毕业设计（论文）-单片机水温控制电路的设计

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1、目　录摘　要1第1章　绪　论2第2章　方案论证32.1分方案论证32.1.1方案一32.1.2方案二32.2方案确定4第3章　单元电路的设计53.1电源电路的设计53.2温度采集电路的设计53.3键盘控制及显示电路硬件的设计73.3.1键盘控制硬件的设计73.3.2显示电路的设计83.4主控电路硬件的设计9第4章　软件的设计114.1A/D转换软件的设计114.2键盘部分134.3总体电路流程图15第5章系统调试185.1仿真软件简介185.2测试与调试18总　结21参考文献22附录1　总体电路图23附录2

2、　源程序24II附录3　元器件明细表31II摘　要论文设计了一种水温控制器电路，该热水器控制系统可控25℃～45℃的温度，在不可控下温度能继续升高，并在最高温度时报警。该系统采用单片机80C52进行温度的采集与控制。主要由液晶屏显示模块，A/D转换模块，电源模块，键盘控制模块，水温采集模块，继电器模块，二分频模块，工作指示模块组成。温度信号由热敏电阻采集，水温实时控制采用继电器控制电热丝进行水温加热与停止。系统具备较高的测量精度和控制精度，并能灵敏监测完成温度控制。关键词　水温控制；温度控制；热敏电阻第31

3、页第1章　绪　论在现代社会中电子技术的发展越来越快，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化。因此，温度控制不仅应用在工厂生产方面，其作用也体现到了各个方面，随着人们生活质量的提高，酒店厂房及家庭生活中都会见到温度控制的影子，温度控制将更好的服务于社会而今，电器随着生产技术的发展和生活水平的提高越来越普及，一个简单又稳定的温度控制系统能更好的适应市场。早期的温度控制器，由于体积大、操作复杂、抗干扰能力差，给工程现场的使用带来了很大不便。随着单片机技术的不断发展，温度控制器正向单片集成化

4、、智能化的方向迅速发展，国内外各厂家也设计了许多应用在各个领域的温控器。目前，智能温控器总存在一些问题，如测温误差大、抗干扰能力差等，这是在工程界非常棘手的问题。而该设计是以MIC-51系列单片机为控制核心，实现温度控制的设计，基本解决了测温误差大、抗干扰能力差等问题，而且整个系统灵活、可靠性高，系统达到热平衡较快，精确度也比较高。第31页第2章　方案论证2.1分方案论证2.1.1方案一此方案主要由温度采样电路、电位器电路、运放比较器电路和控制电路组成，系统框图如图2-1所示。首先温度传感器把温度信号转换为

5、电流信号，通过放大器变成电压信号，然后送入两个反向输入的运算放大器组成的比较器电路，让电位器来改变温度范围的取值，最后信号送入比较器电路，通过比较来判断控制电路是否需要工作。此方案是采用传统的模拟控制方法，选用模拟电路，用电位器设定给定值，反馈的温度值与给定的温度值比较后，决定是否加热。信号放大温度采集温度预设信号放大比较电路继电器图2-1方案一系统框图2.1.2方案二此方案主要由温度采集电路、A/D转换电路、单片机电路、继电器控制电路和键盘控制电路组成，系统框图如图2-2所示。首先温度传感器把温度信号转换

6、成电流信号，通过放大器变成电压信号，然后送入A/D转换器，转换后，信号送入单片机，同时数码管显示温度值。单片机的CPU对数据进行处理和比较分析后来判断继电器工作电路是否需要工作。此方案采用单片机控制，用键盘电路设定给定值，采样的温度值与给定的温度值通过单片机比较判断第31页后，决定是否加热。温度采集电路A/D转换电路单片机键盘控制电路继电器控制电路晶振电路显示电路复位晶振电路图2-2方案二系统框图2.2方案确定以上两种方案都能达到设计目的。采用模拟电路来设计，电路简单易懂。但是系统所得结果的精度不高并且调节

7、动作频繁，难实现温度的显示，系统精度受外界温度变化而变化。采用单片机来设计电路，编程就能实现温度控制，易于实现温度的显示，并能达到较高的控制精度，而且用单片机实现热水器水温控制灵敏度更高。但是单片机编程比较复杂。比较两个方案可知，采用单片机来实现本题目，不管是从结构上，还是从工作量上都占有很大的优势，所以最后决定使用80C52，PT100和A/D0808数模转换器构成的温度采集电路作为该控制系统的核心。综合上述方案的优缺点，选择方案二来实现热水器水温控制电路的设计。第31页第3章　单元电路的设计本设计主要包

8、括五个部分：电源电路设计；温度采集电路设计；功率控制电路设计；键盘控制及显示电路设计；报警电路设计及加热指示电路。3.1电源电路的设计电源电路主要由整电路、滤波电路、稳压电路组成，如图3-1所示。220V的交流电经9V的变压器变压后输出9V电压到桥式整流电路中，由于本设计采用的是桥式整流，因此根据公式U0=0.9Ui得到经桥式整流电路后的电压为8.1V。桥式整流电路的输出电压含有较大的脉动成分，因此必须加滤波电路