水温控制系统设计与研究.doc

毕 业 设 计（论文） 题 目：水温控制系统设计与研究 系 ：信息工程系 摘 要 本设计以89c52单片机为核心，采用了温度传感器AD590，A/D采样芯片ADC0804，可控硅MOC3041及PID算法对温度进行控制。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、运算到输出控制电炉加热功率以实现水温控制的全过程。本设计实现了水温的智能化控制以及提供完善的人机交互界面及多机通讯接口，系统由前向通道模块（即温度采样模块）、后向控制模块、系统主模块及键盘显示摸块等四大模块组成。本系统的特点在于采用PC机及普通键盘实现了多机通信。 关键字：单片机；温度传感；信号处理 Abstract The single computer 89c52 is used as a core in this design. Some important IC sush as AD590 ADC0804 MOC3041 was used in this system.we adopt PID to control the temperature. The system include four part---The previous model ,The last model ,keybord model ,The main control model. Adopt annularity pulse distributor to come true to Stepper Motor speed regulation , the corner under the control of. Display having realized time , the temperature here on the basis, And realize under the control of, display to the electric motor by PC machine Key word: SCM; Temperature sensing; Signal processing 目 录 第一章 引言 1 1．1总体方案论证 1 第二章 模块方案论证 2 2.2.1控制方法论证 2 2.2.2 系统组成论证 3 2.2.3 单片机系统选择 3 2.2.4 温度控制方案论证 3 2.2.5 键盘显示电路论证 4 第三章 总体设计 5 第四章 硬件电路设计与计算 6 4．1 主机控制部分 7 4．2 温度采样电路 7 4．3 温度控制电路 8 4．4 键盘与数字显示部分 9 4．5 微机控制及图形显示部分 11 第五章 软件设计 12 5．1 键盘显示程序流程： 12 5．2 主程序流程图： 12 第六章 测试方法与测试结果 14 6．1 系统测试仪器： 15 6．2 测试方法： 15 6．3 测试结果 15 第七章 设计总结 17 附 录 18 致 谢 46 参考文献 47 第一章 引言 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、运算到输出控制电炉加热功率以实现水温控制的全过程。因此，应以单片微型计算机为核心组成一个专用计算机应用系统，以满足检测、控制应用类型的功能要求。另外，单片机的使用也为实现水温的智能化控制以及提供完善的人机交互界面及多机通讯接口提供了可能，而这些功能在常规数字逻辑道路中往往是难以实现或无法实现的。所以，本例采用以单片机为核心的直接数字控制系统。 本设计的任务与要求为一升水由1kw的电炉加热，要求水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动调整，以保持设定的温度基本不变。主要性能指标 温度设定范围：30-90℃，最小区分度为1℃。 控制精度：温度控制的静态误差≤1℃。 用十进制数码显示实际水温。 能打印实测水温值。 扩展功能 具有通信能力，可接受其他数据设备发来的命令，或将结果传送到其他数据设备。 采用适当的控制方法实现当设定温度与环境温度突变时，减小系统的调节时间和超调量。 温度控制的静态误差≤1℃。 能自动显示水温随时间变化的曲线。 1．1总体方案论证 （1）、方案一：此方案是采用传统的模拟控制方法（方案框图如图2-1-1），选用模拟电路，用电位器设定给定值，反馈的温度值与给定的温度值比较后，决定加热或者不加热。器特点是电路简单，易于实现，但是系统所得结果的精度不高并且调节动作频繁，系统静差大，不稳定。系统受环境的影响大，不能实现复杂的控制算法，而且不易实现对系统的控制及对温度的显示，人机交换性能差。 图2-1-1模拟控制框图 （2）、方案二：采用单片机89c52为核心。采用了温度传