课程设计(温度控制)
基于pld恒温温度控制课程设计
基于pld恒温温度控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLD（可编程逻辑器件）的基本原理及其在恒温温度控制中的应用。
2. 学生能够掌握温度传感器的工作原理及其与PLD的接口技术。
3. 学生能够描述恒温控制系统的工作流程，并解释相关的物理概念，如反馈、调节等。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识设计简单的PLD恒温温度控制程序。
2. 学生能够通过实验操作，验证PLD恒温控制系统的有效性。
3. 学生能够使用相关的软件工具，如仿真软件，进行PLD程序的编写和调试。
情感态度价值观目标：1. 学生通过实践操作，培养对工程技术的兴趣，增强解决问题的自信心。
2. 学生在学习过程中发展团队合作精神，认识到合作对于解决问题的重要性。
3. 学生通过了解恒温温度控制在现实生活中的应用，认识到科技对社会发展的贡献，激发其社会责任感。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，结合理论与实验操作，旨在提高学生的动手能力和实际应用能力。
学生特点：学生应为具有一定电子信息技术基础知识的初中或高中年级学生，对电子设备和编程有一定的好奇心和探索欲。
教学要求：教学内容应联系实际，注重理论与实践的结合，强调学生的主体参与和实际操作，确保学生能够将所学知识应用于实际问题的解决中。
通过具体的学习成果的分解，使学生在完成课程后能够达到预定的知识、技能和情感态度价值观目标。
二、教学内容1. PLD基础知识介绍：包括PLD的定义、分类、基本结构和工作原理，重点讲解其在温度控制中的应用。
教材章节：第一章 PLD基本原理2. 温度传感器原理及其与PLD的接口技术：介绍温度传感器的类型、工作原理以及与PLD的连接方法。
教材章节：第二章 温度传感器及其接口技术3. 恒温控制系统设计：讲解恒温控制系统的组成、工作原理，分析反馈调节在恒温控制中的应用。
教材章节：第三章 恒温控制系统设计与实现4. PLD程序设计与调试：学习如何使用仿真软件进行PLD程序设计，掌握程序的编写、下载和调试方法。
教学设计温控器标准
教学设计温控器标准针对教学设计中使用温控器的需要，制定一套标准来指导教师们进行温控器的教学设计。
这样的标准将有助于教学中的规范化和提高教学效果。
本文将就教学设计温控器的标准进行详细阐述。
一、教学目标：在教学设计温控器的过程中，首先要明确教学目标。
教学目标可以包括学生对温控器构造、原理和使用方法的理解与掌握，培养学生的动手能力和实践操作能力等。
二、教学内容：根据教学目标，确定相应的教学内容。
涉及到温控器的教学内容可以包括温度控制理论、温控器的工作原理、温控器的结构和应用案例等。
同时，还应该通过实践操作来帮助学生加深对温控器的理解，例如使用电路连接和温度调节实验等。
三、教学方法：在教学过程中，使用合适的教学方法是至关重要的。
教师可以采用讲授、讨论、实验操作等多种方法来教授温控器的知识。
在讲授环节中，应注意用简单明了的语言来解释温控器的原理和应用，使学生易于理解。
在实验操作环节中，教师可以设置一定的实验任务，引导学生进行实践操作，培养他们的动手能力和解决问题的能力。
四、教学资源：为了有效地进行温控器的教学设计，教师应该准备相应的教学资源。
这些资源可以包括教材、实验器材、教学软件和教学视频等。
教师需要根据具体的教学内容和教学目标来选择合适的资源，确保教学的顺利进行。
五、教学评估：在教学设计完成后，教师需要对学生进行评估和考核，以了解他们对温控器知识的理解和掌握程度。
评估可以包括笔试、实验报告、小组讨论等形式，以全面地考察学生的学习情况。
同时，教师还可以针对评估结果对教学进行调整和改进。
六、教学安全：在进行温控器的教学设计时，教师需要重视教学安全。
温控器涉及到电路和电源的使用，如果操作不当可能导致电流过大或短路等安全问题。
教师需要告知学生正确的操作方法和注意事项，确保教学过程中的安全。
教学设计温控器的标准可以为教师们提供一种指导和参考，使他们在教学过程中更加有针对性和高效。
通过遵循这些标准，教师们能够更好地安排教学内容、选择教学方法、准备教学资源，并对学生的学习进行评估和安全管理。
课程设计说明书 温度控制系统的设计与实现
课程设计说明书课程设计说明书题目：温度控制系统的设计与实现摘要温度控制系统是一种典型的过程控制系统，在工业生产中具有极其广泛的应用。
温度控制系统的对象存在滞后，它对阶跃信号的响应会推迟一些时间，对自动控制产生不利的影响，因此对温度准确的测量和有效的控制是此类工业控制系统中的重要指标。
温度是一个重要的物理量，也是工业生产过程中的主要工艺参数之一，物体的许多性质和特性都与温度有关，很多重要的过程只有在一定温度范围内才能有效的进行，因此，对温度的精确测量和可靠控制，在工业生产和科学研究中就具有很重要的意义。
本文阐述了过程控制系统的概念，介绍了一种温度控制系统建模与控制，以电热水壶为被控对象，通过实验的方法建立温度控制系统的数学模型，采用了PID算法进行系统的设计，达到了比较好的控制目的。
