基于单片机的水温控制系统毕业设计.docx

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基于单片机的水温控制系统毕业设计

攀枝花学院本科毕业设计（论文）

基于单片机的水温控制系统

学生姓名：

赵鹏

学生学号：

201110501083

院（系）：

电气信息工程学院

年级专业：

电子信息工程2班

指导教师：

谢兵讲师

助理指导教师：

二〇一五年五月

摘要

随着工农业生产水平和人们生活水平的提高，对工农业环境和生活环境的要求也越来越高，工农业生产设备越来越趋向于自动控制控制乃至于智能控制，人们的日常用品也越趋于智能化和自动化，针对目前社会发展的实际需要，自动控制水温报警系统能应用于许多日常生活和工农业，所以本文的设计也应运而生。

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本设计就通过51系列单片机做出一个自动控制水温报警系统的模型。

本设计主要包括硬件和软件设计两个部分。

硬件部分包括单片机控制电路、传感器电路、驱动执行报警电路、数码管控制电路等部分组成。

处理器采用51系列单片机AT89C51。

整个系统是在系统软件控制下工作的。

软件部分可以归划成以下几个模块：

数据采集、按键控制、蜂鸣器报警、外接温度控制设备和显示等子函数模块。

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本设计实现自动控制水温功能，即实时感测当前系统工作区的温度信息，温度信息通过数码管显示屏直观的显示出来，我们再根据自己对水温的实用需求，通过按键可以设置一个温度的控制范围，当温度值小于或者超出我们设定的范围时，本系统可以自动执行相应的加热和制冷工作，并接通蜂鸣器使其报警。

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关键词：

AT89c51单片机，按键控制，数码管显示，AT24C02，DS18B20

ABSTRACT

Asthelevelofindustrialandagriculturalproductionandpeoplelivingstandardrise,demandforindustrialandagriculturalenvironmentandlivingenvironmentisbecomingmoreandmorehigh,industrialandagriculturalproductionequipmentismoreandmoretendtoautomaticcontrolandintelligentcontrol,People'sDailysuppliesaremoretendtobemoreintelligentandautomation,aimingatthepracticalneedsofsocialdevelopment,theautomaticcontrolwatertemperaturealarmsystemcanbeappliedtoalotofdailylifeandindustryandagriculture,sothedesignofthisarticlealsoarisesatthehistoricmoment.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。

Thisdesignby51seriessinglechipmicrocomputertomakeamodelofautomaticcontroltemperaturealarmsystem.Thisdesignmainlyincludesthedesignofhardwareandsoftwaretwoparts.Hardwarepartincludessinglechipmicrocomputercontrolcircuit,sensorcircuit,driverexecutionalarmcircuit,digitaltubecontrolcircuitandotherparts.Theprocessorwith51seriesmicrocontrollerAT89C51.Thewholesystemisthesystemsoftwareworkundercontrol.Softwarepartcanbeasthefollowingseveralmodules:

datacollection,buttoncontrol,buzzeralarm,externaltemperaturecontrolequipmentanddisplayDengZifunctionmodule.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。

Thisdesigntorealizeautomaticcontrolwatertemperaturefunction,thereal-timetemperaturesensingthecurrentsystemofinformation,thetemperatureinformationthroughdigitaltubedisplayintuitivedisplay,weagainaccordingtothepracticaldemandforwatertemperature,throughthebuttonscansetatemperaturecontrolrange,whenthetemperatureislessthanorbeyondthescopeofweset,thesystemcanautomaticallyperformthecorrespondingheatingandcooling,andturnonthebuzzeralarm.謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。

Keywords：

AT89c51,buttoncontrol,digitaltubedisplay,AT24C02,DS18B20,厦礴恳蹒骈時盡继價骚。

前言

随着社会的发展,科学技术的进步和增强安全意识,在锅炉房大型工厂和学校越来越多关注工作环境是否是安全的,所以水温控制变得尤为重要,因此,本文的设计也应运而生。

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论文的第一阶段的主要任务是熟悉相关计算机辅助设计软件DXP等,了解单片机开发相关的工作流程,学习单片机系统的基础上c语言（汇编语言）编程和设计,然后能够顺利的做出这个设计的最终产品——基于单片机的水温控制系统。

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第二阶段则是通过自己的努力、教师的指导完成毕业设计的任务和要求，使得基于单片机的水温控制系统成功实现。

