水温控制系统
基于单片机的水温控制系统设计

基于单片机的水温控制系统设计摘要:水温控制系统在工业、农业、生活等各个领域广泛应用。
随着技术的发展,单片机控制技术正在越来越多的应用到水温控制领域中。
本文通过对水温控制系统原理的分析,进行了设计和制作,并通过实验结果验证了本设计的可行性和稳定性。
关键词:单片机控制技术;水温控制系统;可行性;稳定性1. 引言水温控制系统在现代社会中应用广泛,水温控制技术的发展和进步为现代社会的科技进步做出了巨大的贡献。
单片机技术作为一种广泛应用的控制技术,可以实现多种不同的控制操作,因此被广泛应用到水温控制系统中。
本文将针对单片机水温控制系统进行分析设计,并进行实验验证。
2. 水温控制系统原理分析水温控制系统的基本结构由传感器、控制器以及执行机构等组成。
其中,传感器负责温度数据的采集,控制器负责处理和分析数据,并控制执行机构实现温度控制。
单片机水温控制系统的实现原理基于以下几个步骤:1)传感器采集温度数据并将数据转换为数字信号。
2)单片机控制器通过间接方式获取传感器采集的温度数字信号,并将其传输到外围设备中。
3)控制器将传输的信息根据其程序所设定的算法进行计算,得到温度数据,从而调整执行机构的作用。
4)执行机构实现接收计算出的数据并通过温度调节装置将温控装置的工作状态调节到所设定的工作状态,最终实现水温控制。
3. 单片机水温控制系统设计根据以上原理设计单片机水温控制系统,具体实现过程如下:1)传感器:选用DS18B20数字温度传感器,将其与单片机进行连接;2)控制器:选用AT89S52单片机,作为水温控制器,通过程序将传感器所采集到的数字信号转化为温度信息,并与设定温度进行比较和判断,控制继电器开关;3)执行机构:选用继电器作为执行机构,通过继电器的开关控制加热器的加热状态,调节水温。
4. 实验验证将设计好的单片机水温控制系统进行实验,实验过程中将设定温度为30℃,获得的实验结果显示在图1中。
图1 实验结果实验结果表明,本设计的单片机水温控制系统能够在设定温度为30℃时以及系统正常工作的情况下,实现对水温的有效控制。
基于单片机的水温水位控制系统设计

四、结论
基于单片机的智能水箱水位和水温控制系统具有结构简单、成本低、可靠性 高等优点。通过实时监测和控制水箱的水位和水温,可以满足不同用户的需求。 此外,通过优化系统的硬件设计和软件设计,可以进一步提高系统的性能和可靠 性。这种系统不仅可以应用于家庭用水领域,也可以应用于工业生产中的液体控 制,具有广泛的应用前景。
1、抗干扰设计
由于环境因素和设备本身的影响,系统可能会受到干扰。因此,需要在硬件 设计和软件设计中加入抗干扰措施,如滤波电路、软件去抖动等。
2、节能设计
为了降低系统的功耗,可以在软件设计中加入休眠模式和唤醒模式。当系统 不需要工作时,可以进入休眠模式,降低功耗。当有数据需要处理时,系统被唤 醒,进入工作状态。
2、软件设计
系统的软件设计主要实现以下功能:数据的采集、处理、显示和控制。首先, 单片机通过水位传感器和水温传感器采集当前的水位和水温数据。然后,单片机 对采集到的数据进行处理,判断水位和水温是否正常。如果异常,则启动相应的 执行机构进行调节。最后,单片机将处理后的数据通过显示模块进行显示。
三、系统优化
六、结论
本次演示设计了一种基于单片机的水温水位控制系统,实现了温度和水位的 自动检测、调节和控制。该系统具有成本低、可靠性高、易于实现等优点,同时 支持远程控制和节能模式等功能。在家庭、工业和科学研究中具有广泛的应用前 景。
参考自动化技术的普及,智能化设备在日常生活和工业生产中 的应用越来越广泛。其中,基于单片机的智能水箱水位和水温控制系统具有重要 应用价值。这种系统可以实现对水箱水位和水温的实时监测和控制,以适应不同 的应用需求。
系统软件采用C语言编写,主要包括以下几个部分:数据采集、数据处理、 控制输出和远程通信。
1、数据采集:通过I/O端口读取DS18B20和超声波水位传感器的数据。
水温控制系统设计与报告总结

水温控制系统摘要:本系统以MSP430F149超低功耗MCU为核心,以DS18B20为温度传感器进行温度检测,采用电热棒进行加热。
该控制系统可根据设定的温度,通过PID算法调节和控制PWM波的输出,控制电磁继电器的通断时间从而控制水温的自动调节。
该系统主要包括MSP430F149单片机控制器模块、DS18B20测温模块、键盘模块、继电器控制模块及LCD12864液晶显示模块等构成。