关键词：温度控制；建模；自动控制；过程控制；PIDAbstractIn industrial production with extremely extensive application, temperature control system is a typical process control system.Temperature control system has the larger inertia. It is the response signal to step off some of time.And it produces the adverse effect to the temperature measurement. The control system is the important industrial control index. Temperature is an important parameters in the process of industrial production. Also it is one of the main parameters of objects, many properties and characteristics of temperature, many important process only under certain temperature range can efficiently work. Therefore, the precise measurement of temperature control, reliable industrial production and scientific research has very important significance.This paper discusses the concept of process control system and introduces a kind of temperature control system .The electric kettle is the controlled object, PID algorithm is used for system design,through experience method to get the model of temperature control system and we can get the controlied response well.Keywords：Temperature control; Mathematical modeling; Automatic control;Process control; PID目录第一章概述 .......................................... 错误！未定义书签。
课程设计报告空调温度控制系统设计Word
课程设计课程设计名称：空调温度控制系统设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：课程设计地点：课程设计时间： 2008.12.29-01.04计算机控制技术课程设计任务书摘要近几年，随着人民生活水平的逐步提高，居住条件也越来越宽敞；另一方面，环境保护运动的蓬勃发展，也要求进一步提高制冷和空调系统的利用率。
此外，人们对舒适的生活品质与环境愈来愈重视，要求也愈来愈高，不仅对室内温、湿度提出了较高的要求，也希望室内环境趋于自然环境。
综观空调器的发展过程，有三个主要的发展阶段：(1)从异步电机的定频控制发展到变频控制。
(2)从异步电机变频控制发展到无刷直流电机的变频控制。
(3)控制方法从简单的开关控制向智能控制转变。
随着对变频空调器研究的日渐深入，控制目标逐渐从单一的室温控制向温湿度控制、舒适度控制转移;控制方法从简单的开关控制向PID控制、神经网络控制、专家系统控制等智能控制方向发展。
由于神经网络控制和专家系统控制实现难度较大而且效果不一定很理想，因此本设计采用PID控制算法。
本设计从硬件和软件两方面完成了空调的温度控制系统，主要是以PIC系列单片机为核心的控制系统设计，采用PID控制算法，即通过A/D转换器将温度传感器采集来的温度数据送入单片机，单片机将采集的数据与设定温度相比较决定压缩机的工作状态，单片机通过对制冷压缩机的控制，调节压缩机的转速，实现了空调的制冷。
空调的硬件电路只是起到支持作用，因为作为自动化控制的大部分功能，只能采取软件程序来实现，而且软件程序的优点是显而易见的。
它既经济又灵活方便，而且易于模块化和标准化。
同时，软件程序所占用的空间和时间相对来说比硬件电路的开销要小得多。
同时，与硬件不同，软件有不致磨损、复制容易、易于更新或改造等特点，但由于它所要处理的问题往往远较硬件复杂，因而软件的设计、开发、调试及维护往往要花费巨大的经历及时间。
对比软件和硬件的优缺点，本设计采用软硬件结合的办法设计。
温度控制系统设计-课程设计
电阻炉温度控制系统1系统的描述与分析1.1系统的介绍该系统的被控对象为电炉，采用热阻丝加热，利用大功率可控硅控制器控制热阻丝两端所加的电压大小，来改变流经热阻丝的电流，从而改变电炉炉内的温度。
可控硅控制器输入为0~5伏时对应电炉温度0~500℃，温度传感器测量值对应也为0~5伏，对象的特性为带有纯滞后环节的一阶惯性系统，这里惯性时间常数取T1＝30秒，滞后时间常数取τ＝10秒。
该系统利用单片机可以方便地实现对PID参数的选择与设定，实现工业过程中PID控制。
它采用温度传感器热电偶将检测到的实际炉温进行A/D转换，再送入计算机中，与设定值进行比较，得出偏差。
对此偏差按PID规律进行调整，得出对应的控制量来控制驱动电路，调节电炉的加热功率，从而实现对炉温的控制。
利用单片机实现温度智能控制，能自动完成数据采集、处理、转换、并进行PID控制和键盘终端处理（各参数数值的修正）及显示。
在设计中应该注意，采样周期不能太短，否则会使调节过程过于频繁，这样，不但执行机构不能反应，而且计算机的利用率也大为降低；采样周期不能太长，否则会使干扰无法及时消除，使调节品质下降。
