基于单片机的水温控制系统设计_at89c51，at89c2051单片机.doc

1 基于单片机的水温控制系统设计目录摘要………………………………………………………………………………… 4 第1节课题任务要求……………………………………………………………..5 第2节总体方案设计………………………………………….………………....5 总体方案确定……………………………………………….…………………..6 控制方法选择………………………………...…………………………….6 系统组成…………………………………………………………………… 7 单片机系统选择…………………………………………………………… 7 温度控制……………………………..…………………………………….7 方案选择…………………………..……………………………………… 7 第3节系统硬件设计……………………….……………………………………..8 系统框图……………………………………………………………………..8 程序流程图…………………………………..……………….……………..12 第4节参数计算……………………………..………………….………………...16 系统模块设计…………………………………………….…………………… 16 温度采集及转换………………….……………………..………………….16 传感器输出信号放大…………………..…………………………………… 17 模数转换………………………………..…………………………………….18 外围电路设计……………………………….……………………………….19 数值处理及显示部分………………………………………………………..19 PID 算法介绍………………………………………………...……………… 19 A/D 转换模块………………………………………………..……………… 20 控制模块……………………………………………………..……………… 21 系统硬件调试………………………………………………………………….21 第5节CPU 软件抗干扰………………………………………….……………..24 看门狗设计………………………………………………………….………… 24 第6节测试方法和测试结果…………………………………………… 27 系统测试仪器及设备…………………………………………....…………… 27 测试方法…………………………………………………………..………… 27 2 测试结果……………………………………………………………………… 27 结束语………………………………….………………....……..29 参考文献.…………………………………….……….…………………..…30 基于单片机的水温控制系统设计摘要: 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。 3 第1节课题任务与要求: 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。 : 30-90 ℃,最小区分度为 1℃。 :温度控制的静态误差≤1℃。 。 。 ,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。 ,减小系统的调节时间和超调量。 ≤1℃。 。第2节总体方案设计 总体方案的确定 、控制方法选择由于水温控制系统的控制对象具有热存储能力大,惯性也较大的特点。水在容器内的流动或热量传递都存在一定的阻力,因而可以归于具有