饮水机温度控制课程设计protues仿真及C语言程序

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基于proteus的热式热水器温度控制系统的仿真研究毕业论文

基于proteus的热式热水器温度控制系统的仿真研究毕业论文

本科生毕业设计(论文)资料第一部分设计说明书基于proteus的热式热水器温度控制系统的仿真研究摘要热水器在工业生产和家庭生活中的应用是非常普遍的,而热水器的核心技术之一就是温度控制方面,也就是说温度控制器的技术对热水器的发展起着至关重要的作用。

所以温度控制器的研究对于提高热水器产品的质量,是具有很重要的现实意义的。

本课题主要针对热式热水器中温度控制的特点及实现准确温度控制的意义,设计了一种基于单片机的控制系统,整个系统的设计内容包括硬件和软件两个部分。

硬件电路主要以AT89C51单片机为微处理器,详细设计了温度信号采集电路,温度数码显示电路,键盘设置温度电路,报警电路,光耦隔离输出电路,模拟加热电路。

软件部分主要针对加热装置的控制模式进行了编程。

温度传感器DS18B20采集到的温度转换成电压信号反馈到单片机,然后与温度的给定值进行比较,通过比较来控制加热装置,从而达到控制温度的目的。

关键词:单片机,热水器,温度控制,AT89C51,DS18B20ABSTRACTWater heater is common in industrial production and family life application,and the temperature control is one of the core technology of water heater,which means temperature control technology plays a vital role for the development of water heater. Thus, the research of temperature controller has very important practical significance for improving water heater quality.Regarding to the feathers and the significance of hot water heater temperature control, this subject designs a kind of system based on single-chip microcomputer control.The system includes hardware and software.Hardware circuit is designed the AT89C51 as main microprocessors, and the hardware circuit includes the temperature signal acquisition circuit,temperature digital display circuit, the keyboard set temperature circuit, alarm circuit, light coupling isolation output circuits, analog heating circuit.The softeware is mainly aimed at heating device programming.Temperature sensor DS18B20 collects the temperature and converse it into voltage signal, feedbacks to the microcontroller, then compared with the given temperature value, by which to controle the heating device, so as to control the temperature.Keywords:SMC,water heater,temperature control,AT89C51, DS18B20目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 系统任务 (1)1.3 设计思路 (2)第2章热式热水器温度控制系统的硬件设计 (3)2.1 AT89C51单片机简介 (3)2.1.1 AT89C51单片机资源简介 (3)2.2 数字温控芯片DS18B20介绍 (5)2.2.1 DS18B20的特性 (5)2.2.2 DS18B20的测温原理 (6)2.2.3 DS18B20与单片机接口电路 (7)2.3 显示驱动电路设计 (7)2.4 按键电路设计 (8)2.5 光耦隔离输出电路 (8)2.6 整体硬件电路 (9)第3章热式热水器温度控制系统的软件设计 (10)3.1 系统软件设计框图 (10)3.2 主程序模块 (11)3.3 温度采集模块 (12)3.4 报警及加热电路模块 (13)3.5 温度显示模块 (13)3.6 键盘扫描模块 (13)第4章热式热水器温度控制系统仿真 (15)4.1 proteus简介 (15)4.1.1软件功能特点 (15)4.2 仿真结果 (15)结论 (21)参考文献 (22)附录 (23)致谢 (29)第1章 绪 论本章内容主要叙述了热式热水器方面的行业背景概况,此课题要求的系统任务以及在确定系统任务之后的整体设计思路,重点是关于热水器温度控制系统的设计思路。

水温自动控制系统设计与proteus仿真

水温自动控制系统设计与proteus仿真

水温自动控制系统Water Temperature Auto Control System1.1实验目的温度控制器是实现可测温和控温的电路,通过对温度控制电路的设计安装和调试了解温度传感器的性能,学会在实际电路中的应用。

