1、，能较好的完成设计要求。关键字单片机水温控制引言设计任务设计要求系统设计方案各模块的电路的方案选择及论证主机控制模块温度控制模块温度采集模块显示模块系统各模块的最终方案功能模块设计和参数计算温度采集部分单片机控制部分温度控制电路键盘及数字显示部分软件设计主程序液晶显示模块温度读取及加热散热控制系统测试及结果分析实用仪器及型号温度数据采集测试记录水温控制测试总结参考文献引言在能源日益紧张的今天，电热水器饮水机电饭煲之类的家用电器在保温时，由于简单的温度控制系统，因而会造成很大的能源浪费。当前，能源问题是最热门的话题，也是我们急需解决的，因而我们从节省能源，保护环境出发，设计出本系统。设计任务设计制作个水温自动控制系统，控制对象为升水，容器为搪瓷器皿。水温可以在定范围内由人工设定，并能在环境温。
2、现，且引脚较多,方案二采用模拟放大器组成的控制系统。对于水温控制系统是足够的。但要附加显示，温度设置等功能，附加电路较多，且反应速度慢。方案三采用单片机作为控制器。单片机算术运算功能强，软件编程灵活自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑功能。本身带有定时计数器，可以用来定时计数，并且具有功耗低体积小技术成熟和成本低等优点。基于以上分析，拟定方案三，由作为主机控制部分。温度控制模块根据题目要求，可以用电热丝进行加热，控制电热丝的功率即可以控制加热的速度。当水温过高时，关掉电热丝，打开风扇，即可使水温控制在设定的温度范围内。由于加热的功率较大，同时为了简化电路的设计，我直接采用交流电源。对加热控制模块有以下两种方案方案采用可控硅来控制加热器有效功率。可控硅是种半控器件，应用于交流电的功率控制。
3、显示与控制，并进行按键扫描设置温度预设值，如图图主程序流程图液晶显示模块液晶显示模块主要完机交换界面的显示及系统相关的操作指示。具体能显示当前的温度值预设值控制功能预设值加减图标。流程如图开始系统界面初始化温度读取显示及控制按键扫描，设置预设温度当前温度预设值启动降温当前温度预设值启动加热温度保持图液晶显示流程图温度读取及加热散热控制单片机读取转换来的温度信息二进制代码值，并依据电路原理及相关计算公式，将包含温度信息的二进制代码转化成相应的十进制温度值，并和温度预设值比较做出判断来控制继电器是否加热或启动风扇散热系统测试及结果分析实用仪器及型号温度计温度计精度，防水性能深入到英寸深度水中秒表通用型测试数据结果温度最小区分度测试在本系统中，设计要求设置温度的最小区分度为。通过调试，按下上升键。
4、度降低时实现自动控制，以保持设定温度保持不变。设计要求温度设定范围为，最小区分度为，标定温度。环境温度降低时例如用电风扇降温温度控制的静态误差。用十进制数码管显示水的实际温度。采用适当的控制方法，当设定温度突变由提高到时，减小系统的调节时间和超调量。温度控制的静态误差。系统设计方案该系统以单片机为中心控制器件，主要由温度传感模块，转换放大模块，单片机编程模块，显示模块，控制模块等部分组成，如图。图系统基本模块方框图各模块电路的方案选择及论证主机控制模块方案采用作为系统控制器。功能强大，可实现各种复杂的逻辑功能，规模大，密度高，它将所有器件集成在块芯片上，可以减少体积，提高稳定性，并且可用软件仿真调试，易于进行功能扩展，但成本较高。由于本设计对数据的处理速度本不高，的高速处理优势得不到充分体。
5、温度采集模块方案采用热敏电阻。选用此类元件的优点价格便宜，但由于热敏电阻的非线性特性会带来较大的误差。方案二使用带有模数转换单片集成的传感器。数字温度计是公司生产的即单总线器件，无需其他外加电路，直接输出数字量。可直接与单片机通信，读取测温数据。具有线路简单，性能稳定体积小的特点。但的程序较复杂，且时序时间较苛刻，不便于书写程序。比较以上方案，结合设计精度要求最小区分度为，所以选择方案。显示模块方案采用三个八段数码管分别显示温度的十位个位和小数位。数码管具有低能耗，低损耗，寿命长，耐老化，对外界环境要求低。但八度数码管引脚排列不规则，动态显示时要加驱动电路，硬件电路复杂。方案二采用带有字库的液晶显示屏。液晶显示屏具有功耗低轻薄短小无辐射危险，平面显示及影像稳定，不闪烁，可视面积大，画面效果。
6、示时要加驱动电路，硬件电路复杂。方案二采用带有字库的液晶显示屏。液晶显示屏具有功耗低轻薄短小无辐射危险，平面显示及影像稳定，不闪烁，可视面积大，画面效果好，抗干扰能力强。同时，带有字库，编程容易，且具有多种功能光标显示画面移位睡眠模式，增加可读性，降低功耗。系统各模块的最终方案根据以上分析，结合器件和设备等因素，确定如下方案采用单片机作为控制器，分别对温度采集显示温度设定加热装置功率控制。温度测量模块采用，此器件经转换可实现高分辨率测量。电热丝有效功率控制采用继电器控制，实现电路简单实用，加上温度变化缓慢可以满足设计要求。显示用液晶显示屏显示实时温度值，用模式上升下降四个单键实现温度值的设定。功能模块设计和参数计算温度采集部分系统的信号采样和转换电路主要由温度传感器运算放大器及转换电路等组。