具有电路结构简单、程序简短、系统可靠性高、操作简便等特点。
关键词:MSP430 DS18B20 PID算法PWM LCD12864目录一、任务及要求 (1)1.1设计任务 (1)1.2要求 (1)1.2.1基本要求 (1)1.2.2发挥部分 (1)二、方案设计与论证 (2)2.1 温度检测电路方案选择 (2)2.2显示电路的方案选择 (2)2.3加热和控制方案选择 (2)2.4控制算法选择与论证 (3)三、系统硬件电路设计 (3)3.1系统结构框图 (3)3.2控制器模块 (3)3.3温度检测电路设计 (4)3.4加热控制电路设计 (5)3.5键盘及显示电路设计 (5)3.6电源电路设计 (6)四、软件设计 (6)4.1 PID算法设计 (6)4.2程序流程图 (8)4.2.1主程序框图 (8)4.2.2 LCD12864程序流程图 (9)4.2.3 PID程序流程图 (10)4.2.4 DS18B20水温检测程序流程图 (11)五、系统测试及分析 (12)5.1系统调试 (12)5.1.1控制模块的调试 (12)5.1.2 温度检测模块 (12)5.1.3 继电器的检测 (12)5.2测试结果及分析 (12)5.2.1测试仪器 (12)5.2.2测试方法 (13)5.2.3测试结果 (13)六、设计总结 (14)七、附录 (15)附录1 仪表器件清单 (15)附录2 水温控制系统原理图 (16)附录3 程序设计 (17)一、任务及要求1.1设计任务该水温控制系统是一个典型的检测、控制型应用系统,它要求系统完成从水温检测、信号处理、输入、运算输出控制加热装置以实现水温控制的全过程。
水温控制报警系统

水温控制报警系统摘要:本系统采用温度传感器RMF51-583、LM324放大器和报警系统为核心进行设计,实现浴室水温控制,并当水温达到预警温度进行报警。
本系统由温度传感器RMF51-583进行水温监测,通过调节电阻可以调节水温控制范围。
并且能进行水温范围测量,显示其大致温度。
当水温不超出预警温度时加热,超出预警温度时报警,从而达到浴室水温控制要求。
具体方案设计:1 、设计任务和要求:设计任务:设计一个浴室水温控制报警系统。
该系统能够将水温控制在一个合适的范围内,可以通过手动实现对水温范围的改变,并且超出某一温度值时自动报警。
设计要求:1)要求系统能够通过对两根电阻丝实现对水温的控制。
假设水温范围是T1~T2(T!<T2),T为实际温度,当T1<T2时,两根电阻丝都通电加热;当T1<T<T2时,仅一根电阻丝通电加热;当T>T2时,两根电阻丝都不通电,并且报警。
2)要求系统能大致显示水温温度。
3)要求电路在T1、T2温度点不能出现跳闸现象,即电阻丝不能进行短时间内反复在通电和不通电的状态之间转换。
4)要求电路能够显示出电阻丝的通电与否。
5)要求能够手动调节水温控制的范围。
6)要求画出系统框图与设计电路图,并写出详细的设计过程。
2 、系统组成框图水温控制电路的总体框图如图(1)所示,它是由水温监测电路、水温范围测量电路、电阻丝开关电路、工作指示电路、水温显示电路、报警电路和电源电路七部分构成的。
水温监测电路水温范围测量电路电阻丝开关电路工作指示电路水温显示电路报警电路电源电路水温监测电路的功能是利用温度传感器的特性监测水温的变化,同时将温度信号转化为电信号。
水温范围测量电路的功能是利用比较器的原理实现水温范围的确定,同时利用迟滞比较器特性避免跳闸现象。
电阻丝开关电路的功能是利用发光二极管将电阻丝通电与否显示出来。
水温显示电路是利用电流表改装的表头显示水温监测到的温度。
报警电路是当水温达到一定程度时报警。
基于单片机的水温恒温模糊控制系统设计

基于单片机的水温恒温模糊控制系统设计水温恒温在很多工业领域中都是非常重要的,比如在制造过程中需要严格控制水温以确保产品质量,或者在实验室中需要保持水温恒定以保证实验结果的准确性。
为了实现水温恒温,可以采用单片机控制系统进行模糊控制,以更好地调节水温并确保其恒定性。
一、系统设计1.系统组成该水温恒温模糊控制系统包括以下几个部分:1)传感器:用于实时监测水温,通常采用温度传感器来获取水温数据。
2)单片机:作为系统的核心控制部分,负责根据传感器采集的水温数据进行控制算法处理,并输出控制信号给执行器。
3)执行器:负责控制水温调节设备,比如加热器或制冷器,以使水温保持在设定的恒温值附近。
4)人机界面:用于设定水温的目标值、显示当前水温以及系统的工作状态等信息,通常采用液晶显示屏或LED灯来实现。
