课程设计基于单片机的淋浴水温控制系统的设计.doc

基于单片机的淋浴水温控制系统的设计 摘要:本论文对实际情况进行数学建模,并根据分析和实验的结果设计了控制系统。利用工业控制的8031单片机搭建控制系统,系统的前向通道未用了成本低、休积小、线性电流传感器，为提高精度，传感器设计了T型滤波器以增加杭干扰能力，单片机应用未用PID葬法的撞制方式担制双向可控硅的导通、关断，调整功率，使之切断或接通加热器，从而控制水温稳定在预设定值上。系统后向通道采用干扰小、器件运行可靠的过零触发方式，省去了传统的D/A接口电路，简化了硬件设备。在软件设计中，为提高精度我们采用了数字滤波方案以减少干扰信号的比重。根据温控的单回路PID数字调节器的硬件设计，完成实时浏重(传感采样)、实时决策((PID控制运算)和实时控制(调功)三部分功能，为防止超调量过大，对PID算法进行了适当改进，用单片机产生PWM波对电机进行控制,调节冷热水管的流量,最终达到控制输出水温的目的。 目录 引言 1 1.设计任务 2 1.1基本要求 3 1.2发挥部分 3 2方案论证 3 2.1方案一 3 2.2方案二 4 2.3方案三 4 3方案设计 5 3.1系统工作原理 5 3.2主要电路设计 6 3.3软件设计 9 4性能指标测试: 11 5结论 12 系统误差分析 12 参考文献 13 引言 随着自动化技术的进一步发展,现在很多家庭都希望能享受智能化服务的家居环境;人们生活无非衣食住行,对于居住,如果有智能化淋浴设施,更能为生活增色不少,智能化淋浴设施中关键的两项技术为:温度控制与流量控制,其中人们对于温度控制是希望在自己设定数值以后变化不大,仅仅在设定数值周围波动;而流量则直接按需要进行调节。 1.设计任务 设计制作一个淋浴水温控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。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。 淋浴水温调节系统由温度传感装置、控制系统、显示装置、冷水流控制装置、热水流控制装置、总流量控制装置构成,如图2-1所示。其中流量与温度有一定的关系,系统利用温度传感器测量水的温度,并将其结果传递到控制系统,将温度显示出来,并与所设置的温度进行对比,根据对比所得到的结果来控制冷热水的流量。 图2-1　水温调节系统组成框图 水温调节系统目标是控制出水管的温度和流量。对于流量的控制,是通过手动调节来实现的;而对于温度的控制,则是先通过控制面板手动调定好温度的数值,再通过闭环控制其真实水温围绕设定水温小范围波动。 1.1基本要求 1992 (3): 49~50 3林文焕，陈本通 机床夹具设计[M]北京:国防工业出版社, 1987 4 赵亮,侯国锐.单片机C语言编程与实例[M].北京:人民邮电出版社,2003.307-311. 5 金伟正.单线数字温度传感器的原理与应用[J].电子技术应用,2000,(6):66-68. 6 金春林,邱慧芳,张皆喜.AVR系列单片机C语言编程与应用实例[M].北京:清华大学出版社,2003.277-282. 7 孙道忠,王卫星,许利霞,等.鱼塘含氧量自动监控系统[J].农机化研究,2005,(4):128-131. 8 丁易新.OCMJ图形液晶显示器与AVR单片机的接口设计[J].电子工程师,2005,31(4):48-50. 9 肖恩忠.基于AT89C52的电阻炉智能温度控制系统[J].农机化研究,2005,(3):238-239. 10 朱余清,吴伟斌,洪添胜,等.基于虚拟仪器技术的发动机测功系统[J].广西大学学报(自然科学版),2004,19(4):310-314. Gay is now a provincial key construction project of aluminum Ltd---province with an annual output of 50,000 tons of technical innovation project of environmental protection and energy saving of electrolytic aluminum project manager. In this technological transformation projects, he has overall responsibility for the day-to-day affairs of the project. In order to ensure that southern companys control the scale of investment, strengthen field management, pay special attention to project p