温度控制器毕业设计论文资料
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。
温度控制系统的设计_毕业设计论文

温度控制系统的设计_毕业设计论文摘要:本文基于温度控制系统的设计,针对工况不同要求温度的变化,设计了一种通过PID控制算法实现温度控制的系统。
该系统通过传感器对温度进行实时监测,并将数据传输给控制器,控制器根据设定的温度值和反馈的实际温度值进行比较,并通过PID算法进行控制。
实验结果表明,该温度控制系统具有良好的控制性能和稳定性。
关键词:温度控制系统;PID控制;控制性能;稳定性1.引言随着科技的发展,温度控制在很多工业和生活中都起到至关重要的作用。
温度控制系统通过对温度的监测和控制,可以保持系统的稳定性和安全性。
因此,在各个领域都有大量的温度控制系统的需求。
2.温度控制系统的结构温度控制系统的结构主要包括传感器、控制器和执行器。
传感器负责对温度进行实时监测,并将监测到的数据传输给控制器。
控制器根据设定的温度值和反馈的实际温度值进行比较,并通过PID控制算法进行控制。
执行器根据控制器的输出信号进行操作,调节系统的温度。
3.PID控制算法PID控制算法是一种常用的控制算法,通过对控制器进行参数调节,可以实现对温度的精确控制。
PID算法主要包括比例控制、积分控制和微分控制三部分,通过对每一部分的权值调节,可以得到不同的控制效果。
4.实验设计为了验证温度控制系统的性能,我们设计了一组温度控制实验。
首先,我们将设定一个目标温度值,然后通过传感器对实际温度进行监测,并将数据传输给控制器。
控制器根据设定值和实际值进行比较,并计算控制信号。
最后,我们通过执行器对系统的温度进行调节,使系统的温度尽量接近目标温度。
5.实验结果与分析实验结果表明,通过PID控制算法,我们可以实现对温度的精确控制。
在设定目标温度值为40℃的情况下,系统的稳态误差为0.5℃,响应时间为2秒。
在不同工况下,系统的控制性能和稳定性都得到了有效的保证。
6.结论本文基于PID控制算法设计了一种温度控制系统,并进行了相应的实验验证。
实验结果表明,该系统具有良好的控制性能和稳定性。
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。
PID温控系统的设计及仿真毕业论文

PID温控系统的设计及仿真毕业论文摘要:本论文针对PID温控系统的设计和仿真展开研究。
首先,介绍了PID控制器的基本原理和工作方式,并分析了PID控制器在温控系统中的应用。
然后,基于MATLAB/Simulink软件,建立了PID温控系统的数学模型,并进行了系统的仿真。
通过对比分析不同PID参数的变化对温度控制系统的影响,最终得到了最优的控制参数。
关键词:PID控制器,温控系统,MATLAB,仿真1.引言温控系统在日常生活中被广泛应用,例如家用温度控制、工业生产过程中的温度控制等。
PID控制器作为一种经典的控制方法,被广泛应用于温控系统中。
本论文旨在设计一个PID温控系统,并通过仿真实验分析不同PID参数对系统性能的影响,从而得到最优的控制参数。
2.PID控制器原理及应用PID控制器是一种反馈控制器,根据控制量与设定值之间的差异来调整输出信号。
它由比例环节、积分环节和微分环节组成,可以有效地抑制温度偏差、提高控制系统的稳定性和精度。
PID控制器在温控系统中的应用十分广泛。
通过对温度传感器采集到的信号进行处理,PID控制器可以实时调整控制系统的输出信号,从而控制温度在设定范围内波动。
PID控制器的参数调整对于系统性能和稳定性具有重要影响。
3.温控系统的数学模型建立基于PID控制器的温控系统可以用数学模型来描述。
以温度T为控制对象,控制量为输出温度U,设定温度为R,PID控制器的输出为Y。
根据温控系统的动力学特性,可以建立如下的数学模型:T * dY(t)/dt = Kp * (R - Y(t)) + Ki * ∫(R - Y(t))dt + Kd * d(R - Y(t))/dt其中Kp为比例系数,Ki为积分系数,Kd为微分系数。
4.温控系统的仿真实验通过MATLAB/Simulink软件,搭建了PID温控系统的仿真模型。
根据数学模型,设定了温度的变化范围和输出的控制参数。
在仿真实验中,通过对比分析不同PID参数的变化对温度控制系统的影响。
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)。
基于单片机的温度控制系统设计毕业论文

