基于PID的恒温控制 ---毕业论文.doc

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1、扬州市职业大学电气与汽车工程学院毕业设计说明书(论文)作者:学号：教研室:电气教研室专业:电气自动化技术题目:基于PID的恒温控制指导者：评阅者：2016年5月扬州市职业大学电气与汽车工程学院毕业设计（论文）评语学生姓名：班级、学号：题目：基于PID的恒温控制综合成绩：指导者评语：指导者(签字)：2016年月日毕业设计（论文）评语评阅者评语：评阅者(签字)：年月日答辩委员会（小组）评语：答辩委员会负责人(签字)：2016年月日毕业设计说明书（论文）中文摘要摘要温度参数是在工业生产中最基础也是最关键的参数之一，也是人们生活中离不开的参数，随着现在科技的发展，各个工厂越来越重视

2、及时的温度测量及反馈，这样便可以以及时的做出反应和警报，减少损失等。所以，研究温度测量以及控制变得尤为重要。本次课题是将AT89C52作为主控件，运用的是PID控制的基本原理和PID控制的设计方案。采用的温度传感器是现在市面上使用率很高的DS18B20。DS18B20测温，并将所测的数据发送给单片机，由单片机来处理。这边不但是能测量温度，还由单片机所处理的数据来控制温度，本次设计的硬件采用主控元件，测温电路，控温电路，显示电路等等组成。而软件部分则采用的是显示程序、信号处理程序、警戒警报程序，按键程序等等程序组成。关键词：温度检测，温度控制，PID算法专科毕业设计说明书（论

3、文）第I页共II页目录摘要IV1绪论11.1课题的来源11.2课题的意义11.2.1温控的发展与现状11.3课题的主要研究内容22硬件设计32.1控制模块设计32.1.1单片机的选择32.1.2引脚的功能52.1.3单片机电路设计62.1.4电源设计72.2温度采集模块设计82.2.1关于DS18B20的简介82.2.2DS18B20的结构组成82.2.3DS18B20的供电方式112.2.4DS18B20引脚功能介绍112.3控制模块设计122.4显示按键模块设计142.4.1LCD1602的各项参数152.4.2LCD1602的特点162.4.3按键电路设计162.5报

4、警模块的设计173软件设计183.1主程序的设计183.2DS18B20读温程序设计193.3键盘扫描程序设计203.4报警程序设计203.5PID控制的发展213.5.1PID控制算法214系统仿真26总结30致谢31参考文献32附录33专科毕业设计说明书（论文）第40页共39页1绪论1.1课题的来源人们生活中的方方面面都是离不开温度的，而温度的测控也是和人们的生活紧密相连的。市面上现在常用到的基本都是热电偶以及热电阻。这样的感温原件由于其的工作方式导致其不是很灵活且准确度不是很高。而本次用到的DS18B20，在与单片机相结合以后，不但能灵活方便的对温度进行检测控制，而且

5、也大大了提升了精确度。单片机以它小巧的“身材”，简单方便的控制已经被越来越多的产品运用，越来越多的产品也已经离不开了单片机。1.2课题的意义在现如今，模拟式的温度传感器已经不再流行，它们已经逐渐向数字式等形式方向发展。在以前，温度传感的运用不是太多，而且电路也比较简单。所以一般的使用热敏电阻等元器件来感温也不是太鸡肋，不过随着现在的发展，电路越来越复杂，所要求的精度也越来越高，一般感温元器件的运作方式不但感温不精准，而且也会使得电路设计变得复杂，所以这时候需要一个能替代它们来出色完成任务的传感器。DS18B20是现在运用的最多的一款测温元件，用它来作为检测元件，他可以通过单

6、片机加LCD直接将它所测到的温度读显出来，这样大大的减少了很多步骤，而且它的测温范围广泛，一般是在负五十度到一百三十度之间，且精度很高，分辨率最大可以达到0.0595度。已经能满足绝大多数非特殊工作环境的需求。1.2.1温控的发展与现状经过这些年的发展，温测方面的技术得到了快速的发展，尤其是理论部分，已经趋向于成熟，但在实际测量方面还是有着各种问题需要去解决去改进，如如何能在短时间内甚至实时的将所测的温度采样反馈，以及如何保证传输的正确。温测温控技术一般是由两方面组成。测量与控制。专科毕业设计说明书（论文）第40页共39页在测量反面，发展最早的是接触式的测量方式，它有着简单

7、的结构，可靠的测量以及其成本低受到很多设计者的喜爱。它能够较为准确的将测量的真实温度反馈。不过，由于其自身的物理原因，它不能快速的测量短时间内的温度变化，且不适合具有强腐蚀的工作环境下使用以及温度超高的环境下使用。对于运动中的物体也难以进行温度的测量。此外还有一种测温方式。它采用非接触式的测温方式，它通过测量物体的能量反馈来进行测量，这样的测量方式极大的解决了接触式遇到的问题，且测温响应快。不过相对而言，非接触式的缺点便是无法达到接触式的测量精准。而且其结构复杂，成本高等。所以，在实际运用时，需先考虑设计的需求再去