基于单片机的温度控制器设计

前言 (1)

一、设计任务和性能指标 (2)

1.1设计任务 (2)

1.2性能指标 (2)

二、设计方案 (2)

2.1总体设计需求 (2)

2.2总体设计方案 (2)

三、系统硬件系统 (3)

3.1 单片机最小系统 (3)

3.2温度控制系统 (4)

3.3液晶显示电路 (5)

3.4按键模块 (6)

3.5 LED指示灯报警模块 (7)

四、系统软件设计 (7)

4.1主流程图设计 (7)

4.2 实时温度处理程序流程图 (8)

4.3按键流程图 (8)

4.4自动加热 (9)

4.5手动加热流程图 (11)

五、调试及性能分析 (12)

5.1调试步骤 (12)

5.1.1 硬件调试 (12)

5.1.2软件调试 (12)

5.2性能分析 (12)

六、心得体会 (13)

参考文献 (15)

附录1、系统硬件电路图 (16)

附录2、程序代码 (17)

前言

随着社会的进步和工业技术的发展，人们越来越重视温度对产品的影响，许多产品对温度范围要求严格，目前市场上普遍存在的问题有温度信息传递不及时、精度不够的缺点，不利于工业控制者根据温度变化及时做出决定。在这样的形式下，开发一种实时性高、精度高的温度采集系统就很有必要。

本课题用一种基于单片机的数据采集系统方案，该方案根据热敏电阻随温度变化而变化的特性，采用串联分压电路。以STC12C5A60S2单片机系统为中心，通过单片机采集热敏电阻的电压，通过A/D转换将模拟量电压信号转换成数字量电压信号，经过查表转换得到温度值，控制液晶实时显示温度值。并且可以实现上下限的修改和温度的设置。可以通过加热电阻对电阻进行加热来达到设定温度。此系统精度为±1 oC，精度基本能够过达到所需精度。

一、设计任务和性能指标

1.1设计任务

1.1.1基本功能

1）温度上、下限报警值设定；温度上、下限报警；

2）目标温度值设定；

3）设定温度、测量温度显示；

4）手动/自动方式设定；

5）手动/自动控制。

1.1.

2. 扩展功能

1）用红外遥控器实现上述功能；

2）实现温度的存储、调用。

3）其它功能

1.2性能指标

1、控温范围为30-70oC

2、测温误差<±1 oC

二、设计方案

2.1总体设计需求

结合设计要求以及实际情况，具有以下任务需求：利用STC12C5A60S2单片机和负温度系数热敏电阻的组合编程实现温度的实时测量，用12864液晶显示屏进行显示。温度的测量范围为30℃至70℃，当按下报温键时，系统通过监测热敏电阻两端电压，经过计算得到实时温度值，再显示出来。通过加热电阻可以加热，使温度能达到设置温度。

2.2总体设计方案

温度控制系统主要由温度传感器（热敏电阻），A/D转换器，单片机（STC12C5A60S2），按键设置和液晶显示屏。通过设置不同的模式来调节上下限，设定温度，手动自动加热。本次实验的被测温度原件为NTC热敏电阻，我们知道热敏电阻是随着温度变化电阻从而变化的，所以我们只需要对电阻进行检测就能反映出温度变化了。由于单片机不能直接

识别非电量，所以又要将电阻转化为电压信号才能被AD转换器采集,采集的信号就能发送给单片机处理了。通过用PID算法，PWM（脉冲宽度控制）和对半查表法就能实现温度的控制及上下限报警，并将温度值显示在液晶上。

其系统框图2.1所示：

图2.1系统框图

三、系统硬件系统

3.1 单片机最小系统

本次课程设计采用新一代的8051单片机——STC12C5A60S2。STC12C5A60S2有36个通用I/O口，大部分可位控，并且有强推挽输出的能力，足够系统使用。还拥有4个16bit定时器和一个独立的波特率发生器，另外还有两个PCA模块，能获得丰富的定时器资源。作为系统的处理核心，单片机需要稳定连续运行。单片机最小系统电路是指由最少的元件组成的并且能使单片机稳定运行的电路，其中包括了时钟电路和复位电路。单片机最小系统电路如图3.1所示：

图3.1最小单片机系统

电路中C2和C3为小于47pF的电容，本系统采用的是20pF的电容，通过11.0592MHz 的外部晶振提供单片机的时钟源。单片机的复位电路采用的是电解电容和电阻组成的上电复位（当外部晶振小于12MHz时，可直接通过电阻接地复位），每次单片机上电后即产生复位信号。

3.2温度控制系统

温度控制模块是采用NTC热敏电阻，热敏电阻的主要特点是：①灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10～100倍以上，能检测出10-6℃的温度变化；②工作温度范围宽，常温器件适用于-55℃～315℃，高温器件适用温度高于315℃（目前最高可达到2000℃），低温器件适用于-273℃～55℃；③体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度；④使用方便，电阻值可在0.1～100kΩ间任意选择；

⑤易加工成复杂的形状，可大批量生产；⑥稳定性好、过载能力强。其基本工作原理图如图3.2所示：

图3.2温度控制模块

如图3所示，通过P10口将检测到的温度信号，送入单片机进行A/D转换等一系列转换。将最后的温度值显示出来。此外还可以通过P14口的PWM信号对电阻进行加热来达到设定温度值。

3.3液晶显示电路

此次显示用的是12864液晶显示屏，是一种具有4 位/8 位并行、2 线或3 线串行多种接口方式。内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64, 内置8192 个16*16 点汉字，和128 个16*8 点ASCII 字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4 行16×16 点阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶

模块。其具体电路图和接线端如3.3所示：

图3.3 12864液晶显示模块

3.4按键模块

通过P32按键可以不断的改变模式。模式0为实时温度显示，模式1和模式2分别为上限、下限的显示，以及通过P21和P22两个按键来对它们进行加减。模式3为设置温度，通过P21和P22按键来加减。模式4为手动控制PWM占空比加热模式，且可以通过P20按键使其停止加热。模式5为自动调节PWM占空比加热模式。其按键的硬件图如图3.4所示：

图3.4按键图

3.5 LED指示灯报警模块

LED指示灯作为报警使用，当检测得的温度超过设定的温度上限或者低于设定的

温度下限时，LED D1指示灯闪烁，实现报警功能。LED指示灯电路如图3.5所示：

图3.5 LED指示灯报警模块电路图

四、系统软件设计

系统程序主要包括主程序，显示数据程序，读出温度程序，按键扫描程序等。4.1主流程图设计

主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理热敏电阻的测量的当前温度值，其程序流程见图4.1所示：

