毕业论文恒温箱温湿度系统反馈控制电路的设计.doc
《毕业论文恒温箱温湿度系统反馈控制电路的设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业论文恒温箱温湿度系统反馈控制电路的设计.doc(36页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、广州大学松田学院毕业论文(设计)题目 恒温箱温湿度系统反馈控制电路的设计 学生姓名 汤桢文 学 号 1107020133 专业班级 电气工程及其自动化(1) 导师姓名 曾霞 毕业论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的毕业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,本毕业论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:20 年 月 日毕业论文版权使用授权书本毕业论文作者完全了解学校有关保障、使用毕业论文的规定,同意学校保留并向有关毕业论文管理部门或机构送交毕业论文的复印件和电子版,允许毕业论文被查
2、阅和借阅。本人授权优秀毕业论文评选机构将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文。本毕业论文属于 1、保密 囗,在10年解密后适用本授权书2、不保密囗。(请在以上相应方框内打“”)作者签名:20 年 月 日导师签名:20 年 月 日广州大学松田学院 2015 届毕业论文(设计)任务书系(部)电气与汽车工程系 教研室 电气工程及其自动化 学生姓名 汤桢文 课题名称恒温箱温湿度系统反馈控制电路的设计课题任务及要求课题来源结合生产实际题目类型设计类 基于过程控制的恒温箱反馈控制系统设计,以单片机(AT89C51)为处理系统,采用过程控制和
3、反馈控制的方法,通过单片机对采集信号(用高精度传感器采集的数据信号),数据的处理与计算,不断进行数据的比较,得出更加精确的控制信号,从而使恒温箱的温湿度更加准确从而满足更严格的使用要求。本设计是基于AT89C51单片机的恒温箱控制系统系统分为硬件和软件两部分,其中硬件包括:温度传感器、显示、控制和报警的设计;软件包括:键盘管理程序设计、显示程序设计、控制程序设计和温度报警程序设计。编写程序结合硬件进行调试,能够实现设置和调节初始温度值,进行数码管显示,当加热到设定值后立刻报警。另外,本系统通过软件实现对按键误差、加热过冲的调整,以提高系统的安全性、可靠性和稳定性。本设计从实际应用出发选取了体积
4、小、精度相对高的数字式温度传感元件DS18B20作为温度采集器,单片机AT89C51作为主控芯片,数码管作为显示输出,实现了对温度的实时测量与恒定控制,对过程控制理论更加深刻以及更为广泛的应用。 相关要求:1、认真搜集资料,开展相关的调查实习,认真研读相关文献,做好设计记录。2、熟悉软硬件应用,根据控制要求进行编程,流程设计。3、选定设计思路,设计并实现各个功能模块。参考文献资料1过程控制及其MATLABM 方康玲 电子工业出版社2单片机原理与应用M 陈朝夫,李杏彩等主编 化学工艺出版社3 电机拖动与控制基础M. 唐介 北京:高等教育出版社,20024 机电传动控制M 邓兴中 武汉:华中科技大
5、学出版社5单片机外围电路设计M 电子工业大学出版社6反馈控制系统M 科学出版社7过程控制系统及其应用M 机械工业出版社8计算机控制系统M 电子工业出版社9传感器与检测技术M 徐科军 电子工业出版社过程控制系统及其应用10M.MorrisManoDigitalDesign(ThirdEdition)HigherEducationPress200211StevenF.Barrett DanielJ.Pack.EmbeddedSystemM.北京:电子工业出版社,2006进度安排初期(第七学期第17周第七学期第20周) 阅读文献,收集资料,完成毕业设计方系统的框架设计、整体系统设计,熟悉仿真软件,完
6、成专业英文翻译工作。中期(第八学期第1周第八学期第7周) 完成系统设计实现的功能,完成编程,并进行仿真调试,详细撰写设计说明书初稿电子版。后期(第八学期第8周第八学期第10周) 完成毕业设计,提交设计说明书终稿,毕业设计日志,定稿、打印、装订,毕业设计答辩。 指导教师(签名) 年 月 日教研室意见:教研室主任(签名) 年 月 日系(部)意见:系(部)主任(签名) 年 月 日摘要 本设计的温度测量及加热控制系统以 AT89C52单片机为核心部件,外加温度采集电路、键盘及显示电路、加热控制电路和越限报警等电路。采用单总线型数字式的温度传感器DS18B20,及行列式键盘和动态显示的方式,以容易控制的
7、固态继电器作加热控制的开关器件。本作品既可以对当前温度进行实时显示又可以对温度进行控制,以使到用户需要的温度,并使其恒定在这一温度。人性化的行列式键盘设计使设置温度简单快速,两位整数一位小数的显示方式具有更高的显示精度。建立在反馈控制理论上的控制算法,使控制精度完全能满足一般社会生产的要求。通过对系统软件和硬件设计的合理规划,发挥单片机自身集成众多系统级功能单元的优势,在不减少功能的前提下有效降低了硬件成本,系统操控简便。 实验证明该温控系统能达到0.2的静态误差,0.45的控制精度,以及只有0.83%的超调量,因而本设计具有很高的可靠性和稳定性。关键词:AT89C52单片机, 温度传感器DS
