基于單片機水溫控制系統(tǒng)的設計

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1、湖南科技大學課程設計摘要本文介紹了基于AT89S52單片機水溫測量及控制系統(tǒng)的設計。系統(tǒng)硬件部分由單片機電路、溫度采集電路、鍵盤電路、LED顯示電路、繼電器控制電路等組成。軟件從設計思路、軟件系統(tǒng)框圖出發(fā)，逐一分析各模塊程序算法的實現(xiàn)，通過C語言編寫出滿足任務需求的程序。本系統(tǒng)采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20作為溫度傳感器，簡易實用，方便拓展。單片機以此對水的溫度進行有效檢測與報警，并以此進行水溫的控制。基于單片機水溫控制系統(tǒng)采用多電源供電，降低了系統(tǒng)各個模塊間的干擾，還保證了電源能為各部分提供足夠的工作電流，提高系統(tǒng)的可靠性。關鍵詞：水溫控制AT89S52DS18B20i湖南科技大學

2、課程設計目錄摘要i第一章緒論11.1水溫控制系統(tǒng)設計的背景11.2水溫控制系統(tǒng)設計的意義11.3水溫控制系統(tǒng)完成的功能2第二章系統(tǒng)設計方案選擇32.1單片機及水溫控制方案32.2水溫傳感器方案32.3電源設計方案42.4控制系統(tǒng)總體設計4第三章硬件設計部分53.1單片機電路53.2溫度檢測電路93.3其它部分硬件電路13第四章軟件設計部分164.1程序設計方案164.2各模塊子程序設計17第五章系統(tǒng)調(diào)試部分21參考文獻23附錄24iiii湖南科技大學本科生課程設計第一章緒論1.1水溫控制系統(tǒng)設計的背景測量控制的作用是從生產(chǎn)現(xiàn)場中獲取各種參數(shù)，運用科學計算的方法，綜合各種先進技術，使每個生

3、產(chǎn)環(huán)節(jié)都能夠得到有效的控制，不但保證了生產(chǎn)的規(guī)范化、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本，還確保了生產(chǎn)安全。所以，測量控制技術已經(jīng)被廣泛應用于煉油、化工、冶金、電力、電子、輕工和紡織等行業(yè)。單片機以其集成度高、運算速度快、體積小、運行可靠、價格低廉等優(yōu)勢，在過程控制、數(shù)據(jù)采集、機電一體化、智能化儀表、家用電器以及網(wǎng)絡技術等方面得到了廣泛的應用，特別是單片機技術的開發(fā)與應用，標志著計算機發(fā)展史上又一個新的里程碑。作為計算機兩大發(fā)展方向之一的單片機，以面向?qū)ο蟮膶崟r控制為己任，嵌入到如家用電器、汽車、機器人、儀器儀表等設備中，使其智能化。水溫檢測控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、科學研究和人們的生活領域中，得到了廣泛應

4、用。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，很多時候都需要對水溫進行嚴格的監(jiān)控，以使得生產(chǎn)能夠順利的進行，產(chǎn)品的質(zhì)量才能夠得到充分的保證。使用水溫控制系統(tǒng)可以對生產(chǎn)環(huán)境的溫度進行有效控制，保證生產(chǎn)的自動化、智能化能夠順利、安全進行，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。水溫控制系統(tǒng)應用十分廣闊。1.2水溫控制系統(tǒng)設計的意義-22-湖南科技大學本科生課程設計隨著社會的發(fā)展，科技的進步，以及測溫儀器在各個領域的應用，智能化已是現(xiàn)代溫度控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。溫度測試控制系統(tǒng)，控制對象是溫度。溫度控制在日常生活及工業(yè)領域應用相當廣泛，比如溫室、水池、發(fā)酵缸、電源等場所的溫度控制。而以往溫度控制是由人工完成的而且不夠重視，其實在很

5、多場所溫度都需要監(jiān)控以防止發(fā)生意外。針對此問題，本系統(tǒng)設計的目的是實現(xiàn)一種可連續(xù)高精度調(diào)溫的溫度控制系統(tǒng)，它應用廣泛，功能強大，小巧美觀，便于攜帶，是一款既實用又廉價的控制系統(tǒng)。特別是近年來，溫度控制系統(tǒng)已應用到人們生活的各個方面，溫度控制的開發(fā)與人們工作生活息息相關。水是一種我們賴以生存的重要資源，無論是在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還是我們的日常生活處處離不開水。控制水的溫度可以極大提高生產(chǎn)效率，節(jié)約資源，提升我們的生活質(zhì)量。在水資源日益匱乏的今天，擁有并推廣簡易完善的水溫控制系統(tǒng)對于我們社會的可持續(xù)發(fā)展，有著極大的實際意義。1.3水溫控制系統(tǒng)完成的功能本器件以AT89S52單片機系統(tǒng)進行溫度采集與控

6、制溫度信號由模擬溫度傳感器DS18B20采集輸入AT89S52，主控器能對各溫度檢測器通過LED進行顯示。1.3.1本機實現(xiàn)的功能：（1）利用溫度傳感器采集到當前的溫度，通過AT89S52單片機進行控制，最后通過LED數(shù)碼管以串行口傳送數(shù)據(jù)實現(xiàn)溫度顯示。（2）可以通過按鍵任意設定一個恒定的溫度。（3）將水環(huán)境數(shù)據(jù)與所設置的數(shù)據(jù)進行比較，當水溫低于設定值時，開啟加熱設備，進行加熱；當水溫高于設定溫度時，停止加熱，從而實現(xiàn)對水溫的自動控制。（4）當系統(tǒng)出現(xiàn)故障，超出控制溫度范圍時，自動蜂鳴報警。1.3.2基本設計參數(shù)要求有：一升水由800W的電熱設備加熱，要求水溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設定，

7、并能在環(huán)境溫度降低時實現(xiàn)自動調(diào)整，以保持設定的溫度基本不變。（1）溫度測量范圍：30~90℃，最小區(qū)分度不大于0.1℃。（2）控制精度在0.5℃以內(nèi)，溫度控制的靜態(tài)誤差小于1℃。（3）用十進制數(shù)碼管顯示實際水溫。1.3.3擴展功能：（1）具有通信能力，可接收其他數(shù)據(jù)設備發(fā)來的命令，或?qū)⒔Y(jié)果傳送到其他數(shù)據(jù)設備。-22-湖南科技大學本科生課程設計（2）采用適當?shù)目刂品椒▽崿F(xiàn)當設定溫度或環(huán)境溫度突變時，減小系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間和超調(diào)量。（3）溫