洗浴场水温控制系统设计.doc

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1、目录摘要..................................................................................................................................................ⅠABSTRACT.............................................................................................

2、.............................................Ⅱ第一章绪论11.1课题研究的背景与意义11.2国内外研究概况和发展趋势11.2.1温度传感器研究概况和发展趋势11.2.2温度控制系统研究概况和发展趋势11.3研究内容2第二章硬件电路设计32.1芯片介绍32.2硬件电路总体设计72.3温度信号输入电路设计82.4电源模块设计82.5键盘/显示电路设计102.5控制量输出电路设计12第三章软件系统设计143.1单片机主程序143.2键盘处理子程序143.3显示

3、子程序153.4DS18B20相关程序163.4.1DS18B20初始化程序163.4.2DS1820读写程序16总结与展望19致谢20参考文献21附录I部分程序代码22附录Ⅱ系统原理电路图29第一章绪论1.1课题研究的背景与意义目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹，同时，随着“信息时代”的到来，传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。因此，了解并掌握单片机及各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。在人类的生活

4、环境中，温度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，无时无刻不在与温度打着交道。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，可以说几乎％80的工业部门都不得不考虑着温度的因素。温度对于工业如此重要，由此推进了温度检测与控制系统的发展。基于温度检测的普遍要求，本文以80C51单片机为核心，研究和设计了数字化的水温控制系统。1.2国内外研究概况和发展趋势1.2.1温度传感器研究概况和发展趋势现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。传感器属于信息技

5、术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。我国传感器行业虽起步较早，但直到１９８６年“七五”开始才正式将传感器技术列入国家重点攻关项目，展开以机械敏、力敏、气敏、温敏、生物敏为主的５大敏研究。经过十几年的发展，现已形成了一定规模的产业格局，其特点有:⑴厂商多，上规模的企业少；(2)地区发展不平衡；(3)品种多，档次不高；(4)生产研发以大学和研究所为依托，专业公司少。1.2.2温度控制系统研究概况和发展趋势⑴PID控制PID控制即比例、积分

6、、微分控制。PID算法根据比例、积分、微分系数计算出合适的输出控制参数，利用修改控制变量误差的方法实现闭环控制，使控制过程连续，是很普通的调节方法。其缺点是现场参数整定麻烦，外界干扰会使控制漂离最佳状态。⑵神经网络控制人工神经网络以其高度的非线性映射，自组织，自学习和联想记忆等功能，可对复杂的非线性系统建模。在温控系统中，将温度的影响因素如天气、气温、外加电压、被加热物体性质以及被加热物体温度等作为网络的输入，将其输出作为PID控制器的参数，以实验数据作为样本，在微机上反复迭代，随实验与研究的进行与

7、深入，自我完善与修正，直至系统收敛，得到网络权值，达到自整定PID控制器参数的目的。⑶模糊控制模糊控制是基于模糊逻辑的用于描述一个过程的控制算法，它适用于控制不易取得精确数学模型和数学模型不确定或经常变化的对象。模糊温控的实现过程：⑴将温控对象的偏差和偏差变化率以及输出量划分为不同的模糊值，建立规则。⑵根据控制查询表，形成模糊算法。⑶对温度误差采样的精确量模糊化，经过数学处理输入计算机中，计算机根据模糊规则推理做出模糊决策，求出相应的控制量，并转换成精确量去驱动执行机构，达到调节温度的目的。⑷模糊控

8、制与PID结合（fussy-PID）PID本质是线性控制，而模糊控制具有智能性，属于非线性领域，因此，将模糊控制与PID结合将具备两者的优点。即用过程的运行状态（温度偏差及温度变化率）确定PID控制器参数，用PID控制率确定控制作用.主要的问题是合理地获得PID参数的模糊校正规则。其实质是一种以模糊规则调节“PID参数”的自适应控制，即在一般PID控制系统基础上，加上一个模糊控制规则环节。⑸模糊控制与神经网络结合温控系统由于被控过程常常具有严重的非线性和时变性以及种类