开开

开开开

开开开开开开开开开

开开开开开

开开开开开

图4.1主流程图

4.2 实时温度处理程序流程图

软件系统初始化时把温度数据做成表格存储到ROM中，通过AD对热敏电阻两端的进行测量，然后通过运算将电压值对应于电阻值，通过查表把电阻值对应于温度值，再通过运算把温度数据送到数码管上显示，其中程序初始化主要是对AD和液晶进行初始化。它的流程图图如图4.2所示。

图4.2实时温度处理流程图

4.3液晶显示流程图

按键采用扫描查询方式，设置标志位，当标志位为2或3时，显示设置温度，通过P21和P22按键来对上下限进行修改。否则显示当前温度。按键扫描程序流程图图如图4.3所示：

图4.3液晶显示流程图

4.4自动加热

自动加热通过PID算法来改变PWM的脉冲宽度，PID算法有位置式和增量式两种，增量式PID算法得到的结果是增量，也就是说，在上一次的控制量的基础上需要增加（负值意味着减少）的控制量。位置式算法则直接指明本周期内要通电多长时间。本系统采

用的是位置式PID算法。

标准的直接计算公式：Pout(t)=Kp*e(t)+Ki×Sum_e(t)+Kd*(e(t)-e(t-1));

其中，e(t)为基本偏差，表示当前测量值与设定目标间的差值，设定目标是被减数，结果可以是正或负，正数表示还没有达到设定值，负数表示已经超过了设定值。这是面向比例项用的变动数据。累计偏差Sum_e(t)=e(t)+e(t-1)+e(t-2)+ … +e(1)是每次偏差值的代数和，是面向积分项用的一个变动数据。基本偏差的相对偏差e(t)-e(t-1)是用本次的基本偏差减去上一次的基本偏差，以考察当前被控量的变化趋势，有利于快速反应，是面向微分项的一个变动数据。Kp、Ki和Kd是PID算法的3个控制参数，分别称为比例常数，积分常数和微分常数，不同的控制对象选择不同的数值，需要经过现场整定才能获得较好的效果。比例调节的作用是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。通过PID算法可以精确控制温度加热，通过PID 算法计算出PWM 的占空比，控制加热系统的工作。其程序流程图如图4.4所示：

图4.4 自动加热流程图

4.5手动加热流程图

手动加热通过Up键来改变PWM的占空比，来改变加热的速度。其基本流程图如4.5所示：

图4.5手动加热流程图

五、调试及性能分析

为了使系统各部分稳定的运行，需要对系统进行调试，解决模块中可能出现的问题。在软件测试时尽可能对每段代码进行操作，修改软件中的错误。最后在软、硬件综合调试时应注意检查要求的功能是否完全，最终误差是否符合设计要求。

5.1调试步骤

5.1.1 硬件调试

LCD在显示时，容易出现显示昏暗，不清晰等情况。经过检查，发现出现这种情况的原因是：由于电路板是由自己焊接的，所以在焊接时出现了虚焊等情况。通过对电路板进行一一检查和补充焊接后，显示昏暗的问题得到了解决。对于显示不清晰的情况，经过调节液晶显示屏后面的螺母，使得液晶显示不清晰的问题得到了解决。

5.1.2软件调试

（1）显示子程序调试：将程序运行完后，液晶显示屏上显示了部分自己所写的字符。但是总是会出现乱码的情况。经过进行资料的查找和请教别人后，发现是由于自己在写显示函数时，对字符串的位置放置有问题，导致前一行的字符串出现了溢出的情况。经过对程序的改动，最终达到了自己想要的显示界面。此外运行液晶显示子函数后，发现翻页无法清除上一页的字符。通过添加清屏函数后，这个问题也得到了解决。

（2）按键子程序调试：在进行按键程序的调试中，发现在手动加热程序中。通过按键无法改变PWM的占空比，而且还得一直将键按下才能进行加热。经过对程序检查后，发现是由于自己在进行变量定义时，定义的局部变量，使得其每次都会进行初始化。将其改变成全局变量后，问题得到了解决。

（3）PWM调试：对于加热程序，我自己通过对P14口置高低电平来实现PWM。但是最终发现这是无法实现的，通过查找资料发现：52单片机的P14口能够自己产生PWM，只要通过一些指令来实现对PWM的脉宽宽度进行控制就行。

5.2性能分析

此次设计温度控制系统，经过2周的时间，克服了经验不足等诸多问题，最终得以完成。在整个设计中，使用了如下设计方法和技术：

1．整个温控系统围绕宏晶科技生产的新一代8051单片机——STC12C5A60S2展开设计，采用NTC热敏电阻传感器实现温度检测，采用PWM输出实现温度控制，采用液晶显示屏对其进行显示，是一个较完整的测控系统，拥有较高的精度。

2.本温度控制系统能够实现对实时温度的采集和显示，测量温度范围在30℃到70℃；可设定加热电阻的的目标加热温度；可设定温度上下限值，并且在高于温度上限或者低于温度下限的时候由数码管的亮灭达到报警的效果。

3．在显示方面，我采用了12864液晶显示屏进行显示。感觉液晶显示比数码管显示更加简单明了

4.其测温基本能够达到误差范围内，对于自动加热功能采用测量得到的数据如下表

5.1所示：

表5.1

由上表可知：自动加热功能能够符合要求。导致误差的原因是由于PID算法的参数选择不够精确。

5.由于设计条件和环境的限制，本温度控制系统还存在一些不足，有待进一步的改进。而且还有些扩展功能没有实现，应该扩展功能也不是很难，主要是自己有畏难情绪，这些都是我应该要改正的地方。在这个设计中，液晶显示时有时候会出现比较模糊闪烁的情况，我搞了很久都不知道原因，我初步认为这有可能是由于我的硬件焊接方面存在一定的问题，比如：虚焊等原因，这是我应该反思的地方。

六、心得体会

通过这次温度控制器的设计，让我更多的学习和了解关于单片机的知识，以及温度控制器的工作原理与设计理念，同时在设计过程中也暴露出许多问题，刚开始设计时，没有过多的查询相关资料，只是盲目的开始设计，以致设计工作停止不前，对编程不是很熟练，使得花了大量的时间用于软件编程。虽然开始设计时一点思维都没有，先通过程序对实时温度进行显示。在这中间遇到了不少问题，通过查资料和请教别人，最终得到了解决。后来在进行热敏电阻进行加热时对于PID算法和PWM完全没有任务概念，后来通过查看STC12C5A60S2的资料，对PWM有了一定的了解，再通过查找其他资料以及

借鉴别人程序，最终学会了如何来控制PWM来对热敏电阻进行加热。

从这次的课程设计中，我意识到，在以后的学习中，要理论联系实际，把我们所学的理论知识用到实际当中，学习使用单机片机更是如此，程序只有在经常的读写过程中才能提高，也能提高查询资料、分析问题、进而解决问题的能力。

参考文献

[1]王思明，张鑫等.单片机原理及应用系统设计[M].北京：科学出版社，2012.

