温度自动控制系统的设计毕业设计
本科毕业论文PID温控系统的设计及仿真
CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 本科生毕业论文题目PID温控系统的设计及仿真学生指导教师学院信息科学与工程学院专业班级完成时间年月摘要温度是工业控制的主要被控参数之一。
可是由于温度自身的一些特点，如惯性大，滞后现象严重，难以建立精确的数学模型等，给控制过程带来了难题。
要对温度进行控制，有很多方案可选。
PID 控制简单且容易实现，在大多数情况下能满足性能要求。
模糊控制的鲁棒性好，无需知道被控对象的数学模型，且在快速性方面有着自己的优势。
研究分析了PID 控制和模糊控制的优缺点，把两者相互结合，采用了用模糊规则整定P K 、I K 两个参数的模糊自整定PID 控制方法。
本研究以电烤箱为控制对象，用MATLAB 软件对PID 控制、模糊控制和参数模糊自整定PID 控制的控制性能分别进行了仿真研究。
仿真结果表明PID 对于对象模型复杂和模型难以确定的控制系统具有很大的局限性，不能满足调节时间短、超调小的技术要求。
由于模糊控制的理论（如量化因子和比例因子的确定问题）并不完善，其可能获得的控制性能无法把握，而且模糊控制易受模糊规则有限等级的限制而引起稳态误差。
参数模糊自整定PID 控制吸收前两种方法的长处，满足了调节时间短、超调量为零且稳态误差较小的控制要求。
因此本论文最终确定采用参数模糊自整定PID 控制方案。
本系统硬件采用了以 AT89C52 单片机为核心的温度控制器，选用 k 型热电偶为温度传感器结合MAX6675芯片构成前向通道，同时双向晶闸管和SSR 构成后向通道，由按键、LED 数码显示器及报警单元等组成人机联系电路。
关键词：单片机，PID ，模糊控制，仿真ABSTRACTTemperature is one of the main parameters in the industrial process control.Yetthere are difficultiesto have a good control oftemperature becauseof the characteristics of the temperature itself:the temperature inertia is great, its time-lag is serious and it is hardto establish an accurate mathematical model.There are many methods to be selected in order to control a system. The PID controlis simple,easily realized andin most casesit meetsthe control demand. Fuzzy control has the advantage of quickness,itsrobustness is good and there is no needto know theobject ’smathematical model.This paper analyses the advantages and disadvantages of both PID control and fuzzycontrol and es to the method of bining them together,fuzzy self-tuningPID control. In this method,P K and I K of the PID controller are adjusted by fuzzy control rules ．In the paper simulations of PID control, fuzzy control and fuzzyself-tuning PID control are done by MATLAB to control a electric oven.Conclusions are that for those control objects of which models are plicated or hard to establish,the PID method has limitation and doesn ’t meet the control demand. As the fuzzy control method theory is not perfect, a good control performance cannot be expected. And it could easily cause the steady-state error for it is restricted by limited grades of the fuzzy rules.Finally the fuzzy self-tuning PID control method is selected, since it meets the control demands.In this paper AT89C52 is used as controller, toward access is posed of K which is used as the temperature sensor and MAX6675.Backward access is posed of bidirectional thyristor and SSR. Man-machine circuit is posed of keyboard, LED and warning unit, etc.Key words ：Micro Controller, PID Control, Fuzzy Control, Simulation目 录摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1 课题的提出及意义11.2 控制系统背景介绍11.3 当代温控系统及智能算法2第二章温控系统的设计52.1 温控系统的总体设计52.1.1 温控系统设计的基本原则52.1.2 温控系统的结构及设计62.2 温控系统的硬件设计72.2.1 前向通道设计72.2.2 后向通道设计102.2.3 人机通道设计11小结15第三章系统控制方案163.1 PID 控制163.1.1 PID的概述163.1.2 PID 控制的基本理论及特点163.2 模糊控制183.2.1 模糊控制的概述183.2.2 模糊控制的基本原理及特点183.3 模糊PID 控制19小结21第四章仿真研究224.1 MATLAB及其模糊逻辑工具箱和仿真环境simulink224.2 仿真和优选234.2.1 控制对象模型234.2.2 仿真和方案选择25小结32第五章总结与展望335.1 主要工作容335.2 工作小结335.3 存在的问题及未来的方向34结束语35参考文献36第一章绪论1.1 课题的提出及意义温度是生产过程和科学实验中非常普遍而又十分重要的物理参数。
