基于单片机的温控器设计_毕业设计.doc

天 津 理 工 大 学 课程设计报告 题目： 基于单片机的温控器设计 说 明 1. 课程设计文本材料包括设计报告、任务书、指导书三部分，其中任务书、指导书由教师完成。按设计报告、任务书、指导书顺序装订成册。 2. 学生根据指导教师下达的任务书、指导书完成课程设计工作。 3. 设计报告内容建议主要包括：概述、系统工作原理、系统组成、设计内容、小结和参考资料。 4. 设计报告字数应在3000-4000字，采用电子绘图、采用小四号宋体、1.25倍行距。 5.课程设计成绩由平时表现（30%）、设计报告（30%）和提问成绩（40%）组成。  课程设计任务书、指导书 课程设计题目： Ⅰ.课程设计任务书 一、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作量） 当今社会，温控器已经广泛应用于电冰箱、空调和电热毯等领域中。其优点是控制精度高，稳定性好，速度快自动化程度高，温度和风速全自动控制，操作简单可靠，对执行器要求低，故障率低，效果好。目前国内外生产厂家正在研究开发第三代智能型室温空调温控器，应用新型控制模型和数控芯片实现智能控制。现在已有国内厂家生产出了智能型室温空调温控器，并已应用于实际工程。 本课程设计要求设计温度控制系统，主要由温度数据采集、温度控制、按键和显示、通讯等部分组成。温度采集采用NTC或PTC热敏电阻（或由电位器模拟）或集成温度传感器、集成运算放大器构成的信号调理电路、AD转换器组成。温控部分采用交流开关BT136通过改变导通角进行调压限流达到控制加热丝温度的目的。 温度控制算法采用PID控制，可以采用普通PID或模糊PID。对控制PID参数进行整定，进行MATLAB仿真，说明控制效果。进行程序编制。 设计通讯协议，并能够通过RS485总线将数据传回上位机。 2．课程设计的要求 1、选择相应元器件设计温度控制系统原理图 并绘制PCB版图。 2、进行PID控制算法仿真，设计PID参数，或模糊PID规则。 3、系统功能要求：a要能够显示实时温度；b能够进行温度设置；c能够进行PID参数设定；d能够把数据传回上位机；e可以设定本机地址。F温度控制范围0~99.9度。 4、编制程序并调试通过，并有程序流程图。 二、课程设计参考资料 1单片机的C语言应用程序设计 第三版 马忠梅等编著 2赵晓安. MCS-51单片机原理及应用. 天津：天津大学出版社，2001.3 3何立民. 单片机高级教程． 第1版．北京：北京航空航天大学出版社，2001 4如何使用KEIL 8051 C编译器 (韩)金炯泰著 金奎焕等译 ?(韩) 金炯泰 著 5相关芯片数据手册。 Ⅱ.课程设计指导书 一、课程设计要点、设计步骤 1、熟练掌握常用EDA设计软件，如protel等，进行原理图、PCB版图设计。设计温度控制电路。 2、采用MATLAB软件进行PID控制参数的设计。 3、根据功能要求进行软件设计，采用KEIL进行程序调试。 二、主要技术关键的分析、解决思路 1、温度控制电路设计，可以采用无触点交流开关BT136结合光藕MOC3062设计温度控制电路，实现强弱电隔离。 2、与上位机通讯采用RS485，需要加入点评转换芯片如MAX485。 3、为了确保输入信号不损毁芯片，信号调理电路需加嵌位电路。 4、可以选用单片机开发板来进行设计，但要满足任务书要求。 三、课程设计进度安排 起 迄 日 期 工 作 内 容 系统需求分析 器件选型，硬件原理图设计 PID或模糊PID算法设计 软件编制调试 撰写课程设计报告 目录 引言5 概述5 系统工作原理5 系统组成 6 系统硬件介绍16 系统软件设计13 总结18 课程设计参考资料19  引言 在科技飞速发展的今天，计算机技术得到迅猛推广,而单片机由于具有集成度高，体积小，功耗低，处理能力强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉，易于推广使用的优点，因此被广泛应用于工业生产和家庭生活中。温度控制系统则是单片机在家庭生活中的一个典型的应用。 温度控制器是一种温度控制装置，它根据用户所需温度与设定温度之差值来驱动执行机构，从而达到用户所需温度的目的。 各种温控家用电器随着生产技术的发展和生活水平的提高越来越普及，只有一个简单、稳定的温度控制系统才能更好的适应市场需求，更好的满足人民的意愿 一、概述 该温度控制系统是以8051单片机为核心的控制系统。在硬件电路方面，主要分成了几个模块，即温度数据采集、温度检测电路模块，ADC0809电信号的处理模块，加热控制电路模块，数据处理模块，电压输入模块，LED显示模块，键盘输入模块和温度控制输出模块，并在protel 99SE上进行电原理图绘制及双层印制电路板设计。 温度采集采用集成温度传感器、集成运算放大器