[2]陶红艳，余成波.传感器与现代检测技术[M].北京：清华大学出版社，2009.

[3]康华光.电子技术基础—数字部分[M].北京：高等教育出版社，2008.

[4]朱清惠等.Proteus教程：电子线路设计制版与仿真[M].北京：清华大学出版社，2009.

[5]谭浩强.C程序设计[M].北京：清华大学出版社，2008.

附录1、系统硬件电路图

附录2、程序代码

#include "STC12C5A60S2.h"

#include

#include

sbit CS=P3^5;

sbit RW=P3^6;

sbit CLOCK=P3^7;

sbit PSB=P1^5; //串并行方式选择

sbit P32=P3^2;

sbit P34=P3^4;

sbit P20=P2^0;

sbit P14=P1^4;

sbit P37=P3^7;

sbit P21=P2^1;

sbit P22=P2^2;

sbit P24=P2^4;

sfr P1_ASF = 0x9d; //A/D转换功能允许寄存器

sfr AUXR1 = 0xA2;

sfr P1M0=0x92;

sfr P1M1=0x91;

xdata unsigned char shezi[8],cemin[8],cemax[8],cewen[8];

unsigned char flag=0,flag1=0;

int d=0,temp=0;

int a=0,c=0; int max=70,min=30;

int s=20; float g;

int count=0;

float ADC_result0();

void DispZimu(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char how,unsigned char *stri);

void Send_comand_or_data(unsigned char date,bit c);

float wendu();

void shangxian();

void xiaxian();

void shezhi();

void shoudong();

void PID();

void baojing();

void shoudong();

void wx();

unsigned int code T_R[]={280170,268255, 256972, 246290,

236176,226597,217522,208916,200749,192988,185600,184818, 181489, 176316, 169917, 162797, 155350, 147867, 140551, 133536,126900, 120684, 114900, 109539, 104582, 100000, 95762, 91835, 88186, 84784,81600, 78608, 75785, 73109, 70564, 68133, 65806, 63570, 61418, 59343, 57340,55405, 53534, 51725, 49976, 48286, 46652, 45073, 43548,42075, 40650};

unsigned int code T_U[]={1315 ,1358 ,1401 ,1444 ,1487 ,1531 ,1575 ,1619 ,1663 ,1707 ,1751,

1756 ,1776 ,1810 ,1852 ,1903 ,1958 ,2017 ,2079 ,2.41 ,2204 ,2266,

2327 ,2386 ,2444 ,2500 ,2554 ,2606 ,2657 ,2706 ,2753 ,2799 ,2844,

2888 ,2931 ,2974 ,3016 ,3057 ,3098 ,3138 ,3178 ,3217 ,3257 ,3295,

3334 ,3372 ,3409 ,3447 ,3483 ,3519 ,3555 };

void delay(unsigned int t) //延时函数

{

unsigned int i,j;

for(i=0; i

for(j=0; j<100; j++);

}

void Send_comand_or_data(unsigned char date,bit c) //当c=0发送命令，当c=1发送数据{

unsigned char i,n;

if(c==0)

{

n=0xf8;

}

else if(c==1)

{

n=0xfa;

}

CS=1;

for(i=0;i<8;i++)

{

RW=(bit)(n&0x80);

CLOCK=0;

CLOCK=1;

n=n<<1;

}

n=date&0xf0; //取数据或命令的高四位

for(i=0;i<8;i++)

{

RW=(bit)(n&0x80);

CLOCK=0;

CLOCK=1;

n=n<<1;

}

n=date&0x0f;

n=n<<4;

for(i=0;i<8;i++)

{

RW=(bit)(n&0x80);

CLOCK=0;

CLOCK=1;

n=n<<1;

}

CS=0;

delay(5);

}

void InitLCD() //液晶初始化

{

Send_comand_or_data(0x30,0); //功能设置:一次送8位数据,基本指令集

Send_comand_or_data(0x06,0); //点设定:显示字符/光标从左到右移位,DDRAM地址加1 Send_comand_or_data(0x0c,0); //显示设定:显示开,游标关,反白关

Send_comand_or_data(0x04,0); //反白显示

Send_comand_or_data(0x01,0); //清DDRAM.把DDRAM中全部写空格

Send_comand_or_data(0x02,0); //DDRAM地址归位不改变DDRAM的内容

Send_comand_or_data(0x80,0); //把显示地址设为0X80，即为第一行的首位

}

/* x,y为起始座标x(0<=x<=3),y(0<=y<=7),x为行座标,y为列座标;lcd[]为需要显示的字符串*/ void Display(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char lcd[])

{

unsigned char i=0;

if(x==0)

Send_comand_or_data(0x80+y,0);

else if(x==1)

Send_comand_or_data(0x90+y,0);

else if(x==2)

Send_comand_or_data(0x88+y,0);

else if(x==3)

Send_comand_or_data(0x98+y,0);

while(lcd[i]!='\0')

{

Send_comand_or_data(lcd[i],1);

i++;

}

}

void yejing() //液晶显示

{ int i;

if(flag==0)

{

Display(0,0," 测温控制系统");

Display(3,2," 测控1001 ");

Display(1,0,"测温：℃");

for(i=0;i<=3;i++)

{

Send_comand_or_data(0x90+i+3,0);

}

if(flag1==1)

{

Send_comand_or_data(0x01,0);

Display(0,0," 测温控制系统");

Display(3,2," 测控1001 ");

}

}

if(flag==1) // 上限显示

{

Display(2,0,"上限：℃");

shangxian();

for(i=0;i<4;i++)

{

Send_comand_or_data(0x88+i+3,0);

}

}

if(flag==2) //下限显示

{

Display(3,0,"下限：℃");

xiaxian();

