目录
摘要………………………………………………………………………………………………….2
1. 方案论证…………………………………………………………………………………………3
钻机导管1.1 题目解析……………………………………………………………………………………..3
1.2 各种方案比较与选择………………………………………………………………………..3
2. 系统硬件设计……………………………………………………………………………………4
2.1 系统的总体设计……………………………………………………………………………..4
2.2 单元电路设计………………………………………………………………………………..4
2.21温度采集模块………………………………………………………………………….4 2.22单片机控制模块……………………………………………………………………….5
2.23键盘输入……………………………………………………………………………….5
2.24液晶显示模块………………………………………………………………………….5
2.25控制模块……………………………………………………………………………….6
2.3 发挥部分设计与实现………………………………………………………………………6 2.31报警模块……………………………………………………………………………….7
3. 系统软件设计……………………………………………………………………………………8
3.1程序总体设计………………………………………………………………………………..8
4. 测试结果及其分析………………………………………………………………………………8
附录一………………………………………………………………………………...…………….10
附录二………………………………………………………………………..……………………..10
摘要
此温度自动控制系统可以实现手动设定的标准温度和实测温度进行比较以实现自动控制温度的调节。该系统利用STC89C52单片机作为主控芯片，采用数字式温度传感器DS18B20测量所需的温度，温度精度可达±0.5 ℃。显示部分采用12864液晶显示模块，可以形象的显示测得的温度以及温度的变化曲线。此系统包括温度采集模块、键盘输入模块、单片机主控模块、报警模块、液晶显示模块、控制模块、加热器、制冷器。本系统通过串行通信实现温度设定、控制和显示，有体积小、交互性强等优点。为了实现高精度的水温控制，本单片机系统采用PID算法控制和PWM脉宽调制相结合的技术，通过控制加热棒、半导体制冷片和电源的接通、断开，从而改变水温加热或制冷时间的方法来实现对水温的控制。
关键词：发货系统STC89C52 DS18B20 温度自动控制
1. 方案论证
1.1 题目解析
根据命题要求设计制作一个水温自动控制系统，水温可以在10℃—70℃量程范围内实现人工设定，并且在环境温度降低或升高时实现自动控制，。
主要性能指标有：（1）可键盘设定控制温度值，并能用液晶显示，显示最小区分度为0.1℃；（2）可以测量并显示水的实际温度。温度测量误差在±0.5 ℃内；（3）水温控制系统应具有全量程（10℃—70℃）内的升温、降温功能（降温可用半导体制冷片、升温用800W以内的电加热器）；（4）在全量程内任意设定一个温度值（例如起始温度±15℃内），控制系统可以实现该给定温度的恒值自动控制。控制的最大动态误差≤±4℃，静态误差≤±1℃，系统达到稳态的时间≤15min（最少两个波动周期）。
1.2 各种方案比较与选择重新随机进程
方案一：温度信息由模拟温度传感器AD590转换成毫伏级别的电压信号，经过信号放大电路爆闪灯管LM324将弱电压信号放大到单片机可以处理的范围内，然后再输入到模数转换器ADC0809中，转换成数字信号输入到单片机中，在单片机中对信号进行处理。将处理结果输入给控制电路，控制加热或制冷，输给液晶显示电路，显示测量的温度以及温度的变化。方案一系统原理框图如图一所示。
图一 方案一系统框图
pvc文件袋 方案二：温度信息由数字温度传感器18B20感知并通过串行通信传递给单片机，单片机点接收到的信息处理，与按键输入信息进行比较，进行PID运算，然后将信息输给液晶显
示电路，让12864显示出来。输给控制电路，控制加热或制冷器工作，从而完成对水温的各项控制工作。方案二系统原理框图如图二所示。
图二 方法二系统框图
比较两个方案，可以发现两者最大的不同在于方案一选用模拟温度传感器，而方案二选用数字温度传感器。从对硬件的要求来看，方案一不仅需要放大电路还需要模数转换电路，所以方案一对硬件要求比较高。而方案二可以实现传感器与单片机的直接通信，中间不需要任何硬件电路，所以方案二对硬件要求较低。从经济角度考虑，模拟温度传感器AD590价格要比数字温度传感器18B20电热淋浴器高很多。从系统稳定性方面考虑，模拟温度传感器受周围环境影响较大，18B20的抗干扰能力较强。所以综合以上几个方面我们在本次设计中选用方案二。
2. 系统硬件设计
2.1 系统的总体设计
按照系统的实际功能要求，此次水温控制系统的设计，采用单片机软件系统实现，用单片机的程序控制配合按键控制来实现温度的检测、存储、比较、显示、升降等控制动作。
本系统包括温度采集模块、键盘输入模块、单片机主控模块、报警模块、液晶显示模块、控制模块、加热器、制冷器、散热器。
系统总体框图如图三所示。
图三 系统总体框图
由于水温控制系统的控制对象具有热存储能力大，惯性也比较大的特点。谁在容器中流动或热量传递都存在一定的阻力，因而可以归于具有纯滞后的一阶大惯性环节。一般来说，热过程大多具有较大的滞后，它对于任何信号的响应都会推迟一段时间，使输出与输入之间产生相移。对于这样一些存在大的滞后特性的过度过程控制，本设计采用比例积分加微分控制（PID控制）。比例积分加微分控制的特点是微分的作用是使控制器的输出与偏差变化的速度成正比，它对克服对象的容量滞后有显著的效果。加上微分的作用使稳定性提高。再加上积分作用，可以消除余差。因此，PID控制适应于负荷变化大、容量滞后大、控制品质要求很高的控制系统。