进一步熟悉集成运算放大器的线性和非线性的应用。

1.2实验任务要求设计一个温度控制电路,其主要技术指标如下:(1)测温和控制温度测量范围室温~100 o C(2)控温精度:±1o C(3)控温通道输出为双向晶闸管或继电器,一组转换触点为市电(220V,10A)1.3设计思路本设计要将水温转化成电信号才能控制。

所以采用温度传感器来转化温度,经适当放大后与设定的电压比较,设定的电压就代表特定的温度值。

当实际温度高于设定温度时,控制电路停止加热;当实际温度高于设定温度时,使电路接通加热。

这样就能自动控制温度在某个值或小范围波动图2.3 设计思路框图1.4实验原理及单元模块设计1.4.1实验原理及方法根据绪论中的原理方框图,该设计问题可分为温度传感器模块,放大器模块,比较器模块,继电器模块,加热模块。

由于电路中含有运算放大器,需接入±12V 直流稳压电源,所以电源模块也可算在其中,由于采用Protues软件仿真,所以用直流电源和滑动变阻器来表示采集到的温度,其工作过程为:将其电信号(由温度传感器转换而得)通过放大器放大,再和之前设定好的温度通过比较器比较,由发光二极管将和加热开关进行相应的处理。

1.4.2单元模块设计●温度采集模块电路图如图1所示,它由1V的直流电源和100Ω的滑动变阻器组成,这里假定1V表示10℃,通过改变滑动变阻器来表示采集到不同的温度。

图1 温度采集模块●放大器器模块电路图如图2所示,根据负反馈的放大增益计算公式A=可知其放大增益为10。

图2 放大器模块●标准温度模块电路图如图3所示,这里同样采用直流电源和滑动变阻器来表示所设定的温度,通过改变滑动变阻器可以设定不同的温度。

基于单片机饮水机温度控制系统的设计

基于单片机饮水机温度控制系统的设计

基于单片机饮水机温度控制系统的设计单片机饮水机温度控制系统设计方案一、引言饮水机已经成为我们生活中不可或缺的小家电之一,为我们提供方便快捷的饮水服务。

而饮水机的温度控制是其中的重要功能。

本设计方案旨在通过单片机控制饮水机的温度,使其能够根据用户的需求调节水温,并实现自动加热、保温等功能。

二、硬件设计1.传感器选择为了便于测量水的温度,我们选择了数字温度传感器DS18B20。

它具有高精度、数字输出等特点,非常适合用于温度测量。

2.电子元件选择为了控制水的温度,我们需要选择合适的电子元件。

常见的选择是采用电热丝进行加热,并通过温度传感器进行反馈控制。

此外,还需要选择适配器、继电器等元件来实现电路的驱动和控制。

3.软件设计通过单片机控制电热丝的加热,需要编程来实现。

根据设计需求,我们可以通过单片机的GPIO引脚来控制继电器的开关,进而控制电热丝的加热。

同时,还需要编写程序对传感器的数据进行采集和处理,并根据用户的需求进行温度控制和显示。

三、系统设计1.硬件连接将DS18B20温度传感器与单片机的相应引脚进行连接。

通过继电器将电热丝与单片机连接,并将适配器与电热丝进行连接。

2.软件设计首先,需要编写固件程序来实现单片机的控制。

程序的主要功能包括:(1)初始化引脚和串口,设置适配器的电压和继电器的模式;(2)通过串口接收用户输入的目标温度,并根据实际需求进行处理;(3)通过DS18B20温度传感器进行温度的采集,并将采集到的数据进行处理;(4)根据用户的目标温度和实际温度来控制继电器的开关,进而控制电热丝的加热;(5)通过串口将当前温度、目标温度等信息发送给用户。