有了这个系统就可以完全实时保护和控制系统工作区温度。

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基于单片机水温控制系统,以AT89C51作为核心设备,防水类型DS18B20为温度检测和信息传输装置,AT24c02断电保护芯片、数码管、蜂鸣器、外部加热装置（由金属板而不是这个设计）、外部散热器（由小风扇来取代这个设计）和一个键盘。

AT89C51通过DS18B20生成的数据传输;通过按钮来调整温度控制范围,不是在控制温度进行加热或启动制冷冷却,温度达到后停止,添加AT24系列芯片,可以实现温度设置掉电保存。

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1绪论

1.1课题背景

温度在许多工业中都有非常重要的作用，因为它是工业控制中主要的被控参数之一。

随着我国的综合国力不断增强，经济发展日益加快，之前应用于工农业的温度技术现在也可以用在平常生活中。

在工业上，许多工厂中都存在许多电站热炉和供热锅炉，它们的能源消耗非长大，如果在厂房中普及温度控制这一技术，就能极大的减少资源浪费和减轻环境治理上的负担。

在农业上，现在很普及的大棚蔬菜就是利用温度控制技术对大棚里的蔬菜的生长温度进行控制，以使它们成长的更快更好，而且这一做法也节省了不少的资源环境，可谓百利而不一害。

在人们的日常生活中，温度控制中的水温控制就很实用，人们可以借此控制洗澡时水的温度，这为人们的日常生活带来了极大的便利。

随着电子技术的发展和人们生活质量的提高，特别是进入20世纪后集成电路的迅猛发展，给人们的生活带来了翻天覆地的变化。

现代社会中，随着科学技术的进步，温度检测和控制迅速发展，温度控制将更好的服务于社会。

目前，单片机控制器用于从生活工具到工业应用的各个领域。

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1.2国内外现状及研究水平

在国内，温度控制系统可以说已经深入到社会的方方面面且已取得了重大突破和重要进展，但在温度控制器这一块来说，总体发展水平依旧欠缺，同日本、美国、德国等先进国家相比有着较大差距。

目前，我国在温度控制器这一块的技术水平还处于九十年代中后期，与传统电子强国差距颇大，成熟产品主要以“点位”控制以及常规的PID控制器为主。

该类型的控制器能适应大部分温度系统控制，但对延时、复杂、时变的温度系统控制效果不佳。

而我国对于像自适应控制仪表和较高控制场合的智能化等技术还不怎么成熟，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。

由于外国不外漏其生产技术和我国自身开发工作的缓慢，一直到现在都未能自主研发出性能可靠的自整软件。

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。

美日德瑞等国家的改技术遥遥领先，都生产出了许多投放给市场的性能优秀的温度控制器以及仪表，并且在各行各业销售火爆，应用广泛。

它们主要具有如下的特点：

一是能适应一些像大滞后、大时限等复杂的温度系统控制；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、抗干扰力强的特点。

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如今世界上的温度传感器都在重传统的模拟化向更高级的数字化、集成化和网络化过度。

传统的温度传感器有热电偶、铂电阻热敏电阻等，尽管它们都有自身对应优点，但由于本身的发热会严重影响测量温度，并且稳定性低，所以不能用来处理后续电路，但相比于使用DS18B20作为温度检测器件，DS18B20的体积更小，采用一线总线的的最新传输方式使设计更简单，因为可以直接将数字信号传给片，使数据的中间环节变得更加简单，大大提高了系统的容错性和抗干扰性。

适合于恶劣环境的现场温度测量，在一10一+85C范围内，测量精度为±0．5。

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1.3本课题的发展趋势

国内外温度控制系统也发展迅速，并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果。

目前社会上温度控制大多采用智能调节器，国产调节器分辨率和精度较低，温度控制效果不是很理想，但价格便宜，国外调节器分辨率和精度较高，价格较贵。

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。

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从市场角度看，如果我国的大中型企业将温度控制系统引入生产，可以降低消耗，控制成本，从而提高生产效率。

嵌入式温度控制系统符合国家提出的“节能减排”的要求，符合国家经济发展政策，具有十分广阔的市场前景。

现今，应用比较成熟的如电力脱硫设备中，主控制器在主蒸汽温度控制系统中的应用，已经达到了世界前进水平。

如今，在微电子行业中。

温度控制系统也越来越重要，如单晶炉、神经网络系统的控制。

因此。

温度控制系统经济前