2.系统工作原理系统工作流程如下:1)单片机通过传感器获取实时水温数据,并与设定的恒温值进行比较。
2)根据实时水温和设定值之间的差异,单片机通过模糊控制算法计算出调节水温的控制信号。
3)控制信号送往执行器,执行器根据信号控制加热器或制冷器对水温进行调节。
4)单片机不断循环执行上述步骤,使水温保持在设定的恒温值附近。
二、模糊控制算法设计模糊控制算法是一种基于模糊逻辑进行推理和决策的控制方法,适用于非线性、不确定性系统的控制。
在水温恒温控制系统中,可以设计如下的模糊控制算法:1.模糊化:将实时水温和设定水温映射到模糊集合,通常包括“冷”、“适中”和“热”等。
2.模糊规则库:根据实际情况,设定一系列的模糊规则,描述实时水温和设定水温之间的关系。
3.模糊推理:通过模糊规则库,进行模糊推理,得到相应的控制信号。
4.解模糊化:将模糊推理的结果映射到实际的控制信号范围内,作为执行器的输入。
通过模糊控制算法设计,可以更加灵活地调节水温,适应各种复杂环境下的恒温控制需求。
三、系统实现在实际系统的实现中,首先需要选择合适的传感器,并设计好传感器的接口电路来获取水温数据。
简易水温控制系统

简易水温控制系统 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-一个简易水温控制系统的设计———控制算法设计摘要在工农业生产和日常生活中,对温度的检测与控制始终有着非常重要的实际意义和广泛的实际应用。
为了加深计算机控制理论的理解,故设计一个温度控制系统,该系统主要由温度信号采集与转换模块、主机控制模块、温度控制模块、液晶显示模块四部分组成,控制算法为PID算法。
系统可实现稳态误差小于1℃,最大超调小于1℃,并且调节时间较短,恒定效果好。
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,介绍了一个基于数字传感器DS18B20和单片机STC89C52的简单温度控制系统,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。
该系统可通过液晶显示器LCD1602显示数据或字符,通过按键设定参数;通过DS18B20测温,实现电热杯水温控制;通过PL2303下载端口,实现单机和上位机的通讯。
实验表明该系统能够实现对温度的控制,具有一定的控制精度。
该系统测温电路简单、连接方便,可用于简单温度控制的场合。
关键词:单片机;温度传感器;液晶显示器;PID算法AbstractIn industrial and agricultural production and daily life, the testing and control of temperature has always had very important practical significance and extensive practical application. In order to deepen the understanding of the computer control theory, the design of a temperature control system, the system is mainly composed of temperature signal acquisition and conversion module, host control module, temperature control module, liquid crystal display module four parts, the control algorithm for PID algorithm. System can realize the steady state error is less than 1 ℃, the maximum overshoot less than 1 ℃, and the adjustment time is shorter, constant effect is good. Lagged temperature control system of the object, its response to the step signal will delay some time, produce adverse effect to the automatic control, so