四、系统实现1.硬件实现将选定的电子元件进行连接,并根据设计需求进行调试和调整,确保电路的正常工作。

2.软件实现五、系统测试1.系统功能测试通过对系统进行温度设置和测量,验证系统是否能够准确控制水的温度,并通过串口将相关信息显示给用户。

2.系统稳定性测试将饮水机长时间运行,并进行多次温度调节和测量,观察系统的稳定性和可靠性。

饮水机温度控制的系统设计与仿真

饮水机温度控制的系统设计与仿真

饮水机温度控制的系统设计与仿真摘要本文设计并实现了一种饮水机温度控制系统。

其硬件系统以AT89C52单片机为核心,用温度传感器DS18B20实现温度控制,用液晶屏显示实时温度、时间与预设温度,制作数字温度计,并可实现温度预警控制。

单片机系统的软件设计采用C语言进行编程,应用软件采用KEIL和PROTEUS仿真软件模拟实现控制过程。

该饮水机控制系统是基于单片机的计算机检测技术的软硬件开发的一种应用,不仅可以创造良好的经济效益,还可优化饮水机温度控制系统。

关键词:AT89C52单片机;DS18B20;温度控制The Design and Simulation of Drinking Machine Temperature Control SystemABSTRACTThis paper introduces a water dispenser temperature control system.This system hardware design takes AT89C52 as a core ,and realizes the temperature control with temperature sensor DS18B20.The actual temperature and the preinstall temperature are displayed with the LCD, the simple intelligent temperature control system digit thermometer is manufactured ,and may realize the temperature early warning control.The software programming uses c language to carry on the programming.The application software uses KEIL and the PROTEUS simulation software realizing the controlled process.The water dispenser control system is based on an application of the single chip computer hardware and software development of detection technology can not only create a good economic benefits ,but also optimize the fountains temperature control system.Key word :the microcontroller AT89C52 ;DS18B20;temperature control.目录1 绪论 (1)1.1 课题来源 (1)1.2课题发展现状及意义 (1)1.3本文设计思路 (2)1.4本文结构 (2)2系统的硬件设计 (3)2.1 系统工作原理与功能 (3)2.2硬件系统组成及各模块介绍 (3)3系统的软件设计 (10)3.1软件总体设计思路 (10)3.2主程序软件设计 (11)3.3键盘子程序软件设计 (12)3.4报警子程序软件设计 (13)3.5显示子程序软件设计 (14)4系统软件仿真 (15)4.1 Protues介绍 (15)4.2 Keil uVision4调试软件 (16)4.3 Proteus ISIS的仿真步骤与结果 (18)总结 (20)参考文献 (21)附录 (22)致谢 (28)。

基于proteus的简单温度测量系统设计

基于proteus的简单温度测量系统设计

课程设计二基于proteus的简单温度测量系统设计一、课程设计要求本课程设计的基本要求是使学生熟悉掌握51系列单片机的编程方法,学习应用proteus 软件进行单片机应用系统设计与仿真。

要求同学们设计一款简易的温度测量装置,设计要求温度测量范围为0-120度,测量精度为1度。

有精力的同学可以将测温通道扩展为8通道(不限测温通道数目)。

要求设计基于单片机的简单温度测量系统电路原理图,实现温度测量系统的仿真,并最终提交仿真结果。

设计的基本要求:(1)测量范围为0℃~+120℃,精度为1℃;(2)利用温度传感器测量某一点环境温度;(3)利用A/D转换将温度信号转换成电压信号;(4)在LED数码管上显示;(5)Proteus软件进行仿真。

二、设计思路(仅供参考)根据系统的设计要求,温度传感器TC1输出信号经信号差动放大到0—5V,放大器的输出送ADC80C51进行A/D转换,A/D转换结果送单片机进行处理,最后将所测的温度在LED数码管上显示。

图1 系统设计框图三、相关设计知识(一)硬件设计部分1、AT89C51单片机选择及特点由于此设计需要编写程序,需要将程序载入单片机中,因此单片机必须具有足够多的存储空间,其具有8K字节的Flash完全满足要求。