基于单片机的温度控制系统设计毕业论文目录摘要 (I)Abstract (I)目录 (II)第一章绪论 (1)1.1课题研究背景及意义 (1)1.2国外研究现状 (1)1.2.1国外研究现状 (1)1.2.2国研究现状 (1)1.2.3总的发展阶段 (2)1.3课题研究的容 (2)第二章硬件系统总体方案设计 (3)2.1硬件系统总体设计方案一 (3)2.2硬件系统总体设计方案二 (4)2.3硬件系统的方案选择 (4)第三章控制系统硬件设计 (6)3.1单片机 (6)3.2 数字温度计DS18B20 (9)3.2.1 DS18S20数字温度计的主要特性 (9)3.3 4X4键盘 (9)3.4数码管 (10)3.5光电耦合器 (12)3.6 双向晶闸管 (13)3.7 PTC加热器 (14)3.8 反相器7406 (15)3.9双四输入与门74LS21 (16)3.9蜂鸣器 (16)第四章控制系统软件设计 (17)4.1 主程序模块设计 (17)4.1.1主程序流程图 (17)4.2温度采集模块程序设计 (18)4.2.1 DS18B20的时序 (18)4.2.3 读温度子程序流程图 (20)4.3温度设定模块程序设计 (21)4.3.1中断服务子程序 (21)4.3.2 键盘扫描子程序 (21)4.4温度显示模块设计 (23)4.4.1设定值显示子程序 (23)4.4.2 实际值显示子程序 (24)4.5温度控制模块设计 (25)4.5.1双位控制算法设计 (25)4.5.2温度控制子程序流程图 (25)4.6报警模块程序设计 (26)第五章结果分析 (27)5.1 PROTEUS仿真 (27)5.1.1 键盘设定温度仿真 (27)5.1.2 温度采集仿真 (28)5.1.3 整体仿真 (28)5.2实际运行结果 (29)第六章总结与展望 (31)6.1总结 (31)6.2展望 (31)致谢 (32)附录程序 (33)参考文献 (42)第一章绪论1.1课题研究背景及意义温度是表征物体冷热程度的物理量,是工农业生产过程中一个很重要而普遍的参数。
关于温度控制器的毕设论文大纲

关于温度控制器的毕设论文大纲一、开题报告前的准备毕业论文(设计)题目确定后,学生应尽快征求导师意见,讨论题意与整个毕业论文(或设计)的工作计划,然后根据课题要求查阅、收集有关资料并编写研究提纲,主要由以下几个部分构成:1、研究(或设计)的目的与意义。
应当表明此项研究(或设计)在生产实践上或对某些技术进行改革增添的经济、生态与社会效益。
有的课题过去曾展开过,但缺少研究,现在可以在理论上搞些深入探讨,表明其对科学发展的意义。
2、国内外同类研究(或同类设计)的概况综述。
在广泛查阅有关文献后,对该类课题研究(或设计)已取得的’成就与尚存在的问题进行简要综述,只对本人所承担的课题或设计部分的已有成果与存在问题有条理地进行阐述,并提出自己对一些问题的看法。
3、课题研究(或设计)的内容。
必须具体内容写下将在哪些方面积极开展研究,必须重点注重。
研究的主要内容应当就是物所要及、力所能及、能够按时顺利完成的,并必须考量与其它同学的协作、合作。
4、研究(或设计)方法。
科学的研究方法或切合实际的具有新意的设计方法,是获得高质量研究成果或高水平设计成就的关键。
因此,在开始实践前,学生必须熟悉研究(或设计)方法,以避免蛮干造成返工,或得不到成果,甚至于写不出毕业论文或完不成设计任务。
5、实行计划。
必须在研究小册子中按研究(或设计)内容全面落实具体内容时间与地点,存有计划地展开工作。
二、开题报告1、开题报告可以在导师所在院、教研室范围内举办,须适度恳请有关专家出席,导师必须出席。
报告最迟在毕业(生产)进修前顺利完成。
2、本表(页面:a4)在开题报告通过论证后填写,一式三份,本人、导师、所在院部要原件)各一份。
三、注意事项1、开题报告的撰写完成,意味着毕业论文(设计)工作已经开始,学生已对整个毕业论文(设计)工作有了周密的思考,是完成毕业论文(设计)关键的环节。
在开题报告的编写中指导教师只可提示,不可包办代替。
2、并无开题报告者不许提出申请面试。
毕业设计(论文)-基于PLC实现的水温控制

基于PLC实现的水温控制XXX(陕西理工学院电气工程系自动化专业,2007级2班,陕西汉中723003)指导教师:XXX[摘要]针对工农业生产中现有的水温控制系统可靠性低、控制精度差、成本高等缺点。
我们利用三菱FX0N60-MR型PLC构建了一个水温控制系统对这一问题进行了研究。
在整个控制系统中以电阻炉作为被控对象,以水温为被控变量,以三菱FX0N60-MR型PLC为控制器,输入部分外加光电耦合器,并用按键和数码管构建了人机接口设置目标温度;控制算法的选择经过对模糊控制和PID算法的实验对比,最终选择采用PID。
PLC程序利用梯形图编程语言进行编写。
在系统搭建完成后我们利用试凑法,通过大量实验对PID控制器的参数进行了优化,进过测试系统能够达到设计要求。
除此之外该系统还具有硬件结构简单、系统可靠性高、制作成本低廉、控制器参数易于调试等优点。
能够利用小型PLC实现对水温较高精度的控制。
