知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及具体应用对象特点的软件结合，以作完善。本文从硬件和软件两方面来讲述水温自动控制过程，在控制过程中主要应用显示器比较器，而主要是通过数字温度传感器采集环境温度，以单片机为核心控制部件，并通过四位数码管显示实时温度的种数字温度计。软件方面采用汇编语言来进行程序设计，使指令的执行速度快，节省存储空间。为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了，使硬件在软件的控制下协调运作。而系统的过程则是首先，通过设置按键，设定恒温运行时的温度值，并且用数码管显示这个温度值然后，在运行过程中将采样的温度模拟量送入转换器中进行模拟数字转换，再将转换后的数字量用数码管进行显示，最后用单片机来控制加热器，进行加热或停止加热，直到能在规定的温度下恒温加热。关键词单片机系统传感器数据采集模数转换器温度英文摘要摘要第章绪论设计的背景及其意义设计研究的内容及要求设计的实现方案第章设计理论基础单片机的发展概况系列单片机介绍系列基本组成及特性系列引脚功能系列单片机的功能单元模数转换器运算放大器移位寄存器数码显示管数字温度计第章电路设计单片机控制单元温度采样部分模数转换部分模数转换技术积分型模数转换器显示部分调节执行单元第章软件设计主程序流程图中断子程序流程图按键流程图显示流程图第章系统调试及结论分析硬件调试硬件电路故障及解决方法硬件调试方法软件调试软件电路故障及解决方法软件调试方法结论分析参考文献致谢系统总程序清单系统的原理图第章绪论第章绪论设计的背景及其意义二十世纪是科技高速发展的信息时代，电子技术微型单片机技术的应用更是空前广泛，伴随着科学技术和生产的不断发展，需要对各种参数进行温度测量。因此温度词在生产生活之中出现的频率日益增多，与之相对应的，温度控制和测量也成为了生活生产中频繁使用的词语，同时它们在各行各业中也发挥着重要的作用。如在日趋发达的工业之中，利用测量与控制温度来保证生产的正常运行。在农业中，用于保证蔬菜大棚的恒温保产等。温度是表征物体冷热程度的物理量，温度测量则是工农业生产过程中个很重要而普遍的参数。温度的测量及控制对保证产品质量提高生产效率节约能源生产安全促进国民经济的发展起到非常重要的作用。由于温度测量的普遍性，温度传感器的数量在各种传感器中居首位。而且随着科学技术和生产的不断发展，温度传感器的种类还是在不断增加丰富来满足生产生活中的需要。在单片机温度测量系统中的关键是测量温度控制温度和保持温度，温度测量是工业对象中主要的被控参数之。因此，单片机温度测量则是对温度进行有效的测量，并且能够在工业生产中得到了广泛的应用，尤其在电力工程化工生产机械制造冶金工业等重要工业领域中，担负着重要的测量任务。在日常生活中，也可广泛实用于地热空调器电加热器等各种家庭室温测量及工业设备温度测量场合。但温度是个模拟量，如果采用适当的技术和元件，将模拟的温度量转化为数字量虽不困难，但电路较复杂，成本较高。设计研究的内容及要求我本次的毕业设计的题目是单片机水温控制系统设计。它是多种技术知第章绪论识的结合，不仅涉及到软件的设计，而且还将应用电子技术与单片机的应用技术有机结合，使其具有精度高测量误差小稳定性好等特点。电路板的设计技术和机械加工工艺的巧妙结合，使其具备了显示直观体积做工精细等特点，能为它在其它领域的广泛应用打下良好的基础。因为经过我们调查发现许多应用场合原来就有测温控温仪器，只是随着对生产质量与生产需要的要求在不断地提高，以往的那些测温控温的仪器根本不能满足现在的要求。其中，有部分应用场合对精度提高的幅度要求也不是特别高。因此，为了提高性价比，我所设计的系统提出在原有系统的基础上进行些简单的改良，以此为出发点，主要阐述的是水温自动控制系统的种实现方法。设计的主要研究的内容本文所要研究的课题是基于单片机控制的水温控制系统的设计，主要是介绍了对水箱温度的显示控制及报警，实现了温度的实时显示及控制。水箱水温控制部分，提出了用单片机及的硬件电路完成对水温的实时检测及显示，利用与单片机连接由软件与硬件电路配合来实现对加热电阻丝的实时控制及超出设定的上下限温度的报警系统。而炉内温度控制部分，采用套闭环负反馈控制系统，由检测炉内温度，用中值滤波的方法取个值存入程序存取器内部个单元作为最后检测信号，并在中显示。控制器是用单片机，用算法对检测信号和设定值的差值进行调节后输出控制信号给执行机构，去调节电阻炉的加热功率，从而控制炉内温度。它具有微型化低功耗高性能抗干扰能力强易配微处理器等优点，特别适合于构成多点的温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号供微机处理，而且每片都有唯的产品号，可以并存入其中，以便在构成大型温度测控系统时在单线上挂接任意多个芯片。