毕业设计-空调温湿度自动控制原理
毕业设计 - 空调温湿度自动控制原理篇一：空调温度控制单元设计_毕业设计说明书唐山学院毕业设计设计题目：空调温度控制单元设计空调温度控制单元设计纲要以温度作为被控丈量的反应控制系统，在化工、石油、冶金等生产过程的物理和化学反响中，温度常常是一个很重要的量，需要正确的加以控制。
除了这些部门外，温度控制系统还宽泛的应用于其余领域，是用途很广的一类工业控制系统。
温度控制系统常用来保持温度恒定或许使温度依据某种规定的程序变化。
本文以空调机的设计为例，介绍了以AT89S51单片机为控制核心的温度控制器的设计过程，温度设定范围为- 10~45℃，最小划分温度为1℃. ，标准温差≦1℃。
用液晶显示屏显示目前温度。
能依据设定的温度实现自动加热或降温处理。
设计出控制系统电路单元。
在该设计中采纳高精度温度传感器 AD590对室内的温度进行及时精准丈量，用超低温平漂移高精度运算放大器 OP07将温度 - 电压信号进行放大，再送入ADC0809进行A/D 变换，将收集到的温度信号传输给单片机，再由单片机控制显示器，并比较收集温度与设定温度能否一致，而后驱动空调机的加热或降温循环对空气进行办理，进而模拟实现空调温度控制单元的工作状况。
该设计份整体方案设计、硬件设计、软件设计等几个部分，设计过程流利，所波及的电路较为合理。
该设计在硬件方案设计、单元电路设计、元器件的选择等方面较有特点。
要点词：空调，温度，AD590，ADC0809, LCD1602Air temperature control unitAbstractCharged with measuring the temperature as a feedback control system,in the chemical, petroleum, metallurgical production process of physicaland chemical reactions, temperature is often a very important quantity,1require accurate control.In addition to these departments,the temperature control system is also widely used in other areas, is veryversatile and a class of industrial control systems.Temperature control system used to keep the temperature constant or to temperature changesin accordance with a prescribed procedure.In this paper,the design of air conditioning for example,introduced to AT89S51 microcontroller core temperature controller to control thedesign process,the temperature setting range is-10~45 ℃,the minimum temperature distinction between 1 ℃.,Standard t emperature≦ 1 ℃. With the LCDdisplay shows the current temperature.The temperature can be set automatically according to heating or cooling treatment. Design a control system circuit unit. Used in the design of high-precision temperaturesensorAD590 on the indoor temperature in real-time accurate measurement ofultra-low temperature drift, high-precision operational amplifier OP07level the temperature - voltage signal amplification, and then carriedinto the ADC0809A / D conversion,the temperature will be collected signal transmission to the microcontroller, controlled by the MCU monitor andcompare the acquisition is consistent with temperature and set temperature,and then drive air conditioning heating or cooling cycle to process the air to simulate the temperature control unit for air conditioning work.The overall program design were the design, hardware design, software design, and several other parts of the design process fluid, involvingthe circuit is more reasonable. The design of the hardware design,unit circuit design, component selection such as more unique.Key words: air-conditioning, temperature, AD590, ADC0809, LCD1602目录摘要 .................................................................. ..................................................................... . (II)Abstract ............................................................ ..................................................................... .. (II)1．绪论 .................................................................. ..................................................................... (1)1.1课题的国内外现状 .................................................................. (1)1.2课题的目的及意义 .................................................................. (1)1.3本文的主要工作 .................................................................. . (1)2．温度控制系统硬件实现 .................................................................. (2)2.1总体设计 .................................................................. . (2)2.2温度采样电路设计 .................................................................. (3)2.3A/D转换电路设计 .................................................................. . (4)A/D转换的常用方法 .................................................................. . (4)A/D转换器的主要技术指标 .................................................................. . (5)ADC0809 的主要特性和内部结构 .................................................................. (5)ADC0809管脚功能及定义 .................................................................. (6)2.4单片机的选择 .................................................................. .. (7)2.5数字显示部分设计 .................................................................. .. (9)显示模块的选择 .................................................................. . (9)LCD1602简介 .................................................................. .. (9)2.6驱动控制电路设计 .................................................................. (13)2.7键盘电路 .................................................................. . (14)3 ．温度控制系统软件实现 .................................................................. . (15)3.1主程序模块 .................................................................. (15)3.2A/D转换子程序 .................................................................. (16)4.设计总结 .................................................................. ....................................................................... 16谢辞 .................................................................. ..................................................................... (18)参考文献 .................................................................. ..................................................................... (19)附录 .................................................................. ..................................................................... (20)外文资料 .................................................................. ..................................................................... (26)唐山学院毕业设计1．绪论1.1课题的国内外现状空调器即空气调理器（ room air conditioner），是一种用于给空间地区提供办理空气的机组。
温度控制系统设计毕业设计论文
目录第一章设计背景及设计意义 (2)第二章系统方案设计 (3)第三章硬件 (5)3.1 温度检测和变送器 (5)3.2 温度控制电路 (6)3.3 A/D转换电路 (7)3.4 报警电路 (8)3.5 看门狗电路 (8)3.6 显示电路 (10)3.7 电源电路 (12)第四章软件设计 (14)4.1软件实现方法 (14)4.2总体程序流程图 (15)4.3程序清单 (19)第五章设计感想 (29)第六章参考文献 (30)第七章附录 (31)7.1硬件清单 (31)7.2硬件布线图 (31)第一章设计背景及研究意义机械制造行业中，用于金属热处理的加热炉，需要消耗大量的电能，而且温度控制是纯滞后的一阶惯性环节。
