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基于单片机PID算法的热恒温水壶

3.

4.

1.1

本系统是基于格州学习板KG3_78F1166开发而来，通过三个模块：检测模块，

单片机PID模块，电源模块来实现恒温控制。检测模块作

为闭环的反馈实时检测水温，并经A/D把信号送给单片机，再通过单片机把处

理后的控制信号通过D/A送给单元的TL494，TL494控制电

压与锯齿波比较输出一个占空比可控的PWM波形，进而对加热器的开关控制以

达到输出可控的效果。

温度检测，PID，单片机，电源

Abstract

Theconstanttemperaturecontrolsystemisdeveloped

basedontheNEC’SmicrocontrollerKG3_78F1166,and

thewholesystem’sframeisdividedintothreemodules:

temperaturetestingmodule,digitalPIDmodule,and

powermodule.

Asthesensoroftheclosedsystem,thetemperature

testingmoduletransmitsthewater’saccurate

real-timetemperaturetomicrocontrollerthroughthe

A/Dchannelbychangingitintoacorresponding

voltagesignal,afterwhichthesignalwillbe

analysedbymicrocontrollerwiththePIDalgorithm

andacontrolvoltagesignalwillbesenttothe

executionunitTL494throughD/Achannel.ThenaPMW

waveissentouttocontroltheswitchoftheheater

andthusachievethepurposeofcontrollingwaters

temperature.

KeyWords:TEMPERATURETESTING,PID,MICROCONTROLLER,POWER.

1.21.2.1基本要求：用电热器加热水壶中的水，使用单片机检测壶内

温度，使温度恒温于80度，持续10分钟以上。

1.2.2发挥部分：

（1）键盘设定温度

（2）LCD显示设定温度

***********************************************************2.2.1

对于本课题来说，有三个环节：检测环节、单片机PID运算环节、输出电源环

节。

我们就这三部分分别加以讨论，以组合一个性能相对稳定，成本

相对较低，安全系数相对较高的系统。

一：检测环节

（1）热敏电阻体积小，价格便宜，易于通过接触测

试固体温度。但是对于测量液体温度表现不佳。再者，热敏电

阻特性的非线性（或者说近似的分段线性）给单片机的多点恒

温带来麻烦，要通过大量测试建立温度-电压（T-V）表格，才

能实现。且非线性对于PID参数的要求也有些许不同，随着设

定温度的不同PID也要随之改变，对于要频繁改变设定温度的

系统来说，操作性不强。

（2）AD590：AD590具有精度高、价格低、不需辅助电源、线

性好等特点。在以往的实验中，用起来也颇为方便，但是AD590

输出的是uA级的电流，接触水会使输出非正常的显著，测量

便不准确。我们用绝缘胶布包住导线，但是随着水温的升高，

会不可避免的产生湿气，造成影响。对于液体测温来说，可操

作性也不是很强。

（3）PT1000电阻温度系数分散性小，其精度高、线性好、

灵敏度也比较高。对于本系统来说，PT1000在液体中的表现也

非常稳定。线性的输出也适合单片机采样和计算。在测温中，

把其固定在液体中，效果