1.2技术指标设计一个基于闭环直接数字控制算法的电阻炉温度控制系统具体化技术指标如下：1.电阻炉温度控制在0~500℃；2. 加热过程中恒温控制，误差为±2℃；3. LED实时显示系统温度，用键盘输入温度，精度为1℃；4. 采用直接数字控制算法，要求误差小，平稳性好；5. 温度超出预置温度±5℃时发出报警。
2方案的比较和确定方案一系统采用8031作为系统的微处理器。
温度信号由热电偶检测后转换为电信号经过预处理（放大）送到A/D转换器，转换后的数字信号再送到8031内部进行判断或计算。
从而输出的控制信号来控制锅炉是否加热。
但对于8031来说，其内部只有128个字节的RAM，没有程序存储器，并且系统的程序很多，要完成键盘、显示等功能就必须对8031进行存储器扩展和I/O口扩展，并且需要容量较大的程序存储器，外扩时占用的I/O口较多，使系统的设计复杂化。
计算机控制课程设计温度控制系统的设计与实现
课程设计说明书题目：温度控制系统的设计与实现学生姓名：学院：电力学院系别：自动化专业：自动化班级：指导教师：二〇一年一月十四日内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书课程名称：计算机控制系统课程设计学院：电力学院班级：自动化07-3班学生姓名：石鑫学号：指导教师：刘磊李志明摘要温度控制系统是一种典型的过程控制系统，在工业生产中具有极其广泛的应用。
温度控制系统的对象存在滞后，它对阶跃信号的响应会推迟一些时间，对自动控制产生不利的影响，因此对温度准确的测量和有效的控制是此类工业控制系统中的重要指标。
温度是一个重要的物理量，也是工业生产过程中的主要工艺参数之一，物体的许多性质和特性都与温度有关，很多重要的过程只有在一定温度范围内才能有效的进行，因此，对温度的精确测量和可靠控制，在工业生产和科学研究中就具有很重要的意义。
本文阐述了过程控制系统的概念，介绍了一种温度控制系统建模与控制，以电热水壶为被控对象，通过实验的方法建立温度控制系统的数学模型，采用了PID算法进行系统的设计，达到了比较好的控制目的。
关键词：温度控制；建模；自动控制；过程控制；PIDAbstractIn industrial production with extremely extensive application, temperature control system is a typical process control system.Temperature control system has the larger inertia. It is the response signal to step off some of time.And it produces the adverse effect to the temperature measurement. The control system is the important industrial control index. Temperature is an important parameters in the process of industrial production. Also it is one of the main parameters of objects, many properties and characteristics of temperature, many important process only under certain temperature range can efficiently work. Therefore, the precise measurement of temperature control, reliable industrial production and scientific research has very important significance.This paper discusses the concept of process control system and introduces a kind of temperature control system .The electric kettle is the controlled object, PID algorithm is used for system design,through experience method to get the model of temperature control system and we can get the controlied response well.Keywords：Temperature control; Mathematical modeling; Automatic control;Process control; PID目录第一章概述..........................................................................................................................................1.1 题目背景及应用意义...........................................................................................................1.2 本文内容及工作安排 (1)第二章系统组成及被控对象分析（被控对象数学建模） (3)2.1 系统组成 (3)2.1 被控对象分析（被控对象数学建模） (5)第三章控制策略设计及仿真研究 (11)3.1 控制策略设计 (11)3.2 仿真研究 (15)第四章控制策略实现 (18)4.1 组态环境下控制策略编程实现 (18)4.2 力控软件 (18)4.3 运行结果分析 (20)第五章总结 (22)参考文献 (23)第一章概述1．1 题目背景及应用意义在近四十年的时间里，电子计算机的发展经历了从电子管、晶体管、中小规模集成电路到大规模集成电路这样四个阶段，尤其是随着半导体集成技术的飞跃发展，七十年代初诞生了一代新型的电子计算机——微型计算机，使得计算机应用日益广泛；目前，计算机应用已渗透到各行各业，达到了前所未有的普及程度。