现有企业多采用常规仪表加接触器的断续控制，随着科技进步和生产的发展，这类设备对温度的控制要求越来越高，除控温精度外，对温度上升速度及下降速度也提出了可控要求，显而易见常规控制难于满足这些工艺要求。
随着微电子技术及电力电子技术的发展，采用功能强、体积小、价格低的智能化温度控制装置控制加热炉已成为现实。
自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。
随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。
在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。
对工件的处理温度要求严格控制，计算机温度控制系统使温度控制指标得到了大幅度提高。
采用MCS-51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。
因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。
温度控制器毕业论文
题目：温度控制器的设计机电工程学院李小草摘要本文设计了一个温度自动控制器。
本设计以单片机（8031）为控制核心，外加硬件电路，将温度显示和数字控制集和于一体，实现智能温度控制。
并采取软件程序实现升温的调节，能对加热炉的升温速度和保温时间严格控制。
单片机控制系统由微处理器和工业生产对象两大部分组成。
本文是通过热敏电阻和单片机等，来实现对工程上一些系统的温度进行范围控制的过程。
关键词：测温；PID算法；单片机；温度控制器目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章前言 (1)1.1 概述 (2)1.2 课题分析 (2)1.3 设计思路 (2)第2章系统的基本组成及工作原理 (3)2.1 系统的基本组成 (3)2.2 系统的基本工作原理 (3)第3章测温电路的选择及设计 (5)3．1热电偶测温电路 (5)3.1.1 热电偶 (5)3.1.2 毫伏变送器 (6)3.2热敏电阻测温电路 (6)3.2.1 热敏电阻 (6)3.2.2 关于铂电阻的特性 (7)3.2.3 温度丈量电路 (7)第4章芯片组的电路设计 (8)4．1A D C0809与8031接口硬件电路设计 (8)4．28155与8031接口硬件电路设计 (9)4.2.1 8155芯片的结构 (9)4.2.28155与8031接口电路 (9)4．32732E P R O M的工作原理及硬件接口设计 (11)第5章掉电呵护功能电路 (14)第6章温度控制电路 (15)6.1温度控制电路 (15)6．2控制规律的选择 (16)第7章系统程序设计 (18)7．1系统控制主程序 (18)T中断服务程 7．20序 (20)7．3采样程序及其流程图 (24)7．4数字滤波子程序及其流程图 (25)总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录 (30)第1章前言现代信息技术的三大基础是信息收集控制(即温度控制器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。
太阳能热水器温度控制系统-毕业设计论文
太阳能热⽔器温度控制系统-毕业设计论⽂毕业设计（论⽂）题⽬太阳能热⽔温度控制系统院别电⽓⼯程学院专业电⽓⾃动化技术班级姓名学号指导教师（职称）⽇期摘要随着社会的发展，节能技术的不断改⾰创新，太阳能成为新时代可持续发展战略中带有绿⾊标志的新型能源。
近年来，随着⼈们购买⼒的提升，太阳能热⽔器⼰经变成我们⽇常⽣活中必不可少的设备，太阳能控制器的使⽤率逐年上升。
太阳能热⽔温度控制器的硬件包括单⽚机处理器部分、⽔位和温度信息采集部分、继电器执⾏部分、显⽰部分控制部分。
根据设计系统的稳定性、精确性、节能性、适应性等原则，进⾏硬件部分设计。
控制系统的软件是服务于硬件的，系统将实时采集到的数据与相应的设定值进⾏⽐较、判断，结果是控制循环⽔泵或上⽔电磁阀的⼯作，实现各种智能控制同时，软件还要兼顾到操作⼈员⽅便地选择⼯作⽅式、设置和修改各种设定值，因为⼈们可以根据天⽓情况及⽤户的需要选择定时加热状态、⾃动加热状态软件还要设定以太阳能为优先使⽤的能源，只有在太阳能没有将⽔温加热到⽤户要求的温度下，才启动辅助能源进⾏加热。
关键词：太阳能热⽔温度控制单⽚机传感器⽔温⽔位AbstractWith the development of the society, continuous reform and innovation of energy-saving technology, solar energy into a new era of sustainable development strategy in the new energy with green logo. In recent years, with the raise of people's purchasing power, solar energy water heater has become in our daily life indispensable equipment, solar controller utilization rate increased year by year.Solar hot water temperature controller hardware including the single chip processor parts, water level and temperature data collection, the relay parts, display control part. According to the design of system stability, accuracy, energy saving, adaptability principle, hardware design.Software is in the service of the hardware of the control system, the system will be collected in real-time data comparing with the corresponding value, judgement, the result is to control the circulating water pump or water solenoid valve, to achieve a variety of