基于单片机水温控制系统的设计

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1、湖南科技大学课程设计摘要本文介绍了基于AT89S52单片机水温测量及控制系统的设计。系统硬件部分由单片机电路、温度采集电路、键盘电路、LED显示电路、继电器控制电路等组成。软件从设计思路、软件系统框图出发，逐一分析各模块程序算法的实现，通过C语言编写出满足任务需求的程序。本系统采用数字式温度传感器DS18B20作为温度传感器，简易实用，方便拓展。单片机以此对水的温度进行有效检测与报警，并以此进行水温的控制。基于单片机水温控制系统采用多电源供电，降低了系统各个模块间的干扰，还保证了电源能为各部分提供足够的工作电流，提高系统的可靠性。关键词：水温控制

2、AT89S52DS18B20i湖南科技大学课程设计目录摘要i第一章绪论11.1水温控制系统设计的背景11.2水温控制系统设计的意义11.3水温控制系统完成的功能2第二章系统设计方案选择32.1单片机及水温控制方案32.2水温传感器方案32.3电源设计方案42.4控制系统总体设计4第三章硬件设计部分53.1单片机电路53.2温度检测电路93.3其它部分硬件电路13第四章软件设计部分164.1程序设计方案164.2各模块子程序设计17第五章系统调试部分21参考文献23附录24iiii湖南科技大学本科生课程设计第一章绪论1.1水温控制系统设计的背景测量

3、控制的作用是从生产现场中获取各种参数，运用科学计算的方法，综合各种先进技术，使每个生产环节都能够得到有效的控制，不但保证了生产的规范化、提高产品质量、降低成本，还确保了生产安全。所以，测量控制技术已经被广泛应用于炼油、化工、冶金、电力、电子、轻工和纺织等行业。单片机以其集成度高、运算速度快、体积小、运行可靠、价格低廉等优势，在过程控制、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电器以及网络技术等方面得到了广泛的应用，特别是单片机技术的开发与应用，标志着计算机发展史上又一个新的里程碑。作为计算机两大发展方向之一的单片机，以面向对象的实时控制为己任，嵌入

4、到如家用电器、汽车、机器人、仪器仪表等设备中，使其智能化。水温检测控制系统在工业生产、科学研究和人们的生活领域中，得到了广泛应用。在工业生产过程中，很多时候都需要对水温进行严格的监控，以使得生产能够顺利的进行，产品的质量才能够得到充分的保证。使用水温控制系统可以对生产环境的温度进行有效控制，保证生产的自动化、智能化能够顺利、安全进行，从而提高企业的生产效率。水温控制系统应用十分广阔。1.2水温控制系统设计的意义-22-湖南科技大学本科生课程设计随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。温度

5、测试控制系统，控制对象是温度。温度控制在日常生活及工业领域应用相当广泛，比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度控制。而以往温度控制是由人工完成的而且不够重视，其实在很多场所温度都需要监控以防止发生意外。针对此问题，本系统设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度控制系统，它应用广泛，功能强大，小巧美观，便于携带，是一款既实用又廉价的控制系统。特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，温度控制的开发与人们工作生活息息相关。水是一种我们赖以生存的重要资源，无论是在工农业生产还是我们的日常生活处处离不开水。控制水的温度可以极大提高生产效率

6、，节约资源，提升我们的生活质量。在水资源日益匮乏的今天，拥有并推广简易完善的水温控制系统对于我们社会的可持续发展，有着极大的实际意义。1.3水温控制系统完成的功能本器件以AT89S52单片机系统进行温度采集与控制温度信号由模拟温度传感器DS18B20采集输入AT89S52，主控器能对各温度检测器通过LED进行显示。1.3.1本机实现的功能：（1）利用温度传感器采集到当前的温度，通过AT89S52单片机进行控制，最后通过LED数码管以串行口传送数据实现温度显示。（2）可以通过按键任意设定一个恒定的温度。（3）将水环境数据与所设置的数据进行比较，当水

7、温低于设定值时，开启加热设备，进行加热；当水温高于设定温度时，停止加热，从而实现对水温的自动控制。（4）当系统出现故障，超出控制温度范围时，自动蜂鸣报警。1.3.2基本设计参数要求有：一升水由800W的电热设备加热，要求水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动调整，以保持设定的温度基本不变。（1）温度测量范围：30~90℃，最小区分度不大于0.1℃。（2）控制精度在0.5℃以内，温度控制的静态误差小于1℃。（3）用十进制数码管显示实际水温。1.3.3扩展功能：（1）具有通信能力，可接收其他数据设备发来的命令，或将结果传送到其他

8、数据设备。-22-湖南科技大学本科生课程设计（2）采用适当的控制方法实现当设定温度或环境温度突变时，减小系统的调节时间和超调量。（3）温