温度控制系统课程设计
温度控制系统课程设计一、引言温度控制系统是一种常见的自动化控制系统，广泛应用于工业生产、农业生产、医疗保健等领域。
本课程设计旨在通过设计一个基于单片机的温度控制系统，让学生了解自动化控制系统的基本原理和实现方法。
二、设计目标本课程设计的主要目标是设计一个基于单片机的温度控制系统，具体包括以下方面：1. 实现温度测量功能：通过传感器获取环境温度，并将数据转换为数字信号，供单片机处理。
2. 实现温度调节功能：根据设定温度和当前环境温度，通过单片机输出PWM信号调节加热器功率，从而实现对环境温度的调节。
3. 实现显示功能：将当前环境温度和设定温度以数字形式显示在LCD 屏幕上。
4. 实现报警功能：当环境温度超过设定范围时，通过蜂鸣器发出警报提示操作者。
三、硬件系统设计1. 硬件平台选择本课程设计采用STM32F103C8T6单片机作为控制核心，具有较高的性价比和丰富的外设资源，适合用于中小规模的自动化控制系统。
2. 温度传感器选择本课程设计采用DS18B20数字温度传感器，具有精度高、响应速度快、可靠性强等优点，适合用于工业自动化控制系统。
3. LCD显示屏选择本课程设计采用1602A型液晶显示屏，具有低功耗、易于控制等优点，适合用于小型自动化控制系统。
4. 其他外设选择本课程设计还需要使用继电器、蜂鸣器、电阻等外设实现各项功能。
四、软件系统设计1. 系统架构设计本课程设计采用分层结构设计，将整个软件系统分为数据采集层、控制层和用户界面层三个部分。
其中数据采集层负责获取环境温度数据；控制层根据设定温度和当前环境温度输出PWM信号调节加热器功率；用户界面层负责显示当前环境温度和设定温度，并实现报警功能。
2. 数据采集层设计数据采集层主要负责获取环境温度数据，并将其转换为数字信号供单片机处理。
本课程设计采用DS18B20数字温度传感器实现温度测量功能，具体实现步骤如下：（1）初始化DS18B20传感器。
（2）发送读取温度命令。
温度控制系统(课程设计)
长安大学《单片机原理及接口技术》课程设计（简易温度控制系统）专业：电气工程及其自动化学号： 2804060132姓名：任晴利指导老师：段晨东时间： 2008.12.22～2009.01.03目录目录。
题目。
摘要。
需求分析。
方案比较。
硬件设计。
硬件电路设计。
总体电路设计。
软件设计。
调试及结果分析。
附录1 电路程序。
附录2 电路总图。
题目：简易温度控制系统一．任务设计并制作一个简易的单片机温度自动控制系统（见图一）。
控制对象为自定。
图一 恒温箱控制系统二．要求设计要求如下（1）温度设定范围为40℃～90℃，最小区分度为1℃（2）用十进制数码显示实际温度。
（3）被控对象温度采用发光二极管以光柱形式和数码形式显示。
（4）温度控制的静态误差≤2℃。
扩充功能：控制温度可以在一定范围内设定，并能实现自动调整，以保持设定的温度基本保持不变（测量温度时只要求在现场任意设置一个检测点）。
恒温箱 执行器 可编程 控制器 显示器 变送器 设置键盘 电源 220V AC 温度传感器摘要本系统以A T89S52单片机芯片为核心，组成温度测量和控制系统，采用DS18B20数字温度传感器对温度进行实时采样，并将测量结果用数码管实显示，可以运用键盘按钮对温度进行设定，并且驱动加热器或制冷器将温度调整到设定温度，其功能完善，人机界面良好，可靠性高，AbstractThe system to single-chip AT89S52 chip as the core, the composition of the control of temperature control system of the adoption of digital temperature sensor DS18B20 temperature sampling, real-time display with digital temperature control, you can use the keyboard for temperature regulation, the use of heater and cooler temperature adjustments to improve its functions, a good man-machine interface, high reliability一、需求分析根据题目的具体要求，经过阅读思考，可对题目的具体任务、功能、技术指标等作如下分析。
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2020/4/20
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课程设计说明书（手写）
1.设计任务、原理、步骤； 2.硬件原理图； 3.内存分配表、测量温度与A/D对应表等； 4.每个模块程序的详细流程图； 5.程序清单（每组一份供答辩用）； 6.设计心得体会。
2020/4/20
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系统的组成及控制原理
课程设计
单片机温度控制
2020/4/20