[关键词]PLC 温度控制PIDPLC-based temperature control to achieveLiao zhong lin(Grade 07,Class2,Major Automation,Department of Electrical Engineering,Shaanxi University ofTechnology,Hanzhong 723003,Shaanxi)Tutor: Liu pei[Abstract] According to the existing water temperature in the industry and agriculture production control system reliability, low cost, high control precision poor shortcomings. We use mitsubishi FX0N60-MR type PLC has constructed a water temperature control system for this problem is studied. In the whole control system to resistance furnace as controlled object to water temperature as controlled variables, the mitsubishi FX0N60-MR type PLC as the controller, input part plus photoelectric couplers, buttons and digital tube and constructing the man-machine interface set target temperature; The choice of control algorithm based on fuzzy control and PID algorithm experimental, finally choosing PID. PLC program use ladder diagram programming language to write. After the completion of the structures in the system we use trail-and-error, through a large number of experiments of PID controller parameters are optimized, the test system can meet the design requirements. Besides this system also has the hardware structure is simple, system reliability high, production cost is low, and the controller parameters is easy to debug, etc. Can use small PLC to control the water temperature higher accuracy.[Key words] PLC temperature control PID目录绪论 (1)1.设计方案的论证 (2)1.1PLC的选型 (2)1.1.1常用PLC的特点比较 (2)1.1.2本设计PLC的选型 (3)1.2控制方案的选择 (3)1.2.1采用模糊控制的温度控制 (3)1.2.2采用PID算法的温度控制 (3)1.2.3 控制方案的选择 (4)2.硬件电路的设计 (5)2.1PLC硬件资源分配设计 (5)2.2温度传感器 (8)2.2.1 利用温度变送器采集 (8)2.2.2 利用DS18B20采集 (8)2.3输入部分电路设计 (10)2.3.1 设置输入部分电路设计 (10)2.3.2 AD转换结果输入部分电路设计 (10)2.4输出部分电路设计 (10)3.系统软件的设计 (13)3.1PLC编程语言简介 (13)3.2输入部分程序设计 (15)3.3显示部分程序 (15)3.4PID运算部分程序设计 (15)4.系统的调试 (19)4.1硬件调试 (19)4.2软件调试 (19)4.1软硬件联合调试 (19)4.3实验数据 (19)参考文献 (20)英语科技文献翻译 (21)附录 (34)附录A:源程序 (34)附录B:元器件清单 (37)附录C:电路总图 (38)附录D:实物图 (39)致谢 (40)绪论温度控制系统在各行各业的应用虽然很广泛,但从国内生产的温度控制器来讲,总体发展水平仍然不高。
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单片机课程设计/forum-94-1.htmlX X X X 大学毕业论文(设计)题目温度控制器指导教师 XXXXXXXX学生姓名 XXXXX学生学号 XXXXXXXX信息工程系电气自动化技术专业1班2010年3月18日/forum-94-1.htmlXXXX大学专科毕业设计(论文)开题报告学号; 姓名:毕业设计(论文)题目: 温度控制器______________________ 1、阅读中外文献资料摘要:[1]廖德荣《自动控制温度的方法》北京航空航天大学出版社 2006.2[2]李军《检测技术及仪表》中国轻工业出版社 2008.7 第二版[3]李广弟朱月秀冷祖祁《单片机基础》北京航空航天大学出版社2008.1 第三版[4]孙亮杨鹏《自动控制原理》北京工业大学出版社 2006.5 第二版[5]刘守义钟苏《数字电子技术》西安电子科技大学出版社 2003.6 第二版[6]FA PLAZA 《OMRON感測器技術與溫度控制器》 2009.62、立题依据及主要研究内容:立题依据:温度控制器是对温度进行控制的电开关设备。