单片机温度控制系统毕业论文

论文设计 设计（论文）题目：基于单片机的温度控制系统 院系：电子信息工程学院 专业班级：电子信息工程11-01 学生姓名：张战锋 指导教师：耿鑫

郑州轻工业学院 二〇一四年十月二十日

基于单片机的温度控制系统 摘要 温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域都有积极的意义。很多行业中都有大量的用电加热设备，如用于热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，采用单片机对它们进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还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。因此，智能化温度控制技术正被广泛地采用。 本温度设计采用现在流行的AT89S51单片机，配以DS18B20数字温度传感器，该温度传感器可自行设置温度上下限。单片机将检测到的温度信号与输入的温度上、下限进行比较，由此作出判断是否启动继电器以开启设备。 本设计还加入了常用的数码管显示及状态灯显示灯常用电路，使得整个设计更加完整，更加灵活。该设计已应用于花房，可对花房温度进行智能监控。 【关键词】温度箱，AT89S51，单片机，控制，模拟

目录 1 引言 (3) 1.1 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义 (3) 1.2 温度控制系统的目的 (4) 1.3 温度控制系统完成的功能 (4) 2 总体设计方案 (4) 3 DS18B20温度传感器简介 (11) 3.1 温度传感器的历史及简介 (11) 3.2 DS18B20的工作原理 (11) 3.2.1 DS18B20工作时序 (11) 3.2.2 ROM操作命令 (14) 3.3 DS18B20的测温原理 (14) 3.3.1 DS18B20的测温原理: (14) 3.3.2 DS18B20的测温流程 (16) 4.1 设计原则 (16) 4.2 引脚连接 (17) 4.2.1 晶振电路 (17) 4.2.2 串口引脚 (17) 5 系统整体设计 (18)

温度控制器的设计与制作共13页

温度控制器的设计与制作 一、功能要求 设计并制作一个温度控制器，用于自动接通或断开室内的电加热设备，从而使室内温度达到设定温度要求，并能实时显示室内温度。当室内温度大于等于设定温度时，控制器断 ?时，控制器接通电加热设备。 开电加热设备；当室内温度比设定温度小2C 控温范围：0~51C? 控温精度：≤1C? 二、硬件系统设计 1．硬件系统由七部分组成，即单片机及看门狗电路、温度检测电路、控制输出电路、键盘电路、显示电路、设置温度储存电路及电源电路。 （1）单片机及看门狗电路 根据设计所需的单片机的内部资源（程序存储器的容量、数据存储器的容量及I/O口数量），选择AT89C51-24PC较合适。为了防止程序跑飞，导致温度失控，进而引起可怕的后果，本设计加入了硬件看门狗电路IMP813L，如果它的WDI脚不处于浮空状态，在1.6秒内WDI不被触发（即没有检测到上什沿或下降沿），就说明程序已经跑飞，看门狗输出端WDO将输出低电平到手动复位端，使复位输出端RST发出复位信号，使单片机可靠复位，即程序重新开始执行。（注：如果选用AT89S51，由于其内部已具有看门狗电路，就不需外加IMP813L） （2）温度检测电路 温度传感器采用AD590，它实际上是一个与绝对温度成正比的电流源，它的工作电压为4~30V，感测的温度范围为-550C~+1500C，具有良好的线性输出，其输出电流与温度成正比，即1μA/K。因此在00C时的输出电流为273.2μA，在1000C时输出电流为373.2μA。温度传感器将温度的变化转变为电流信号，通过电阻后转变电压信号，经过运算放大器JRC4558运算处理，处理后得到的模拟电压信号传输给A/D转换部分。A/D转换器选用ADC0804，它是用CMOS集成工艺制成的逐次逼近型模数转换芯片，分辨率8位，转换时间100μs，基准电压0~5V，输入模拟电压0～5V。 （3）控制输出电路 控制信号由单片机的P1.4引脚输出，经过光耦TLP521-1隔离后，经三极管C8550直接驱动继电器WJ108-1C-05VDC，如果所接的电加热设备的功率≤2KW，则可利用继电器的常开触点直接控制加热设备，如果加热设备的功率>2KW，可以继电器控制接触器，由接触器直接控制加热设备。 （4）键盘电路 键盘共有四个按键，分别是S1（设置）、S2（+）、S3（-）、S4（储存）。通过键盘来设置室内应达到的温度，键盘采用中断方式控制。 （5）显示电路 显示电路由两位E10501_AR数码管组成，由两片74LS164驱动，实现静态显示，74LS164所需的串行数据和时钟由单片机的P3.0和P3.1提供。对于学过“串行口”知识的班级，实习时，可以采用串行口工作于方式0，即同步移位寄存器的输出方式，通过串行口输出显示数据（实时温度值或设置温度值）；对于没学过“串行口”知识的班级，实习时，可以采用模拟串行口的输出方式，实现显示数据的串行输出。 （6）设置温度存储电路 为了防止设定温度在电源断电后丢失，此设计加入了储存电路，储存器选用具有I2C总线功能的AT24C01或FM24C01均可。每次通过键盘设置的室内设定温度都通过储存器储存起来，即使是电源断电，储存器存储的设定温度也不丢失，在电源来电后，单片机自动将设

基于PLC的锅炉温度控制系统毕业设计

基于PLC的锅炉温度控制系统 作者姓名xxx 专业自动化 指导教师姓名xxx 专业技术职务讲师

目录 摘要 (1) 第一章绪论 (3) 1.1课题背景及研究目的和意义 (3) 1.2国内外研究现状 (3) 1.3项目研究内容 (4) 第二章 PLC和组态软件基础 (5) 2.1可编程控制器基础 (5) 2.1.1可编程控制器的产生和应用 (5) 2.1.2可编程控制器的组成和工作原理 ··············错误！未定义书签。 2.1.3可编程控制器的分类及特点 (7) 2.2组态软件的基础 (8) 2.2.1组态的定义 (8) 2.2.2组态王软件的特点 (8) 2.2.3组态王软件仿真的基本方法 (8) 第三章 PLC控制系统的硬件设计 (9) 3.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (9) 3.1.1 PLC控制系统设计的基本原则 (9) 3.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤 (9) 3.1.3 PLC程序设计的一般步骤 (10) 3.2 PLC的选型和硬件配置 (11) 3.2.1 PLC型号的选择 (11) 3.2.2 S7-200CPU的选择 (12) 3.2.3 EM235模拟量输入/输出模块 (12) 3.2.4 热电式传感器 (12) 3.2.5 可控硅加热装置简介 (12) 3.3 系统整体设计方案和电气连接图 (13) 3.4 PLC控制器的设计 (14) 3.4.1 控制系统数学模型的建立 (14)