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时间安排及注意事项：
1.设计时间为一周。半天脱机编程，半天联机 调试。周五每人提交一份课程设计说明书，同 时答辩。
2.设计调试时严格按照实验操作步骤调试，不 得随意更换设备，不得随意删改计算机设置， 严禁玩游戏及操作与设计无关内容。
3.每组二人，分工协作完成任务。 4.保持室内卫生、整洁，做完整理好再离开。
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设计说明
4.周波控制法：
实现温度控制。以某一时间间隔（例如200ms）为1个控 制周期Tc，调整每个控制周期中加到固态继电器输入端 的控制信号uc的宽度tp，即可改变加到电热丝上的电压 uo和平均功率。
2020/4/20
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模块流程
(1)显示子程序模块
采用动态显示方式，即一位一位地轮流点亮（扫描）6位 显示器。
• 显示译码：程序存储器中建立字形码常数表，查表得出对应数据 和字符的字形码。
• 输出显示：输出字形码到显示端口。
2.字位口表（从高位起）
位置 G5 G4 G3 G2 G1 G0
数值 20H 10H 08H 04H 02H 01H
3.键盘显示原理图
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有的行线和列线都断开，行线都为高电平。当键盘上某 一键闭合时，则该键所对应的行线和列线都短路。 CPU逐行逐列地检查键盘的状态，可判断键盘上有无键 闭合。CPU对键盘上闭合键的键号确定，可根据行线和 列线的状态计算求得，也可以根据行线和列线的状态查 表求得。
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2020/4/20
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设计任务
编制和调试单片机温度控制程序。 要求通过键盘设定温度给定值，使铝块
温度保持在该温度的± 1℃范围内。 温度给定值（28℃ －40℃ ）
2020/4/20
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成绩评定
课程设计的成绩评定依据： 1.出勤、设计过程、设计说明书； 2.温控的实际效果； 3.口试答辩情况综合评定。
3.编制单片机温控程序，在PC机上编译后，经 串行口下载到单片机，并调试。
2020/4/20
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连线图
2020/4/20
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测温参考程序(demo-ad.asm)
运行程序后：LED显示器左边四位显示0809， 右边二位显示当前采集的电压值转换后的数字 量；
系统框图
2020/4/20
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电热丝为普通电烙铁用电热丝，用2根，固定在铝块的 左右两侧深孔内，使铝块加温。
热敏电阻为负温度系数热敏电阻，其阻值随周围的温度 升高而减小。热敏电阻嵌入铝块内部来感知铝块温度， 通过R/V转换电路，将铝块温度转化为对应的电压。
ADC0809为模/数转换器，将R/V转换电路的模拟输出电 压转
主程序和T0中断服务程序。 T0设定10ms定时中断一次，对测量
结果进行采样。
调节周期定为0.5秒
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2020/4/20
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LED的内容将随着温度变化而相应变化，实际 读出铝块在升温和降温过程中的温度，建立温 度－－A/D转换值关系表 。
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设计说明
1.数码管显示字形 LED显示器是由发光二极管构成的字段
组成的显示器。
2020/4/20
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设计说明
显示程序任务：
• 设置显示缓冲区(7EH－ 79 H) ，存放待显示数据和字符（位置 码）。
在8032RAM存储器中设置六个显示缓冲区单元7EH-79H， 分别存放6位显示器的显示数据（从高到低）。
2020/4/20
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2020/4/20
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模块流程
(2)键盘输入模块
实验系统有4×8的键盘结构（见键扫显示原理图）。 键盘的行线通过电阻接+5V，当键盘上没有键闭合时所
SSR为过零触发固态继电器，只有在交流电压的过零点 附近才能使双向晶闸管触发导通。该器件能对交流电进 行控制的最小周期为半个周波，即10ms。
2020/4/20
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基本内容
1.熟悉单片机温控系统硬件结构和温控原理。 了解常用的温控算法。
2.编制测温程序。A/D转换值在LED显示器上显 示，铝块温度由插入铝块深孔中的温度计读数 反映。实测铝块在升温和降温过程中的温度 /A/D转换关系表。