基于单片机的多点温度控制系统毕业设计开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告设计题目 基于单片机的多点温度控制系统设计 院 (系) 机电工程系专 业 电气工程及其自动化学生姓名 学 号 0920117127 起迄日期 2013年2月25日 2013年6月20日 设计地点 天平校区4教505室指导教师 职称 教授职称 2013年4月1日1本课题研究的背景、目的及意义 温度是一种最基本的环境参数，对于我们来说不仅仅是一个量的反映，更能直接影响作用我们的生活中，人民的生活与环境息息相关，因此研究温度的测量方法和装置并控制它具有重要的意义。测量温度的关键是温度传感器。随着技术的发展技术的要求的重视温度测量的精度越来越被看重。所以高精度温度测量系统研究非常有意义。随着生活水平的提高，人们对家居需求由面积需求变为舒适需求。地板采暖采用辐射方式供暖，符合人体生理需求曲线，如果控制系统选取得当，不仅可以提高房间舒适度，更可以使系统运行费用降低许多。如今一般是在典型位置安装一个温控装置，温控装置连接到壁挂炉，温控器根据室温和温度设定直接控制锅炉运行，各房间不同回路由工作人员凭经验手动调节分水器球阀，改变不同回路的流量，从而达到调节各房间的室温的效果。使用这种控制方法，即使是有经验的工作人员，也难以调节得十分准确，何况各家庭成员由于年龄不同，所需舒适温度不同，需要经常对室温进行调节。国外对温度控制技术研究较早始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快。一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上才掌握了温度室内微机控制技术。该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施的计算机应用在总体上正从消化吸收、简单应用阶段过渡和发展。在技术上以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统。与发达国家相比存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到智能化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们。而在今后的温控系统的研究中会趋于智能化，集成化系统的各项性能指标将更准确更加稳定可靠。 单片微型计算机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的，由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点，所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、军事装置、机器人、工业控制等诸多领域。使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。本文主要介绍单片机在温度控制中的应用，而且近年来随着计算机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及具体应用对象特点的软件结合以作完善。因此现如今微型计算机在智能化电器发展中起着至关重要的作用，而单片机经济实用、开发简便，因而在工业控制、家电智能化等领域占据了广泛的市场。这里针对目前温度控制器现状设计了一种新方案，利用单片机及新型测温器件设计了一种多点温控采暖控制系统，该系统能够同时测量多点温度，并根据温度设定实时控制各回路通断及壁挂炉的燃烧与停止，从而提高居室的舒适性以及采暖系统的经济性。 要为现代人工作、科研、生活提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。本设计是以单片机51为核心，配合温度传感器，以及相关的外围电路组成的检测系统，可以接收所测环境的温度信号，检测人员可以通过LCD显示，实时监控环境的温度情况。相比较常见的温度测量器，本系统包括系统硬件和软件设计,可靠性高，结构简单，实现了对温度的自动调节。在测量范围和精准度等方面都有了一定改良。 针对以上问题，我们利用MCS51单片机及新型测温器件设计了多点温控采暖控制系统，根据室内各点温度设定实时控制控制采暖系统，从而进一步提高居室的舒适性以及采暖的经济性。系统完成了对各点温度平恒控制的功能：（1）当某点温度超过所设定温度的标准区间值时，则启动降温设备；（2）当某点温度低于所设定温度的标准区间值时，则启动升温设备；（3）系统还追加了处理异常的措施，如当温度到达上限依然上涨或温度达到下限仍没有加温，系统将自动报警，提醒操作人员进行相应操作。 