基于单片机的浴缸水位水温控制系统设计

年4月19日基于单片机的浴缸水位水温控制系统设计文档仅供参考**师范学院————————————————信息工程学院毕业设计（论文）附属过程管理材料（）专业电子信息工程学号0908**学生姓名****师范学院教务处印制

目录1.湖州师范学院本科毕业设计（论文）选题审批表2.湖州师范学院本科毕业设计（论文）任务书3.外文原稿(复印件)与译文4.文献综述（前言、主题、总结、参考文献）5.湖州师范学院本科毕业设计（论文）开题报告6.湖州师范学院本科毕业设计（论文）中期检查报告7.湖州师范学院本科毕业设计（论文）指导教师审阅表8.湖州师范学院本科毕业设计（论文）评阅人评阅表9.湖州师范学院本科毕业设计（论文）硬件验收评分表10.湖州师范学院本科毕业设计（论文）答辩记录表11.湖州师范学院本科毕业设计（论文）答辩评分表12.湖州师范学院本科毕业设计（论文）评分表13.湖州师范学院本科生毕业设计（论文）诚信承诺书14.校级优秀毕业设计（论文）推荐表湖州师范学院本科毕业设计（论文）选题审批表学生姓名**班级0908**设计（论文）选题名称基于单片机的浴缸水位水温控制系统选题理由及准备情况：选题理由温度控制是我们的日常生活中总会遇到的过程控制，很多的生产与生活过程都是以温度做为参考量。例如当我们正在公共的澡堂洗澡的时候，经常会突然感觉水特别的凉和热，让人难以忍受，有的人就会很难受，以后就不愿意来而且抱怨这家澡堂，因此就会有人很想想出办法来改变这个现状。温度检测和控制的准确性直接影响生产状况和产品质量。因此,在很多工业现场，我们对温度测量和精度有着相当高的要求。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。在现代生活中已经有了越来越多的温度控制系统，如经过红外线遥控控制温度，或者是GSM来控制温度，当温度过高，则有GSM发送短信来提示，然后短信控制风扇的转速和风力，也能够经过GSM来进行报警等等。高精度的恒温控制，能够将温度相对恒定的控制在一个值，用以满足高精度的工业要求。也有自带因子的模糊温度控制，和基于单片机的模糊温度控制系统，能够达到稳态和网络可靠性优越的功能。准备情况一开始确定了毕业设计的思路之后，开始查找了各种温度传感器，语音芯片，89S52单片机，水位检测，液晶显示的资料，综合的进行了比较。也对现在市场上的出现的温度控制系统进行了了解，从而完善了自己的毕业设计思路，完成了自己的初步设想。采用DS18B20温度传感器测量温度，LCD12864显示温度，经过水位检测电路和温度控制电路，来达到将水位和水温控制在自己适宜的范围。指导教师意见：该题对现实生活的运用具有一定的可行操作性，涉及单片机多方面及本学科课程的知识内容，符合专业设计课题的悬疑要求，同意选题开题指导教师（签字）**年6月28日教学院长意见：教学院长（签字）年月日湖州师范学院毕业设计（论文）任务书学院信息工程学院专业电子信息工程班级0908**学号37姓名**毕业设计（论文）题目基于单片机的浴缸水位水温控制系统毕业设计（论文）进行起止日期.6.30.4.14毕业设计（论文）的内容及技术参数本次设计的主要内容有温度测量，水位检测，温度控制，语音报警，液晶显示，温度上下限的控制。温度传感器测量温度由于要测量水温，需要具备实时性和性价比，采用了DS18B20温度传感器。DS18B20温度传感器的测量温度能够从-55℃°到125℃，温度精度误差0.5℃，能够直接输出温度值，抗干扰能力也很优越，测量水温特别要注意防止液体腐蚀传感器外壳，在这点上,防水DS18b20更具优越性。液晶显示主要是采用LCD12864，因为显示的量比较大,有当前温度；设定温度值，还要提示温度过高过低，在LCD1602或者数码管上并不能完全的实现。它的工作温度能够在-20℃到70℃，能够兼容多数的单片机，而且接口简单，操作简单方便,在显示和硬件电路上都有优势，在性价比上也有不小的领先。语音提示是采用ISD1420芯片ISD1420芯片采用CMOS技术，，可录放实际为8至20秒，音质好。拥有边缘/电平触发两种放音控制和唯一的录音控制，电路简单。毕业设计（论文）的要求1、根据公布的毕业论文选题计划，结合自己具体情况在指导教师的指导下进行选题，在题目确定后必须尽早与指导教师一起，做好毕业论文的准备工作。2、在毕业论文任务书下达后两周内，必须写出对毕业论文所选题目的意义和研究现状、研究目标和内容、研究方法和步骤、文献资料查阅情况等文献综述，填写《湖州师范学院毕业论文开题报告》交指导教师审阅。3、必须认真独立完成毕业论文阶段规定的全部工作任务，充分发挥主动性、创造性和刻苦钻研精神，严禁弄虚作假，不得抄袭她人的毕业论文或已有成果。4、要勇于创新，敢于实践，注意各种能力的锻炼和培养(如外语能力等)。参阅外文文献资料不得少于3000个外文单词，并译成中文。5、要尊敬指导教师，虚心接受指导，遵守纪律，爱护公物。如因不听指导造成的伤害或其它后果，均由学生本人负责。6、撰写毕业论文时，做到条理清晰，逻辑性强，符合科技写作规范，并严格按照学校所规定的本科生毕业论文要求进行撰写、打印和装订。毕业论文字数达到专业规定要求。7、在答辩前一周，应将毕业论文交指导教师审核签字后，送交评阅教师评阅。8、需提交完整的毕业论文两份，一份交指导教师保存，一份交学院保存。毕业设计（论文）查阅的资料[1]周秀明,曹隽,张春龙.基于DS18B20的单片机温度检测与调节系统设计[J].实验室科学,,14（1):79-81.[2]王梅红.基于单片机的温度控制系统设计与仿真[J],四川兵工学报,,33(2):102-103[3]张毅刚,彭喜元.单片机原理及应用设计[M].电子工业出版社,:180-200[4]吴健,侯文,郑宾.基于STC89C52单片机的温度控制系统[J].电脑知识与技术,,07(4):902-903.[5]魏雅.基于AT89S52单片机红外遥控温度控制系统设计[J].陕西理工学院学报,,28(3):32-36.[6]王起源,王索成,孙长龙.基于GSM和MSP430单片机的温度控制器设计[J].吉林化工学院学报,,28(5):58-61.[7]陈伟,邢梅香.基于SOC单片机的模糊温度测控系统设计[J].化工自动化及仪表,,37(9):125-127.[8]张小娟.带调整因子模糊温度控制器的研究[J].机械设计与制造,,2(19):19-21.[9]朱悦,徐晓辉,宋涛,赵利军,王蒙.小型高精度恒温系统的研究[J].现代电子技术,,5(316):101-103.[10]程汉湘,姚齐国.外冷器温差检测系统[J].自动化仪表,(24):29—32.[11]陈晨.基于单片机的温控制器的设计[J].北京电力高等专科学校学报,,28(5):95.[12]王一然.基于单片机的定时温控系统设计与研究[J].科学与财富,,(8):86.[13]李君懿.基于PSTN的家用电器远程控制系统设计[J].单片机与嵌入式系统应用,,(12)55-56.[14]吴凌燕.