课程设计（论文）-基于pid控制的电热恒温水壶

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1、摘要在能源日益紧张的今天，电热水器，饮水机和电饭煲之类的家用电器在保温时，由于其简单的温控系统，利用温敏电阻来实现温控，因而会造成很大的能源浪费。但是利用AT89C51单片机为核心，配合温度传感器，信号处理电路，显示电路，输出控制电路，故障报警电路等组成的控制系统却能解决这个问题。单片机可将温度传感器检测到的水温模拟量转换成数字量，并显示于1602显示器上。该系统具有灵活性强，易于操作，可靠性高等优点，将会有更广阔的开发前景。AbstractThegrowingtensionintheenergytoday,electricwaterheaters,drinkingfountainsand

2、homeapplianceslikericecookersintheinsulation,duetoitssimpletemperaturecontrolsystem,theuseofthermo-sensitiveresistorstoachievetemperaturecontrol,whichmaycausegreatwasteofenergy.However,theuseofAT89C51single-chipmicrocomputerasthecore,withthetemperaturesensor,signalprocessingcircuit,displaycircuit,

3、theoutputcontrolcircuit,faultalarmcircuitryandothercomponentsofthecontrolsystemcansolvethisproblem.Single-chiptemperaturesensorcandetecttemperatureanalogtodigitalvolume,anddisplaymonitorsin1602.Thesystemhasflexibility,easyoperation,highreliability,therewillbeabroaderdevelopmentprospects.电热恒温系统概述能源

4、问题已经是当前最为热门的话题，离开能源的日子，世界将失去一切颜色，人们将寸步难行，我们知道虽然电能是可再生能源，但是在今天还是有很多的电能是依靠火力，核电等一系列不可再生的自然资源所产生，一旦这些自然资源耗尽，我们将面临电能资源的巨大的缺口，因而本设计从开源节流的角度出发，节省电能，保护环境。本设计任务和主要内容设计并制作一个电热恒温系统控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷或塑料器皿。水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。本设计主要内容如下：1.基本要求：用电热器加热水壶中的水，使用单片机检测壶内温度，使温度恒温于80度，持续10分

5、钟以上。2.发挥部分：（1）温度设定范围为：室温40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。（2）环境温度降低时温度控制的静态误差≤1℃。（3）用1602液晶显示水的实际温度。（4）采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。（5）温度控制的静态误差≤0.5℃。1系统方案1.1温度传感器的选取目前市场上温度传感器较多，主要有以下几种方案：方案一：选用铂电阻温度传感器。此类温度传感器线性度、稳定性等方面性能都很好,但其成本较高。方案二：采用热敏电阻。选用此类元器件有价格便宜的优点，但由于热敏电阻的非线性特性会影响系统的精度。方案三：采用DS1

6、8B20温度传感器。DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出远端引入。此器件具有体积小、质量轻、线形度好、性能稳定等优点其各方面特性都满足此系统的设计要求。比较以上三种方案，方案三具有明显的优点，因此选用方案三。1.2键盘显示部分控制与显示电路是反映电路性能、外观的最直观部分，所以此部分电路设计的好坏直接影响到电路的好坏。方案一：采用可编程控制器8279与数码管及地址译码器74LS138组成

7、，可编程/显示器件8279实现对按键的扫描、消除抖动、提供LED的显示信号，并对LED显示控制。用8279和键盘组成的人机控制平台，能够方便的进行控制单片机的输出。方案二：采用单片机AT89C52与4X4矩阵组成控制和扫描系统，并用89C52的P1口对键盘进行扫描，并用总线的方式在P0口接1602液晶来显示水温和设定值，这种方案既能很好的控制键盘及显示，又为主单片机大大的减少了程序的复杂性，而且具有体积小，价格便宜的特点