2013~2014学年第2学期《数字式温度控制器的设计》课程设计报告题目数字式温度控制器的设计专业：电气工程及其自动化班级：姓名：指导教师：电气工程学院2014年6月2日关键词：单片机闭环控制温度数码管数字式温度控制仪摘要温度是工业生产和科学实验中的重要参数之一。在化工、冶金、医药、航空等领域里，对温度的控制效果直接影响到许多产品的质量及使用寿命，因此，温度控制成为各个领域中的一项关键技术。温度控制的关键在于测温和控温两方面，温度测量是温度控制的基础。在温度测量方面，技术己经比较成熟，由于控制对象越来越复杂，而在温度控制方面，还存在着许多问题，人们还在寻找着更好的控制方法以提高控制性能，满足不同的控制要求。随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术本文将介绍一种基于单片机控制的恒温锅炉烧水控制系统。本系统以单片机为控制核心，采用闭环控制装置，可自动控制要求环境下的温度，使被控对象温度保持在恒定的范围内。本系统温度信号由数字温度传感器采集，送单片机进行处理，并通过数码管显示。当温度低于或者高于设定值后，单片机将发出控制信号控制温度控制系统的通断电状态，以实现将温度稳定在目标温度至附近的要求。目录数字式温度控制仪摘要2第章系统原理分析4主要研究内容与技术指标4主要研究内容4主要技术指标4总体设计方案4方案的提出4总体设计框图4系统工作基本原理5算法5温度传感器工作原理5第章系统硬件设计6数码管显示模块6键盘输入模块6温度采集模块7温度控制模块7系统总电路图8第章系统软件设计8主程序流程图8米样子程序流程图9显示子程序流程图10显示子程序11控制子程序流程图12第章系统总仿真图及其结果13数码管显示模块仿真134温度采集模块仿真13结论14参考文献14控制对第章系统原理分析主要研究内容与技术指标主要研究内容熟悉和掌握单片机的结构和工作原理，了解以单片机为核心的电路设计的基本方法。设计一个能够显示当前温度和目标温度的温度控制系统。主要技术指标1、通过温度传感器采集烧水炉中的当前温度值，并在LED数码管上显示出当前烧水炉内的温度值。2、设定键盘给定，通过按键给定要控制的烧水炉中的目标温度，该设定值也可显示在LED数码管上，与测量值轮流显示。3、设计控制电路，对烧水炉的通断电状态进行自动控制，采用通断控制电路，控制占空比。实现PWM控制算法，使烧水炉中的温度稳定在设定值。4、控制参数：温度测量范围为30—90度，测量精度为0.5度。总体设计方案方案的提出考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。同时本系统采用AT89C52作为温度控制系统主控单元。AT89C52是一种带4kB闪存可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS的8位微处理器。指令系统和引脚与典型的MCS-51系列完全兼容，方便软件的编写。系统整体电路包括：主控电路、键盘输入、数码管显示、控制输出、控制对象。总体设计框图温度控制电路设计总体设计方框图如图1-1所示，控制器采用单片机AT89C52，温度传感器采用DS18B20，用6位LED数码管实现测量温度显示与目标设定温度显示功能，用4X3矩阵键盘对目标温度进行输入设定。图1-1数字式温度控制仪总体设计框图系统工作基本原理算法在模拟控制系统中，控制器最常用的控制规律是控制。工业控制算法常用位置型算法，经离散化后的算式为U(n)=Kpe(n)+瓦)/(切+Kd[e(n)—e(n—1)].=i式中，为第个采样时刻控制器的输出量，第个采样时刻的偏差值，错误！未找到引用源。为比例系数，错误！未找到引用源。为积分作用系数，错误！未找到引用源。为微分作用系数。由于位置式算法每次输出与整个过去状态有关，算式中用到过去偏差的累加值错误！未找到引用源。，容易产生较大的累计误差。而增量式中只需计算增量，算式中不需要累加，控制增量的确定仅与几次偏差采样值有关，当存在计算误差或精度不足时，对控制量计算的影响较小，且容易通过加权处理获得较好的控制效...
