2023年基于单片的温度测控系统软件设计开题.docx

毕业设计(论文) 开 题 报 告 题 目 基于单片机的温度测控系统的软件设计 学 院  专业及班级 姓 名 学 号 指 导 教 师 日 期 2014年3月11日 西安科技大学毕业设计(论文)开题报告 题 目 基于单片机的温度测控系统的软件设计 选题类型 应用型 一、选题依据(简述国内外研究现状、生产需求状况, 说明选题目的、意义，列出主要参考文献)： (一) 国内外研究现状 近年来,温度控制的开展尤为迅速。国内外市场上已经出现了多种多样温度控制仪表,应用于社会的各个方面。传感器也正在受着微电子技术的影响,不断开展变化。传感器正朝着小型、固态、多功能和集成化的方向开展。 现在国内外智能温控器的研究正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟温控器和网络温控器、研制单片测温控温系统等高科技的方向迅速开展。国际上已开发出多种智能温控器系列产品。智能温控器内部都包含温度传感器、A/D 转换器、信号处理器、存储器(或存放器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。研究新型温控器的方向正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化开展。 (二) 生产需求状况 随着电子技术和微型计算机的迅速开展，微机测量和控制技术得到了迅速开展和广泛应用。单片机具有处理能力强、运行速度快、功耗低等优点，应用在温度测量与控制方面，控制简单方便，测量范围广，精度较高。温度又是工业生产中常见并且十分重要的参数之一，特别是在冶金、石油、食品、印染等工厂中，为了提高产品质量，基于单片机的温度测控系统几乎存在每一个中小企业中，这类系统的需求很大，很多大的公司相继开发新型的温度测控系统去满足市场对温度测控系统的各种特殊需求，使之应用于各个行业，存在于各种产品中。所以，基于单片机的温度测控系统的生产和需求都是很大的，并会日益增大。 (三) 选题目的、意义 在当今的日常生活和工业生产过程中，对于温度的控制一直都有着非常重要的作用。然而现在我国农村和一些企业矿场中，都还用简单的温度测控设备，无法实现对温度的精确测量和控制。随着社会的高速开展，人民生活水平的提高，更多的生产部门和环节对温度测量控制精度的稳定性和可靠性的要求越来越高，简单的温度测控设备显然已经不能满足社会的需求。所以研制开发更高精度的温度测控系统以满足社会的需求成为了急需解决的问题。 所以此次设计的目的是针对社会的需求研发出能够实现对温度进行精确控制的温度测控系统，一方面，有助于我们把所学知识运用到生产生活当中，培养我们的研发能力和在完成工程项目中所需要具备的根本素质和要求，另一方面，由于温度测控系统在社会上的广泛应用也使得温度测控系统的研究意义非常重要。 参考文献： [1] 李建忠. 单片机原理与应用. 西安：西安电子科技大学出版社，2023. [2] 何力民. 单片机高级教程 . 北京：北京航空大学出版社,2023 [3] 杨欣. 51单片机应用实例详解. 北京：清华大学出版社，2023 [4] 郭天祥. 新概念51单片机C语言教程. 北京：电子工业出版社,2023. [5] 胡汉才.单片机原理及接口技术[M]. 北京: 清华大学出版社，1996 [6] 丁海生,丁军航,潘松峰,吴贺荣. 微型计算机控制技术. 北京：清华大学出版社，2023 [7] 童师白, 华成英. 模拟电子技术根底. 北京: 高等教育出版社,1980 [8] 张红润,张亚凡,邓洪.传感器原理与应用. 北京: 清华大学出版社,2023 [9] 李平,杜涛,罗和平.单片机应用开发与实践. 北京: 机械工程出版社,2023 [10] 常敏,王涵,范洪波.51单片机应用程序开发与实践. 北京: 电子工业出版社,2023 [11] 金发庆. 