intelligent control at the same time, the software gives priority to the operator to easily choose the way to work, set up and modify various Settings, because people can choose according to the weather conditions and the needs of the users regularly heating, automatic heating state software also set to gives priority to the use of solar energy, not only in the solar energy heat the water temperature to the temperature of the user requirements, to launch the auxiliary energy for heating. Keywords:Solar hot water temperature control; Single chip microcomputer; The sensor; Water level⽬录摘要 ....................................................................................................................................................... I 第1章绪论 (1) 1．1 太阳能热⽔器的发展背景 (1)1.1.1 太阳能热⽔器发展的政治法律环境 (1)1.1.2太阳能热⽔器发展的社会环境 (2)1.1.3 太阳能热⽔器发展的经济环境 (2)1.1.4 太阳能热⽔器发展的技术环境 (2)1.2 太阳能热⽔器及其控制系统发展现状 (3)1.3 本⽂所作的⼯作 (4)第2章⽅案选择 (5)2.1⽅案论证 (5)2.2系统的总体要求 (5)2.3 ⽅案选择实现 (6)第3章硬件电路芯⽚的选型 (7)3.1单⽚机选型 (7)3.2⽔温检测装置选型 (8)3.3⽔位检测装置选择 (15)3.4 显⽰器件选择 (16)3. 5 键盘模块的选择 (16)第4章硬件系统设计 (18)4. 1单⽚机最⼩系统 (18)4.1.1时钟电路 (18)4.1.2 复位电路设计 (19)4.2温度检测电路 (19)4.3⽔位检测电路 (20)4.4接⼝电路设计 (21)4.5 显⽰电路 (23)4.6报警电路 (25)4.7 键盘电路 (25)4.8辅助加热电路 (26)4.9控制电路 (27)第5章太阳能热⽔器中央控制器的软件设计 (29)5.1 系统总体软件设计 (29)5.1.1 主程序软件设计 (29)5.1.2 ⽔位检测⼦程序 (30)4.1.3 显⽰软件设计 (30)5.1.4 键盘软件设计 (30)第6章总结 (33)参考⽂献 (34)附录A 电路图 (35)第1章绪论1．1 太阳能热⽔器的发展背景在当今资源紧张不断威胁⼈们⽣活的时代，环保型的能源不断受到⼈们的重视，⽽太阳能是以它独有的优势引起了政府与民众的关注。
单片机温度控制系统毕业设计
前言微机控制技术、传感器在工业控制、机电一体化、智能仪表、通信、家用电器等方面得到了广泛应用，显著提高了各种设备的技术水平和自动化程度。
因此对这些原理和结构我们就需要很好的了解并掌握。
本设计是关于温度控制系统的设计，在整个设计过程中即用到单片机、传感器、微控技术，也用到了控制系统中的知识，可以说是我们所学知识的大综合。
本设计重点介绍了系统的硬件部分，即有关常用芯片的介绍，如MCS—98、8155、DAC0832等等。
软件介绍了数字调节器的设计、PID参数的整定、PID算法程序清单、以及相关的程序；最后介绍了系统特性的测量与识别。
本设计在指导老师和同学的指导帮助以及本人的努力下完成了。
但由于本人水平有限，设计中尚有不妥之处，恳请批评指正。
编者2010年5月一、任务二、工艺要求三、本系统的性能指标四、系统组成和基本工作原理五、硬件设计六、调试步骤和方法七、调试结果及分析八、对象特性的测量与识别九、设计总结镀锌薄板锌槽温度自动调节系统设计一、任务：用单片机自动控制为镀锌薄板锌槽设计一个温度自动调节系统。
二、工艺要求：1．系统应具有良好的操作性能，为了满足用户使用方便和操作人员维修，系统控制的开关要少。
2．通用性好，便于扩充。
3．系统可靠性要高。
三、本系统的性能指标：控制容量：20KW温度设定：键盘温度显示：4位LED数码管显示误差：±5°C控制温度：400°C控制过程：设定(1min)对炉内测温、控温四、系统组成和基本工作原理：1.确定系统总体控制方案。
A.初步选定系统用闭环控制，且采用单闭环控制。
因为所带负载是阻性元件，其线性度比较好，温度变化不太高，但对控制精度有一定的要求。
B.执行机构采用三相电热丝，其发热量随电流的变化而变化，我们采用控制电流的变化来控制温度的变化。
C.计算机部分起巡回检测、闭环调节和计算推理的作用。
2．系统的结构框图：五、硬件设计：1、MCS-988098是MCS-96系列单片机的一个子系列，它的外部数据总线为8位，内部CPU保持16位结构。
(完整版)基于PLC和组态王的温度控制系统设计完整毕业论文设计
优秀论文审核通过未经允许切勿外传摘要可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，非常适合温度控制的要求。
在工业领域，随着自动化程度的迅速提高，用户对控制系统的过程监控要求越来越高，人机界面的出现正好满足了用户这一需求。
人机界面可以对控制系统进行全面监控，包括过程监测、报警提示、数据记录等功能，从而使控制系统变得操作人性化、过程可视化，在自动控制领域的作用日益显著。
本文主要介绍了基于西门子公司S7-200系列的可编程控制器和亚控公司的组态软件组态王的炉温控制系统的设计方案。
编程时调用了编程软件STEP 7 -Micro WIN中自带的PID控制模块，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。
利用组态软件组态王设计人机界面，实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。
实验证明，此系统具有快、准、稳等优点，在工业温度控制领域能够广泛应用。
