基于模糊控制的恒温水槽设计

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1、本科毕业论文（设计）论文题目：基于模糊控制的恒温水槽设计学生姓名：所在院系：所学专业：应用电子技术教育导师姓名：完成时间：摘要本设计采用DS18B20检测水槽的环境温度，通过按键设定温度。由LCD1602显示，采用PID算法进行恒温的控制与处理，采用IRF644大功率驱动电路对电热丝进行加热。在温度控制部分，使用单片机输出的弱电信号去控制强电的方式。关键词：按键输入，AT89C51，DS18B20,，PID算法ConstanttemperaturetankdesignbasedonfuzzycontrolAbstractMeasurethea

2、mbienttemperaturesinksbyDS18B20,temperaturedataacquisitionanddetection,usethekeyasaninputtoachievetemperaturesetting.RealizedbyLCD1602showedthatusingPIDalgorithmfortemperaturecontrolandtreatment,usingIRF644drivingcircuitofhighpowerheatingtheheatingwire.Temperaturecontrolpar

3、ts,usingweakelectricalsignalsofthemicrocontrolleroutputstocontrolstrongmanner.Keywords:Keyinput，AT89C51，Ds18b20，PIDalgorithm1目录1绪论11.1课题背景11.2国内外恒温控制技术发展现状及趋势11.2.1国外恒温控制技术发展现状及趋势11.2.2国内恒温控制技术发展现状及趋势21.3设计任务21.3.1设计目的21.3.2系统设计技术指标31.3.3系统功能32恒温控制总体方案设计32.1系统方案选择与论证32.2恒温控

4、制系统工作原理53恒温控制的硬件设计53.1AT89C51单片机简介53.1.1AT89C51的功能描述53.1.2晶振电路与复位电路的设计63.2温度采集模块73.2.1DS18B20的特点73.2.2DS18B20的优势73.2.3温度传感器DS18B20的测温电路83.3DS18B20与单片机的接口电路93.4LCD1602显示93.4.1LCD1602的工作原理93.4.2温度显示电路103.5按键输入电路103.6PWM波控制113.7温度控制电路图114恒温控制系统软件设计124.1工作流程124.2程序模块134.2.1主程序1

5、34.2.2温度传感器驱动子程序1314.2.3键盘扫描处理程序144.2.4温度控制程序154.2.5温度显示子程序174.3软件调试18总结18致谢19参考文献20附录系统总电路图211绪论1.1课题背景1965年美国自动控制理论专家LAZADEH首次提出了模糊集合，1974年英国EHMAMDANI首次将模糊控制应用于锅炉和蒸汽机的自动控制，随着社会的发展和科技的进步，模糊控制领域得到非常广泛的应用，特别是在温度控制领域，自动控制器的综合设计需要建立在通过偏差来控制被控对象的数学模型的基础上，但是在实际中，影响系统的因素有很多，很难找到比

6、较理想的数学模型，因此，就自然而然的产生模糊控制的算法，不需建立模糊控制的模型。更方便和快捷的实现需要的功能。如在生活中对水壶进行加热，一般直接加热到100℃，然后停止，等到水温慢慢降低，水壶得到指示然后循环加热等等，由我们息息相关的生活到工业我们都离不开温度控制。随着科技的发展，恒温越来越走近我们的生活和用于工业的生产领域，并且大大的推进了我国恒温技术在国际上的进步。恒温控制系统被广泛应用于加热炉、热处理炉、反应炉等等。本设计中介绍如何应用单片机实现较理想的恒温控制效果。采用一种可编程的数字温度传感器（DS18B20),不需要将传感器发送到

7、变送器再发送给A/D转换电路，直接与单片机连接完成温度采集，实现方便，而且精度可以达到0.3℃。采用AT89C51实现温度控制不仅简单、灵活，最重要的是可以大幅度的提高被控对象的温度技术指标，以下对恒温控制系统进行简单介绍。1.2国内外恒温控制技术发展现状及趋势随着科技的发展，恒温控制系统已在生产领域中得到广范的应用，并创造了非常好的经济效益，我们还需要根据具体的情况来设计系统的结构和实现的功能，以便取得最佳的控制效果。1.2.1国外恒温控制技术发展现状及趋势目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度智能化、小型化等方面快速发展。尽管我国的温度

8、控制系统也使用于各个领域和大量投入到工业的生产，但是国内的温度控制系统相对于国外的技术水平还相当的落后，在工业制造过程中，对于温度控制特别是恒定的温度值，国外做出来