毕业设计：室温控制系统设计论文.doc

┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 42 页 第 PAGE 1 页 第一章 绪 论 1.1本设计的研究意义 随着人们生活水平的提高，科技的迅猛发展，人们对生活的要求也越来越高。每个人无论走到哪里都会有一个家庭，所以家里的环境问题是我们最关心的，也是急于解决的问题，说起家里的环境就离不开其主要的因素—室内温度；城市里每个人都比较繁忙，不可能每天都关心自己家里的室温情况，但这个问题我们还必须去面对，如果室内的温度过高，或者过低，都会给繁忙了一天的我们带来烦恼，没有一个舒适的环境，怎么会有快乐的心情去面对tomorrow的工作，为了提高我们的生活质量，研究了温控系统。 当今社会，温度测量系统被广泛的应用于社会生产、生活的各个领域。 在工业、环境检测、医疗、家庭等多方面均有应用。同时单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛。在很多电子产品中也将其用到温度检测和温度控制。目前温度测量系统种类繁多，功能参差不齐。有简单的应用于家庭的如空调，电饭煲、太阳能热水器，电冰箱，等家用电器的温度进行检测和控制。采用AT89S51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。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，为自动化和各个测控领域中广泛应用的器件，在日常生活中成为必不可少的器件，尤其是在日常生活中发挥的作用也越来越大。因此，单片机对温度的控制问题是一个日常生活中经常会遇到的问题。 以上述问题为出发点，设计实现了温度实时测量、显示、控制系统。以DS18B20为温度采集芯片，AT89S51为处理器来完成设计任务提出的温度控制要求。所设计的电路单元较为合理。 1.2温度控制系统的发展历程及现状 温度的测量和控制在工业生产中获得了广泛的应用，在工农业生产、国防、科研以及日常生活等领域占有重要的地位。温度控制系统是人类供热、取暖的主要设备的驱动来源，它的出现迄今已有两百余年的历史。期间，从低级到高级，从简单到复杂，随着生产力的发展和对温度控制精度要求的不断提高，温度控制系统的控制技术得到迅速发展。目前智能温度控制系统广泛应用于社会生活、工业生产的各个领域，适用于家电、汽车、材料、电力电子等行业，成为发展国民经济的重要热工设备之一。在现代化的建设中，能源的需求非常大，然而我国的能源利用率极低，所以实现温度控制的智能化，有着极为重要的实际意义。 温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从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有着较大差距。目前，我国在这方面总体技术水平处于20世纪80年代中后期水平，成熟产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主。它只能适应一般温度系统控制，难于控制滞后、复杂、时变温度系统控制。而适应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，形成商品化并在仪表控制参数的自整定方面，国外已有较多的成熟产品。但由于国外技术必威体育官网网址及我国开发工作的滞后，还没有开发出性能可靠的自整定软件。控制参数大多靠人工经验及现场调试确定。国外温度控制系统发展迅速，并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果。日本、美国、德国、瑞典等技术领先，都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪器仪表，并在各行业广泛应用。它们主要具有如下的特点：一是适应于大惯性、大滞后等复杂温度控制系统的控制；二是能够适应于受控系统数学模型难以建立的温度控制系统的控制；三是能够适应于受控系统过程复杂、参数时变的温度控制系统的控制；四是温度控制系统普遍采用自适应控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理论及计算机技术，运用先进的算法，适应的范围广泛；五是温控器普遍具有参数自整定功能。借助计算机软件技术，温控器具有对控制对象控制参数及特性进行自动整定的功能。有的还具有自学习功能，能够根据历史经验及控制对象的变化情况，自动调整相关控制参数，以保证控制效果的最优化；六是具有控制精度高、抗干扰力强、鲁棒性好的特点。目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度、智能化、小型化等方面快速发展。 1.3本设计的主要工作 以单片机为核心，设计通用室温控制系统对室内温度进行有效的控制，用集成温度传感器DS18B20实时采集室内温度。将采集到的温度信号转换成电压信号通过A/D转换器转换成数字信号供CPU读取，利用键盘输入不同的室温设定值，并且能区分开工作日及休息日的情况，通过液晶显示器在键盘的辅助下能实时显示当前的室温值、设定的温度值、时间、日期等。 根据本设计所要完成的任务本论文完成了如下工作