基于单片机的水温控制系统设计

基于单片机的水温控制系统设计(论文11000字)
本系统以AT89C51，AT89C2051单片机为核心，主要包括传感器温度采集，A/D模/数转换，按扭操作，单片机控制，数码管数字显示等部分。本系统采用PID算法实现温度控制功能，通过串行通信完成两片单片机信息的交互而实现温度设定、控制和显示。本设计还可以通过串口与上位机（电脑）连接，实现电脑控制。系统设计有体积小、交互性强等优点。为了实现高精度的水温控制，本单片机系统采用PID算法控制和PWM脉宽调制相结合的技术，通过控制双向可控硅改变电炉和电源的接通、断开，从而改变水温加热时间的方法来实现对水温的控制。本系统由键盘显示和温度控制两个模块组成，通过模块间的通信完成温度设定、实温显示、水温升降等功能。具有电路结构简单、程序简短、系统可靠性高、操作简便等特点。

课题任务与要求：
1.基本要求
  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。
2.主要性能指标
a.    温度设定范围：30-90℃，最小区分度为1℃。
b.    控制精度：温度控制的静态误差≤1℃。 [资料来源：http://think58.com]
c.    用十进制数码显示实际水温。
d.    能打印实测水温值。
3.扩展功能
a.    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。
b.    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。
c.    温度控制的静态误差≤1℃。
d.    能自动显示水温随时间变化的曲线。

目  录
摘  要…………………………………………………………………………………4
第1节  课题任务要求 ……………………………………………………………..5
第2节  总体方案设计  ………………………………………….………………....5

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2.1  总体方案确定……………………………………………….…………………..6
  2.1.1  控制方法选择………………………………...…………………………….6
  2.1.2  系统组成……………………………………………………………………7
  2.1.3  单片机系统选择……………………………………………………………7
  2.1.4  温度控制……………………………..…………………………………….7
  2.1.5  方案选择…………………………..………………………………………7
第3节  系统硬件设计……………………….……………………………………..8
3.1  系统框图……………………………………………………………………..8
3.2  程序流程图…………………………………..……………….……………..12
第4节  参数计算……………………………..………………….………………...16 [资料来源：http://www.THINK58.com]
4.1  系统模块设计…………………………………………….……………………16
 4.1.1  温度采集及转换………………….……………………..………………….16
4.1.2  传感器输出信号放大…………………..……………………………………17
 4.1.3模数转换………………………………..…………………………………….18
4.1.4  外围电路设计……………………………….……………………………….19
4.1.5  数值处理及显示部分………………………………………………………..19
4.1.6  PID算法介绍………………………………………………...………………19
4.1.7  A/D转换模块………………………………………………..………………20
4.1.8  控制模块……………………………………………………..………………21
4.2  系统硬件调试………………………………………………………………….21 [资料来源：http://think58.com]
第5节  CPU软件抗干扰  ………………………………………….……………..24
5.1  看门狗设计………………………………………………………….…………24
第6节  测试方法和测试结果……………………………………………27
6.1 系统测试仪器及设备…………………………………………....……………27
6.2  测试方法…………………………………………………………..…………27 [资料来源：http://think58.com]
6.3 测试结果………………………………………………………………………27
结束语    ………………………………….………………....……..29
 参考文献.…………………………………….……….…………………..…30
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