关键词：温度控制可编程控制器人机界面组态王目录第一章前言 (1)1.1项目背景、意义 (1)1.2温控系统的现状 (2)1.3项目研究内容 (3)第二章PLC和HMI基础 (5)2.1可编程控制器基础 (5)2.1.1可编程控制器的产生和应用 (5)2.1.2可编程控制器的组成和工作原理 (5)2.1.3可编程控制器的分类及特点 (8)2.2人机界面基础 (8)2.2.1人机界面的定义 (8)2.2.2人机界面产品的组成及工作原理 (9)2.2.3人机界面产品的特点 (9)第三章PLC控制系统硬件设计 (10)3.1PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (10)3.1.1PLC控制系统设计的基本原则 (10)3.1.2PLC控制系统设计的一般步骤 (11)3.2PLC的选型与硬件配置 (13)3.2.1PLC型号的选择 (13)3.2.2S7-200 CPU的选择 (14)3.2.3EM231模拟量输入模块 (14)3.2.4热电式传感器 (16)3.3IO点分配及电气连接图 (17)3.4PLC控制器的设计 (17)3.4.1控制系统数学模型的建立 (17)3.4.2PID控制及参数整定 (19)第四章PLC控制系统软件设计 (22)4.1PLC程序设计方法 (22)4.2编程软件STEP7--M ICRO WIN概述 (23)4.2.1STEP7-MicroWIN简单介绍 (23)4.2.2梯形图语言特点 (24)4.2.3STEP7-MicroWIN参数设置（通讯设置） (25)4.3程序设计 (27)4.3.1设计思路 (27)4.3.2控制程序流程图 (27)4.3.3梯形图程序 (28)4.3.4PID指令向导的运用 (31)4.3.5语句表（STL）程序 (35)第五章基于组态王的HMI设计 (37)5.1人机界面（HMI）设计 (37)5.1.1监控主界面 (38)5.1.2实时趋势曲线 (39)5.1.3历史趋势曲线 (40)5.1.4报警窗口 (40)5.1.5设定画面 (42)5.2变量设置 (42)5.3动画连接 (44)第六章系统运行结果及分析 (46)6.1系统运行 (46)6.2运行结果分析 (47)6.2.1温度趋势曲线分析 (47)6.2.2报警信息分析 (49)第七章总结 (50)参考文献 (51)致谢 (52)第一章前言1.1项目背景、意义温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。
(完整版)基于单片机的PID温度控制毕业设计论文
前言温度是表征物体冷热程度的物理量。
在很多生产过程中，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。
因此，温度的测量与控制在国民经济各个领域中均受到了相当程度的重视。
单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，自动化、智能化均离不开单片机的应用。
将单片机控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。
现代自动控制越来越朝着智能化发展，在很多自动控制系统中都用到了工控机，小型机、甚至是巨型机处理机等，当然这些处理机有一个很大的特点，那就是很高的运行速度，很大的内存，大量的数据存储器。
但随之而来的是巨额的成本。
在很多的小型系统中，处理机的成本占了系统成本的比例高达20%，而对于这些小型的系统来说，配置一个如此高速的处理机没有任何必要，因为这些小系统追求经济效益，而不是最在乎系统的快速性，所以用成本低廉的单片机控制小型的，而又不是很复杂，不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。
随着电子技术以及应用需求的发展，单片机技术得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。
现在完全可以运用单片机和电子温度传感器对某处进行温度检测，而且可以很容易地做到多点的温度检测，如果对此原理图稍加改进，还可以进行不同地点的实时温度检测和控制。
1绪论1.1研究的目的和意义温度是工业生产中主要被控参数之一，温度控制自然是生产的重要控制过程。
工业生产中温度很难控制，对于要求严格的的场合，温度过高或过低将严重影响工业生产的产质量及生产效率，降低生产效益。
这就需要设计一个良好温度控制器，随时向用户显示温度，而且能够较好控制。
单片机具有和普通计算机类似的强大数据处理能力，结合PID，程序控制可大大提高控制效力，提高生产效益[9]。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要随着科技的不断进步，在工业生产中温度是常用的被控参数，而采用单片机来对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。
本文介绍了数字温度测量及自动控制系统的设计。
阐述了以AT89C52单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。
主要组成部分：AT89C52单片机、温度传感器、显示电路、温度控制电路。
它可以实时的显示和设定温度，实现对温度的自动控制。
而且设有超温报警程序。
测试表明，本设计对温度的控制有方便、简单的特点，大幅提高了被控温度的技术指标。
温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。
文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测与温度控制电路。
单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的。
关键词：温度自动控制，AT89C52，DS18B20，PIDABSTRACTWith the development of science and technology, temperature is used to be controlled parameter in industrial production. Controlling controlled parameter by microcontroller has been main trend in today's society. This paper introduces the design of digital temperature measurement and automatic control system .It consists of AT89C52 microcontroller, temperature sensor, show circuit and temperature control circuit. It is able to display and set temperature in real-time. The purpose is to achieve