TOP21毕业设计_基于单片机的智能水温控制系统设计.doc文档免费在线阅读

方案三选用美国达拉斯公司生产的数字温度传感器，此器件具有体积小质量轻线形度好性能稳定等优点。

其测量范围在，满刻度范围误差为，当电源电压在之间，稳定度为时，活的开始。

感谢老师的批评指导。

基于单片机的智能水温控制系统设计附录程序清单另外，单片机的使用也为实现水温的智能化控制以及提供完善的人机交互界面及多机通讯接口提供了可能，而这些功能在常规数字逻辑道路中往往是难以实现或无法实现的。

所以，本例采用以单片机为核心的直接数字控制系统测信号处理输入运算到输出控制电炉加热功率以实现水温控制的全过程。

因此，基于单片机的智能水温控制系统设计应以单片微型计算机为核心组成个专用计算机应用系统，以满足检测控制应用类型的功能要求。

代控制理论和计算机为基础，采用数字控制显示遥控技术，配额后执行器与控制阀构成的计算机控制系统，在过程控制过程中得到越来越广泛的应用。

由于本例是个典型的检测控制型应用系统，它要求系统完成从水温检足系统对诸如控制精度调节时间和超调量等控制品质的要求。

系统组成论证就控制器本身而言，控制电路可以采用急经典控制理论和常规模拟控制系统实现水温的自动团结。

但随着计算机与超大规模集成电路的迅速发展，以现本例采用。

另方面，由于可以采用单片机实现控制过程，无论采用上述哪种控制方法都不会增加系统硬件成本，而只需对软件作相应改变即可实现不同的控制方案。

因此本系统可以采用输出输入的控制方式，以最大限度地满制品质要求又很高的控制系统。

结合本例题设计任务与要求，由于水温系统的传递函数事先难以精确获得，因而很难判断哪种控制方法能够满足系统对控制品质的要求。

但从以上对控制方法的分析来看，控制方法最适合作用使控制器的输出与偏差变化的速度成正比例，它对克服对象的容量滞后有显著的效果。

在比例基础上加上微分作用，使稳定性提高，再加上积分作用，可以消除余差。

因此，控制适用于负荷变化大容量滞后较大控过渡时间加长。

因此，控制适用于滞后较小负荷变化不大被控量不允许有余差的控制系统，它是工程上使用最多应用最广的种控制方法。

比例积分加微分控制控制比例积分加微分控制的特点是微分的间后需将累积误差消除。

比例积分控制控制由于比例积分控制的特点是控制器的输出与偏差的积分成比例，积分的作用使得过渡过程结束时无余差，但系统的稳定性降低。

虽然加大比例度可以使稳定性提高，但又使例，输出量的大小与偏差之间有对应关系。

当负荷变化时，抗干扰能力强，过渡时间短，但过程终了存在余差。

因此它适用于控制通道滞后较小负荷变化不大允许被控量在定范围内变化的系统。

使用时还应注意经过段时响，甚至会因为输出开关的频繁动作而不能满足系统对控制精度的要求。

因此，这种控制方案般在大惯性系统对控制精度和动态特性要求不高的情况下采用。

比例控制控制比例控制的特点是控制器的输出与偏差成比来控制输出的状态开关或者通断，因此控制过程十分简单，也容易实现。

但由于输出控制量只有两种状态，使被控参数在两个方向上变化的速率均为最大，因此容易硬气反馈回路产生振荡，对自动控制系统会产生十分不利的影间产生相移。

对于这样些存在大的滞后特性的过渡过程控制，般来说可以采用以下几种控制方案输出开关量控制对于惯性较大的过程可以简单地采用输出开关量控制的方法。

这种方法通过比较给定值与被控参数的偏差存储能力大，惯性也较大的特点。

水在容器内的流动或热量传递都存在定的阻力，因而可以归于具有纯滞后的阶大惯性环节。

般来说，热过程大多具有较大的滞后，它对任何信号的响应都会推迟段时间，使输出与输入之模块及键盘显示摸块等四大模块组成。

现将各部分主要元件及电路做以下的论证温度预置信号放大单片机显示控制开关数据采集基于单片机的智能水温控制系统设计控制方案论证由于水温控制系统的控制对象具有热制系统。

比较两种方案，方案二明显的改善了方案的不足及缺点，并具有控制简单控制温度精度高的特点。

因此本设计电路采用方案二。

模块方案论证本电路以单片机为基础核心，系统由前向通道模块后向控制模块系统主要求。

另外，单片机的使用也为实现水温的智能化控制以及提供完善的人机交互界面及多机通讯接口提供了可能，而这些功能在常规数字逻辑道路中往往是难以实现或无法实现的。

所以，本例采用以单片机为核心的直接数字控制要求。

另外，单片机的使用也为实现水温的智能化控制以及提供完善的人机交互界面及多机通讯接口提供了可能，而这些功能在常规数字逻辑道路中往往是难以实现或无法实现的。

所以，本例采用以单片机为核心的直接数字控制系统。

比较两种方案，方案二明显的改善了方案的不足及缺点，并具有控制简单控制温度精度高的特点。

因此本设计电路采用方案二。

模块方案论证本电路以单片机为基础核心，系统由前向通道模块后向控制模块系统主模块及键盘显示摸块等四大模块组成。

现将各部分主要元件及电路做以下的论证温度预置信号放大单片机显示控制开关数据采集基于单片机的智能水温控制系统设计控制方案论证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定的阻力，因而可以归于具有纯滞后的阶大惯性环节。