3.4.2 PID控制及参数整定 (14) 第四章 PLC控制系统的软件设计 (16) 4.1 PLC程序设计的方法 (16) 4.2 编程软件STEP7--Micro/WIN 概述 (17) 4.2.1 STEP7--Micro/WIN 简单介绍 (17) 4.2.2 计算机与PLC的通信 (18) 4.3 程序设计 (18) 4.3.1程序设计思路 (18) 4.3.2 PID指令向导 (19) 4.3.3 控制程序及分析 (25) 第五章组态画面的设计 (29) 5.1组态变量的建立及设备连接 (29) 5.1.1新建项目 (29) 5.2创建组态画面 (33) 5.2.1新建主画面 (33) 5.2.2新建PID参数设定窗口 (34) 5.2.3新建数据报表 (34) 5.2.4新建实时曲线 (35) 5.2.5新建历史曲线 (35) 5.2.6新建报警窗口 (36) 第六章系统测试 (37) 6.1启动组态王 (37) 6.2实时曲线观察 (38) 6.3分析历史趋势曲线 (38) 6.4查看数据报表 (40) 6.5系统稳定性测试 (42) 结束语 (43) 参考文献 (44) 致谢 (45)

计算机控制课程设计电阻炉温度控制系统

计算机控制课程设计 报告 设计题目：电阻炉温度控制系统设计 年级专业：09级测控技术与仪器 化工、机械、食品等领域。温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量。因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本设计就是利用单片机来控制高温加热炉的温度，传统的以普通双向晶闸管（SCR）控制的高温电加热炉采用移相触发电路改变晶闸管导通角的大小来调节输出功率，达到自动控制电加热炉温度的目的。这种移相方式输出一种非正弦波，实践表明这种控制方式产

生相当大的中频干扰，并通过电网传输，给电力系统造成“公害”。采用固态继电器控温电路，通过单片机控制固态继电器，其波形为完整的正弦波，是一种稳定、可靠、较先进的控制方法。为了降低成本和保证较高的控温精度，采用普通的ADC0809芯片和具有零点迁移、冷端补偿功能的温度变送器桥路，使实际测温范围缩小。 1.1电阻炉组成及其加热方式 电阻炉是工业炉的一种，是利用电流通过电热体元件将电能转化为热能来加热或者熔化元件或物料的热加工设备。电阻炉由炉体、电气控制系统和辅助系统组成，炉体由炉壳、加热器、炉衬（包括隔热屏）等部件组成。由于炉子的种类不同，因而所使用的燃料和加

热方法也不同;由于工艺不同，所要求的温度高低不同，因而所采用的测温元件和测温方法也不同;产品工艺不同，对控温精度要求不同，因而控制系统的组成也不相同。电气控制系统包括主机与外围电路、仪表显示等。辅助系统通常指传动系统、真空系统、冷却系统等，因炉种的不同而各异。电阻炉的类型根据其热量产生的方式不同，可分为间接加热式和直接加热式两大类。间接加热式电阻炉，就是在炉子内部有专用的电阻材料制作的加热元件， （4）电阻炉温度按预定的规律变化，超调量应尽可能小，且具有良好的稳定性; （5）具有温度、曲线自动显示和打印功能，显示精度为±1℃; （6）具有报警、参数设定、温度曲线修改设置等功能。

温控器论文

浅析温控器复位不同步对终端产品的影响 来源: 亮群电子发布时间: 2014-04-01 14:08 247 次浏览大小: 16px14px12px 双金属片温控器采用机械式的结构，具有分断灵敏、不易拉弧、不产生电磁干扰而得到广泛的应用。然而由于在制造中的误差而引发温控器复位不同步的现象越来越多，给温控器的终端产品带来了一些不利的影响。本文从双金属片温控器复位不同步的定义、动作过程来说明复位不同步对终端产品的影响，并以实际的案例做分析说明。 本文由我司工程师张海滨发表于《电器附件》2013年第二期，通过对双金属片温控器复位不同步的过程和原理分析来说明其对终端产品的影响。 1定义 在温控器制造行业，通常将双金属片受热后翻转的瞬间与触点开关状态改变瞬间的时间差定义为温控器的同步性。而复位不同步是指双金属片温控器在达到动作温度后，双金属片已经翻转，同时开关触点已经断开，其控制的发热体也开始降温，在随后的过程中，双金属片会再一次翻转，开关触点并再一次闭合时，两个状态点的时间差有明显的滞后性。这个状况则被称做为温控器复位不同步。 2温控器复位不同步原因分析 从温控器基本结构和原理分析，我们发现双金属片由于受热变形翻转后有一个最高的弧高点到下一次再翻转前有一个行程A，开关的触点从断开到闭合的过程也有一个行程B；示意图1和示意图2分别指示出这种变化所产生的行程A、B。如果A=B时，则理论上该温控器为完全同步的温控器。实际生产中，由于各温控器厂家使用零件的误差以及制造工艺的误差，会导致A≠B；多数情况下是A>B，从而就比较容易产生温控器复位不同步的现象。

3影响终端产品的过程分析 温控器一般用于终端产品中做温度的控制，我们将电路简化为图3的电路。 在该电路中，先通电之后，常闭型的温控器触点是闭合的，加热体发热后温度持续上升，温度达到温控器的动作温度后，温控器内部开关触点断开，加热体由于热惯性温度会上升，到一定程度后开始降温。如果此时温控器的两个行程A=B，则电路接通和感温的双金属翻转是同时进行的。

温度控制器的设计

目录 第一章课程设计要求及电路说明 (3) 1.1课程设计要求与技术指标 (3) 1.2课程设计电路说明 (4) 第二章课程设计及结果分析 (6) 2.1课程设计思想 (6) 2.2课程设计问题及解决办法 (6) 2.3调试结果分析 (7) 第三章课程设计方案特点及体会 (8) 3.1 课程设计方案特点 (8) 3.2 课程设计心得体会 (9) 参考文献 (9) 附录 (9)

第一章课程设计要求及电路说明 1.1课程设计要求与技术指标 温度控制器的设计 设计要求与技术指标： 1、设计要求 （1）设计一个温度控制器电路； （2）根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图； （3）撰写设计报告。 2、技术指标 温度测量范围0—99℃，精度误差为0.1℃；LED数码管直读显示；温度报警指示灯。

1.2课程设计电路说明 1.2.1系统单元电路组成 温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机AT89S51，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 1.2.2设计电路说明 主控制器：CPU是整个控制部分的核心,由STC89C52芯片连同附加电路构成的单片机最小系统作为数据处理及控制模块. 显示电路：显示电路采用4个共阳LED数码管，用于显示温度计的数值。报警电路：报警电路由蜂鸣器和三极管组成，当测量温度超过设计的温度时，该电路就会发出报警。 温度传感器：主要由DS18B20芯片组成，用于温度的采集。 时钟振荡：时钟振荡电路由晶振和电容组成，为STC89C52芯片提供稳定的时钟频率。