16位的定时计数器使得读取数据变得更加简单,同时其结构有利于晶振电路和复位电路的连接。

最重要的是,能够在掉电状态下保存RAM内的数据。

因此,对于本设计来说,选择AT89C51是最有利的。

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机。

AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。

该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

基于PROTEUS的温度控制电路设计与仿真

基于PROTEUS的温度控制电路设计与仿真

基于PROTEUS的温度控制电路设计与仿真学生姓名:赵殿锋指导教师:郭爱芳学号:联系方式:专业:机械电子工程基于PROTEUS 的温度控制电路设计与仿真关键词:AD590 运算放大器 电压跟随器 电压比较器 晶体管 0 引言温度控制在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中有举足轻重的作用。

对于不同场所、工艺、所需温度范围、精度等要求,则采用的测温元件、测温方法以及对温度的控制方法也将不同。

Proteus 是90年代英国Labcenter Electronics 公司开发的一款EDA 仿真工具软件,该软件可仿真数电、模电、单片机至ARM7等不同电路,仿真和调试时,能够很好地与Keil C51集成开发环境连接,仿真过程可从多个角度直接观察程序运行和电路工作的过程与结果,简化了理论上程序设计验证的过程。

由于Proteus 仿真过程中硬件投入少、设计方便且与工程实践最为接近等优点,本文采用Proteus 来设计与仿真以提高控制系统的开发效率。

1 控制系统基本原理系统中包含温度传感器,K —℃ 转换电路,控制温度设定装置、数字电压表、放大器、指示灯、继电器和电感(加热装置)等构成。

温度传感器的作用是将温度信号转换成电压或电流信号,K —℃ 转换电路将热力学温度转换成摄氏温度。

放大器起到信号放大的作用,因为传感器产生的信号很微弱。

系统中有运算放大器组成的比较器来使传感器产生的信号与设定的信号相比较,由比较器输出电平来控制执行机构工作,从而实现温度的自动控制。

2 AD590温度传感器AD590是美国ANALOG DEVICES 公司的单片集成两端感温电流源,其输出与绝对温度成比例。

在4V 至30V 电源电压范围内,该器件可充当一个高阻抗、恒流调节器,调节系数为1K A /μ.片内薄膜电阻经过激光调整,可用于校准器件,使该器件在(25℃)时输出A μ。

目前采用传统电气温度传感器的任何温度检测均可应用AD590,AD590无需支持电路,单芯片集成,无需线性化电路、精密电压放大器、电阻测量电路和冷结补偿。

基于Proteus的温度控制系统的设计与仿真

基于Proteus的温度控制系统的设计与仿真
真研 究 。
1 系统 结 构 及 电路 设 计
本 系统 由单 片 机 ATME GA1 8 温 度 测 量 电 路 、 2、
图 1 系统 结 构 图
温度 控制 电路 、 盘及 显 示 电路 等 部 分 组成嘲 。加热 键
器采 用 P oe s软 件 中 的 加 热 器
Absr c : I e oft m pe a ur on r lc r c e itc s h a nl a nd pur i e d l y, l r ne ta, ta t n viw e r t e c t o ha a t rs is uc s no i r a ne e tm - e a a ge i r i PI c ntoli fe d pt d i sgn oft m pe a ur o r . PI c n r lwih issm pl tuc ur D o r s o t n a o e n de i e r t ec nto1 D o t o t t i es r t e,go t — od s a
式中: K 为 比 例 系 数 ; 为 积 分 时 间 ; 。为 微 分 T T 由于单片 机 不 能 对 连 续 的 控 制 算 式 直 接 进 行 运 算, 在单 片机控 制 系统 中 就必 须 对 控 制规 律 进 行 离 散
化 的算法 设计 。加热 器控 制 系统为 一时 间离散 控制 系
Vo. 9 No 6 J n 2 1 12 . u . 0 2
计算机技术应用
基 于 Poe s的温 度 控 制 系 统 的设 计 与 仿 真 rtu
武 培 雄
( 原 理 工 大 学 电 气与 动 力 工程 学 院 ,山 西 太 原 太 002) 3 04