8、18B20,反馈控制 摘要部分问题在于:首先格式就不对,字体大小和行距都存在问题。1、对背景的说明过于繁琐,请精简。2、没有写出你的系统设计的核心,摘要需要体现,现有的课题存在什么问题,你的设计改善了什么,设计部分做了什么,如何做的,达到了什么效果。请修改。正文部分格式上请对照模板的格式进行修改,内容部分,请尽快完善好。正文部分的软件设计,请对每个流程图做相关的说明和解释。增加调试过程出现的问题和解决方法。采用文档结构图,你自己看一下结果,图被当成了二级标题。修改一下。最后摘要的格式不正确,请对照任务书上的参考文献格式要求书写。 每一章另起一页,请使用分隔符中的分页符。页码的编号你对照一下模板
9、,这样弄对吗?英文摘要完全是百度出来的,请自己仔细看一遍,修改完善好。Abstract The design of temperature measurement and heating control system with AT89C51 single-chip microcomputer as the core components, plus the temperature acquisition circuit, keyboard and display circuit, heating control circuit and the limit of the alarm circu
10、it, etc.With one main line digital temperature sensor DS18B20, and determinant keyboard and dynamic display, with easy control of the solid state relay for heating control switch device.This work can be real-time display the current temperature and the temperature can be controlled, in order to make
11、 theTemperature to meet the needs of users, and make its constant in this temperature.Humanized determinant keyboard design makes simple quick set temperatureSpeed, two integer a decimal display method has higher precision.Control based on fuzzy control theoryAlgorithm, the control precision can com
12、pletely meet the requirements of general social production.Through to the system software and hardware design is reasonablePlanning, integrated single-chip microcomputer itself numerous advantages of system level function units, on the premise of not reduce function effectivelyLow hardware cost, and
13、 convenient manipulation of the system.Experiments show that the temperature control system can reach 0.2 of static error, the control precision of 0.45 , and only 0.83% of the amount of overshoot, therefore this design has high reliability and stability.Keywords: AT89C52, the temperature sensor DS1
14、8B20, feedback control目 录引 言6第1章 绪论71.1 课题研究的背景71.2 课题研究的意义81.3 课题研究的内容8第2章 智能恒温箱的系统概述92.1 系统的主要功能92.2 系统需求分析102.3 智能恒温箱的工作流程102.4 恒温箱的工作过程122.5 本章小结12第3章 智能恒温箱的硬件设计133.1 硬件的电路设计概述133.2 总体硬件原理133.3 时钟电路设计153.4 复位电路设计153.5 显示电路的设计163.5.1 显示电路概述163.5.2 七段LED数码管的原理163.5.3 显示电路整体设计183.6 开关键盘设计193.6.1 指拨
