开题报告-基于单片机的温度控制系统设计.doc

武汉科技学院毕业设计（论文）开题报告课题名称基于单片机的温度控制系统院系名称机电工程学院专 业测控技术与仪器班 级测控052学生姓名一本课题意义在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。同时单片机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。本课题主要研究MCS-51单片机对温度进行控制,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。因此，单片机对温度的控制将广泛的应用于各行各业。二本课题与所属领域现状比较温度在工业自动化、家用电器、环境保护、安全生产和汽车工业等部分中, 都是最基本的检测参数之一。随着科学技术的不断发展, 各企业对温度检测技术提出了更高的要求, 希望利用新的检测方法, 制造出适应性更强、精度更高、性能更稳定、并具有智能功能的新一代温度检测仪表。目前, 温度的自动控制系统大多采用的电子式控制方式,主要存在以下两个明显缺点:1.采用的元器件比较落后, 导致电路较为复杂, 使用的逻辑元器件也较多, 增加了备件管理和维护工作的难度; 2.由于系统整体比较复杂, 同时模拟仪表的实现功能的限制, 因此这些温度控制器都采用了最简单的控制规律, 不能提供很好的控制性能。综合以上的各种不利因素, 我们认为, 此类控制系统己经无法满足日益提高的控制性能需求, 必须采用新的控制方式。鉴于此,本课题提出的基于单片机的温度控制系统比较具有可取之处。我们知道, 单片微处理器具有高精确度、高灵敏度、高响应速度, 以及耗能少、机构小、可以连续测量、自动控制、安全可靠等优点, 非常适合嵌入式控制。同时, 其逻辑控制运算是由软件来进行的, 可以容易的实现各种控制规则, 甚至是比较复杂的控制算法的实现, 而且不受外界的工作环境的影响, 因此, 基于单片机的温度控制可以安全可靠地运行,智能地控制环境温度稳定在某一给定值, 或者给定值附近。本温度测控系统是用于对环境温度进行监测和控制的调节系统。它可以广泛地应用在实验仪器温度测试、室内温度监视、锅炉温度测试以及其他许多工业环境。具有安全可靠、操作简单方便、智能控制等优点。另外, 此测控系统以及相关产品的研发, 既有利于推动工控技术的发展, 又能带来可观的经济效益和社会效益。三研究过程1.整体方案设计构思单片机温度控制系统是以MCS-51单片机为控制核心。整个系统硬件部分包括1.温度采集模块 2.键盘输入模块 3.显示电路模块4.控制电路模块 5.报警电路模块单片机温度控制系统控制框图如下所示89C51应用系统温度采集键盘输入显示电路控制电路报警电路本次毕业设计的主要内容是，应用MCS-51系列单片机设计一个多点温度检测与控制控制系统，使温度保持在设定范围内，并显示出来。若超出设定温度一定范围，系统能够自动报警，并进行自动调节。2.硬件设计硬件部分部分作为本系统重要部分主要完成传感器信号的采集、信息的显示等。主要包括温度采集电路、键盘与显示电路、报警电路、输出控制电路等部分组成。主要硬件有单片机，传感器等。其中单片机作为控制器是系统的核心,主要用于现场实地检测及控制,完成数据处理。显示系统提供系统运行参数,系统可以通过操作键盘来调整参数,这样使系统可以脱离PC 机运行。传感器主要负责实时的采集信号，由于单片机只能处理数字信号,所以本次系统采用的是DS18B20数字温度传感器，将采集的温度信号可以直接转换成数字信号，然后传给单片机就可以直接处理了，不需要再进行信号放大和转换。3.软件设计软件部分主要完成信号的处理及控制功能等。其中主要进行单片机软件程序设计，使用C语言或汇编编写和调试。设计过程中从以下几个方面进行考虑:（1）合理利用单片机资源,包括RAM、定时器计数器以及外扩资源等;（2）实行结构化、模块化,各功能均由子模块实现;（3）键盘输入与显示部分的设计本着方便的原则,可以使其在完成功能时尽可能使操作简单。整体上软件程序可以完成信号采集运算、实时监控、显示、参数设定、报警等功能,包括主循环程序模块、信号采集和处理模块、实时控制模块、键盘输入和显示输出模块、报警模块等。四参考文献1 张毅刚，彭喜源.MCS-51单片机应用设计M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社.2002.2 陈书开，谭汉松.单片计算机的硬件软件及应用M.长沙：中南工业大学出版社.1994.3 李群芳，张士军，黄建.单片机微型计算机与接口（第二版）M.北京：电子工业出版社.2007.4 李朝青.单片机原理及串行外设接口技术M.北京：北京航空航天大学出版社.20085 阎石.数字电子技术基础第四版M.北京：高等教育出版社.1999.6 华成英，童诗白.模拟电子技术基础（第四版）M.北京：高等教育出版社.2006.7 郑学坚，周斌.微型计算机原理及应用（第三版）M.北京：清华大学出版社.2007.8 李晓莹.传感器与测试技术M.北京：高等教育出版社.2004.9 张国雄.测控电路M.北京：机械工业大学出版社.200810 李学礼.基于Proteus的8051单片机实例教程M.北京：电子工业出版社.2008.11 潘永雄，沙河.电子线路CAD使用教程（第三版M.西安：西安电子科技大学出版社.200712 汤三. 基于DS18B20和AT89C2051单片机的温度控制系统设计J.许昌学院学报，2009，2.13 刘淼. 基于DS18B20的温度控制器设计J. 西安外事学院学报，2008，4.14 朱群峰.基于DS18B20的多路温度采集系统J.船舶技术，2009，2.15 余瑾.基于DS18B20测温的单片机温度控制系统J.微计算机信息，2009