the control of temperature. Besides, it has over- temperature alarm program. Tests show that this design not only controls temperature conveniently and simply but also improve the technical indicators of controlled temperature greatly. With as the core of microcontroller, this design achieves the control of temperature. Temperature signal is collected by temperature chip DS18B20 and transmitted to microcontroller in the form of digital signal. This paper introduces the hardware of the system including temperature detection and temperature control circuit. Microcontroller achieves the purpose of temperature control by processing sign correspondingly.KEY WORDS:automatic temperature control, AT89C52 , DS18B20, PID目录前言 (1)第1章系统总体设计 (2)1.1 系统设计任务与要求 (2)1.1.1 系统设计任务与要求 (2)1.1.2 重点研究内容 (2)1.1.3 实现途径及方法 (2)1.2 系统总体方案设计 (3)第2章系统硬件各功能模块的设计 (5)2.1 主控模块的设计 (5)2.1.1 AT89C52单片机简介 (5)2.1.2 温度传感器的选择 (6)2.1.3复位和时钟电路的设计 (9)2.1.4 温度采集电路 (10)2.2 人机接口设计 (11)2.2.1 键盘的设计 (11)2.2.2 显示电路的设计 (11)第3章软件设计 (13)3.1主程序模块 (13)3.2数据采集和显示模块 (14)3.3输入模块 (21)第4章 PID控制和参数整定 (24)4.1 PID调节器控制原理 (24)4.2 PID控制的分类 (25)4.3 数字PID参数的整定 (26)4.3.1 采样周期选择的原则 (27)4.3.2 PID参数对系统性能的影响 (27)4.4 PID计算程序 (29)第5章仿真 (36)5.1 PROTEUS软件简介 (36)5.2仿真 (36)致谢 (38)参考文献 (39)附录 (40)附录1：源程序 (40)附录2：原理图 (45)附录3：英文原文 (46)附录4：中文译文 (54)前言温度是表征物体冷热程度的物理量。
在很多生产过程中，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。
因此，温度的测量与控制在国民经济各个领域中均受到了相当程度的重视。
单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，自动化、智能化均离不开单片机的应用。
将单片机控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。
现代自动控制越来越朝着智能化发展，在很多自动控制系统中都用到了工控机，小型机、甚至是巨型机处理机等，当然这些处理机有一个很大的特点，那就是很高的运行速度，很大的内存，大量的数据存储器。
但随之而来的是巨额的成本。
在很多的小型系统中，处理机的成本占了系统成本的比例高达20%，而对于这些小型的系统来说，配置一个如此高速的处理机没有任何必要，因为这些小系统追求经济效益，而不是最在乎系统的快速性，所以用成本低廉的单片机控制小型的，而又不是很复杂，不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。
随着电子技术以及应用需求的发展，单片机技术得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。
现在完全可以运用单片机和电子温度传感器对某处进行温度检测，而且可以很容易地做到多点的温度检测，如果对此原理图稍加改进，还可以进行不同地点的实时温度检测和控制。
第1章系统总体设计1.1 系统设计任务与要求1.1.1系统设计任务与要求该温度自动控制系统采用AT89C52单片机为主控芯片，传感器采用数字温度传感器DS18B20，实现对温度的检测和控制。
主要技术指标：可检测的范围为-55℃—+125℃。
该温度自动控制系统由温度信号采样电路，键盘及显示电路，温度控制电路，报警电路，时钟信号电路等构成，并运用PID算法进行温度控制和调整。
根据设计任务，详细分析温度自动控制系统的设计需求，并进行软硬件的总体设计。
由键盘电路输入设定温度信号给单片机，温度信号采集电路采集现场温度信号给单片机，单片机根据输入与反馈信号的偏差进行PID计算，输出反馈量给温度控制电路，实现升温。
显示电路实现现场温度的实时监控。
设计人员需完成全部硬件和软件的设计，并利Proteus仿真软件对设计结果进行验证。
1.1.2重点研究内容本设计包括硬件设计和软件设计。
硬件设计主要包括温度信号采样电路，键盘及显示电路，温度控制电路，报警电路，时钟信号电路等，其中硬件设计重点是键盘及显示电路和温度控制电路。
软件设计主要完成系统初始化、键盘处理子程序、DS18B20和lcd1602的子程序设计、PID计算子程序等工作。
1.1.3实现途径及方法本系统主要通过资料查找、系统需求分析、系统总体设计，软硬件总体设计、详细的软件与硬件设计、系统仿真与调试、资料整理等步骤来完成。
本系统利用Protel软件完成硬件电路设计工作，利用Keil51软件完成系统控制软件的编译调试工作，通过Proteus软件完成所有功能模块的电路仿真。
1.2 系统总体方案设计在这个系统中我们从性能及设计成本考虑,我们选择AT89C52芯片。
AT89C52的广泛使用，使单片机的价格大大下降。
目前，AT89C52的市场零售价已经低于8255、8279、8253、8250等专用接口芯片中的任何一种；而AT89C52的功能实际上远远超过以上芯片。
因此，如把AT89C52作为接口芯片使用，在经济上是合算的。
在温度传感器的选择上我们采用温度芯片DS18B20测量温度。
该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，且此元件线形较好。
在0—1000C时，最大线形偏差小于10C。