热器的开关。 设计方案与论证 总体设计方案与论证 根据题目的要求，我们提出了以下的两种方案 方案传统的模拟控制方法 此方案是采用传统的模拟控制方法方案框图如图，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，决定加热或者降温。特点是电路简 单，易于实现，但是系统所得结果的精度不高并且调节动作频繁，系统静差大，不稳定。 影响到电路的好坏。 方案采用可编程控制器与数码管及地址译码器组成，可编程显示器 件实现对按键的扫描消除抖动提供的显示信号，并对显示控制。用 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。 方案采用单片机与地址译码器组成控制和扫描系统，并用的 串口对主电路的单片机进行通信，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。 对比两种方案可知，方案虽然也能很好的实现电路的要求，但考虑到电路设计的成 本和电路整体的性能，我们采用方案。 控制电路部分 模块的选择 方案 此方案采用单片机实现，单片机软件编程自由度大，可用编程实现各种控制 算法和逻辑控制。但是需外接模数转换器来满足数据采样。如果系统增加语音播 放功能，还需外接语音芯片，对外围电路来说，比较复杂，且软件实现也较麻烦。另外， 单片机需要用仿真器来实现软硬件调试，较为繁琐。 方案二 本方案的模块采用芯片，其内部有单元的程序存储器，不需外部扩展 程序存储器。但由于系统用到较多的口，因此此芯片资源不够用。 方案三 采用单片机，其内部有单元的程序存储器。而且具有三个定时器，正好 满足系统多机通信时所用。 比较这种方案，综合考虑单片机的各部分资源，因此此次设计选用方案。设计电 路图如图所示 图单片机原理图 硬件电路设计与计算 本电路总体设计包括四部分主机控制部分前向通道温度采样和转换 电路后向通道温度控制电路键盘显示部分。 温度采样和转换电路 系统的信号采样和转换电路主要由温度传感器基准电压运算放大器 及转换电路四部分组成。设计电路图如图所示 图温度采样和转换电路原理图 的主要特性 流过器件的电流等于器件所处环境的热力学温度开尔文度数， 即流过的电流与热力学温度成正比 式中流过器件的电流，单位为微安 热力学温度，单位为开尔文。 检测的温度范围为。 的电源电压范围为。电源电压可在范围变化，电流变化， 相当于温度变化。可以承受正向电压和反向电压，因而器件反接也不会被 损坏。 输出电阻为欧姆。 精度高，有非常好的线性输出性能。 响应速度快。 转换与放大电路 基准电压提供标准电压，它与运算放大器和电阻组成信号转换与放 大电路，将的温度转换为的电压信号。 性能描述 转换电路中采用了通用的模拟数字转换芯片，它是种位数字输出的 逐次逼近式转换器件，转换时间约为，转换精度为。它的主要性能有 位逐次逼近型转换器，所有引脚的逻辑电平与兼容 带锁存功能的路模拟量转换开关，可对路模拟量进行分时转换 输出具有三态锁存缓冲功能 分辨率位，转换时间 不可调误差士，功耗 工作电压参考电压标准值 片内无时钟，般需外加以下且不低于的时钟信号。 电路原理及参数计算 仲恺农业技术学院 毕业设计 简易的水温控制系统 姓名姚金顺 院系信息学院 专业班级电子信息工程班 学号 指导教师王改田 职称讲师 论文答辩日期年月日 仲恺农业技术学院教务处制 学生承诺书 本人郑重承诺此论文是在王改田老师的指导下完成的，除了文中特别加以标注 和致谢的地方外，论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果。相关文献的引用已在 论文中作了明确的说明。 论文与资料若有不实之处，本人愿意承担责任，特此声明！该承诺书是学生对毕业 论文的真实性的承诺，如是否是在老师的指导下完成，是否抄袭别人的成果，是否 能对文章负责等等。上文内容仅供参考。 签名 摘要 该设计要完成的是简易水温控制器的设计。实现满足题目要求的温度测量控制系统 需要解决以下两个方面的问题是实现精度大于的温度测量电路及其数据处理的实 现，另个控制方法及其控制电路实于设定值。电炉 信号 放大 转换键盘 单 片 机 基 本 系 统 键盘显示 功率 通道温度控制电路键盘显示电路等四部分组成，其总体设计框图如上图所示。 