第二章课程设计及结果分析 2.1课程设计 2.1.1设计方案论证与比较 显示电路方案 方案一：采用数码管动态显示 使用一个七段LED数码管，采用动态显示的方法来显示各项指标，此方法价格成本低，而且自己也比较熟悉，实验室也常备有此元件。 方案二：采用LCD液晶显示 采用1602 LCD液晶显示，此方案显示内容相对丰富，且布线较为简单。 综合上述原因，采用方案一，使用数码管作为显示电路。 测温电路方案 方案一：采用模拟温度传感器测温 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。 方案二：采用数字温度传感器 经过查询相关的资料，发现在单片机电路设计中，大多数都是使用传感器，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。 综合考虑，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。 2.1.2设计总体方案 根据上述方案比较，结合题目要可以将系统分为主控模块，显示模块，温度采集模块和报警模块，其框图如下：

单片机课程设计(温度控制器)

基于单片机的温度控制器设计 内容摘要：该温度报警系统以AT89C51单片机为核心控制芯片，实现温度检测报警功能的方案。该系统能实时采集周围的温度信息，程序内部设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。该系统实现了对温度的自动监测和自动调温功能。 关键词：AT89C51ADC0808 温度检测报警自动调温 Abstract：The temperature alarm system AT89C51 control chip, realize temperature detection alarm function scheme. The system can collect real-time temperature information around that internal procedures set alarm equipped, according to different application environment can be set different alarm upper. The system realizes the automatic monitoring of temperature. The instrument can achieve the automatic thermostat function. Keywords：AT89C51 ADC0808Temperature detectingalarmautomatic thermostat 引言：本课题是基于单片机的温度控制器设计，经过对对相关书籍资料的查阅确定应用单片机为主控模块通过外围设备来实现对温度的控制。实现高低温报警、指示和低温自加热功能（加热功能未在仿真中体现）。 1．设计方案及原理 1.1设计任务 基于单片机设计温度检测报警，可以实时采集周围的温度信息进行显示，并且可以根据应用环境不同设定不同的报警上下限。 1.2设计要求 (1)实时温度检测。 (2)具有温度报警功能。 (3)可以设报警置温度上下限。 (4)低于下限时启动加热装置。 1.3总体设计方案及论证

关于温度控制系统论文

前言 随着电子技术的发展、数字电路应用领域的扩展，现今社会，产品智能化、数字化已成为人们追求的一种趋势，设备的性能、价格、发展空间等备受人们的关注，尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注随着单片机技术的不断发展，控制设备也跟着不断变化，对产品试验环境的要求也越来越严格。鉴于此，环境温度是试验环境中的一项重点，环境温度的高低直接影响产品的电气和机械性能参数，环境温度的准确度对测试温度的方法要求越来越高，而对环境温度的控制更显的重要。温度检测的传统方法是使用诸如热电偶、热电阻、半导体PN结之类的模拟温度传感器。信号经取样、放大后通过模数转换，再交由单片机处理。被测温度信号从温敏元件到单片机，经过众多器件，易受干扰、不易控制且精度不高。为了准确的测试与控制环境温度，因此,本系统采用一种新型的可编程温度传感器DS18B20，它能代替模拟温度传感器和信号处理电路，直接与单片机沟通，完成温度采集和数据处理。DS18B20与AT89S52结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。

第一章绪论 随着信息时代的到来，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，但温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具有广泛的应用前景与实际意义。 温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一[1]。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行；炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。因此，各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见，温度的测量和控制是非常重要的。 单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。 由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制，但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素[2]。传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响系统的性能。因此，不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标，还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求，而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解，才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来，适应传感器的生产、研制、开发和应用[3]。另一方面，传感器的被测信号来自于各个应用领域，每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效，各自都在开发研制适合应用的传感器，于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。温度传感器是其中重要的一类传感器。其发展速度之快，以及其应用之广，并且还有很大潜力。

温度自动控制系统的设计毕业设计论文

北方民族大学学士学位论文论文题目:温度自动控制系统的设计 北方民族大学教务处制

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

温度控制器课程设计要点

郑州科技学院 《模拟电子技术》课程设计 题目温度控制器 学生姓名 专业班级 学号 院（系）信息工程学院 指导教师 完成时间 2015年12月31日

郑州科技学院 模拟电子技术课程设计任务书 专业 14级通信工程班级 2班学号姓名 一、设计题目温度控制器 二、设计任务与要求 1、当温度低于设定温度时，两个加热丝同时通电加热，指示灯发光； 2、当水温高于设定温度时，两根加热丝都不通电，指示灯熄灭； 3、根据上述要求选定设计方案，画出系统框图，并写出详细的设计过程； 4、利用Multisim软件画出一套完整的设计电路图，并列出所有的元件清单； 5、安装调试并按规定格式写出课程设计报告书. 三、参考文献 [1]吴友宇.模拟电子技术基础[M]. 清华大学出版社,2009.52~55. [2]孙梅生.电子技术基础课程设计[M]. 高等教育出版社,2005.25~28. [3]徐国华.电子技能实训教程[M]. 北京航空航天大学出版社,2006.13 ~15. [4]陈杰,黄鸿.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社,2008.22~25. [5]翟玉文等.电子设计与实践[M].北京:北京中国电力出版社,2005.11~13. [6]万嘉若,林康运.电子线路基础[M]. 高等教育出版社,2006.27 ~29. 四、设计时间 2015 年12月21 日至2015 年12 月31 日 指导教师签名： 年月日

本设计是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、使用寿命长、具有一定的实用性等优点的温度控制电路。本文设计了一种温度控制器电路，该系统采用模拟技术进行温度的采集与控制。主要由电源模块，温度采集模块，继电器模块组成。 现代社会科学技术的发展可以说是突飞猛进，很多传统的东西都被成本更低、功能更多、使用更方便的电子产品所替代，本课程设计是一个以温度传感器采用LM35的环境温度简易测控系统，用于替代传统的低精度、不易读数的温度计。但系统预留了足够的扩展空间，并提供了简单的扩展方式供参考，实际使用中可根据需要改成多路转换，既可以增加湿度等测控对象，也能减少外界因素对系统的干扰。 首先温度传感器把温度信号转换为电流信号，通过放大器变成电压信号，然后送入两个反向输入的运算放大器组成的比较器电路，让电位器来改变温度范围的取值，最后信号送入比较器电路，通过比较来判断控制电路是否需要工作。此方案是采用传统的模拟控制方法，选用模拟电路，用电位器设定给定值，反馈的温度值与给定的温度值比较后，决定是否加热。 关键词：温度传感器比较器继电器