effective for accurate temperature measurement and control is an important indicator in the industrial control system. Temperature is an importantphysical quantities, it is also one of the main process parameters in industrial production process, many properties of objects and features are related to temperature, a lot of important process can only be effective in a certain temperature range, thus, accurate measurement and reliable control of temperature, in the industrial production and scientific research has the very vital significance. This paper expounds the concept of process control system, introduced a digital sensor DS18B20 and single chip microcomputer based STC89C52 simple temperature control system, electric kettle for controlled object, and through the experiment the method to establish the mathematical model of temperature control system, using PID algorithm to the design of the system, to achieve the better control. Through DS18B20, the temperature control of the electric heat cup is achieved. Through the PL2303 download port, the communication between the single machine and the above machine is achieved. The experiment shows that the system can control the temperature, and has certain control accuracy. The system is simple and easy to connect, which can be used for simple temperature control.Key words: single chip microcomputer;the temperature sensor;Liquid crystal display;PID algorithm目录一﹑设计任务与要求1.基本要求1L水由1kW的电路加热,要求水温可以在一定范围内由人工设定,并能在环境温度变化时实现自动调整,以保持在设定的温度。
基于单片机技术的水温控制系统设计

基于单片机技术的水温控制系统设计水温控制系统是一种常见的自动化控制系统,它可以根据水温的变化自动调节水温,保持水温在设定的范围内。
基于单片机技术的水温控制系统设计,可以实现更加精准的控制和更加智能化的操作。
一、系统设计方案基于单片机技术的水温控制系统设计,主要包括以下几个方面:1.硬件设计:包括传感器、单片机、继电器、显示屏等硬件设备的选型和连接。
2.软件设计:包括单片机程序的编写和调试,实现温度采集、控制算法、显示等功能。
3.控制算法设计:根据实际需求,设计合适的控制算法,实现精准的温度控制。
二、系统实现流程基于单片机技术的水温控制系统实现流程如下:1.硬件连接:将传感器、单片机、继电器、显示屏等硬件设备按照设计方案连接好。
2.程序编写:根据硬件连接情况,编写单片机程序,实现温度采集、控制算法、显示等功能。
3.调试测试:将系统连接到实际的水温控制设备上,进行调试测试,检查系统是否正常工作。