在当今的社会中,越来越多的环境需要对温度进行控制。
随着温控器应用领域和范围的日益广泛,电子技术的发展,特别是随着大规模集成电路的产生,给人们的生活带来了根本性的变化,如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃,那么可编程控制器的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。
在现代社会中,温度控制不仅应用在工厂生产方面,其作用也体现到了各个方面。
研究内容:设计一款温度控制器,可用于工业与生活,可以进行温度上限与下限的设定,熟悉和掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术,熟悉传感器的使用。
并继电器控制输出。
3、设计方案及思路:采用PID模糊控制技术,用先进数码技术通过Pvar,Ivar,Dvar.三方面结合调整形成一个模糊控制来解决惯性温度误差问题。
大的框架是输入,控制和输出三个部分,输入是指温度传感器,可以是模拟量的铂电阻、热敏电阻,也可以是数字量的18B20控制芯片常用AT89S52/1,程序根据实际使用而定,原理就是根据测量温度值与设置值的比较来判定输出量的开或者关。
输出开关量,一般是继电器输出,控制加热或者制冷等设备的开启。
XXXXXX毕业论文采用单片机和模数转换器来设计,独立的稳压电源,采用LED显示。
硬件电路,键盘/显示采用串行接口芯片8255A,编写软件,完成如下功能:模拟现场3个点温度数据的巡回检测,温度范围0~85℃(温度信号用电位器可调电压模拟),1对应数字量03H。
每隔15s检测一次,每一路连续检测4次,取其平均值,经标度变换,转为BCD码送LED显示,三路循环显示,每路持续2s。
利用软件绘制相应硬件电路的原理图及PCB图。
4、毕业设计(论文)工作计划:指导教师(签名)年月日/forum-94-1.htmlXXXX大学专科毕业设计(论文)进展中期小结XXXXXX毕业论文温度控制器摘要通过对设计要求地认真分析和研究,拿出了几种可行方案,最终选定了一个最佳方案。
该方案是采用先进的单片机技术实现控制温度的几个主要变化。
我们所设计的温度控制器能够测温度值,同时按设定值、所测温度值、温度变化速率,自动进行温度值的控制,并输出0~10mA控制电流,配以主回路实现温度的控制及显示。
关键词:温度控制;单片机;可控硅ABSTRACTThrough analyzes earnestly to the design request with the research, has put out several kind of feasible plans, finally has designated a preferred plan .This plan is uses the advanced monolithic integrated circuit technology realization control temperature several main changes .We design the temperature controller can measure the temperature value, simultaneously presses the setting value, measured the temperature value, the temperature change speed, carries on the temperature value automatically the control, and outputs the 0~10mA controlling current, matches by the host return route realization temperature control and the demonstration.【KEY WORDS】Temperature control Monolithic integrated circuit Silicon-controlled rectifier/forum-94-1.html目录第一章绪论 (7)1.1课题的背景及意义 (7)1.2相关技术的发展概况 (7)1.2.1温度调节系统构成 (7)1.2.2近年来国内温度调节系统的发展 (8)1.2.3 近年来国外温度调节系统的发展 (8)1.3本文研究内容 (9)第二章控制器方案 (10)2.1控制器方案设计 (10)2.2控制器功能及原理 (10)2.2.1控制器的基本功 (10)2.2.2控制器原理图 (11)2.3主要芯片概述 (11)2.3.1 单片机A T89C51 (11)2.3.2 数字温度传感器DS18B20 (12)2.3.3 二四译码器 (14)2.3.4 锁存、译码驱动芯片芯片MC14995 (15)第三章硬件电路设计 (17)3.1主模块 (17)3.2键盘设定温度模块温度上下限设置模块 (17)3.3温度采集模块 (18)3.4报警电路 (19)3.5温度控制模块 (19)3.6源模块 (20)3.7总结 (20)第四章课题设计总结 (22)参考文献 (23)附录1 (24)附录2 (47)致谢 (49)XXXXXX毕业论文第一章绪论1.1 课题的背景及意义温度控制系统在国内各行各业的应用虽然己经十分广泛,但从国内生产的温度控制器来讲,总体发展水平仍然不高,同日本、美国、德国等先进国家相比,仍然有着较大的差距。
成熟的温控产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主,它们只能适应一般温度系统控制,而用于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表,国内技术还不十分成熟,形成商品化并广泛应用的控制仪表较少.随着我国经济的发展及加入WTO,我国政府及企业对此都非常重视,对相关企业资源进行了重组,相继建立了一些国家,企业的研发中心,开展创新性研究,使我国仪表工业得到了迅速的发展。
目前,温度控制器产品从模拟、集成温度控制器发展到智能数码温度控制器。
智能温控器(数字温控器)是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结合,特点是能输出温度数据及相关的温度控制量,适配各种控制器,并且它是在硬件的基础上通过软件来实现控制功能的,其智能化程度也取决于软件的开发水平,现阶段正朝着高精度高质量的方向发展,相信以我国的实力,温控技术在不久的将来一定会为于世界前列!1.2 相关技术的发展概况1.2.1温度调节系统构成系统主要包括单片机控制模块,温度采集模块,温度显示模块,温度上下限调整模块,温度调整模块等五大部分。
系统总体框架如图1所示。
/forum-94-1.html1.2.2近年来国内温度调节系统的发展1、温度控制器广泛应用于家用电器,主要为冰箱、冷柜、空调、饮水机、微波炉等制冷制热产品配置。
2、在工业园购地或新建厂房,增添设备,可年产温度控制器500万只。
目前国内市场价每只温度控制器11元,出口价每只2美元。
年产500万只温度控制器,年产值可达6000万元,年利润可达1500万元,投资回收期3.5年左右3、目前国内温度控制器生产企业较少,仅广东、江苏、辽宁、江西各有一家规模稍大一点的生产厂家,他们的生产能力远远不能满足电子温度控制器市场的需求。
4、温度控制器不仅在国内市场销售顺畅,而且在国际市场也十分看好,特别是日本、意大利、美国等国家对温度控制器产品的需求量很大,出口前景十分乐观。
5、由于沿海发达地区产业的梯度转移,科龙集团已在南昌新建分厂,上海华意集团也与江西签订了投资意向,江西境内的昌河集团微型汽车规模日益壮大,汽车、空调用温度控制器需求量也必将增大。
1.2.3 近年来国外温度调节系统的发展因为温度控制器环节已经被纳入为分布式控制系统(DCS),个人电脑(PC)和可编程逻辑控制器(PLC)。
工业电子温度控制器全球市场的增长率在2003年为3.6%, 2004年为3.5%,2005年为2.5 % 。
预计2006年全球市场的增长率仅为1.2% ,而预测2010年的综合年度增长率(CAGR)仅为0.7% 。
欧洲和北美工业电子温度控制器市场受到这一趋势的影响最大。
这两个较大地区的市场预计将在2010年出现负增长。
然而,亚太市场,较小的拉丁美洲和其他地区的市场预计仍将保持增长。
中国作为一个主要的制造中心和工业电子温度控制器市场的崛起是这一增长的驱动因素。
OEM厂商以及众多的终端工业厂商已经开始转移到中国大陆,以获得低成本的劳动力和原料优势。
日本经济的复苏同样推动该地区走出了停滞发展时期。
OEM厂家和主要终端工业公司将制造业务向中国的转移,以及温度控制器价格的下降,是欧洲和北美工业电子温度控制器市场预测下降的主要原因。
此外,许多位于欧洲和北美的工业电子温度控制器供应商已经表明一旦准备充分,他们将很快在中国展开他们的制造工业电子温度控制器业务。
通过在中国生产电子温度控制器,供应商不但可以获得更便宜的劳动力和原料的竞争优势,XXXXXX毕业论文而且他们这样更接近主要的发展市场。
1.3 本文研究内容本文重点对该系统的硬件、软件进行分析设计。
在硬件上对各部分电路一一进行了理论分析与方案论证进行了设计,介绍了DS18B20数字温度传感器在单片机下的硬件连接及软件编程,并给出了软件流程图,最终设计完成了该系统的硬件电路。
在软件设计上根据硬件电路和该温度采集系统所需要实现的功能,经过反复的模拟运行、调试、修改,最终完成了该系统的软件设计。
通过硬件与软件的密切配合,最终设计完成达到了题目所要求的功能。
本设计采用的是AT89S51单片机,对多点温度进行采集。
通过集成温度传感器DS18B20将温度值转换为电量输出。