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饮水机温度控制的系统设计与仿真摘要本文设计并实现了一种饮水机温度控制系统。

其硬件系统以AT89C52单片机为核心,用温度传感器DS18B20实现温度控制,用液晶屏显示实时温度、时间与预设温度,制作数字温度计,并可实现温度预警控制。

单片机系统的软件设计采用C语言进行编程,应用软件采用KEIL和PROTEUS仿真软件模拟实现控制过程。

该饮水机控制系统是基于单片机的计算机检测技术的软硬件开发的一种应用,不仅可以创造良好的经济效益,还可优化饮水机温度控制系统。

关键词:AT89C52单片机;DS18B20;温度控制The Design and Simulation of Drinking Machine Temperature Control SystemABSTRACTThis paper introduces a water dispenser temperature control system.This system hardware design takes AT89C52 as a core ,and realizes the temperature control with temperature sensor DS18B20.The actual temperature and the preinstall temperature are displayed with the LCD, the simple intelligent temperature control system digit thermometer is manufactured ,and may realize the temperature early warning control.The software programming uses c language to carry on the programming.The application software uses KEIL and the PROTEUS simulation software realizing the controlled process.The water dispenser control system is based on an application of the single chip computer hardware and software development of detection technology can not only create a good economic benefits ,but also optimize the fountains temperature control system.Key word :the microcontroller AT89C52 ;DS18B20;temperature control.目录1 绪论 (1)1.1 课题来源 (1)1.2课题发展现状及意义 (1)1.3本文设计思路 (2)1.4本文结构 (2)2系统的硬件设计 (3)2.1 系统工作原理与功能 (3)2.2硬件系统组成及各模块介绍 (3)3系统的软件设计 (10)3.1软件总体设计思路 (10)3.2主程序软件设计 (11)3.3键盘子程序软件设计 (12)3.4报警子程序软件设计 (13)3.5显示子程序软件设计 (14)4系统软件仿真 (15)4.1 Protues介绍 (15)4.2 Keil uVision4调试软件 (16)4.3 Proteus ISIS的仿真步骤与结果 (18)总结 (20)参考文献 (21)附录 (22)致谢 (28)饮水机温度控制系统的设计与仿真1 绪论1.1 课题来源目前市场大部分饮水机采用了热敏电阻进行温度控制,饮水机从室温把水加热到沸腾,开关断开;之后温度下降,当温度下降到一定时,温控开关闭合,然后继续加热到沸腾,周而复始。