4.系统优化:根据测试结果,对系统进行优化,提高系统的稳定性和精度。
5.系统应用:将系统应用到实际的水温控制场景中,实现自动化控制和智能化操作。
三、系统优势基于单片机技术的水温控制系统具有以下优势:1.精准控制:采用先进的控制算法,实现精准的温度控制,避免了传统控制方式的误差和不稳定性。
2.智能化操作:通过显示屏和按键等人机交互界面,实现智能化操作,方便用户使用和管理。
3.可靠性高:采用高品质的硬件设备和优化的软件程序,保证系统的可靠性和稳定性。
4.节能环保:通过精准的温度控制,实现节能环保的目的,降低能源消耗和环境污染。
四、应用场景基于单片机技术的水温控制系统广泛应用于以下场景:1.家庭水温控制:可以实现家庭水温的自动化控制,提高生活质量和舒适度。
2.工业水温控制:可以实现工业生产中的水温控制,提高生产效率和产品质量。
3.农业水温控制:可以实现农业生产中的水温控制,提高农作物的生长效率和产量。
总之,基于单片机技术的水温控制系统设计,可以实现更加精准的控制和更加智能化的操作,具有广泛的应用前景和市场需求。
水温自动控制系统原理

水温自动控制系统的原理是利用温度传感器对水箱内的水温进行实时监测,并将监测到的温度信号传输到控制模块。
控制模块根据预设的温度值和实际水温的差异,通过调节加热或制冷设备的运行状态,实现对水温的精确控制。
具体来说,水温自动控制系统的工作流程如下:温度传感器:这是系统的核心部件,用于感测水箱内的温度。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶等。
控制模块:这是系统的“大脑”,接收并处理温度传感器的信号,然后根据预设的温度值和实际水温的差异,输出控制信号。
常见的控制模块有微控制器、PLC等。
加热/制冷设备:这是系统的执行部件,根据控制模块的信号调节水温。
常见的加热设备有电加热棒、燃气热水器等,制冷设备有压缩机制冷机等。
显示部件:这是系统的可视化部分,用于显示当前的水温、预设温度等信息,方便用户操作和查看。
常见的显示部件有显示屏、数码管等。
报警装置:当实际水温超过预设的温度范围时,系统会触发报警装置,提醒用户及时处理。
常见的报警装置有蜂鸣器、LED灯等。
水温自动控制系统能够实现对水温的精确控制,适用于各种需要恒定水温的场合,如游泳池、工业用水等。
同时,由于系统能够实时监测水温并具有报警功能,大大降低了因水温异常而引发的安全事故。
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水温控制系统学生姓名:设计时间:目录摘要:引言一总体方案设计1 总体方案论证2 硬件方案论证3 软件方案论证4 方案确定二系统硬件设计1 系统硬件框图2 按键显示电路3 温度采集控制电路三系统软件设计1 按键检测程序2 温度检测程序3 温度控制程序4 液晶显示程序四系统参数计算1 温度采集参数2 硬件控制参数3 软件控制参数五系统调试1 单片机系统调试2 软件调试六总结参考文献附录本系统以AT89C52单片机为核心,主要包括使用单总线温度转换芯片DS18B20传感器实时温度采集,按键操作,单片机控制,水温控制,液晶显示等部分。
本系统通过DS18B20温度传感器对水温进行采样,将采得的数字温度送给单片机,单片机对温度通过PID算法与PWM脉宽调制相结合的技术实现精确控制温度的目的。
在通过控制双向可控硅,改变可控硅的导通和闭合从而控制电热丝的加热或制冷片的降温达到控制水温的目的。
本系统还由按键显示和温度控制模块组成,通过模块间的通信完成温度的设定,实现实温的显示,水温的升降等功能。
具有电路结构简单,系统可靠性强,操作简单方便等特点。
温度控制系统可以说是无所不在,热水器系统、空调系统、冰箱、电饭煲、电风扇等家电产品以至手持式高速高效的计算机和电子设备,均需要提供温度控制功能。
及时准确地得到温度信息并对其进行适时的控制,在许多工业场合中都是重要的环节。
对于不同控制系统,其适宜的水质温度总是在一个范围。
超过这个范围,系统或许会停止运行或遭受破坏,所以我们必须能实时获取水温变化。
对于,超过适宜范围的温度能够报警。
同时,我们也希望在适宜温度范围内可以由检测人员根据实际情况加以改变。
单片机对对温度的控制是工业生产中经常使用的控制方法.自从1976年Intel公司推出第一批单片机以来,80年代单片机技术进入快速发展时期,近年来,随着大规模集成电路的发展,单片机继续朝快速、高性能方向发展。