基于AT89C52的实验室监控系统设计仪表技术[J].仪表术,(2):3-5.[15]Paul,J.M.Thomas,D.Bobrek.A.Scenario-orienteddesignforsingle-chipheterogeneousmultiprocessors[J].IEEEtransactionsonverylargescaleintegration(VLSI)systems,(8):30-34[16]王海峰.基于AT89S52的数据采集系统[J].国外电子元器件,(4):17-20.毕业设计（论文）进度安排序号毕业设计（论文）各阶段进度名称日期备注1完成选题，下达毕业设计任务书.6.30～.7.22查阅、收集、资料，了解毕业设计需要的硬件.7.6～.9.253完成文献翻译、文献综述、开题报告.9.25～.9.3012.18上交开题报告、文献综述4基本设计出浴室水温温度控制的主要功能的总体框架，对整个系统的实现过程有初步、系统地认识，总体思路基本明确。.9.30～.11.2012.12.20开题答辩13.3.20日中期答辩检查5完成系统设计，撰写毕业设计论文，完成实物测试11.20～.1.5写完交指导老师修改和审阅、评阅老师评阅6上交毕业设计论文，毕业设计论文一次答辩.1.5～-1.1213.5.12前毕业设计答辩7上交毕业设计论文，毕业设计论文二次答辩.4.19～.5.12指导教师（签名）**学生（签名）**开始执行任务日期6月30毕业设计（论文）——外文翻译（原文）ANEMBEDDEDSINGLECHIPTEMPERATURECONTROLLERDESIGNJ.JayapandianandUshaRaniRaviDesignDevelopment&ServicesSection,MaterialsScienceDivisionIndiraGandhiCentreforAtomicResearch,KalpaKama–603102.TamilNadu.IndiaABSTRACTThispaperdescribesasinglechipembeddedtemperaturecontrollerdesignprogrammedinasingleProgrammableSystemonChip(PSoC);amixedarraylogicconsistsofanalog,digitalanddigitalcommunicationblockswithininit.ThevirtualinstrumentcontrolprogramwritteninLabviewver.7.1,agraphicallanguage,providesuserfriendlymenudrivenwindowbasedcontrolpanel,interactswiththesinglePSoCchipdesignforsensingandcontrollingthetemperature.Thissimplecosteffectiveembeddeddesignfindspotentialapplicationinlaboratoryaswellasinindustries.ThisdeigncanalsobemadeasastandalonesystemwithoutPCbyprogrammingLED/LCDdisplayandkeypadattachmentmodulesinsamePSoCchip.1.INTRODUCTIONTheadventofintelligentprogrammableembeddedsilicondesignsprovidestheabilitytoimplementanyrequiredhardwareprogrammaticallyforthedesignautomationinindustriesandlaboratories.Recenttrendinlaboratoryaswellasinindustrialautomationdesignsusesminimalhardwareandmaximumsupportofsoftware.Theprogrammableembeddedcomponentsandapplicationsoftwareavailableinthemarketenablesthedesignerforuserfriendlycosteffectivedesignsolutionforanysystemautomation.Temperaturecontrollersareplayingvitalroleinindustriesandlaboratories.Toaccuratelycontrolprocesstemperaturewithoutextensiveoperatorinvolvement,atemperaturecontrolsystemreliesuponacontroller,whichacceptsatemperaturesensorsuchasathermocoupleorRTDasinput.Itcomparestheactualtemperaturetothedesiredcontroltemperature,orsetpoint,andprovidesanoutputtoacontrolelement.Thecontrollerisoneofthemajorpartsoftheentirecontrolsystem,andthewholesystemshouldbeanalyzedinselectingthepropercontroller.ThispaperdescribesanovelsinglechiptemperaturecontrollerdesignwithCypressMicrosystemsProgrammableSystemonChip(PSoC).VirtualinstrumentcontrolprogramwritteninLabVIEWver.7.1interactswiththeembeddedPSoCdesignandsensesandcontrolsthetemperatureoffurnace/load.2.PROGRAMMABLESYSTEMONCHIP(PSoc)WhileSandinexpensiveinterfacetosensors,andmore.Cypress’System-Chip(PSoC)architectureoffersaflexible,economicalsolutionforawidevarietyofapplications.ThispaperdescribesthedesignofatemperaturecontrolleronasingleCY8C27143,8pinPSoCchip.Asshowninfig.1,itfeaturesfourmainareas:PSoCcore,