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1、（2011届）毕业设计题目：一种基于数字PID和单片机的温度控制系统设计 姓 名： 专 业： 电子信息工程 班 级： 学号：指导教师： 导师职称： 年 月 日III一种基于数字PID和单片机的温度控制系统设计摘要本次设计采用proteus仿真软件，以AT89C51单片机做为主控单元,运用PID控制算法，仿真实现了一个恒温控制系统。设计中使用温度传感器DS18B20采集实时温度，使用PID算法控制加热炉仿真模型进行温度控制，总
2、体实现了一个恒温控制仿真系统。系统设计中包含硬件设计和软件设计两部分，硬件设计包含温度控制电路、温度检测电路等主要电路、LED显示电路等部分。软件设计的部分，采用模块化结构，主要的模块有：键盘扫描、按键处理程序、数码管显示程序、继电器控制程序、温度信号处理程序、超温报警程序。关键词：PROTEUS仿真PIDDS18B20温度控制41BasedonPIDandAT89C51emperatureControlSystem'sDesignAbstractThisdesignusesproteussimulationsoftw
3、areandtakesAT89C51asmasterunit,usingPIDcontrolalgorithmtosimulationatemperaturecontrolsystem.TheDesignusestemperaturesensorDS18B20acquisitionreal-timetemperature,theuseofPIDalgorithmcontrolfurnacetemperaturecontrolsimulationmodel,theoverallimplementationofatempe
4、raturecontrolsimulationsystem.TheSystemdesigncontainshardwaredesignandsoftwaredesigntwopartsandtheHardwaredesignincludetemperaturecontrolcircuit,temperaturedetectionandLEDdisplaycircuitandsoon.Partofthesoftwaredesignadoptsmodularstructure.themainmoduleisKeypadsc
5、anning.Keyprocessingprogramdigitalpipedisplayprocedures,relaycontrolprocedures,temperaturesignalprocessingprogramandSupertemperaturealarmingprogram.Keywords：PROTEUSsimulation；DS18B20TemperatureChip；TemperatureControl；41目录摘要IIIAbstractIV第一章绪论11.1课题的来源11.2课题的意义11.
6、3温度控制系统的国内外发展现状3第二章系统总体设计论证及总体设计方案32.1设计要求32.2总体设计方案3第三章系统硬件模块设计63.1系统硬件构成概述63.2各单元总体说明63.3按键单元83.4LED数码管显示单元83.5温度超、低温与异常情况报警单元93.6温度测试单元103.7温度控制器件单元11第四章恒温控制算法研究（PID）134.1PID控制器设计134.2PID算法的流程实现方法与具体程序14第五章软件设计实现185.1系统软件设计概述185.2系统软件各模块介绍及模块构图185.3系统软件程序流程及程
7、序流程图20结论25模拟仿真过程26测试分析29参考文献30致谢32附录A33附录B3441一种基于数字PID和单片机的温度控制系统设计第一章绪论1.1课题的来源在现实情况中，由于环境中温度值的滞后现象严重,惯性很大,且存在很多不确定的因素,所以很难建立精确的数学模型,因此常常导致控制系统的性能不佳,有时还会出现控制不稳定和失控现象。本次设计采用proteus仿真软件，以AT89C51单片机做为主控单元,运用PID控制算法，仿真实现了一个恒温控制系统，可以避免一些不确定的影响因素。传统的继电器温控电路虽然运用起来比较简
8、单,但由于继电器运作频繁,可能会因触点不良而影响正常工作。现今在控制领域，一般使用PID算法进行温度控制,不过PID控制对象的数学参数也是难以建立的,并且当扰动因素不确定时,参数调整会比较麻烦，这依然是普遍存在的技术难题。本设计中的温度采集是用数字温度传感器DS18B20，在其内部集成了A/D转换器，可使电路结构更简单，且减少了温