传感器技术与应用. 北京：北京机械工业出版社，2023 [12] L Dubois , V.C.T.V.Sozanski JP,M.Chice.Temperature control by microwave radiometry with narrow band width [J].EurPhys.J.App.lphys.2023 二、主要研究(设计)内容、研究〔设计〕思路及工作方法或工作流程 (一) 研究内容 设计一个温度测控系统，以单片机为核心，采集被控对象的温度，将之显示，并控制温度在一定温度带中。 〔二〕设计思路及工作方法 经过探讨有以下两个方案可以实现设计内容： 方案一的工作方法是：由DS18B20采集温度，然后单片机读取温度信号，信号经过处理后一方面通过显示器显示出来温度，另一方面通过与给定范围上下限温度的比拟，从而决定输出上下电平施加在继电器的驱动电路中进而决定继电器的关断，到达控制电风扇和加热丝的工作状态从而到达控制温度的目的，最后根据对温度范围的控制设置一温度上下限温度值用于报警提示。 AT89C51 单片机 温度传感器 液晶屏显示 风扇降温或电热丝加热 蜂鸣器报警 图1 方案一的总体设计 方案二的工作方法是：由DS18B20采集温度，然后单片机读取温度信号，信号经过处理后一方面通过显示器显示出来温度，另一方面通过与给定范围上下限温度的比拟，调节单片机输出触发脉冲的脉冲宽度，控制双向晶闸管的导通时间进而控制加热丝的功率到达控制温度的目的。 液晶屏显示 晶闸管导通时间 AT89C51 单片机 温度传感器 电热丝的功率 图2 方案二的总体设计 两种方案中，经过比拟，方案一的实现更加简单，反响更加快速，且能够很好的控制温度的升降。方案二不能快速实现温度的下降。 主程序 系统主流程图如图3所示，主要完成是调用LCD液晶显示器的初始化及18b20初始化，对温度的采集、转化并显示以及对相应温度的控制处理。主程序相当于一条主线，将各个准备子程序模块组合在一起，以实现功能要求，将当前温度值显示在液晶显示器上。 图3 主函数流程图 显示屏初始化子程序 本系统用的是LCD液晶显示器，而LCD液晶显示器要显示出数据在之前需要对液晶显示器进行初始化. 图4 LCD显示屏初始化流程图 数据转换子程序 数据转换是对DS18B20采集得到的温度值进行的一些变换，使其转换成真实值并成为十进制数，然后再进行变化使其能在液晶显示器上显示。temp是系统定义的一无符号整型变量，用于存储温度值，方便于对温度值的处理具体的流程图见图: 图5 数据处理子程序 温度处理及蜂鸣器报警子程序 蜂鸣器报警在本系统中由单片机的P2^2管脚电平的上下来控制蜂鸣器报警。单片机的P2^2管脚低电平蜂鸣器报警，单片机的P2^2管脚高电平蜂鸣器不报警。通过对读到并且进行了数据处理的温度值进行判断是否大于或者小于某一报警值而进行报警，直到读到的温度值不在报警温度值之中就停止报警。本系统以大于55℃或小于25℃蜂鸣器报警为例，T为读到并且进行了数据处理的温度真实值。当P2^0为低电平时，系统由三极管驱动继电器线包，并由继电器来驱动大功率的加热炉，做升温处理。相应的，当P2^1为低电平时，继电器驱动电机风扇工作，降温处理。温度处理及鸣器报警子程序见图6： 图6 温度处理及蜂鸣器报警子程序 三、毕业设计(论文)工作进度安排 3月11日—4月1日：查阅资料，完成初步设计方案和开题报告 4月3日—4月20：完成系统的硬件电路设计和原理图的绘制 4月23日—5月20：编译，调试程序，完成系统仿真 5月23日—6月10日：撰写，修改毕业设计论文 6月12日—6月23日：打印论文，准备辩论 指导 教师 评审 意见 难度 份量 综合训练程度 是否隶属科研项目 是否具有创新性 指导教师签字:____________ 年 月 日 学院 毕业 设计 (论文)指导 委员 会审 核意 见意 教学院长：____________ 〔公 章〕 年 月 日