7、为和。基准电压提供标准电压，它与运算放大器和电阻组成信号转换与放大电路，将的温度转换为的电压信号。性能描述为位逐次逼近型转换器，其输入电压范围在，转换速度为，转换精度为，对应误差为。满足系统的要求。图温度采样和转换电路电路原理温度采样电路的基本原理是采用电流型温度传感器将温度的变化量转换成电流量，再通过将电流量转换成电压量，通过转换器将其转换成数值量交由单片机处理。单片机控制部分此部分是电路的核心部分，系统的控制采用了单片机。单片机内部有单元的程序存储器及字节的数据存储器。因此系统不必扩展外部程序存储器和数据存储器这样大大的减少了系统硬件部分。电路原理图如图所示图单片机控制电路温度控制电路此部分电路主要由继电器控制。采用两个继电器分别控制加热和降温系统对于加热系统，继电器的两输出端的交流电。
8、温电路显示电路转换基于以上分析以及现有器件限制选择方案二，采用继电器控制省去光耦和交流过零检测电路，在软件上选用适当的控制算法，同样可以达到较好的效果。温度采集模块方案采用热敏电阻。选用此类元件的优点价格便宜，但由于热敏电阻的非线性特性会带来较大的误差。方案二使用带有模数转换单片集成的传感器。数字温度计是公司生产的即单总线器件，无需其他外加电路，直接输出数字量。可直接与单片机通信，读取测温数据。具有线路简单，性能稳定体积小的特点。但的程序较复杂，且时序时间较苛刻，不便于书写程序。比较以上方案，结合设计精度要求最小区分度为，所以选择方案。显示模块方案采用三个八段数码管分别显示温度的十位个位和小数位。数码管具有低能耗，低损耗，寿命长，耐老化，对外界环境要求低。但八度数码管引脚排列不规则，动态显。
9、好，抗干扰能力强。同时，带有字库，编程容易，且具有多种功能光标显示画面移位睡眠模式，增加可读性，降低功耗。系统各模块的最终方案根据以上分析，结合器件和设备等因素，确定如下方案采用单片机作为控制器，分别对温度采集显示温度设定加热装置功率控制。温度测量模块采用，此器件经转换可实现高分辨率测量。电热丝有效功率控制采用继电器控制，实现电路简单实用，加上温度变化缓慢可以满足设计要求。显示用液晶显示屏显示实时温度值，用模式上升下降四个单键实现温度值的设定。功能模块设计和参数计算温度采集部分系统的信号采样和转换电路主要由温度传感器运算放大器及转换电路等组成。设计电路图如图所示性能描述测量范围在，满刻度范围误差为，当电源电压在之间，稳定度为时，误差只有。为电流型传感器温度每变化其电流变化在和时输出电流分别。
10、和下降键，预设温度均变化，测试通过。温度数据采集测试记录在本系统中，温度数据的采集是最重要的部分，数据的准确度将直接液晶驱动函数写命令函数写数据函数液晶管脚宏定义画图及温度读取显示子函数影响到系统的可靠性。在测试的时候选用北师大的数字温度计作为基准温度。测试并记录数据如表。表温度数据采集测试记录实测显示值系统显示值误差由上表可知，低温测量的时候当前温度系统预设基于单片机的水温控制系统设计摘要本水温控制系统以单片机为中心控制器件，主要由温度传感模块，转换放大模块，单片机编程模块，显示模块，控制模块等部分组成。温度信号由温度传感器采集，经过放大转化为电压信号进行编码，测温分辨率。水温实时控制由继电器电热丝和风扇进行升温和降温。显示部分由人机交互界面的液晶显示，增加可读性。该系统具备较高的测量精。
11、通过控制继电器的闭合来控制电热丝是否加热对于降温系统，通过控制继电器的闭合控制直流电机的转与停。继电器的交流耐压值为，直流耐压值为，均满足要求。在继电器的输入端各接个反向二极管，起到保护电路的作用。控制部分电路图如图所示温度控制电路键盘及数字显示部分在设计键盘显示电路时，我们使用单片机作为电路控制的核心，单片机具有个全双工的串行口，利用此串行口能够方便的实现系统的控制和显示功能。键盘部分，为了便于编程，采用键盘显示部分采用更加友好的人机交互界面液晶显示。键盘显示接口电路如图所示键盘及数字显示部分软件设计程序设计采用了模块化思想，有个主程序，三个应用程序,即温度采集程序温度控制程序液晶显示程序。主程序主程序首先进行系统初始化，对显示模块进行必要的初始化，设置系统显示界面。其次就是温度值的读取。
12、两种形式控制导通的交流周期数达到控制功率的目的控制导通角的控制交流功率。由交流过零检测电路输出方波经适当延时控制双向可控硅的导通角，延时时间即移相偏移量由温度误差计算得到。可以实现对交流电单个周期有效值周期性控制，保证系统的动态性能指标。该方案电路稍复杂，需使用光耦合驱动芯片以及变压器等器件。但该方案可以实现功率的连续调节，因此反应速度快，控制精度高。方案二采用继电器控制。使用继电器可以很容易地实现通过较高的电压和电流，在正常条件下，工作十分可靠。继电器无需外加光耦，自身即可实现电气隔离。这种电路无法精确实现电热丝功率控制，电热丝只能工作在最大功率或零功率，对控制精度将造成影响。但可以由多路加热丝组成功率控制，由单片机对温差的处理实现分级功率控制提高系统动态性能。指示电路键盘输入温度采集降。
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【毕业设计】水温控制系统(论文)03