计算机控制技术课程设计_基于单片机的水温控制系统设计_精品.doc

计算机控制技术 课程设计任务书 学生姓名 专业班级 学号 题 目 系统设计 课题性质 设计 课题来源 自拟课题 指导教师 主要内容 系统系统测量及显示，任务要求 第1天：熟悉课程设计任务及要求，针对课题查阅技术资料。 第2天：确定设计方案。要求对设计方案进行分析、比较、论证，画出方框图，并简述工作原理。 第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。 第5天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确，篇幅不少于000字。 主要参 考资料 （3）肖洪兵. 跟我学用单片机. 北京：北京航空航天大学出版社,200.8 （4）沙占友. 单片机应用技术与实例. 北京：电子工业出版社，2005 审查意见 系（教研室）主任签字： 　　　　　　　　　　年 月 日目录 1 引言 4 1.1 课题背景 4 1.2控制对象 5 1.3 系统功能 5 2 总体方案设计 5 2.1单片机的选择 5 2.2 温度检测传感器的选择 6 2.3传感器输出的放大电路的选择 6 2.4 驱动及加热控制电路的选择 7 2.5电源电路的选择 7 2.6 显示器的选择 7 2.7 键盘的选择 7 2.8 系统组成框图及工作原理 8 3 硬件电路设计 8 3.1单片机晶振电路 8 3.2 温度传感器及放大电路设计 9 3.3过零检测电路图的设计 9 3.4 驱动电路的设计 9 3.5 报警驱动电路 10 3.6显示电路的设计 11 4 软件设计 11 4．1主程序流程图 11 4.2中断程序流程图 12 5总结 14 参考文献 15 附录 系统总原理图 16 1 引言 1.1 课题背景 当今社会大部分人在使用热水器时，基本上都是采用的快热式的。这是因为它给人们带来了极大的方便，人们不再为热水器耗电量大而发愁，所以快热式电热水器走进千家万户应经成为必然的。我国也在不断大力提倡家庭使用快热式电热水器，这样可以为国家节省很多电能。 普通电热水器有如下缺点：1、热水器长期通电，长期保持在六十度以上高温，发热管易结垢，内胆易漏水，因而较易损坏2、管道热水热量损耗大3、等候用水时间太长4、在热水流出前都必须浪费一定量的冷水，根据管道的长短，一般家庭中冷水损耗量大，基本可达10-25升/次。 热式电热水器 优点安全，干净环保；即开即热，3-5秒出热水无须等候，热水使用时间不受限制，想用多久就用多久；用多少烧多少，省电省水，没有损耗；体积小不占空间，可以隐藏在厨柜内，安装方便，特别适合新装修的房子，款式多样，美观实用，也是职工福利和客户礼品的绝佳选择。特别方便于洗涤，和洗漱，是为现代家居厨房洗涤、卫生间洗漱专业设计生产的快速电热水器，结合了燃气热水器和传统储水式电热水器优点。2 总体方案设计变化率非线性，不适合测量高温区运算放大器LM324带有真差动输入的四运算放大器。该四放大器可以工作在低到3伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。它的性能特点是短跑保护输出、真差动输入级、底偏置电流为最大100mA、每封装含四个运算放大器、具有内部补偿的功能、共模范围扩展到负电源、行业标准的引脚排列、输入端具有静电保护功能。74LS04是反相器LED数码管显示器可分为两种显示方式：静态显示和动态显示。 方案一： LED数码管静态显示，多片七段译码器驱动显示，这不仅增加了成本，还需要占用单片机多个I/O口，也给电路的焊接带来一定的困难，因此不选用这种方案作为显示模块，所以排除此方案。 方案二： LED数码管显示器动态显示方式下，将所有位的段选线并联在起，由位选线控制哪位接收字段码。采用动态扫描显示，也就是在显示过中，轮流向各位送出字形码和相应的字位选择，同一时刻只有一位显示，其他各位熄灭。利用显示器的余晖和人眼的视觉暂留现象，只要每一位显示足够短，则人看到的就是所有数码管同时显示，在动态显示方式下电路设计简单，易采用。 2.7 键盘的选择 方案一：键盘选用行列式键盘，行列式键盘的接口方法，直接接口于单片机的I/O口上。键盘设置在行、列线的交点上，行、列线分别连接到按键开关的两端。行线通过上拉电阻接＋5V，被拉在高电平状态。但线路较复杂，价格较昂贵，不适用。 方案二：独立式按键是指直接用输入端口线构成的单个按键电路，常用于需要少量几个按键的计算机控制系统。每个独立式按键单独占用一根输入端口线，各键的工作状态不会相互影响。采用轻触式独立小按钮，即实用又方便，因为本电路对键盘的要求不高，所以采用这