传感 器 系统设计原理 图单片机控制系统原然而，单纯的算法无法适应不同的温度环境，在个特定场合运行性能非常良好 的温度控制器，到了新环境往往无法很好胜任，甚至使系统变得不稳定，需要重新改变 调节参数值以取得佳性能。 本文首先用算法来控制波的产生，进而控制电炉的加热来实现温度控制。 然后在模型参考自适应算法基础上，用单片机实现了自适应控制，弥补了传统控 制结构在特定场合下性能下降的不足，设计了套实用的温度测控系统，使它在不同时间 常数下均可以达到技术指标。，关闭加热器。通过继电器的反复开启和关闭，使容器内水温保 持在设定的温度范围内。 本控制器采用的是模数转换器，它能达到的温度精度为，因此位 数码管刚好可以满足显示的需要。数码管的第位显示温度值的十位数值，第位显示 个位数值，第位显示温度值的小数点后位。 整个控制系统的组成按功能可以分成以下几个部分该水温控制系统主要由经过驱动电路使加热器工作。当加热时间达到了程序运算得到的时间长度时，单 片机发出个控制信号此外还有效减少了输出继电器的开关次数，适用于环境参数 经常变化的小型水温控制系统。了传统控 制结构在特定场合下性能下降的不足，设计了套实用的温度测控系统，使它在不同时间 加热来实现温度控制。 然后在模型参考自适应算法基础上，用单片机实现了自适应控制，弥补 调节参数值以取得佳性能。然而，单纯的算法无法适应不同的温度环境，在个特定场合运行性能非常良好 的温度控制器，到了新环境往往无法很好胜任，甚至使系统变得不稳定，需要重新改变机为核心，采 用软件编程，实现用算法来控制波的产生，进机为核心，采 用软件编程，实现用算法来控制波的产生，进而控制电炉的加热来实现温度控 制。然而，单纯的算法无法适应不同的温度环境，在个特定场合运行性能非常良好 的温度控制器，到了新环境往往无法很好胜任，甚至使系统变得不稳定，需要重新改变 调节参数值以取得佳性能。 本文首先用算法来控制波的产生，进而控制电炉的加热来实现温度控制。 然后在模型参考自适应算法基础上，用单片机实现了自适应控制，弥补了传统控 制结构在特定场合下性能下降的不足，设计了套实用的温度测控系统，使它在不同时间 常数下均可以达到技术指标。此外还有效减少了输出继电器的开关次数，适用于环境参数 经常变化的小型水温控制系统。 系统设计原理 图单片机控制系统原理框图 该水温控制系统主要由单片机控制系统前向通道温度采样转换电路后向 通道温度控制电路键盘显示电路等四部分组成，其总体设计框图如上图所示。 传感 器 电炉 信号 放大 转换键盘 单 片 机 基 本 系 统 键盘显示 功率放 大 水温控制的基本思路 要实现水温的自动控制，首先，要准确的检测到水的温度其次，把检测到信号通 过模数转换，成为控制器件可识别的数字信号再次，由单片机来完成控制加热，让水 的温度不低于设定值。如果温度将高于设定值，则关闭加热器件，让水自行冷却，保持温 度在设定值。误差不高于。 水温控制原理 温度传感器把温度信号转换成电流信号，通过放大器变成电压信号，然后送入 变换器，输出码，送入单片机，运算控制器将数据保存，以便与下 次采样值进行比较，同时数码管实时显示温度值。温度测量值与温度设定值送入由 组成的控制主板后，由单片机的对数据进行处理和比较分析。若测量值高于 温度设定范围，根据系统程序控制，运算得到加热器开启时间，然后由单片机发出控制 信号，经过驱动电路使加热器工作。当加热时间达到了程序运算得到的时间长度时，单 片机发出个控制信号，关闭加热器。通过继电器的反复开启和关闭，使容器内水温保 持在设定的温度范围内。 本控制器采用的是模数转换器，它能达到的温度精度为，因此位 数码管刚好可以满足显示的需要。数码管的第位显示温度值的十位数值，第位显示 个位数值，第位显示温度值的小数点后位。 整个控制系统的组成按功能可以分成以下几个部分该水温控制系统主要由 单片机控制系统前向通道温度采样转换电路后向通道温度控制电路键盘显 示电路等四部分组成。本测控系统采用单片机作为微处理器，前向信号输入通 道，采用作为温度传感器，与放大器组成的放大调制电路起构成了精密 的测温电路后向通道，单片机输出个控制信号，再由场效应管组成的电路对其进行放 大，然后控制继电器的通断，进而控制加资产万元，年创产值万元，实现利税万元。多次荣获政府表彰。公司主建议指出“农业和农村经济结构建议指出乡镇技术推广机构为基础，有计划有重点地创办批农业科技示范场，使之成为农业新技术试验示范基地优良种苗繁