digitalsystem,analogsystem,andresourcesincludingin/outports.ThisarchitectureallowstheusertocreatecustomizeAlpheratzconfigurationsthatmatchtherequirementsofeachindividualapplication.TheUARTinterface,coupledwithconfigurableanaloganddigitalperipheralsmakestheCY8C27143trulyuniversalinitsconnectionstotheexternalworld.ThePSoCcoreincludes:anM8Cmicrocontroller;32KBytesofprogramflashmemory;2KbyteofdataRAM;internal24oscillator;sleepandwatchdogtimer;general-purposeinput/outputpins(GPIO)allowinganypintobeusedasdigitalinputoroutput,andmostpinstobeusedasanaloginputsoroutputs.Everypincanbeusedasadigitaloranaloginterrupt.Thedigitalsystemismadeupof8digitalPSoCblocks.Eachblockisan8-bitresourcethatcanbeusedaloneorcombinedwithotherblockstoformperipherals.Possibleperipheralsinclude:PWMs(8-to32-bit);PWMswithdeadband(8-to24-bit);counters(8-to32-bit);UART8-bitwithselectableparity;SPImasterandslave;cyclicalredundancychecker/generator(8-to32-bit);pseudorandomsequencegenerators(8-to32-bit).ThesedigitalblockscanbeconnectedtoanyoftheGPIOthroughaseriesofglobalbuses.Thesebusesalsoallowforsignalmultiplexingandperforminglogicoperations.Theanalogsystemismadeupof12configurableblocks,eachcomprisinganopampcircuitallowingthecreationofcomplexanalogsignalflows.Analogperipheralsareveryflexibleandcanbecustomizedtosupportspecificapplicationrequirements.SomeofthemorecommonPS0Canalogfunctionsare:filters(2and4poleband-pass,low-pass,andnotch);amplifiers(upto2,withselectablegainto48x);instrumentationamplifiers(1withselectablegainto93x);comparators(upto2,with16selectablethresholds);DAC(upto2,with6to10-bitresolution);andSARADC(uptotwo,with6-bitresolution).Incombinationwiththedigitalblocks,additionalfunctionscanbecreated,including:incrementalADCs(upto2,with6-to14-bitresolution);deltasigmaADC(1,with8-bitresolutionat62.5ksps).Theadditionalsystemresourcesprovideadditionalcapabilityusefulforthecompletesystemdesign..Fig.1:BlockdiagramofProgrammableSystemonChip(PSoC)internalblocks3.VIRTUALINSTRUMENTPROGRAMVirtualinstrument(VI)isanapplicationofgeneralpurposedigitalPCsforthemeasurementandcontrolofvariousphysicalvariables.TheVIprogrammimicsthecontrolprocesses,whichareinaremotearea,onthePCscreen.On-goingprocesscontrolautomationcanbevisualizedbytheexperimentalistthroughPCscreen.VIprogramprovidesinexpensiveandyetapowerfulplatformforthecontrolanddataacquisitionofprocessvariables.Theseprogramsareeasytoimplementwithgraphiclanguages(G-language).The“G”languageimplementsthedataflowtechnique.Theusageof“G”languageprovideseasyinterfacingwithPCsundertheWindowsenvironment[2].The“G”languageprovidesbuilt-infunctionlibrariesforavarietyofapplicationrequirementsasgraphicpalettes,whichinturnsupportstherequiredDLLsforthefunctionstorununderwindowsenvironment.Usuallythe“G”languageVIprogramsconsistoftwoframesviz.,paneldiagramandfunctionaldiagram.Inthepaneldiagram,programmerscanassignvariouscontrolsandindicators(i.e.,inputandoutputvariables).theirrequirementsandinthefunctionaldiagram,thedesignerscanimplementtherequired.Fig.2:PSoCdesignerscreenforsinglechiptemperaturecontrollerFunctionsavailableasafunctionlibraryinLab.NationalInstrumentsversion7.1incorporatesallthenecessaryfunctionsas‘icons’initspackage.4.PSoCSINGLECHIPTEMPERATURECONTROLLERDESIGNFig.2showsthePSoCdesignerscreenfortheembeddedsinglechiptemperaturecontrollerdesignproject[1].Leftsideofthescreenshowsthesettingsofglobalresourceandusermoduleparametersalongwithpinconnectivity.Middleportionofthescreenshowstheanaloganddigitalblocksusermoduleplacement.Topportionofthescreenshowstheselectedusermodulesforthisproject.Rightsideofthescreendescribesthepinconnectivityconfiguredinthedesign.Inthisnovelsinglechipdesign,thermocouple(TC)signalhasbeenamplifiedbyaprogrammablegainamplifier(PGA)placedinthePSoC’sanalogblock.TheamplifiedTCsignalhasbeenfedintoa12bitAnalog-todigital(ADC)usermoduleprogrammedinthePSoCchip,whichincludesbothanaloganddigitalblocksforitsfunctionalitybyPSoCdesignerprogramming.TheconverteddigitaldataoftheTCsignalhasbeenfedtotheUARTusermoduleforserialcommunicationwithPersonalComputer.TheUARTusermoduleplacedinthechip,automaticallygetsplacedintwodigitalblocksofPSoCchip,transmitter(TxD)andreceiver(RxD)forPCsserialcommunication.Apulsewidthmodulator(PWM),placedinthePSoCdigitalblock,setsaserialpulsewidthmodulatedTTLpulsesinresponsetothePIDcontrolfunctionforthedeviationinsetandmeasuredtemperature.Thiswillinturncontrolstheopticallycoupledsolidstaterelay(SSR)drivingtheAClinepowerconnectedtotheload/furnace[3,4].Themenudrivenwindowbasedvirtualinstrumentcontrolprogramsensesthetemperature,via,thermocouple,TCamplifier,12-bitADCandUARTcommunicationblockofPSoCchipandevaluatethecontrolfunctionslikePID,linearheating,on-sweepandsetsthepulsewidthofPWMinaPSoCchipviaUARTblockinaserialcommunication.Fig.3:SinglePSoCchipTemperaturecontrollerdesignFig.3.showstheconnectivityofasinglePSoCchipdesignwithsolidstaterelay(SSR)andUSBportvia,serial-to-USBconvertercableforcommunicationwithPC.TheSSR,actsasACpowercontrollerforcontrollingthefurnacepower,hasbeenactivatedbythePWMpulsesfromPSoCchip.Themenudrivenvirtualinstrumentcontrolprogramworksinwindowenvironmentinteractswiththeembeddeddesignforsensing,controllingandacquiringthetemperaturedata.On-lineplottingofacquiredtemperaturedataalsocarriedoutbytheVIprogram.5.CONCLUSIONAsimpleandcosteffectiveembeddedtemperaturecontrollerhasbeendesigned,fabricatedandtestedsuccessfullyforitsfunctionality.Thiscompactdesignspermitstheusertoselectanytypeofcontrolfunctionthroughitsvirtualinstrumentprogram,writteninLabVIEW7.1,andworksunderwindowenvironment.ThisdesigncanbedirectlyconnectedtoPCs‘com’portorUSBportviaUSB-to-serialconvertercable,theSSRpowercontrollermodulecanbeconnectedonthefurnacestand.Theopticallyisolatedpowercontrollerprovidessafeoperationwithoutdamagingtheinterfacingintelligentcontroller.6.REFERENCES1J.Jayapandian.CurrentScience,Vol90.No.6.25thMarch.p.765-770.2.NationalInstrument’sLabVIEWusermanual.3.J.Jayapandian.DesignBriefs.ElectronicDesignMagazine.APentonPublication.NewJersey,USA.EDOnlineID#5687.September15,.4.J.Jayapandianet.al.J.Instrum.Soc.India.33(2)75–80().