[畢業(yè)設(shè)計(jì)]基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目  錄
摘  要…………………………………………………………………………………4
第1節(jié)  課題任務(wù)要求 ……………………………………………………………..5
第2節(jié)  總體方案設(shè)計(jì)  ………………………………………….………………....5
2.1  總體方案確定……………………………………………….…………………..6
  2.1.1  控制方法選擇………………………………...…………………………….6
  2.1.2  系統(tǒng)組成……………………………………………………………………7
  2.1.3  單片機(jī)系統(tǒng)選擇……………………………………………………………7
  2.1.4  溫度控制……………………………..…………………………………….7
  2.1.5  方案選擇…………………………..………………………………………7
第3節(jié)  系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)……………………….……………………………………..8
3.1  系統(tǒng)框圖……………………………………………………………………..8
3.2  程序流程圖…………………………………..……………….……………..12
第4節(jié)  參數(shù)計(jì)算……………………………..………………….………………...16
4.1  系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)…………………………………………….……………………16
 4.1.1  溫度采集及轉(zhuǎn)換………………….……………………..………………….16
4.1.2  傳感器輸出信號(hào)放大…………………..……………………………………17
 4.1.3模數(shù)轉(zhuǎn)換………………………………..…………………………………….18
4.1.4  外圍電路設(shè)計(jì)……………………………….……………………………….19
4.1.5  數(shù)值處理及顯示部分………………………………………………………..19
4.1.6  PID算法介紹………………………………………………...………………19
4.1.7  A/D轉(zhuǎn)換模塊………………………………………………..………………20
4.1.8  控制模塊……………………………………………………..………………21
4.2  系統(tǒng)硬件調(diào)試………………………………………………………………….21
第5節(jié)  CPU軟件抗干擾  ………………………………………….……………..24
5.1  看門狗設(shè)計(jì)………………………………………………………….…………24
第6節(jié)  測(cè)試方法和測(cè)試結(jié)果……………………………………………27
6.1 系統(tǒng)測(cè)試儀器及設(shè)備…………………………………………....……………27
6.2  測(cè)試方法…………………………………………………………..…………27
6.3 測(cè)試結(jié)果………………………………………………………………………27
結(jié)束語    ………………………………….………………....……..29
 參考文獻(xiàn).…………………………………….……….…………………..…30
基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
數(shù)理與信息工程學(xué)院   04電子信息工程1班  李海艷
指導(dǎo)教師：余水寶 
摘要：
本系統(tǒng)以AT89C51，AT89C2051單片機(jī)為核心，主要包括傳感器溫度采集，A/D模/數(shù)轉(zhuǎn)換，按扭操作，單片機(jī)控制，數(shù)碼管數(shù)字顯示等部分。本系統(tǒng)采用PID算法實(shí)現(xiàn)溫度控制功能，通過串行通信完成兩片單片機(jī)信息的交互而實(shí)現(xiàn)溫度設(shè)定、控制和顯示。本設(shè)計(jì)還可以通過串口與上位機(jī)（電腦）連接，實(shí)現(xiàn)電腦控制。系統(tǒng)設(shè)計(jì)有體積小、交互性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)高精度的水溫控制，本單片機(jī)系統(tǒng)采用PID算法控制和PWM脈寬調(diào)制相結(jié)合的技術(shù)，通過控制雙向可控硅改變電爐和電源的接通、斷開，從而改變水溫加熱時(shí)間的方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的控制。本系統(tǒng)由鍵盤顯示和溫度控制兩個(gè)模塊組成，通過模塊間的通信完成溫度設(shè)定、實(shí)溫顯示、水溫升降等功能。具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、程序簡(jiǎn)短、系統(tǒng)可靠性高、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。

第1節(jié)    課題任務(wù)與要求：
1.基本要求
  一升水由1kw的電爐加熱，要求水溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在環(huán)境溫度降低時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整，以保持設(shè)定的溫度基本不變。
2.主要性能指標(biāo)
a. 溫度設(shè)定范圍：30-90℃，最小區(qū)分度為1℃。
b. 控制精度：溫度控制的靜態(tài)誤差≤1℃。
c. 用十進(jìn)制數(shù)碼顯示實(shí)際水溫。
d. 能打印實(shí)測(cè)水溫值。
3.擴(kuò)展功能
a. 具有通信能力，可接受其他數(shù)據(jù)設(shè)備發(fā)來的命令，或?qū)⒔Y(jié)果傳送到其他數(shù)據(jù)設(shè)備。
b. 采用適當(dāng)?shù)目刂品椒▽?shí)現(xiàn)當(dāng)設(shè)定溫度與環(huán)境溫度突變時(shí)，減小系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量。
c. 溫度控制的靜態(tài)誤差≤1℃。
d. 能自動(dòng)顯示水溫隨時(shí)間變化的曲線。