1 / 22 项目三水温自动控制系统第一节系统分析1.1水温控制系统概述温度控制无论在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，过低的温度或过高的温度都会使水资源失去应有的作用，从而造成水资源的浪费。特别是在当前全球水资源极度缺乏的情况下，我们更应该掌握好对水温的控制，把身边的水资源好好地利用起来。以单片机为核心的水温自动控制系统，可以实时采集现场温度数据，并和目标温度进行比较，根据两者之差采用PID等控制算法调整是电热丝的功率实现水温的精确控制，从而提高生产效率， 改善人民的生活水平。1.2设计任务和主要内容1. 基本要求一升水由 1kW的电炉加热， 要求水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动调整，以保持设定的温度基本不变。2. 主要性能指标① 温度设定范围： 40 ~ 90oC ，最小区分度为 1oC 。② 控制精度：温度控制的静态误差1oC 。③ 用十进制数码显示实际水温。3. 扩展功能① 具有通信能力，可接收其他数据设备发来的命令，或将结果传送到其他数据设备。② 采用适当的控制方法实现当设定温度或环境温度突变时，减小系统的调节时间和超调量。③ 温度控制的静态误差0.2oC 。第二节系统设计温度测控系统结构框图如图3. 1 所示，设计中被控对象为 lL净水，采用 lkW 电炉进行加热。本设计主要以单片机为控制核心，利用 PID 控制算法进行水温度的恒温控制。2 / 22 单片机系统由电源模块、温度测量模块、功率调节模块、人机接口模块和单片机核心模块五个部分组成，电源模块为系统提供±12V、+5V 直流工作电源；温度测量模块完成对水的温度测量；功率调节模块实现对水的加热控制；人机接口模块实现温度值的设定、显示、单片机和PC 之间的通信等功能。下面分别讲述各模块的具体设计思想和应用功能。模块一、电源模块电源模块选用标准的开关电源模块，其中±12V 直流电源的输出电流为1A，+5V 直流电源的输出电流为500mA。模块二、人机接口模块人机接口模块由6 位共阴式数码显示LED 接口电路、 4×4 矩阵结构的 16键键盘接口电路、和RS232 串行通信接口转换电路三部分组成。人机接口模块需完成温度的设定、 显示和数据通信等功能， 下面分别讲述这三方面功能的具体实现。2．1 温度显示1．硬件原理系统中通过键盘设定的温度和实际测量的温度均通过6 位共阴式数码管进行显示，采用三个二合一的数码显示模块实现6 位数码显示， 数码显示电...