出处：J.instrum.soc.india38(1)50-54.毕业设计（论文）——外文翻译（译文）嵌入式单片机温度控制器设计J.Jayapandian和UshaRaniRavi设计开发服务部材料科学部门英迪拉.甘地原子能研究中心卡尔帕卡姆-603102泰米尔纳德邦（印度）摘要本文介绍了一种在可编程系统芯片（PSOC）上的嵌入式单片机温度控制器，它由数字，模拟和通信功能模块组成，是一个混合的逻辑阵列。单一的PSOC芯片用来控制和检测温度，LabVIEWver.7.1虚拟控制器能够控制图形语言和已经编写完成的程序以及受窗口驱动的控制面板。这个嵌入式的设计节约了很多的成本而且也被其它的行业所认可。这个设计能够作为一个附件模块存在在PSOC芯片上，虽然它没有这个电脑编程LED/LCD显示和独立键盘设计的能力。1引言智能化的具有编程能力的嵌入式硅芯片的出现，提供了在工业设计和实验室试验中以编程的方式实执行自身需要的硬件的技术。在最近的趋势中，实验室和工业自动化设计会使用最小的硬件和软件最大的能力。市场上的嵌入式组件和应用程序能够使设计师在自动化方向的设计有着更好的解决方案以及更优秀的成本效益。温度控制器在工业设计以及实验室中有这极其重要的作用，要想精准的控制一个在没有操作员广泛操作的温度，温度控制系统必须依赖于一个温度控制器。温度控制器需要一个温度传感器，例如热电偶或者RTD。它们的值作为输入，然后把温度传感器采集到的温度与需要的温度做一个比较，或者自己设置一个限定值，接着提出一个输出的控制元素。控制系统中核心的就是控制器，分析整个系统需要选择一个合适的控制器。本文介绍了一个新型的单片机温度控制系统，是由柏树微系统在可编程芯片（PSOC）上实现的。虚拟控制程序被书面嵌入式PSOC和感官交互的设计输入到labview来控制炉内温度。2可编程系统芯片（PSoC）我们选择一个微型控制器的原因是因为她有一个简单而且便宜的接口来达到传感器通信和实现更多其它需要的能力。单芯片Cypress的可编程芯片（psoc）提供了一个一个简单而且实惠的方案。本文介绍了一个在CY8C27143,8引脚芯片的温度控制设计。如图一所示，它是由四个领域组成的：PSOC的核心系统，数字系统，模拟系统，还有包括输入/输出的系统资源。这个体系允许用户创立外围设置，有着互相匹配的应用程序。因为有了UART接口以及模拟和数字信号的外围设备使得CY8C27143具有了能够普遍连接到外部世界。PSOC的核心有M8C微型控制器，32KB的闪存程序存储器，2K的数据RAM，24MHZ内部出具振荡器，看门狗以及定时器。它允许它的所有能够能够作为数字的输入，输出的通用输入引脚，输出的通用输出引脚，它的绝大部分的引脚主要是作为模拟输入或输出，每个引脚都能够被当成一个数字信号或者模拟信号来中断。数字系统是有8个数字PSOC块组成，每一块都是一个8位资源，能够单独使用或者结合其它模块形成外围设备。外围设备包括：PWM通道（8-32位），有死区的PWM(8-24位)，计数器（8-32位），能够检验的8位UART，SPI的主机和从机，循环检电器，发电机（8-32），错伪随机序列生成器（8-32位）。这些模块能够经过全球任何系列的公共汽车连接到所有的GPIO。公共汽车还被允许使用复用信号和执行逻辑操作。模拟系统是由12个能够陪着的模块组成，每个模块包括能够创立复杂模拟信号的运算放大器，模拟系统的外观设计非常灵活,而且能够被定制成支持特定应用程序。PSOC模拟系统还有一个更常见的功能：过滤器（2-4极带通，低通，切口），放大器（0-2，最大能够达到48倍增益），仪表仪器放大器（1-93倍），比较器（0-2,16个可选择阀值），数模转换器（0-2个，6-10位分辨率），SAR和ARC（0-2,6位分辨率）。结合数字模块，能够创立其它的功能，增量ADC（2,6-14分辨率），ADC（162.5ksps8位分辨率）。额外的系统资源能够提供额外的功能来帮助完整整个系统设计。图1：芯片上的可编程系统框图表示（PSoC）3虚拟仪器程序虚拟仪器（VI）是一个通用的物理变量和物理测以及控制数字电脑的应用。VI程序模拟控制流程，能够在电脑屏幕上显示偏远信息。可持续的自动化控制过程能够在电脑屏幕上显示。VI程序能够提供经济而且使用的平台得以控制数据采集过程中的变量。经过图形语言（G语言）能够容易的实现程序。G语言数显了数据流技术，为VI的使用者提供简便的接口以及电脑环境[2]。G语言能够为内置的函数库的不同需求提供图形调色板，也能够反过来支持提供了G语言windows环境的dll函数库。一般情况下G语言和VI程序包含有2个框架，有板图和功能图。在板图，程序设计师能够按照要求分配不同的控制和指标（输入量和输出量），在功能图，程序设计师能够实现Labview函数库提供其所需要的功能，NI的Labview7.1版本在包装上集成了所有的功能。图2：单片机温度控制器的PsoCDesigner屏幕4PSoC单片温度控制器的设计图2展示了PSOCdesingner嵌入式单片机（8个引脚，psoc芯片CY827143）温度控制器设计系统[1]。左边的屏幕显示了全球的资源以及用户引脚连接的参数。中间的屏幕显示了数字和模拟模块。屏幕上方显示了这个项目的用户模块。右边屏幕介绍了配置引脚。这个新型的单芯片的设计，热电偶（TC）信号放大，可编程增益放大器（PGA）放置在PSOC模块，被放大的TC信号送到12位模拟数字(ADC)模块。PSOC芯片包括模拟和数字模块，PSOCDesingner的编程功能。已经放大的TC信号转换成为数字数据已经不适应与串行了个人电脑的UART模块。UART用户模块放在PSOC芯片上，能够自动获得2个放置在数字块的PSOC芯片，发射机(TXD)和接收机（RXD）。脉冲宽度调节器（PWM)，放在PSOC数字块上,设置了一个串行脉冲宽度调节器TTL脉冲响应PID控制功能，能够设置和测量温度偏差。这个将能够反过来控制光耦合固态继电器（SSR）驱动交流线路功率连接到负载炉[3-4]。这个虚拟仪器控制程序经过热电偶，TC放大器，12位ADC和UART感觉温度，线性加热，经过通讯在PSOC芯片上的PMW和UART模块来扫描和设置脉冲宽度。图3PSOC芯片的温度控制器的设计图3显示了连接一个PSoC芯片设计与固态继电器(SSR)和经过USB端口，与PC串行到USB转换成电缆通信。PsoC芯片PWM脉冲的SSR,作为交流电源控制器为控制炉功率已被激活。菜单驱动的虚拟仪器控制程序，在窗口环境交互传感、控制和获取温度数据的嵌入式设计传感。在线绘图获得温度数据也进行了VI程序。5结论一个简单的和成本低廉的嵌入式温度控制器设计,装配和测试其功能成功。