单片机主要用于控制,它的应用领域遍及各行各业,大到航天飞机,小至日常生活中的冰箱、彩电,单片机都可以大显其能。
以单片机为核心的水温控制系统也应运而生。
传统的温度采集电路相当复杂,需要经过温度采集、信号放大、滤波、AD转换等一系列工作才能得到温度的数字量,并且这种方式不仅电路复杂,元器件个数多,而且线性度和准确度都不理想,抗干扰能力弱。
现在常用的温度传感器芯片不但功率消耗低、准确率高,而且比传统的温度传感器有更好的线性表现,最重要的一点是使用起来方便。
下面就让我们一起去探讨研究一种以单片机为核心,基于温度传感器的水温控制系统。
一方案设计1 方案论证由于单片机的应用越来越广泛,因此我们一开始就决定以现在比较流行的STC系列或AT 系列单片机为控制核心。
最先注意的是STC系列单片机,因为我们有关于STC系列单片机的开发板,方便我们进行程序的读写和调试,我们就选择了STC89C51单片机。
但是在后来的编程中注意到51单片机的中端和FLASH ROM可能不够用最后我们选择了STC89C52单片机。
STC89C52单片机是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能的微处理器,拥有4路外部中端,6个中断源,3个16位定时器/计数器等,基本上能满足我们的一切要求。
温度的采集与检测在系统中起到非常重要的作用,常规的温度采集我们选择铜热电阻作为温度传感器,将温度的变化转化为电压的变化,经过放大后送往A/D转换器转化为数字量以进行处理。
本方案温度采集容易受外部环境影响并且硬件电路比较复杂,但测温的精度可达到0.1℃。
另一种方案采用DS18B20数字温度传感器对水温进行采样,无需进行AD转换。
将采集的值直接送入单片机进行处理。
DS18B20测温范围-55℃~+125℃,固有测温分辨率0.5℃,支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,最多只能并联8个,实现多点测温。
但较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿,由于DS18B20 与微处理器间采用串行数据传送。
因此,在对DS18B20 进行读写编程时,必须严格的保证读写时序,否则将无法读取测温结果。
在DS18B20 有关资料中均未提及1Wire上所挂DS18B20数量问题,容易使人误认为可以挂任意多个DS18B20,在实际应用中并非如此。
当1Wire上所挂DS18B20超过8个时,就需要考虑微处理器的总线驱动问题,这一点在进行多点测温系统设计时要加以注意。
并且连接DS18B20的总线电缆是有长度限制的。
但经过多次实际情况研究和对软件的考虑最后决定采用DS18B20进行温度采集。
控制电路相对来说是比较难以决定的部分,一种是采用继电器,一种是采用可控硅。
由于我们自身兴趣的问题我们最先选择的是可控硅,继电器以前在做产品时用过,但可控硅从我们开始学它到现在可控硅给我们的感觉就是很神秘,我们迫不及待的想揭开它神秘的面纱!可控硅的优点是无触点,开断无涌流,开端速度快,可以控制过零开断。
缺点是成本高,控制相对复杂,容量小,功耗大,发热严重。
继电器的优点是技术成熟可靠,触点容量相对较大,成本低,几乎零功耗,发热量小。
缺点是开断时会产生涌流,由于反应稍慢,无法用于很精细开断控制电路中,如移向调压等,并且寿命不长。
最后经过多次探讨多次试验我们决定用可控硅和继电器相结合的方法,用可控硅控制电热丝的作用,用继电器控制制冷片的作用。
由于我们功能的要求我们按键部分选择两个独立按键,并且拥有第二功能。
而显示部分根据功能的要求我们直接使用了1602液晶显示屏,能满足我们产品的要求。
2 方案确定最终我们选择以STC89C52单片机为核心,以DS18B20温度传感器采集实际数字温度反馈到单片机,通过单片机显示到液晶显示屏上。
再通过两个独立按键,一个增加按键一个按键来预设温度,当预设温度大于或小于实际温度时,单片机通过PID算法和PWM脉宽调制实现加热丝的加热或制冷片的制冷,并且液晶显示屏上会显示预设温度和加热或制冷。
二系统硬件设计1 系统方案框图图2-1 总体设计框图2 单片机电路单片机电路图采用6MHZ晶振,按键复位。
电路图如下:图2-2 单片机最小系统图3 按键显示电路该电路采用两个独立按键,分别接在单片机的P3.0,P3.1口。
