1、 一、本课题研究的主要内容、目的和意义一、本课题研究的主要内容、目的和意义 1、研究主要内容 本文所要研究的课题是基于单片机控制的水温控制系统的设计，主要是介绍 了对水箱温度的显示，实现了温度的实时显示及控制。水箱水温控制部分，提出 了用 DS18B20、STC89C52 单片机及 LCD 的硬件电路完成对水温的实时检测及显 示，而炉内温度控制部分，由 DS18B20 检测炉内温度，用中值滤波的方法取一个 值存入程序存取器内部一个单元作为最后检测信号，并在 LCD 中显示。控制器是 用 STC89C52 单片机，用设定的算法对检测信号和设定值的差值进行调节后输出 PWM 控制信号给执行机构，去
2、调节电阻炉的加热功率，从而控制炉内温度。它具 有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，特别适合于 构成多点的温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号供微机处理，而且 每片 DS18B20 都有唯一的产品号，可以一并存入其 ROM 中，以便在构成大型温 度测控系统时在单线上挂接任意多个 DS18S20 芯片。从 DS18S20 读出或写入 DS18S20 信息仅需要一根口线，其读写及其温度变换功率来源于数据总线，该总 线本身也可以向所挂接的 DS18B20 供电，而且不需要额外电源。同时 DS18B20 能提供九位温度读数，它无需任何外围硬件即可方便地构成温度检测系统。而
3、且 利用本次的设计主要实现温度测试，温度显示，温度门限设定，超过设定的门限 值时自动启动加热装置等功能。而且还要以单片机为主机，使温度传感器通过一 根口线与单片机相连接，再加上温度控制部分和人机对话部分来共同实现温度的 监测与控制。 本文具体研究了如下几方面： （1）水温控制系统硬件的设计 主要包括 STC89C52 单片机、温度传感器模块、温度控制模块、显示模块、 按键模块的硬件选择及论证。 （2）水温控制系统软件的设计 借助 Keil C51 开发工具，以 C 语言为开发语言，开发了单片机系统的温度检 测与控制程序模块、对温度传感器模块、显示模块、温度控制模块进行控制，键 盘导入设定的温度
4、，使其与实际温度进行运算并输出。 （3）水温控制系统的仿真 以 Proteus 为基础，画出电路图加载各模块，加载程序并模拟实际电路的运行 状态并进行仿真。 2、目的和意义 在工业生产过程中，往往需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉的温度进行 检测和调节，因此需要一种合适的系统对其温度进行精确控制。由于单片机具有 低功耗、高性能、可靠性好、易于产品化等特点，因此采用单片机对温度进行控 制不仅节约成本，控制方法灵活多样，并且可以达到较高的控制精度，从而能够 大大提高产品的质量，因此单片机被广泛应用在中小型控制系统中。 本论文以电阻炉为研究对象，开发了基于单片机的温度控制系统。本温度控 制系统按功能
5、分主要包括温度传感器模块、数据处理模块、温度显示/设定模块和 温度控制模块。温度传感器采用了数字式温度传感器 DS18B20，对温度进行实时 采样并将模拟信号转换成数字信号返回给单片机。系统可通过键盘对电阻炉水温 进行预设，单片机根据当前炉内温度和预设温度进行运算，控制输出宽度可调的 PWM 方波，并由此控制双向可控硅的导通和关断来调节电热丝的加热功率，从而 使水温迅速达到预设值并保持恒定不变。 设计过程中， 首先进行软件设计和开发， 使系统功能模块化并分别通过 Proteus 软件进行仿真，实现功能后对硬件进行了综合设计，并且反复论证、测试各器件 参数以使其稳定运行，最终使得此系统实现了温度
6、的恒温控制。 二、文献综述二、文献综述（国内外相关研究现况和发展趋向） 本次的毕业设计是多种技术知识的结合，不仅涉及到软件的设计，而且还将 应用电子技术与单片机的应用技术有机结合，使其具有精度高、测量误差小、稳 定性好等特点。 及时准确地得到温度信息并对其进行适时的控制，在许多工业场合中都是重 要的环节，水温的变化影响各种系统的自动运行，例如冶金、机械、食品、化工 各类工业中，广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，对工件的水处理温 度要求严格控制。对于不同控制系统，其适宜的水质温度总是在一个范围。超过 这个范围，系统或许会停止运行或遭受破坏，所以我们必须能实时获取水温变化。 对于超过适宜范围的温度能够报警。 单片机对温度的控制是工业生产中经常使用的控制方法。从 1976 年 Intel 公 司推出第一批单片机以来，80 年代单片机技术进入快速发展时期，近年来，随着 大规模集成电路的发展，单片机继续朝快速、高性能方向发展。单片机主要用于 控制，它的应用领域遍及各行各业，大到航天飞机，小至日常生活中的冰箱、彩 电，单片机都可以大显其能。单片机将微处理器、存储器、定时/计数器、