经过其虚拟仪器程序在LabVIEW7.1编写的程序,工作环境下的窗口紧凑设计允许用户选择任何类型的控制功能。这种设计能够经过USB来串行转换器电缆直接连接到pc的com口或USB端口,SSR功率控制器模块能够连接在炉站。光学隔离功率控制器提供不破坏接口智能控制的安全运行。6.参考文献1.j.Jayapandian.当前的科学,90卷.6号.3月25日.p.765-770.2.国家仪器公司的虚拟仪器的用户手册.3.j.Jayapandian.设计简介.电子设计杂志[M]一片通出版.美国新泽西州,在线ID#5687.9月15日.4.j.Jayapandian.等人的研究仪器厂Soc.印度33(2)75-80().出处：研究Soc.(1)38印度50-54.关于浴缸的水位水温监控-文献综述湖州师范学院信息工程学院（电子信息工程系）0908****摘要：随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，温度监控系统逐渐被应用在诸多领域，本文主要是对现代各种温度监控系统的研究现状进行了阐述，而且对它的进一步发展进行了展望。关键词：温度控制，应用及发展引言随着当今社会的现代化脚步加快，自动化已经成为现在的社会主题。温度是工业生产中相当重要的参数之一，是表征物体冷却程度的物理量。在工农业生产、科学研究、人们的生活等诸多领域中，对温度的严格控制和检测有着非常重要的作用。它的准确性直接影响生产状况和产品质量[1]。因此，在很多工业现场，对温度测量及控制的精度都有着很高的要求[2]。温度控制是工业现代化的重要任务。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[3]。当前，温度控制被广泛应用于食品、医药、化工、家电等领域。温度控制系统性能直接影响产品的品质，研究温度控制技术具有十分重要的意义，可是现在中国的很多地方都没有温度控制监控系统，无法实现温度的测量与控制。传统的温度控制实时性差、布线复杂、控制效果比较差。随着工业技术的不断发展，利用温度控制表、温度接触器的控制方式已不能满足高精度、高速度的控制要求。传统温度控制的主要缺点是温度波动范围大，受仪表本身误差和交流接触器寿命的限制，通断频率很低[4]。在温度控制中，因为温度被控对象的如惯性大、滞后大、非线性等问题，使得控制性能很难提高，因此需要设计一个较为理想的温度控制系统。温度监控系统的研究与发展，是社会现代化进步的需要，它为自动化领域的基础设施之一，在工业、化工、农业等方面都有重要的作用。2国内外的研究现状与发展趋势国外对温度控制技术研究比较早，始于20世纪70年代，先采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录与控制。80年代末出现了分布式控制系统。当前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子总和控制系统。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。中国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代，中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的环境因子的控制。中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。中国温度测量控制现状还远远米有达到工厂化的程度，生产实际中依然有许多问题困扰着我们，存在着装备配备能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。在今后的温控系统的研究中会趋于智能化和集成化，系统的各项性能指标更准确，更加稳定可靠。现在有着红外遥控温度控制，基于GSM和单片机的温度控制，自带调整因子和不带调整因子的模糊温度控制，高精度的恒温控制等等。2.1红外遥控温度控制红外遥控温度控制包括有温度采集电路，红外控制，显示电路，温度控制电路，单片机最小系统等基础的电路。它以单片机为控制核心，经过DS18b20采集温度数据，然后与之前自己已经设定的温度上下限进行比较，如果测量得出的温度不在设定的范围之内，则进行语音报警，然后如果测量的温度低于自己设定的温度，进行继电器加热；如果高于自己设定的温度，则经过红外遥控控制电风扇来降温[5]。经过红外遥控进行温度设置，通用红外遥控,系统由发射和接收两大部分组成。应用编解码专用集成电路芯片来进行控制操作。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。遥控发射器及编码，当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同[6]。2.2GSM和MSP430单片机的温度控制这个系统主要是采用GSM和MSP430单片机来进行温度控制，以单片机为核心，GSM为控制手段。这个系统能够对周围的环境温度进行实时的检测[7]，具有实时性，当检测到的温度不在自己设定的范围时，单片机经过无线通讯发送短信给手机，然后手机主人能够进行报警，也能够使用手机短信进行远程控制电风扇的转速和开关，得以控制周围的温度到自己设定的范围。GSM传送经济实惠且实用方便，因此使用手机短信进行远程的控制温度，报警都是一个相当不错的选择。2.3SOC单片机的模糊温度控制现在有一种基于SOC型单片机作为控制核心来进行模糊温度控制的方案。SOC技术是一种高度集成化的，固件化的集成技术。以SOC作为核心，利用单片机的片内资源，得以实现采集的温度信号的方法，ADC的转换处理与驱动控制的功能。SOC模糊温度控制网络系统由上位管理系统和若干的工业现场控制节点组成。温度控制节点系统是由温度采集，输出控制,显示模块以及通讯模块组成的。此设计系统温度控制精度不错，网络通讯比较可靠，安全性也得到保障，具有实时检测，可是调试的时候，会出现误码的问题，需要在可靠性和实时性做进一步的研究[8]。2.4自调整因子模糊温度控制自调整因子的模糊温度控制系统是一种调节时间较短，超调量小，温度误差在控制要求内的系统。传统的温度控制手段惯性大，非线性，滞后大。模糊控制系统的动态性能很不错，可是稳态性能不理想。使用PID控制，稳态的性能很不错，可是动态性能不尽人意，因此采用自带调整因子的模糊温度控制系统。此系统以温度的误差变化及误差作为输入量，控制量的变化作为输出量。此控制器比较灵活，能够进行精准迅速而且稳定的控制。系统以单片机PIC18F252和AT89C52作为控制核心，其中包括温度控制，温度采集，显示电路和键盘电路[9]。该系统从工程实际应用角度提出了一种有效的改进方法，使模糊控制规则能够得到在线调整，极大地改进了模糊控制的效果。在这种规则自校正模糊控制器中，采用了一种在线的模糊推理算法，能从本质上消除模糊量化误差和调节死区给模糊控制系统带来的稳态误差与颤振现象，显著地改进模糊控制系统的稳态性能[10]。