基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、南 京 理 工 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)前期工作材料學(xué)生姓名:學(xué) 號：教學(xué)點(diǎn):專 業(yè):機(jī)電一體化工程設(shè)計(jì)(論文)題目:基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師: 材 料 目 錄序號名 稱數(shù)量備 注1畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)選題、審題表1教師完成2畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書1教師完成3畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告含文獻(xiàn)綜述1學(xué)生完成4畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯含原文1學(xué)生完成5畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表1教師完成2014 年 4 月南 京 理 工 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告學(xué) 生 姓 名：學(xué) 號：專 業(yè)：機(jī)電一體化工程設(shè)計(jì)(論文)題目：基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指 導(dǎo) 教 師:201 年 4 月開題報(bào)告填寫要

2、求1開題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；2開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從繼續(xù)教育學(xué)院網(wǎng)站上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見；3“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報(bào)告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊）；4有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 74082005數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法規(guī)定

3、的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文 獻(xiàn) 綜 述 摘要 本設(shè)計(jì)用AT89C51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)房間的恒溫控制。該系統(tǒng)由溫度檢測模塊、溫度顯示模塊、標(biāo)準(zhǔn)溫度設(shè)定以及溫度控制模塊組成。溫度檢測模塊是將DS18B20溫度傳感器對溫度進(jìn)行測量所傳出的數(shù)字信號利用單片機(jī)進(jìn)行讀取和處理；溫度顯示模塊用四位LED數(shù)碼管顯示，溫度顯示的精度為0.1度；溫度設(shè)定模塊用三個(gè)按鍵進(jìn)行房間標(biāo)準(zhǔn)溫度值的輸入；溫度控制是根據(jù)房間的實(shí)際溫度與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度

4、之間的差值來調(diào)節(jié)可變脈寬（PWM）的寬度，從而控制可控硅的導(dǎo)通或截止的時(shí)間實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的恒溫控制。本系統(tǒng)操作簡單，實(shí)用性強(qiáng)，成本低廉，在實(shí)際生產(chǎn)生活中可以廣泛應(yīng)用。關(guān)鍵詞 AT89C51單片機(jī) 溫度傳感器DS18B20 恒溫控制 可變脈寬（PWM） 1.研究意義溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，對于我們來說，不僅僅是一個(gè)量的反映，更能直接影響作用到我們的生活中，人民的生活與環(huán)境的溫度息息相關(guān)，在工業(yè)生產(chǎn)過程中需要實(shí)時(shí)測量溫度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也離不開溫度的測量，因此研究溫度的測量方法和裝置具有重要的意義。測量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器。隨著科技的發(fā)展，技術(shù)要求的重視，溫度測量的精度也越來越被看重。所以高精度溫度

5、測量系統(tǒng)的研究就非常有意義。本文主要著重于對房間溫度的測量和控制的研究，在工廠鍋爐、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都可得到廣泛的應(yīng)用。2.溫度測量的研究現(xiàn)狀 國外對控制技術(shù)研究較早，始于20世紀(jì)70年代。先是采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場信息并進(jìn)行指示、記錄和控制。80年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)。目前正開發(fā)和研制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)。 我國對于溫度測控技術(shù)的研究較晚，始于20世紀(jì)80年代。我國工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達(dá)國家溫度測控技術(shù)的基礎(chǔ)上，才掌握了溫度室內(nèi)微機(jī)控制技術(shù)，該技術(shù)僅限于對溫度的單項(xiàng)環(huán)境因子的控制。我國溫度測控設(shè)施計(jì)算機(jī)應(yīng)用，在總體上正從消化吸收、簡單應(yīng)用階段向?qū)嵱没?、綜合性應(yīng)用階

6、段過渡和發(fā)展。在技術(shù)上，以單片機(jī)控制的單參數(shù)單回路系統(tǒng)居多，尚無真正意義上的多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)，與發(fā)達(dá)國家相比，存在較大差距。我國溫度測量控制現(xiàn)狀還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到工廠化的程度，生產(chǎn)實(shí)際中仍然有許多問題困擾著我們，存在著裝備配套能力差，產(chǎn)業(yè)化程度低，環(huán)境控制水平落后，軟硬件資源不能共享和可靠性差等缺點(diǎn)。3.溫度測量的方法測量溫度的方法很多，按照測量體是否與被測介質(zhì)接觸，可分為接觸式測溫法和非接觸式測溫法兩大類。溫度測量應(yīng)用中有多種類型的傳感器，其中有熱敏電阻、熱電偶等。熱敏電阻由于體積小，重復(fù)性好，測量方法簡單，所以在一般的測量系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，但是熱敏電阻作為傳感器的測溫系統(tǒng)需要A/D轉(zhuǎn)換，信號放

7、大與處理，并且測量精度不高，這也是熱敏電阻的缺點(diǎn)、不足。另一種熱電偶傳感器，能夠檢測更寬的溫度范圍，還具有較高的性價(jià)比。而且熱電偶的魯棒性、可靠性和快速響應(yīng)時(shí)間使其成為各種工作環(huán)境下的首要考慮。但是，熱電偶傳感器也存在一些缺陷，比如線性特性較差，信號電平很低，常常需要放大或高分辨率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行處理。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是現(xiàn)代儀器的發(fā)展，微型化、集成化、數(shù)字化成為傳感器發(fā)展的一個(gè)重要方向。4.溫度傳感器的介紹 AD590是美國ANALOG DEVICES公司的單片集成兩端感溫電流源，其輸出電流與絕對溫度成比例。在4 V至30 V電源電壓范圍內(nèi)，該器件可充當(dāng)一個(gè)高阻抗、恒流調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)系

