基于单片机的水温控制系统—.docVIP

本 科 毕 业 设 计（论文） 题目：基于PID算法的水温控制器设计  学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 摘 要 PID控制是工业控制领域的一个重要方法,将PID算法应用到以51单片机为核心的控制系统中,能产生良好的控制效果。基于PID算法的水温控制器系统采用目前性价比及较高的数字温度传感器DS18B20作为检测变送器，通过键盘向单片机输入预设温度值，单片机将温度偏差进行PID 运算后输出PWM波。而PWM波通过控制固态继电器SSR的通断时间来调节电热杯的加热速度，最终实现对温度的精准控制。整个系统的硬件电路简单，稳定性好。经过实际测验，本系统超调小，无振荡，基本可以实现自控系统的稳、准、快的三大目标。 关键词：PID；51单片机；温度传感器；PWM Abstract PID control in the field of industrial control is an important method, PID algorithm is used to 51 SCM for as the core of the control system, can produce excellent control effect. The water temperature controller based on PID algorithm with high cost performance and current system of digital temperature sensor DS18B20 as the test transmitter, through the keyboard input to the single chip microcomputer preset temperature, single chip microcomputer temperature deviations PID operation will be after PWM wave output. And by controlling the PWM waves of the solid state relay high time to adjust the heating speed electric mug, and finally achieve the accurate control of the temperature. The whole system hardware circuit is simple, the stability is good. After the actual test, this system overshoot small, no shock, basic can realize the automatic control system stability, accurate, fast three goals. Key words： PID51 Single-chip microcomputer temperature sensor; PWM square wave 目 录 第1章 前 言 1 第2章 系统方案 2 2.1设计思想 2 2.2方案论证 2 2.3论证分析 2 第3章 PID原理解说 4 3.1 PID概念及其构成 4 3.2 PID算法原理 4 3.3 PID应用到水温控制器中的编程思路 7 第4章 系统硬件设计 9 4.1 控制模块单片机最小系统的设计 9 4.2 键盘模块的设计 9 4.3显示模块的设计 10 4.4 温度采集模块的设计 10 第5章 软件系统的设计 12 5.1主程序模块流程图的搭建 12 5.2 PID模块流程图的搭建 13 5.3 定时器模块流程图的搭建 13 第6章 系统调试 15 6.1 温度时间变化曲线的绘制 15 6.2 分析曲线并获得相应结论 16 第7章 结 论 18 致 谢 19 参考文献 20 附 录 21 ~100度，测量误差为士0.5 度： （3）恒温控制并且可以快速达到预设温度且超调较小； 第2章 系统方案 2.1设计思想 图2-1：系统原理框图 综上所述方案有如下的特点： （1）在完成所要求的任务的基础之上还有着结构简单明了的特点，很容易实现，而且在一定的程度上节约成本。 （2）由于采用了离线的方法，很大程度上的减少了编程的麻烦，实现起来较容易。 （3）采用了无污染能源，保护环境。同时也省去了为建造燃料供应子系统的费用，节约了成本。采用了模拟的PWM变换，和固态继电器。可以将采样频率提高到很多的水