2.5高精度恒温控制在实际生活和科技研究中，我们有很多的实验需要加热器加热，使得温度保持在一个恒定的温度。在实验过程中，温度的稳定性很多时候要求比较高，需要不间断的调节。经常见的温度调节手段有多用可控硅调压调温，继电器调温等。继电器调温因为需要很频繁的调节，而且精度比较低，调节不方便，重量较大。可控硅的调温，体积小，没有噪音，调节方便而且控制的精度高。这个设计以单片机作为核心的控制器，电路设计比较简单，控制的效果很好。在交流电的周期中，过零点时，延时时间给予出发信号使导通，延时导通时间越长，负载的有效功率越低，然后对可控对象的温度进行控制。因为采用了精密的延迟控制导通，能够有效而且精准的控制加热的功率，在运行过一些时间以后,有效的电压基本不变，能够使温度比较长时间内不波动。温度能够稳定在0.04°范围以内，对于温度控制稳定要求高的情况下，是一个很有效的控制手段[11]。在生化仪器中，检测的是化学和生物方面的物品，温度对其影响非常大，没有一个恒定的温度会使测量结果产生误差[12]。较高精度的恒温系统是一个仪表仪器的有力保证，而且现在的仪器都是趋于小型化，便携化的方向发展，因此研制小型化恒温系统意义明显[13]。单片机为控制器核心，对温度信号进行校正和补偿，对温度控制采用相关优秀算法，而且在实验中重复调试控制参数。控制器件采用半导体致冷器，它具有小巧，而且同时满足加热和制冷功能。使小型恒温系统达到较高的要求，为解决温度恒定控制提供了良好的基础。2.6发展趋势随着中国电子技术以及微型计算机的快速发展，微机测量和控制技术也在以迅猛的速度发展，现在已经得到各界的广泛应用。单片机的处理能力很强，运行速度也非常的快而且功能消耗又低等，非常适合在温度测量这个领域。单片机有控制简单，测量范围广，精度高的特点[14]。水温控制经过数十年的发展获得可喜成绩，智能化，形式多样化等特性成为板上钉钉的事实。计算机进行温度控制时，不但能够保证温度准确无误，而且快速及时，便于工作人员进行随时的监督与控制。同时计算机具有手工管理所无法比拟的优点[15]。3结束语温度控制系统以方便，实用的特点广泛实用，迅速在现代化自动化领域中普及。当前国内普遍使用于工业，农业，科学研究等。利用单片机对温度检测和控制。具有精度高、功能强、体积小、价格低、简便灵活等优点，很好的满足了工艺的要求。参考文献[1]周秀明,曹隽,张春龙.基于DS18b20的单片机温度检测与调节系统设计[J].实验室科学,,14(1):79-81.[2]王梅红.基于单片机的温度控制系统设计与仿真[J].四川兵学报,,33(2):102-103.[3]彭秋红,沈占彬.基于单片机温度控制系统的硬件设计[J].机电产品开发和创新,,**(5):131-132.[4]吴健,候文,郑宾.基于STC89C52单片机的温度控制系统[J].电脑知识与技术,,7(4):902-913.[5]魏雅.基于AT89C52单片机红外遥控温度控制系统设计[J].陕西理工学院学报,006,28(3):32-36.[6]东峰,刘强,刘虎生.通用红外遥控解码器的设计[J].现代电子技术,,34(16):157-159.[7]王起源,王索成,孙长龙.基于GSM和MSP430单片机的温度控制器设计[J].吉林化工学院学报,,28(5):58-61.[8]陈伟,刑梅香.基于SOC单片机的模糊温度测控系统设计[J].化工自动化及仪表,,37(9):125-127.[9]张小娟.带调整因子模糊温度控制器的研究[J].机械设计与制造,,2(19):219-221.[10]刘琼.基于C8051F040的锅炉除氧器温度控制系统研究与设计[M].西安科技大学出版社,,(1):40-45.[11]徐晓辉,宋涛,赵利军,王蒙.小型高精度恒温系统的研究[J].现代电子技术,,5(316):101-103.[12]程汉湘,姚齐国.外冷器温差检测系统[J].自动化仪表,,(24):29-32.[13]刘大伟,李续友.基于DSP的堵路温度控制系统的设计[J].仪表技术与传感器,,(8):51-54.[14]陈晨.基于单片机的温度控制器的设计[J].背景电力高等专科学校学报,,28(5):93-95.[15]王一然.基于单片机的定时温控系统设计与研究[J].科学与财富,,(8):20-92.湖州师范学院毕业设计（论文）开题报告学生姓名**专业电子信息工程指导教师**设计（论文）题目基于单片机的浴缸水位水温控制系统选题意义、研究现状及存在问题随着这些年的科学技术的发展，在我们的日常生活中，很多的东西都趋向于自动化，智能化。这样子不但仅易于控制，操作而且能够在非人工的情况下实现,很大程度上减少了人力消耗。温度控制是我们的日常生活中总会遇到的过程控制，很多的生产与生活过程都是以温度做为参考量。例如当我们正在公共的澡堂，浴室洗澡的时候，经常会突然感觉水特别的凉和热，让人难以忍受。有的人就会很难受,以后就不愿意来，抱怨这家澡堂，因此就会有人很想想出办法来改变这个现状。温度检测和控制的准确性直接影响生产状况和产品质量。因此，在很多工业现场，我们对温度测量和精度有着相当高的要求。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。当前，温度控制被广泛应用于食品、医药、化工、家电等领域。温度控制系统性能直接影响产品的品质，研究温度控制技术具有十分重要的意义。可是现在中国的很多地方都没有温度监控系统，无法实现温度的测量与控制。传统的温度控制实时性差，布线复杂，控制效果比较差。随着工业技术的不断发展，利用温度控制表。温度接触器的控制方式已不能满足高精度、高速度的控制要求。其主要缺点是温度波动范围大，受仪表本身误差和交流接触器寿命的限制，通断频率很低。在温度控制中，因为温度被控对象的如惯性大，滞后大，非线性等问题，使得控制性能很难提高，因此需要设计一个较为理想的温度控制系统。国外对温度控制技术研究比较早，始于20世纪70年代，先采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示，记录与控制。80年代末出现了分布式控制系统。当前正开发和研制数据采集控制系统的多因子总和控制系统。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。中国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代，中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的环境因子的控制。中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。中国温度测量控制现状还远远米有达到工厂化的程度，生产实际中依然有许多问题困扰着我们，存在着装备配备能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。