15、开关193.6.2 按键开关193.7 指示灯电路203.8 温度采集电路213.9 本章小结24第4章 软件设计254.1 软件任务分析254.2 程序流程图254.3 本章小结35结论与展望32参考文献33引言 温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域 ,如家电、汽车、材料、电力电子等 ,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同 ,在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题,开发出性能较好的温度控制系统对于测控技术的发展具有很大的意义。采用数字温度传感器DS18B20,因其内部集成了A/D转换器,使得电路结构更加简单,而且减少了
16、温度测量转换时的精度损失,使得测量温度更加精确。数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信,大大减少了接线的麻烦,使得单片机更加具有扩展性。由于DS18B20芯片的小型化,更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接,故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头,探入到狭小的地方,增加了实用性。更能串接多个数字温度传感器DS18B20进行多范围的温度检测。 由于单片机功能强大,可大大加快系统的开发与调试速度,并具有控制方便、简单、灵活等特点,因此本设计硬件电路以80C51单片机为核心来实现温度控制,具有实用性强、可靠性强等特点。把引言部分的内容去掉,放到绪论中。正文的格式存在较大
17、问题,行距不对。第1章 绪论1.1 课题研究的背景二十一世纪是科技高速发展的信息时代,电子技术、微型单片机技术的应用更是空前广泛,是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的。由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点,所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、军事装置、机器人、工业控制等诸多领域,使产品小型化。智能化,既提高了产品的功能和质量,又降低了成本,简化了设计。它迅猛的发展到了各个领域,人们也越来越感到应用单片机技术的优越性,因而单片机也得到了广泛的应用。同时,它也不断地完善和发展。智能恒温箱的温度是医疗、工业生产和食品加工等领域的关键,因此对温度的测量及控制始终占据着重要的地位。市场上
18、常见的温度传感器以电压输出为主要形式,不同的的传感器其非线性曲线也各不相同,缺乏一个产品应具备的通用性和互换性。温度传感器应用范围很广、使用数量很大,但是在常规的环境参数中由于温度受其它因素影响较大,而且难以校准,因此,温度也是最难准确测量的一个参数。常规方法测量温度误差大、准确度低、测量滞后的时间长。今年来,国内传感器正向着集成化、智能化、网络化和单片机的方向发展,为开发新一代温度测量系统创造了有利条件。在智能恒温箱控制系统的设计中,用数字传感器将温度信号以数字信号的方式传送给单片机,经单片机处理后的温度数值,一方面送LED数码管显示;另一方面与给定值经行比较,判断温度高低,从而采取相应的措
19、施:加热或者制冷。使温度达到设定值。智能恒温箱主要是用来控制温度,他为农业研究、生物技术、测试提供所需的各种环境模拟条件,因此可广泛适用于药物、纺织、食品加工等无菌试验、稳定性检查以及工业产品的原料性能、产品包装、产品寿命等测试。随着单片机技术的飞速发展,通过单片机对被控制对象控制日益广泛,具有体积小、功能强、性价比高等特点,把单片机应用于温度控制系统中可以起到更好的控温作用,智能恒温箱是使用单片机进行温度控制的典型应用,采用单片机做主控单元可完成对温度的采集和控制等的要求。1.2 课题研究的意义智能恒温箱的性能在很大程度上取决于对温度的控制性能,本课题采用单片机为主控制器,通过数字传感器测得
20、箱内温度,再将温度信号送入主控制器,来完成恒温箱的温度控制系统的硬件。箱内温度可保持在设定的温度范围内,当设置的温度低于实时温度时,单片机送出加热信号;当设置的温度低于实时温度时,单片机送出制冷信号。1.3 课题研究的内容本次课题只设计温度采集,温度显示,和温度控制信号的送出部分,对于如何保温,如何加热和制冷不在此次设计的范围内。本系统采用模块化设计智能恒温箱,系统上电后默认设定的恒温温度为20,使用时可以自行调节预期的恒温温度,调节范围为099。调节好后系统会将采集来的实时温度与设定的预期温度进行比较,如果实时温度比设定温度高就开启制冷设备,如果实时温度比预期温度低就开启加热设备。如果温度一
21、样则不开启加热或制冷设备。在显示电路上通常显示的是实时的温度,即传感器采集来的温度,如果想要显示人们设定的预期温度可以按显示切换键,这时显示器上就会显示预期温度,几秒钟后跳回,显示实时温度。显示实时温度时,表示显示的是实时温度的发光二极管点亮。而显示预期温度的时候,表示显示的是预期温度的发光二极管点亮。本论文章节的结构和内容如下:第1章 :绪论。简要介绍了智能恒温箱的发展现状,说明了课题研究的内容。第2章 :智能恒温箱的概述。说明了恒温箱的工作过程和主要功能,介绍了设计中需要用的单片机的基础知识,确定了本课题要达到的设计目标。第3章 :智能恒温箱的硬件电路设计。详细描述了本课题各个组成电路单元
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 毕业论文 恒温箱 温湿度 系统 反馈 控制电路 设计
链接地址:https://www.31doc.com/p-3942873.html