从读出或写入信息仅需要根口线，其读写及其温度变换功率来源于数据总线，该总线本身也可以向所挂接的供电，而且不需要额外电源。同时能提供九位温度读数，它无需任何外围硬件即可方便地构成温度检测系统。而且利用本次的设计主要实现温度测试，温度显示，温度门限设定，超过设定的门限值时自动启动加热装置等功能。而且还要以单片机为主机，使温度传感器通过第章绪论根口线与单片机相连接，再加上温度控制部分和人机对话部分来共同实现温度的监测与控制。用单片机实现其具体控制功能如下能够连续测量水的温度值，用十进制数码管来显示水的实际温度。能够设定水的温度值，设定范围是。能够实现水温的自动控制，如果设定水温为，则能使水温保持恒定在的温度下运行。用单片机控制，通过按键来控制水温的设定值，数值采用数码管显示。设计的实现方案温度控制系统是比较常见和典型的过程控制系统。温度是工业生产过程中重要的被控参数之，当今计算机控制技术在这方面的应用，已使温度控制系统达到自动化智能化，比过去单纯采用电子线路进行调节的控制效果要好得多，可控性方面也有了很大的提高。温度是个非线性的对象，具有大惯性的特点，在低温段惯性较大，在高温段惯性较小。对于这种温控对象，般认为其具有以下的传递函数形式方案见图图方案的图此方案是传统的位式模拟控制方案，选用模拟电路，用电位器设定值，反馈的温度值和设定值比较后，决定加热或不加热。其特点是电路简单，易第章绪论于实现，但是系统所得结果的精度不高并且调节动作频繁，系统静态差大不稳定。系统受环境影响大，不能实现复杂的控制算法，不能用数码管显示，不能用键盘设定。方案二见图图方案二的图此方案是传统的二位式模拟控制方案，其基本思想与方案相同，但由于采用上下限比较电路，所以控制精度有所提高。这种方法还是模拟控制方式，因此也不能实现复杂的控制算法使控制精度做得较高，而且不能用数码管显示，对键盘进行设定。方案三见图图方案三的图此方案采用单片机系统来实现。单片机软件编程灵活自由度大，可用软件编程实现各种控制算法和逻辑控制。单片机系统可以用数码管来显示水温的实际值，能用键盘输入设定值。本方案选用了芯片，不需要外扩展存储器，可使系统整体结构更为简单。结论前两种方案是传统的模拟控制方式，而模拟控制系统难以实现复杂的控制规律，控制方案的修改也较为繁琐。而方案三是采用以单片机为控制核心的控制系统，尤其对温度控制，可达到模拟控制所达不到的效果，并且实现显示和键盘设定功能，大大提高了系统的智能化。也使得系统所测得第章绪论结果的精度大大提高。所以，经过对三种方案的比较，本次毕业设计采用了方案三。第章设计理论基础第章设计理论基础本设计系统的基本组成单元包括主机温度采样单元单片机控制单元调节执行单元四部分，本章将逐进行介绍。单片机的发展概况年微型计算机研制成功之后，随之即出现了单片机即单片微型计算机美国公司年生产的位单片机和年生产的雏形位单片机，这也算是单片机的第次公众亮相。年公司首先推出能称为单片机的系列单片微型计算机。它以体积小功能全价格低等特点，赢得了广泛的应用，同时些与单片机有关公司都争相推出各自的单片机。年下半年公司推出系列单片机，公司相继推出单片机系列。年公司在系列基础上又推出高性能的系列单片机。这类单片机均带有串行口，定时器计数器为位，片内存储容量，都相应增大，并有优先级中断处理功能，单片机的功能寻址范围都比早期的扩大了，它们是当时单片机应用的主流产品。年公司和公司先后又推出了性能更高的位单片机和系列，公司和公司也分别在原有位单片机的基础上推出了位单片机和系列。年公司又宣布了性能比高两倍的型，年推出带的单片机。由于位单片机推出的时间较迟价格昂贵开发设备有限等多种原因，至今还未得到广泛应用。而位单片机已能满足大部分应用的需要，因此，在推出位单片机的同时，高性能的新型位单片机也不断问世。纵观这短短的年，经历了次更新换代，单片机正朝着集成化多功能多选择高速度低功耗扩大存储容量和加强功能及结构兼容的第章设计理论基础方向发展。新代的系列单片机除了上述的结构特性外，其最主要的技特点是向外部接口电路扩展，以实现微控制器完善的控制功能为己任。这系列单片机为外部提供了相当完善的总线结构，为系统的扩展和配置打下了良好的基础。由于系列单片机所具有的系列优越的特点，获得广泛使用指日可待。下面我们就来重点介绍下本毕业论文讨论的系统所用的系列单片机。系列单片机介绍系列基本组成及特性是种带字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能位微处理器，俗称单片机。而在众多的系列单片机中，要算公司的更实用，也是种高效微控制器，因为它不但和指令管脚完全兼容，而且其片内的程序存储器是工艺的，这种工艺的存储器，用户可以用电的方式达到瞬间擦除改写。而这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。基本功能描述如下是种低损耗高性能八位微处理器，