电子设计竞赛设计报告书-水温自动控制系统

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1、广西区第二届电子设计竞赛设计报告书设计题目：水温自动控制系统参赛者姓名：所在学院：所在班级：06电本6班竞赛时间：2008年4月20日校电子设计竞赛组委会制二〇〇八年五月摘要本设计以单片机和新型数字传感器为核心组成温度测量及控制系统。本系统采用INTELMCS-51指令系统的ATMEL(爱特梅尔)AT89S52单片机作为控制芯片，完成温度值接收、转换、报警处理；由DALLAS出品的新型的单路串行数字温度传感器DS18B20，完成温度测量、分析、判断阈值、输出功能。通过控制风扇和热得快进行相关操作，使一定空间范围内的温度保持基本恒定。关键词：温度自动控制DS18b20风扇热得快Abst

2、ractThisdesignspreadwithnewarithmeticfiguretosensortoconstitutethetemperaturetomeasureandcontrolforcorewiththemachineofslicesystem.Singlesliceofthesystem'sATMELAT89S52ofINTELMCS-51instructionofadoptionofthissystemmachineconductandactionsMICROARRAY,completethetemperatureworthreceive,conversion,r

3、eporttothepolicetohandle;NewandsingleroadstringproducedbyDALLASlinethearithmeticfiguretemperaturesensorDS18B20,andcompletethetemperaturetomeasure,analysis,judgmenttheworth,outputfunction.Thenthecomputercontrolsanelectricfanoraheatingwiretokeepthetemperaturewithinacertainrange.Keywords:temperatu

4、reautocontrol,DS18b20,fan,heatingwire设计要求设计一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低或升高时实现自动调整，以保持设定的温度基本不变。系统设计具体要求：⑴温度设定范围为40～90℃。⑵环境温度降低时（用电风扇降温）温度控制的静态误差≤1℃。⑶采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。⑷用十进制数码管或LCD显示水的实际温度。1、总体方案设计及论证根据题目的要求，我们提出了以下的两种方案：方案1：此方案是采用传统的二位模拟控制方法，

5、选用模拟电路，用电位器设定给定值，采用上下限比较电路将反馈的温度值与给定的温度值比较后，决定加热或者不加热。由于采用模拟控制方式，系统受环境的影响大，不能实现复杂的控制算法使控制精度做得教高，而且不能用数码显示和键盘设定。方案2：采用单片机AT89C52为核心。采用了温度传感器DS18B20采集温度变化信号。使用单片机具有编程灵活，控制简单的优点，使系统能简单的实现温度的控制及显示，并且通过软件编程能实现各种控制算法使系统还具有控制精度高的特点。比较上述两种方案，方案2明显的改善了方案1的不足及缺点，并具有控制简单、控制温度精度高的特点，因此本设计电路采用方案2。2.3各部分电路方案

6、论证本电路以单片机为基础核心，系统由前向通道模块、后向控制模块、系统主模块及键盘显示摸块等四大模块组成。现将各部分主要元件及电路做以下的论证：（1）、温度采样部分方案1：采用热敏电阻，可满足35℃--95℃的测量范围，但热敏电阻精度、重复性和可靠性都比较差，对于检测精度小于1℃的温度信号是不适用的。方案2：采用温度传感器DS18B20。：DS18B20数字温度计独特的一线接口，只需要一条口线通信  多点能力，简化了分布式温度传感应用  无需外部元件  可用数据总线供电，电压范围为3.0V至5.5V  无需备用电源  测量温度范围为-55°C至+125℃,精度为±0.5°C，其各方面特

7、性都满足此系统的设计要求。经上述比较，方案2明显优于方案1，故选用方案2。（2）、控制电路部分    方案1：采用8031芯片，其内部没有程序存储器，需要进行外部扩展，这给电路增加了复杂度。方案2：本方案的CPU模块采用2051芯片，其内部有2KB单元的程序存储器，不需外部扩展程序存储器。但由于系统用到较多的I/O口，因此此芯片资源不够用。方案3：采用AT89C52单片机，其内部有8KB单元的程序存储器，不需外部扩展程序存储器，而且它的I/O口也足够本次设