温度测控仪设计-毕业设计

温度测控仪设计 学生：XXX 指导教师：XXX 容摘要：本文主要介绍了智能温度测量仪的设计，包括硬件和软件的设计。先对该测量仪进行概括性介绍，然后介绍该测量仪在硬件设计上的主要器件：“Pt100热电阻”、AT89C51单片机和LCD显示器以及描述测量仪的总体结构原理。在本设计中，是以铂电阻PT100作为温度传感器，采用恒流测温的方法，通过单片机进行控制，用放大器、A/D 转换器进行温度信号的采集。总体来说，该设计是切实可行的。 关键词：温度 Pt100热电阻 AT89C51单片机 LCD显示器

Design of and control instrument Abstract: This paper describes the design of the intelligent temperature measuring instrument, including hardware and software design. Be the first general description of the measuring instrument, and then describes the hardware design of the measuring instrument's main device: "Pt100 thermal resistance", AT89C51 microcontroller and LCD display, and describe the principle of measuring the overall structure. In this design, as is the PT100 platinum resistance temperature sensor, temperature measurement using constant current method, through the microcontroller to control, amplifier, A/D converter for temperature signal acquisition. Overall, the design is feasible. Keywords:temperature Pt100 thermal resistance AT89C51 microcontroller LCD monitor .

单片机温度控制器设计毕业论文

摘要 随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用，以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度的控制水平。本设计论述了一种以STC89C52单片机为主控制单元。该控制系统可以实时存储相关的温度数据。系统设计了相关的硬件电路和相关应用程序。硬件电路主要包括STC89C51单片机最小系统，测温电路、实时时钟电路、LED显示以及通讯模块电路等。系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，计算温度子程序、按键处理程序、LCD显示程序以及数据存储程序等。 关键词： STC89C52单片机；DS18B20；显示电路

Abstract Along with the computer measurement and control technology of the rapid development and wide application, based on singlechip temperature gathering and control system development and application greatly improve the production of temperature in life level of control. This design STC89C52 describes a kind of mainly by MCU control unit, for temperature sensor DS18B20 temperature control system. The control system can real-time storage temperature data and record related to the current time. System design related hardware circuit and related applications. STC89C52 microcontroller hardware circuit include temperature detection circuit smallest system, and real-time clock circuit, LCD display circuit, communication module circuit, etc. System programming mainly include main program, read temperature subroutine, the calculation of temperature subroutines, key processing procedures, LCD display procedures and data storage procedures, etc. Keywords ：STC89C52 microcontroller；DS18B20；display circuit

温度控制系统毕业设计

摘要 在日常生活及工农业生产中，对温度的检测及控制时常显得极其重要。因此，对数字显示温度计的设计有着实际意义和广泛的应用。本文介绍一种利用单片机实现对温度只能控制及显示方案。本毕业设计主要研究的是对高精度的数字温度计的设计，继而实现对对象的测温。测温系数主要包括供电电源，数字温度传感器的数据采集电路，LED显示电路，蜂鸣报警电路，继电器控制，按键电路，单片机主板电路。高精度数字温度计的测温过程，由数字温度传感器采集所测对象的温度，并将温度传输到单片机，最终由液晶显示器显示温度值。该数字温度计测温范围在-55℃~+125℃，精度误差在±0.5℃以内，然后通过LED数码管直接显示出温度值。数字温度计完全可代替传统的水银温度计，可以在家庭以及工业中都可以应用，实用价值很高。 关键词：单片机：ds18b20：LED显示：数字温度. Abstract In our daily life and industrial and agricultural production, the detection and control of the temperature, the digital thermometer has practical significance and a wide range of applications .This article describes a programmer which use a microcontroller to achieve and display the right temperature by intelligent control .This programmer mainly consists by temperature control sensors, MCU, LED display modules circuit. The main aim of this thesis is to design high-precision digital thermometer and then realize the object temperature measurement. Temperature measurement system includes power supply, data acquisition circuit, buzzer alarm circuit, keypad circuit, board with a microcontroller circuit is the key to the whole system. The temperature process of high-precision digital thermometer, from collecting the temperature of the object by the digital temperature sensor and the temperature transmit ted to the microcontroller, and ultimately display temperature by the LED. The digital thermometer requires the high degree is positive 125and the low degree is negative 55, the error is less than 0.5, LED can read the number. This digital thermometer could

模电课设—温度控制系统设计

目录 1.原理电路的设计 (11) 1.1总体方案设计 (11) 1.1.1简单原理叙述 (11) 1.1.2设计方案选择 (11) 1.2单元电路的设计 (33) 1.2.1温度信号的采集与转化单元——温度传感器 (33) 1.2.2电压信号的处理单元——运算放大器 (44) 1.2.3电压表征温度单元 (55) 1.2.4电压控制单元——迟滞比较器 (66) 1.2.5驱动单元——继电器 (88) 1.2.6 制冷部分——Tec半导体制冷片 (99) 1.3完整电路图 (1010) 2.仿真结果分析 (1111) 3 实物展示 (1313) 3.1 实物焊接效果图 (1313) 3.2 实物性能测试数据 (1414) 3.2.1制冷测试 (1414) 3.2.2制热测试 (1818) 3.3.3性能测试数据分析 (2020) 4总结、收获与体会 (2121) 附录一元件清单 (2222) 附录二参考文献. (2323)

摘要 本课程设计以温度传感器LM35、运算放大器UA741、NE5532P及电压比较器LM339 N为电路系统的主要组成元件，扩展适当的接口电路，制作一个温度控制系统，通过室温的变化和改变设定的温度，来改变电压传感器上两个输入端电压的大小，通过三极管开关电路控制继电器的通断，来控制Tec制冷片的工作。这样循环往复执行这样一个周期性的动作，从而把温度控制在一定范围内。学会查询文献资料，撰写论文的方法，并提交课程设计报告和实验成品。 关键词：温度；测量；控制。

Abstract This course is designed to a temperature sensor LM35, an operational amplifier UA741，NE5532P and a voltage comparator LM339N circuit system of the main components. Extending the appropriate interface circuit, make a temperature control system. By changing the temperature changes and set the temperature to change the size of the two input ends of the voltage on the voltage sensor, an audion tube switch circuit to control the on-off relay to control Tec cooling piece work. This cycle of performing such a periodic motion, thus controlling the temperature in a certain range. Learn to query the literature, writing papers, and submitted to the curriculum design report and experimental products. Key words: temperature ; measure ;control

