水温控制系统－论文

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1、水温控制系统摘要：该水温控制系统采用单片机进行温度实时采集与控制。温度信号由“一线总线”数字化温度传感器DS18B20提供，DS18B20在-10〜+85°C范围内，

2、占

3、有测温分辨率为0.5°C。水温实吋控制采用继电器控制电热丝和风扇进行升温、降温控制。系统具备较高的测量精度和控制精度，能完成升温和降温控制。关键字：AT89C51DS18B20水温控制Abstract:ThiswatertemperaturecontrolsystemusestheSingleChipMicrocomputertocarryontemperaturereal-timegatheringandcontrolin

4、g.DS18B20,digitizedtemperaturesensor,providesthetemperaturesignalbynamainlineH.In-10~+85°Cthescope,DS18B20'sinherentmeasuringaccuracyis0.5°C.Thewatertemperaturereal-timecontrolsystemusestheelectricitynichromewirecarringontemperatureincreiseamentandoperatestheelectricfantorealizethetemperaturedecreas

5、econtrol.Thesystemhasthehighermeasuringaccuracyandthecontrolprecision,italsocancompletetheelevationoftemperatureandthetemperaturedecreasecontrol.1.系统方案选择和论证21.1题目耍求21.1.1基木要求21・1.2发挥部分21.1.3说明21.2系统基本方案21.2.1各模块电路的方案选择及论证21.2.2系统各模块的最终方案52.硬件设计与实现62.1系统破件模块关系62.2主要单元电路的设计62.2.1温度采集部分设计62.2.2加热控制部分82

6、.2.3键盘、显示、控制器部分83.系统软件设计103.1读取DS18B20温度模块子程序103.2数据处理子程序103.3键盘扫描子程序123.4主程序流程图134.系统测试144.1静态温度测试144.2动态温控测輦144.3结果分析14附录1：产品使用说明15附录2：元件清单15附录3：系统硬件原理图16附录4：软件程序清单17参考文献261・系统方案选择和论证1.1题目要求设计并制作一个水温口动控制系统，控制对彖为1L净水，容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内山人丄设定，并能在环境温度降低时实现口动控制，以保持设定的温度基本不变。1.1.1基本要求（1）温度设定范围为40〜90°C,最

7、小区分度为1°C,标定温度W1°C。（2）环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差W1°C。（3）用十进制数码管显示水的实际温度。1.1.2发挥部分（1）采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40°C捉高到60°C）时，减小系统的调节时间和超调量。（2）温度控制的静态谋差W0.2°C。（3）在设定温度发生突变（由40°C提高到60°C）时，自动打印水温随时间变化的

8、11

9、线。1.1.3说明（1）加热器用一千瓦电炉。（2）如果采用单片机控制，允许使用已有的单片机最小系统板。（3）数码显示部分可以使用数码显示模块。（4）测量水温时只耍求在容器内任意设置一个测量点。（5）在设计报告附一篇

10、400字以内的报告摘要。1.2系统基本方案根据题冃要求系统模块分可以划分为：温度测量模块，显示电路模块，加热模块，控制模块，系统的框图如图1.2.1所示。为实现各模块的功能，分别做了儿种不同的设计方案并进行了论证。1.2.1各模块电路的方案选择及论证（1）控制器模块根据题目耍求，控制器主耍用于对温度测量信号的接受和处理、控制电热丝和风扇使控制対象满足设计要求、控制显示电路对温度值实时显示以及控制键盘实现对温度值的设定等。对控制器的选择有以下三种方案：方案一：采用FPGA作为系统控制器。FPGA功能强人，可以实现各种复杂的逻辑功能,规模人，密度丽它将所有器件集成在-•块芯片上，减少了体积，提髙了

11、稳定性，并且可应用EDA软件仿真、调试，易于进行功能扩展。FPGA采用并行的I/O口方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模实时系统控制核心。由温度传感器送来的温度信号，经FPGA程序对其进行处理，控制加热装置动作。但由于本设计对数据处理的速度要求不高，FPGA的高速处理的优势得不到充分体现，并H其成本偏高，引脚较多，硬件电路布线复杂。图1.2.1系统基木模块方框图方案一：采用FPGA作为系统控