主要是进行编程,对温度进行显示、报警和控制等；温度传感器是对大棚内温度进行测量,显示；单片机是对温度传感器进行编程,去读温度传感器的温度值,并把半温度值通过串口通信送入计算机；串口通信作用是把单片机送来的数据送到计算机里,起到传输作用。1.2电烤箱温度控制系统该方案采用美国TI公司生产的FLASH型超低功耗16位单片机MSP430F123为核心器件,通过热电偶检测系统温度,用集成温度传感器AD590作为温度测量器件利用该芯片内置的比较器完成高精度AD信

7、号采样,根据温度的变化情况,通过单片机编写闭环算法,从而成功地实现了对温度的测量和自动控制功能。其测温范围较低,大概在0-250之间,具有精度高,相应速度快等特点。1.3小型热水锅炉温度控制系统8该设计解决了北方冬季分散取暖采用人工定时烧水供热,耗煤量大,浪费人力,温度变化大的问题。设计方案硬件方面采用MCS-51系列8031单片机为核心,扩展程序存储器2732,AD590温度检测元件测量环境温度和供水温度,ADC0809进行模数转换,同向驱动器7407、光电耦合器及9103的功放完成对电机的控制。软件方面建立了

8、供暖系统的控制系统数学模型。本系统硬件电路简单,软件程序易于实现。它可用于一台或多台小型取暖热水锅炉的温度控制,可使居室温度基本恒定,节煤,节电,省人力。2课题研究的目的和意义2.1课题的研究目的从工业温度控制器的发展过程来看，温度控制技术大致可分以下几种：⑴定值开关控温法所谓定值开关控温法，就是通过硬件电路或软件计算判别当前温度值与设定目标温度值之间的关系，进而对系统加