武汉理工大学模电课设温度控制系统设计

课程设计任务书 学生姓名：张亚男专业班级：通信1104班 指导教师：李政颖 工作单位：信息工程学院 题目: 温度控制系统的设计 初始条件：TEC半导体制冷器、UA741 运算放大器、LM339N电压比较器、稳压管、LM35温度传感器、继电器 要求完成的主要任务: 一、设计任务：利用温度传感器件、集成运算放大器和Tec(Thermoelectric Cooler， 即半导体致冷器)等设计一个温度控制器。 二、设计要求：（1）控制密闭容器内空气温度 （2）控制容器容积>5cm*5cm*5cm （3）测温和控温范围0℃~室温 （4）控温精度±1℃ 三、发挥部分：测温和控温范围：0℃~（室温+10℃） 时间安排：19周准备课设所需资料，弄清各元件的原理并设计电路。 20周在仿真软件multisim上画出电路图并进行仿真。 21周周五前进行电路的焊接与调试，周五答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日

温度控制系统的设计 1.温度控制系统原理电路的设计 (3) 1.1 温度控制系统工作原理总述 (3) 1.2 方案设计 (3) 2.单元电路设计 (4) 2.1 温度信号的采集与转化单元——温度传感器 (4) 2.2 电压信号的处理单元——运算放大器 (5) 2.3 电压值表征温度单元——万用表 (7) 2.4 电压控制单元——迟滞比较器 (8) 2.5 驱动单元——继电器 (10) 2.6 TEC装置 (11) 2.7 整体电路图 (12) 3.电路仿真 (12) 3.1 multisim仿真 (12) 3.2 仿真分析 (14) 4.实物焊接 (15) 5.总结及体会 (16) 6.元件清单 (18) 7.参考文献 (19)

智能温度控制系统毕业设计开题报告

毕业设计开题报告 题目名称智能温度控制系统设计 学生姓名郑如顺专业电气信息工程班级10级一、选题的目的意义 温度控制无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，而当今，我国农村的锅炉取暖等大多数都没有温度监控系统，部分厂矿，企业还一直沿用简单的温度设备和纸质数据记录仪。无法实现温度数据的测量与控制。随着社会经济的高速发展，越来越多的生产部门和生产环节对温度控制精度的可靠性和稳定性等有了更高的要求。传统的温度控制器控制精度普遍不高，不能满足对温度要求较为苛刻的生产环节。 在温度控制中，由于受到温度被控对象特性（如惯性大、滞后大、非线性等）的影响，使得控制性能难以提高，有些工艺过程其温度控制的好坏直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。 此次的智能温度控制系统的设计基于此而设计，针对一些大型公共场合，为达到对其温度的良好控制，从实用的角度以AT89C51为核心设计一套温度智能控制系统。其控制温度不是一个点，而是一个范围。系统以AT89C51单片机为核心，组成一个集温度的采集、处理、显示、自动控制为一身的闭环控制系统。利用单片机采集环境温度值，以数字量的形式存储和显示，可以独立作为一种设备对温室温度进行有一定精度的控制，经过简单的运算发出各种控制命令，并能动态的显示当前温度值，设定目标控制温度值。同时，也可以作为数据采集装置，为上位机进行复杂运算决策提供数据来源。 该智能温度控制系统功耗低，本系统运行情况良好且经济可靠。能利用最少的资源对不同温度进行高精度的测量，信息性能可靠、操作便利，复杂的工作通过软件编程来完成，可以方便的获取结果，在实际的使用中获得了理想的效果。

基于模糊控制算法的温度控制系统的毕业设计

基于模糊控制算法的温度控制系统的毕业设计 第1章绪论 温度控制，在工业自动化控制中占有非常重要的地位。将模糊控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。 1.1 课题背景 1965年,美国著名控制论学者L.A.Zadeh发表了开创性论文,《FUZZY SETS》首次提出了一种完全不同于传统数学与控制理论的模糊集合理论。在短短的30年里,以模糊集理论为基础发展而来的模糊控制策略已经成功为将人的控制经验纳入自动控制策略之中。在现今的模糊控制领域中，经典模糊控制理论已经在很多方面取得了一大批有实际意义的成果（如90年代日本家电模糊控制产品和工业模糊控制系统）。此外经典模糊控制也得到了相应的改善，如模糊集成系统、模糊自适应系统、神经模糊控制等。 现代自动控制越来越朝着智能化发展，在很多自动控制系统中都用到了工控机，小型机、甚至是巨型机处理机等，当然这些处理机有一个很大的特点，那就是很高的运行速度，很大的内存，大量的数据存储器。但随之而来的是巨额的成本。在很多的小型系统中，处理机的成本占系统成本的比例高达20%，而对于这些小型的系统来说，配置一个如此高速的处理机没有任何必要，因为这些小系统追求经济效益，而不是最在乎系统的快速性，所以用成本低廉的单片机控制小型的，而又不是很复杂，不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。 温度控制，在工业自动化控制中占有非常重要的地位，如在钢铁冶炼过程中要对出炉的钢铁进行热处理，才能达到性能指标，塑料的定型过程中也要保持一定的温度［2］。

随着科学技术的迅猛发展，各个领域对自动控制系统控制精度、响应速度、系统稳定性与自适应能力的要求越来越高，被控对象或过程的非线性、时变性、多参数点的强烈耦合、较大的随机扰动、各种不确定性以及现场测试手段不完善等，使难以按数学方法建立被控对象的精确模型的情况[3]。对于这些系统来说采用传统的方法包括基于现代控制理论的方法往往不如一个有实践经验的操作人员的手动控制效果好，而模糊控制理论正是以人的经验为重要组成部分。这就使模糊控制在一般情况下比传统控制方法更有效、更安全。 将模糊控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重的滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。 模糊控制是基于模糊数学上发展起来的一门新的控制科学[3]。其运算过程中有很多都要用到矩阵运算，但控制其级别很少的时候可以进行离线计算，很方便的完成矩阵运算。这样一来模糊控制就已经简化了，甚至比一般的PID运算还更简单。运用一般的处理机，如单片机就能完成。 1.2 设计指标 设计一个基于模糊控制算法的温度控制系统具体化技术指标如下。 1. 被控对象可以是电炉或燃烧炉，温度控制在0~100℃，误差为±0.5℃； 2. 恒温控制； 3. LED实时显示系统温度，用键盘输入温度; 4. 采用模糊算法，要求误差小，平稳性好。 1.3 本文的工作 详细分析课题任务，对模糊控制和温度控制的历史和现状进行分析，并对模糊控制和温度控制的原理进行了深入的研究，并将其综合。然后根据课题任务的要求设计出实现控制任务的硬件原理图和软件，并进行访真调试。