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附录A#include<reg51.h>#include<stdio.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar i;sbit lcdrs=P3^0;sbit lcdrw=P3^1;sbit lcden=P3^2;sbit P13=P1^3;sbit P14=P1^4;sbit P15=P1^5;sbit P16=P1^6;sbit P17=P1^7;sbit d1=P1^0;sbit d2=P1^1;uchar code t2[]="the highest "; uchar code t1[]=" is "; uchar code t0[]="the temperature "; uchar code t3[]="the lowest "; uchar code wendu[]="0123456789";sbit DQ = P3^7;uchar high=80;low=70;a=0;b=0;c=0;d=0;void delay(uint z){uint x,y;for(x=100;x>1;x--)for(y=z;y>1;y--);}void write_com(uchar com){lcdrs=0;P2=com;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;}void write_date(uchar date){lcdrs=1;P2=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;}void tmpDelay(int num) {while(num--) ;}void Init_DS18B20() {unsigned char x=0;DQ = 1;tmpDelay(8);DQ = 0;tmpDelay(80);DQ = 1;tmpDelay(14);x=DQ;tmpDelay(20);}unsigned char ReadOneChar() {unsigned char i=0;unsigned char dat = 0;for (i=8;i>0;i--){DQ = 0;dat>>=1;DQ = 1;if(DQ)dat|=0x80;tmpDelay(4);}return(dat);}void WriteOneChar(unsigned char dat){unsigned char i=0;for (i=8; i>0; i--){DQ = 0;DQ = dat&0x01;tmpDelay(5);DQ = 1;dat>>=1;}}unsigned int Readtemp() {unsigned char a=0;unsigned char b=0;unsigned int t=0;float tt=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC);WriteOneChar(0x44);Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC);WriteOneChar(0xBE);a=ReadOneChar();b=ReadOneChar();t=b;t<<=8;t=t|a;tt=t*0.0625;t= tt*10+0.5;return(t);}void init_lcd(){lcden=0;lcdrw=0;write_com(0x38);write_com(0x01);write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(0x80);if(P13==1&&P14==1) {for(i=0;i<16;i++){write_date(t0[i]);delay(0);}write_com(0x80+0x40);for(i=0;i<16;i++){write_date(t1[i]);delay(0);}}if(P13==0){for(i=0;i<16;i++){write_date(t3[i]);delay(0);}write_com(0x80+0x40);for(i=0;i<16;i++){write_date(t1[i]);delay(0);}}if(P14==0)for(i=0;i<16;i++){write_date(t2[i]);delay(0);}write_com(0x80+0x40);for(i=0;i<16;i++){write_date(t1[i]);delay(0);}}}void display()unsigned int num,num1; unsigned int shi,ge,xiaoshu;if(c==0&&d==0){num=Readtemp();a=0;b=0;}if(c==1){num=low*10;a=1;b=0;}if(d==1){num=high*10;b=1;a=0;}num1=num/10;if(c==0&&d==0){if(num1>high){d1=1;d2=1;}if(num1<low){d1=0;d2=1;}if(num1<=high&&num1>=low) {d2=0;}}shi=num/100;ge=num/10%10;xiaoshu=num%10;write_com(0x80+0x40+5); write_date(wendu[shi]);write_com(0x80+0x40+6); write_date(wendu[ge]);write_com(0x80+0x40+7);write_date(0x2e);write_com(0x80+0x40+8);write_date(wendu[xiaoshu]); }void main(){ TMOD=0x00;EA=1;ET0=1;ET1=1;loop:init_lcd();while(1){display();delay(10);if(P13==0){ c=1;d=0;goto loop;}if(P14==0){d=1;c=0;goto loop; }if(P15==0){ TR0=1 ; delay(10); } if(P16==0){ TR1=1; delay(10); }if(P17==0){ c=0;d=0;goto loop; }}}void T0_int() interrupt 1{TR0=0;if(a==1){low=++low;}if(b==1){high=++high;}delay(100);}void T1_int(void) interrupt 3 {TR1=0;if(a==1){low=--low;}if(b==1){high=--high;}TR1=0;delay(100);}X T A L 218X T A L 119A L E 30E A31P S E N 29R S T9P 0.0/A D 039P 0.1/A D 138P 0.2/A D 237P 0.3/A D 336P 0.4/A D 435P 0.5/A D 534P 0.6/A D 633P 0.7/A D 732P 2.7/A 1528P 2.0/A 821P 2.1/A 922P 2.2/A 1023P 2.3/A 1124P 2.4/A 1225P 2.5/A 1326P 2.6/A 1427P 1.01P 1.12P 1.23P 1.34P 1.45P 1.56P 1.67P 1.78P 3.0/R X D 10P 3.1/T X D 11P 3.2/I N T 012P 3.3/I N T 113P 3.4/T 014P 3.7/R D17P 3.6/W R 16P 3.5/T 115U 180C 51D 714D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E6R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E3L C D 1L M 016L 98.0D Q 2V C C 3G N D1U 2D S 18B 20R 110k +5V+5V+5VL O WH I G H增加减少确定D 2L E D -G R E E N C 120p fC 220p fX 112M H zC 322u F R 210K+5VD 1L E D -R E D系统总方针电路图protues仿真图。

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