般来说，热过程大多具有较大的滞后，它对任何信号的响应都会推迟段时间，使输出与输入之间产生相移。

对于这样些存在大的滞后特性的过渡过程控制，般来说可以采用以下几种控制方案输出开关量控制对于惯性较大的过程可以简单地采用输出开关量控制的方法。

这种方法通过比较给定值与被控参数的偏差来控制输出的状态开关或者通断，因此控制过程十分简单，也容易实现。

但由于输出控制量只有两种状态，使被控参数在两个方向上变化的速率均为最大，因此容易硬气反馈回路产生振荡，对自动控制系统会产生十分不利的影响，甚至会因为输出开关的频繁动作而不能满足系统对控制精度的要求。

因此，这种控制方案般在大惯性系统对控制精度和动态特性要求不高的情况下采用。

比例控制控制比例控制的特点是控制器的输出与偏差成比例，输出量的大小与偏差之间有对应关系。

当负荷变化时，抗干扰能力强，过渡时间短，但过程终了存在余差。

因此它适用于控制通道滞后较小负荷变化不大允许被控量在定范围内变化的系统。

使用时还应注意经过段时间后需将累积误差消除。

比例积分控制控制由于比例积分控制的特点是控制器的输出与偏差的积分成比例，积分的作用使得过渡过程结束时无余差，但系统的稳定性降低。

虽然加大比例度可以使稳定性提高，但又使过渡时间加长。

因此，控制适用于滞后较小负荷变化不大被控量不允许有余差的控制系统，它是工程上使用最多应用最广的种控制方法。

比例积分加微分控制控制比例积分加微分控制的特点是微分的作用使控制器的输出与偏差变化的速度成正比例，它对克服对象的容量滞后有显著的效果。

在比例基础上加上微分作用，使稳定性提高，再加上积分作用，可以消除余差。

因此，控制适用于负荷变化大容量滞后较大控制品质要求又很高的控制系统。

结合本例题设计任务与要求，由于水温系统的传递函数事先难以精确获得，因而很难判断哪种控制方法能够满足系统对控制品质的要求。

但从以上对控制方法的分析来看，控制方法最适合本例采用。

另方面，由于可以采用单片机实现控制过程，无论采用上述哪种控制方法都不会增加系统硬件成本，而只需对软件作相应改变即可实现不同的控制方案。

因此本系统可以采用输出输入的控制方式，以最大限度地满足系统对诸如控制精度调节时间和超调量等控制品质的要求。

系统组成论证就控制器本身而言，控制电路可以采用急经典控制理论和常规模拟控制系统实现水温的自动团结。

但随着计算机与超大规模集成电路的迅速发展，以现代控制理论和计算机为基础，采用数字控制显示遥控技术，配额后执行器与控制阀构成的计算机控制系统，在过程控制过程中得到越来越广泛的应用。

由于本例是个典型的检测控制型应用系统，它要求系统完成从水温检测信号处理输入运算到输出控制电炉加热功率以实现水温控制的全过程。

因此，基于单片机的智能水温控制系统设计应以单片微型计算机为核心组成个专用计算机应用系统，以满足检测控制应用类型的功能要求。

另外，单片机的使用也为实现水温的智能化控制以及提供完善的人机交互界面及多机通讯接口提供了可能，而这些功能在常规数字逻辑道路中往往是难以实现或无法实现的。

所以，本例采用以单片机为核心的直接数字控制系统。

单片机系统选择单片机是最常用的单片机，是种低损耗高性能八位微处理器。

与系列的单片机在指令系统和引脚上完全兼容，而且能使系统具有许多系列产品没有的功能，功能强灵活性高而且价格低廉。

可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，增加系统的可靠性，降低了系统成本。

只要程序长度小于，四个口全部提供给拥护。

系统运行中需要存放的中间变量较少，可不必再扩充外部。

温度控制方案论证方案用热敏电阻通过电阻的变化来获得电压的变化，起价格虽然便宜但是精度不是很高。

对于个精度要求高的系统不宜采用方案二用遥控输入个需要控制的温度，把数据传送到，通过数据比较，分析产生波来控制电炉是否继续加热还是停止加热。

通过温度传感器采集温度，由于是数字温度传感器，直接诶输出数字信号。

经比较，我们选择方案二传感器的选取目前市场上温度传感器繁多就此我们提出了以下两重选取方案方案选用铂电阻温度传感器，此类温度传感器在各方面特性都比较优秀，但其成本较高。

方案二采用热敏电阻，选用此类元器件有价格便宜的优点，但由于热敏电阻的非线性特性会影响系统的精度。

方案三选用美国达拉斯公司生产的数字温度传感器，此器件具有体积小质量轻线形度好性能稳定等优点。

其测量范围在，满刻度范围误差为，当电源电压在之间，稳定度为时，活的开始。

感谢老师的批评指导。

基于单片机的智能水温控制系统设计附录程序清单，基于单片机的智能水温控制系统设计基于单片机的智能水温控制系统设计