8、數(shù)為1 A/K。片內(nèi)薄膜電阻經(jīng)過激光調(diào)整，可用于校準(zhǔn)器件，使該器件在298.2K (25C)時(shí)輸出298.2 A電流。AD590適用于150C以下、目前采用傳統(tǒng)電氣溫度傳感器的任何溫度檢測應(yīng)用。低成本的單芯片集成電路及無需支持電路的特點(diǎn)，使它成為許多溫度測量應(yīng)用的一種很有吸引力的備選方案。應(yīng)用AD590時(shí)，無需線性化電路、精密電壓放大器、電阻測量電路和冷結(jié)補(bǔ)償。本文所采用的DALLAS公司生產(chǎn)的一種新型溫度傳感器DS18B20，其優(yōu)點(diǎn)急溫度測量、A/D轉(zhuǎn)換于一體，測量范圍寬-55+125，精度高達(dá)0.0625。它采用單總線協(xié)議，即與微機(jī)接口僅需要占用一個(gè)I/O端口，不需要任何外部原件，DS18

9、B20能代替模擬溫度傳感器和信號處理單元，直接測量溫度并以數(shù)字信號輸出（9位數(shù)字碼串行輸出）極大的簡化了整體電路，可使整個(gè)系統(tǒng)更加小型化、低功耗。由于DS18B20直接輸出數(shù)字量，并直接與單片機(jī)連接，所以控制簡單，它的單總線特性使其便于擴(kuò)展，可以在一根總線上接掛多個(gè)DS18B20來擴(kuò)展系統(tǒng)，組建測量網(wǎng)絡(luò)。綜上所述，采用DS18B20與單片機(jī)所組成的系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強(qiáng)，適合于惡劣的測量環(huán)境，也適用于日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，有很高的應(yīng)用前景。在設(shè)計(jì)中，對于房間溫度的測量和控制，采用了單總線數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，和單片機(jī)組成的系統(tǒng)，單片機(jī)采用AT89C51。整個(gè)系統(tǒng)只有一根信號線

10、與單片機(jī)相連接，溫度傳感器又可直接輸出數(shù)字信號，故系統(tǒng)電路簡單可靠，功耗小，抗干擾能力強(qiáng)，又由于DS18B20精度高，且單片機(jī)AT89C51系統(tǒng)價(jià)格低廉，結(jié)構(gòu)可靠，所以此系統(tǒng)在人們?nèi)粘Ｉ?、工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中可以得到廣泛推廣和應(yīng)用。 本設(shè)計(jì)所介紹的房間溫度測量的數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫準(zhǔn)確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對測溫比較準(zhǔn)確的場所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用，該設(shè)計(jì)控制器使用單片機(jī)AT89C51，測溫傳感器使用DS18B20，用4位共陽極LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)溫度顯示,能準(zhǔn)確達(dá)到以上要求。 5.設(shè)計(jì)的工作原理圖 單片機(jī)DS18B20按鍵電路電源

11、顯示電路PWM加熱元件 工作原理圖6.主要功能（1）由四位LED數(shù)碼管顯示，溫度顯示的精度為0.1度。（2）通過按鍵來進(jìn)行房間溫度值的設(shè)定。（3）能夠?qū)崿F(xiàn)房間的恒溫控制，使房間溫度保持恒定值。（如設(shè)定房間溫度為20，則能使房間溫度保持恒定在20的溫度下運(yùn)行。） (4)利用PWM思想實(shí)現(xiàn)對溫度的控制。 參考文獻(xiàn)1李伯成.基于MCS-51單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社.20042宗光華,李大寨.多單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù).國防工業(yè)出版社.20033胡學(xué)海.單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì). 電子工業(yè)出版社.20054孫育才,王榮興,孫華芳.ATMEL新型AT89S52系列單片機(jī)及其應(yīng)用.清華大學(xué) 出版社

12、.20055于京,張景璐.51系列單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用案例.中國電力出版社.20066蔡杏山.Protel 99 SE 電路設(shè)計(jì).人民郵電出版社. 20077楊小川.Protel DXP 設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程. 清華大學(xué)出版社.2003 8 李曉荃. 單片機(jī)原理與應(yīng)用M. 電子工業(yè)出版社，2000年8月9 何立民. AVR單片機(jī)原理與接口技術(shù)M. 北京航空航天大學(xué)出版社，2002 10 楊幫文. 新型繼電器實(shí)用手冊M. 北京人民郵電出版社.200411何希才.傳感器及其應(yīng)用電路M.北京:電子工業(yè)出版社,2001.131-135.12丁鎮(zhèn)生.傳感器及傳感技術(shù)應(yīng)用M.北京:電子工業(yè)出版社,1998.13王家楨.傳感器與變送器M.北京:清華大學(xué)出版社,1996.14曾巧媛.單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京：電子工業(yè)出版社.200215何力民.單片機(jī)高級教程M.北京：北京航空大學(xué)出版社.200016金發(fā)慶.傳感器技術(shù)與應(yīng)用M.北京：北京機(jī)械工業(yè)出版社.2000 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告指導(dǎo)教師意見：1對“文獻(xiàn)綜述”的評語：該文獻(xiàn)綜述能夠較準(zhǔn)確且全面的闡述課題研究背景、意義，對于課題的研究現(xiàn)狀文獻(xiàn)中也給予了充分的闡述。其中，在文獻(xiàn)中也