附：在时间允许的情况下，想对本系统增加如下功能：（1）对各控制点施行灵活采样，即可采样温度、湿度、光和度等（2）对各控制点施行灵活控制，即可随意开/关某一检测点，以达到启/停某一传感器工作。 这次毕业设计选题的目的主要是让生活在信息时代的我们将所学知识应用于生产生活当中。掌握温度控制系统设计的流程方案的论证选择实施与完善。通过对温度控制系统的设计、制作、了解信息采集测试、控制的全过程提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力。初步培养在完成项目过程中所应具备的基本素质和要求。培养研发能力通过对电子电路的设计，初步掌握在给定条件和要求的情况下如何巧妙合理地去设计系统中的各部分电路，并将它们有序的连接起来。提高查阅资料、语言表达能力和理论联系实际的技能。2本课题主要研究内容和预期目标 主要研究内容： （1）设计一个拟用单片机为控制器完成对房间内多点温度控制的闭环控制器； （2）该控制器能够实现对房间内多点的温度实现闭环控制； （3）根据实际要求选好系统的硬件，并对各个硬件的功能进行分析； （4）设计出硬件原理图、硬件PCB图、软件程序框图和软件源程序； （5）运用编程软件对软件部分进行应用； （6）系统调试及改进； 预期目标： 系统总体设计思想是以MCS51单片机为控制核心，整个系统硬件部分包括温度检测部分、控制执行部分、显示及键盘系统及最小系统基本电路。系统利用单片机获得温度传感器数据并与系统设计值进行比较，根据比较结果分别控制执行系统。3本课题拟采用的研究方法、步骤本设计是基于单片机对数字信号的高敏感和可控性、温湿度传感器可以产生模拟信号，和A/D模拟数字转换芯片的性能，此设计以51单片机基本系统为核心的一套检测系统，其中包括A/D转换、单片机、复位电路、温度检测、键盘及显示、报警电路等部分。该仪器具有测量精度高、硬件电路简单、并能很好的进行显示，可测试不同环境温湿度的特点。研究目标：初步掌握基于单片机系统设计流程及相关技术，实现一个基于单片机控制的湿度测控系统设计。研究内容：熟悉和掌握单片机的结构和工作原理，了解温湿度测控系统的工作原理；掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法，并通过实际程序的设计和调试，逐步掌握模块化程序的设计方法和调试技术；了解开发单片机应用系统的全过程；综合运用所学专业知识解决问题；学会自主完成研究论文的撰写方法和过程。研究方法：本设计需要较强的动手能力，从硬件和软件两方面来完成温度测控系统的设计。该控制系统能自动控制温度的升降，并能显示当前值和设定值。它无需人看管，如采样值不在标准的区间内时，系统自动采取相应的操作。系统还追加了处理异常的措施，如当温度到达上限依然上涨或温度达到下限仍没有加温，系统将自动报警，提醒操作人员进行相应操作。 本方案基本设计步骤：1、 进行控制系统电路设计和外围硬件电路设计；2、 采用C语言进行控制软件部分的编程；3、 利用Proteus绘制电路原理图；4、 进行相关实验和调试；4主要参考文献：1 单片机原理及其应用.张洪润,孙悦等著.清华大学出版社.2008.2 单片机应用系统设计系统配置与接口技术，何立民 主编.北京航空航天大学出版社，1990.3 基于单片机的智能系统设计与实现.沈红卫著.电子工业出版社.2005.4 单片机应用系统设计与产品开发.冯建华等著.人民邮电出版社.2004.5 单片机应用系统设计.冯先成等编著.北京航空航天大学出版社.2009.6 新编单片机原理与应用.西安电子科技大学出版社，2003 2 肖玲妮等编著.7 Protel 99 SE，清华大学出版社，2003 3. 8 单片机技术及系统设计.刘瑞新编著,清华大学出版社，2007 6. 9 单片机原理及应用教程.戴佳,戴卫恒编著，机械工业出版社，2003 7 .10 单片机C语言应用程序设计实例精讲.电子工业出版社，2008.1 .11 基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计.李伯成.电子工业出版社.2004 2.12 多单片机系统应用技术.宗光华,李大寨.国防工业出版社.2003 3.13 单片机原理及应用系统设计.胡学海. 电子工业出版社.2005 4.14ATMEL新型AT89S52系列单片机及其应用. 孙育才,王荣兴,孙华芳.清华大学出版社.2005 5.15 51系列单片机C程序设计与应用案例.于京,张景璐.中国电力出版社.2006 6.16 Protel 99 SE 电路设计.蔡杏山.人民邮电出版社. 2007 7.17 Protel DXP 设计指导教程.杨小川. 清华大学出版社.2003.5毕业设计工作进度安排：（包括序号、起迄日期、工作内容）：（1）2013.1.112010.3.14 查阅资料，撰写开题报告，英文翻译；（2）201