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更准确，更加稳定可靠。研究目标和内容本课题研究的目标是浴室温度控制系统，此控制系统主要是能实现以下的几个功能：语音模块进行语音播报“加水”和“排水”；DS18b20传感器测量水温，并设置可设置的最高最低值；水体实际温度高于设定温度时，可是没有超过45℃时，属于正常的可接受范围；比设定值低时，开始加热水，直至水温达到45℃，停止加热；温度超过45℃时，加入冷水直至降温至45℃。设P3.3,P3.2个水位测量点，当水位高于p3.3点时，开始控制水温，当水位达到p3.2点时，开始排水。本课题是基于单片机的浴室温度控制系统，其具体要研究的内容主要有着几个主要的内容，它是采用C语言编写，能够实现语音播报和液晶显示，能够实时的测量水温，实时的检测水位，在水位达到下限值开始控制水温水温，达到上限值禁止加水，开始排水。研究方法、步骤和措施。研究方法：以个人学习研究为主导，以教师指导为辅助，充分发挥主观能动性，理论结合实际。研究步骤：1与指导老师认真沟通研究，确定方向；2查阅相关资料综合理解系统电路的设计原理和方法；3画出系统总设计结构图；4系统硬件的设计；5电路图的绘制；6元器件采购；7电路焊接；8软件设计（包括系统软件设计整体思路、系统软件设计流程图）；9程序编写，分模块调试；10综合各模块程序，设计完成整体程序；11系统整体调戏；12测试系统，撰写毕业论文，完成毕业设计；研究措施：1与指导老师探讨而且确定其研究方向以及如何实现各个功能，积极发现问题并解决问题；2参考已有的案例开发，根据其发展优势和劣势，对各个功能做出相应的改变；主要参考文献[1]周秀明,曹隽,张春龙.基于DS18b20的单片机温度检测与调节系统设计[J].实验室科学,,14(1):79-81.[2]王梅红.基于单片机的温度控制系统设计与仿真[J].四川兵学报,,33(2):102-103.[3]彭秋红,沈占彬.基于单片机温度控制系统的硬件设计[J].机电产品开发和创新,,**(5):131-132.[4]吴健,候文,郑宾.基于STC89C52单片机的温度控制系统[J].电脑知识与技术,,7(4):902-913.[5]魏雅.基于AT89C52单片机红外遥控温度控制系统设计[J].陕西理工学院学报,,28(3):32-36.[6]刘强,刘虎生.通用红外遥控解码器的设计[J].现代电子技术,,34(16):157-159.[7]王起源,王索成,孙长龙.基于GSM和MSP430单片机的温度控制器设计[J].吉林化工学院学报,,28(5):58-61.[8]陈伟,刑梅香.基于SOC单片机的模糊温度测控系统设计[J].化工自动化及仪表,,37(9):125-127.[9]张小娟.带调整因子模糊温度控制器的研究[J].机械设计与制造,,2(19):219-221.[10]刘琼.基于C8051F040的锅炉除氧器温度控制系统研究与设计[M].西安科技大学出版社,,(1):40-45.[11]朱悦,徐晓辉,宋涛,赵利军,王蒙.小型高精度恒温系统的研究[J].现代电子技术,,5(316):101-103.[12]程汉湘,姚齐国.外冷器温差检测系统[J].自动化仪表,,(24):29-32.[13]刘大伟,李续友.基于DSP的堵路温度控制系统的设计[J].仪表技术与传感器,,(8):51-54.[14]陈晨.基于单片机的温度控制器的设计[J].背景电力高等专科学校学报,,28(5):93-95.[15]王一然.基于单片机的定时温控系统设计与研究[J].科学与财富,,(8):20-92.指导教师审核意见浴缸水位水温系统具有较强的实际可行性，该生前期对课题相关领域的文献进行全面查阅工作，知识点，整体设计框架结构分析，同意开题。指导教师（签名）**年9月30日湖州师范学院本科毕业设计（论文）中期报告（学生用）学院信息工程学院班级0908**学生姓名**指导教师**课题名称基于单片机的浴缸水位水温控制系统预期成果形式实物基本完成预期目标完成实物部分，毕业论文完成大致框架前期的成果在这段时间内，查阅了很多相关毕业设计的资料，完成了文献综述，外文文献。然后进行了毕业设计的硬件部分的制作。在和导师组老师见面时，设计过于自然理想化，设计了一些无用的模块，然后对已经完成的硬件重新进行了制作在这个过程中，出现了一些问题，液晶显示不亮，语音发声混乱，电路受干扰比较严重。起先不太成功，在同学的帮助下，硬件模块基本完成完成。在软件编写的过程中，出现了很多问题，因为软件不懂，因此完成度相对比较低。在班级的同学的帮助下，基本完成了软件程序的编写。在写毕业论文时，只完成了大致框架。存在的具体问题硬件电路的焊接存在虚焊，调试时语音经常混乱，液晶显示偶然不太正常。系统受干扰比较严重。下一步工作具体设想与安排检查电路，检查修改ISD1420芯片，LCD12864模块的电路设计，能够使得系统正常运行,完成毕业论文。湖州师范学院本科毕业设计（论文）指导教师审阅表论文题目基于单片机的浴缸水位水温控制系统学生姓名**班级0908**学号37指导教师姓名**职称讲师设计（论文）得分76指导教师审阅意见：本论文主要提出了一种运用于浴缸的水位水温控制系统的设计方案，该方案涉及单片机，DS18B20采集模块，语音模块，水位检测电路，有着控制水位，调节温度上下限的功能。整体设计较为合理，有实际应用价值。文章行文规范，章节清晰，符合本科毕业设计的要求。指导教师（签字）：**年5月1日湖州师范学院本科毕业设计（论文）评阅人评阅表论文题目基于单片机的浴缸水位水温控制系统学生姓名**班级0908**学号37评阅人姓名吴小红职称副教授设计（论文）得分79评阅人评阅意见：论文设计了一个基于单片机的浴缸水位水温控制系统，详细介绍了硬件方案及软件的设计。整篇论文条理清晰，重点突出。课题符合专业设计要求。综上所述，论文符合本科毕业要求评阅人（签字）：吴小红年5月10日湖州师范学院本科毕业设计（论文）硬件验收评分表毕业设计题目：基于单片机的浴缸水位水温控制系统系别：信息与工程系专业：电子信息工程作者姓名：**班级：0908**学号：37指导老师姓名：**评分内容评分标准评分器件整体布局（20分）A、器件布局、功能分区合理。（16-20分）B、器件布局、功能分区较为合理。（11-15分）C、器件布局较乱。（0-10分）15功能实现（60分）A、预定功能完备。（51-60分）B、预定功能基本实现。（31-50分）C、完成部分预定功能。（11-30分）D、无任何功能。（0-10分）48操作与演示（20分）A、人机交互好，操作方便，演示操作完全正确。（16-20分）B、人机交互一般，演示操作基本正确。（6-15分）C、人机交互较差，演示操作有误。（0-5分）15得分78验收教师：吴小红，陶杰，雷能玮5月12日说明：毕业设计（论文）有软件或实物设计，则该项以30%的分值计入答辩小组评定成绩中，如无此项则空。湖州师范学院本科毕业设计（论文）答辩记录表论文题目基于单片机的浴缸水位水温