液晶显示采用1602液晶显示屏,单片机P0端口作为数据输入端口,P2.0,P2.1,P2.2作为1602的控制端口。
电路图如下:图2-3 按键显示电路4 温度采集控制电路该电路采用DS18B20温度传感器直接与单片机P3.7端口相连。
P2.0端口通过光耦与可控硅相连起到保护可控硅防止干扰的作用,可控硅在和电热丝相连控制电热丝的工作。
P2.1端口通过三极管驱动与继电器相连,继电器与制冷片相连,用继电器来控制制冷片的工作。
电路图如下:图2-4 温度采集控制电路三系统软件设计1 系统程序框图3-1 总程序框图2 按键检测处理程序2.1 按键检测流程图图3-2 按键检测流程图2.2 按键处理流程图图3-3 按键处理流程图3 温度检测控制程序3.1 温度检测流程图图3-4 温度检测流程图3.2 温度控制流程图图3-5 温度控制流程图4 液晶显示程序四系统参数测试五系统调试1 硬件调试在硬件调试过程中由于最先完成的是1602液晶显示模块,我们最先调试的是液晶显示模块。
一个人焊接电路,焊接完成后由一个人在从新检查电路。
在检查电路中检查出有漏接的地方,并且在液晶屏上不能显示出温度,经过再次检查电路发现有元器件管脚接错的并且显示屏的分辨率没调清楚,经过几次调试和修改最终完成了该模块。
随后调试的是按键,控制加热模块,按键的调试没出现什么问题,但在控制加热时可控硅一直不能够导通,经过反复检测电路并没有发现什么错误,开始对各个元器件和电路原理进行检测,最后发现是我们用的可控硅是单向可控硅并不是双向可控硅,因此我们必须对可控硅的电源进行整流是电源能过零点并且消除负电压,使可控硅导通后可以截止。
在检测DS18B20的上拉电阻是否接好,另外要注意的是,由单片机输出的控制信号比较小,需要进行放大才能驱动继电器工作,否则就不能实现降温过程,通常选用8050三极管来进行放大。
还有220V交流电接头和加热丝接头必须接正确,否则导致电路烧坏。
都检测后没问题后电路应该不会在出错。
2 软件调试硬件电路检查没有问题后但还还是实现不了设计要求,可能是我们软件编程的问题,我们首先检查了初始化程序,然后是读温度程序,显示程序,以及可控硅,继电器控制程序,对这些分段程序,我们首先注意的各程序间的联系,调用关系,以及1602和18B20的内部时序。
在检查中发现1602的时序有错误,1602的复位时序出现了错误,18B20的温度转换时的等待时序出现错误,经过我们的修改使程序正常运行。
发现没问题后我们检查源程序生成的代码是否烧入到单片机中,如果这一过程出错,那不能实现设计要求也是情理之中的。
最后最重要的硬件与软件调试相结合,先见检测内部程序的端口是否与硬件电路的接口一致。
在我们仔细检查各个程序的模块设计和硬件电路之间的联系,最后发现温度传感器的程序端口和硬件端口不一致。
可控硅之所以不导通是因为我们硬件和软件对电平的要求不一致,外部硬件电路的电平不能达到单片机的电平,最后经过修改电路完成了整个系统的调试。
六总结段腾龙总结这次模拟全国电子设计竞赛我主要是负责硬件的设计焊接及调试的工作,考虑到加热器和制冷器的余温当达到设定温度之后可能会再使水温升高或降低,为了使系统保持一定的精确度我们必须考虑到器件余温的影响。
经过反复的讨论研究,我们一致决定加热和制冷都采用PWM控制,这样不仅能使水温控制达到一定的精确度而且也能对提高加热制冷的速度。
当温差大时PWM波的就会变大温差小时就将占空比降低从而精确快速的控制水温。
由于水的密度会随着温度的不同而变化,而加热棒制冷器又不是均匀分布在水中,为了使温度测试更准确必须水的密度相同因此在水中加入了一个搅拌器这样就会使水在温度密度上完全成为了一个整体。
电路设计中为了精确控制加热而加热器又是一个大功率器件因此必须用弱电控制强电,我们首先向到时继电器,然而继电器的工作频率又有一定的限制最后商讨决定用晶闸管来控制加热,用继电器控制制冷。
在仅知晶闸管理论的情况下我们尝试着将它应用到实际设计之中,晶闸管的首次应用确实有不少的困难与挫折,电路仿真和实际的应用差别太大,经过将近一天调试终于调试成功。
本次设计中我们三人的合作不是太默契,首先硬件设计和软件设计不太符合,导致软硬件结合的时候没有实现功能,经过调试最终实现功能,但是却浪费了不少时间。
这次虽是模拟竞赛但是我们学到的还真不少,在以后的过程中我们先要好好沟通之后再开始工作,我们是一个团队,只有沟通好才能工作好。
刘富强总结分组后作为我们第一次一起做一个产品确实遇到许多问题,之间的配合缺少默契,讨论时总是会有一些分歧,组员间配合少,缺少必要的交流沟通。