《基于STC89C52单片机的蒸汽加热式水温控制系统设计与实现》12000字.docx

基于STC89C52单片机的蒸汽加热式水温控制系统设计与实现

TOC\o1-2\h\z\u摘要 1

第一章绪论 1

1.1课题研究背景 1

1.2课题研究的目的及意义 2

1.3国内外研究现状 3

1.4课题的研究内容 4

第2章系统的整体方案设计 4

2.1系统的设计总体方案 4

2.2单片机控制方式 5

2.3传感器的选择 6

2.4本章小结 7

第3章系统的硬件构成 8

3.1系统的主控模块介绍 8

3.2电源电路模块设计 9

3.3温度检测模块设计 10

3.4继电器控制模块设计 11

3.5报警模块设计 11

3.6复位电路模块设计 12

3.7晶振模块设计 13

3.8键盘设定模块设计 13

3.9液晶显示模块设计 14

3.10本章小结： 14

第四章系统的软件设计 15

4.1主函数 15

4.2按键设定函数 16

4.3温度采集函数 16

4.4静态显示函数 18

4.5PID运算子函数 18

4.6PWM产生函数 20

4.7本章小结： 21

第5章系统的性能分析 22

5.1测试方案： 22

5.2仿真分析： 22

5.3测试结果： 23

5.4本章小结： 24

第6章总结与展望 24

6.1总结： 24

6.2展望： 25

参考文献： 26

附录一：仿真图及实物图 28

附录二软件程序 29

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摘要

随着社会的进步，我们的生活中充满着各种各样的智能设备，智能设备给人们的生活的各个方面带来了极大的便利，为生活在如今快节奏生活中的人们带来了不一样的体验感。本毕业设计主要实现的为蒸汽加热式恒水温控制，设计主要采用STC89C52单片机为总体设计的主控单元，并结合PID控制算法，进而实现蒸汽加热式恒水温的控制。本毕业设计采用DS18B20温度传感器实时采集水温，无需复杂的信号调理电路和A／D转换电路，它可以直接用单片机完成数据的采集和处理。另外也可采用PID控制算法利用Proteus软件对蒸汽加热式仿真模型进行温度控制，实现恒温控制仿真系统。本毕业设计的硬件设计包括显示模块、按键模块、温度采集模块和温度加热模块等模块。软件设计部分采用分层模块化设计，主要包括：键盘扫描、按键处理程序、液晶显示程序、继电器控制程序、温度信号处理程序。本毕业设计以STC89C52单片机为控制单元，采用PID控制算法能提高对于蒸汽加热式水温控制的控制精度，采用此算法实现恒水温自动控制系统，具有控制参数精度高、响应速度快、稳定性好等特点。

关键词:?蒸汽加热；PID算法；单片机；恒水温控制

第1章绪论

随着科学技术的飞速发展，如今人们对于生活中的智能化产品的体验感需求越来越高，希望借助现代科技手段有效地提高生活质量REF_Re\w\h[1]。水是人们生活中不可缺少的一部分。在日常生活中的各个方面我们都对恒水温有很大的需求，比如喝水，我们一般都希望有一个恒温的水，能够及时解决自己的口渴问题，另外，像热水器，在快节奏的生活中，人们在晚上下班后都希望能够有一个合适的水温去洗澡，恒水温控制已经融入到了生活的方方面面REF_Re\w\h[2]。对于恒水温控制系统，它在我国各个行业得到了广泛的应用。虽然在工业上得到了广泛的应用，但在蒸汽加热式恒水温控制方面的精度及准确度和智能化方面与其它比较发达的国家还存在着一定的差距REF_Re\w\h[3]。目前，我国在实现蒸汽加热式恒水温控制系统方面，大部分产品都是基于液位控制和比较一般的水温控制。这种控制可以满足一些比较简单的水温控制，但对于复杂的、高精度的、高智能的水温控制系统来说，仍然不能满足要求REF_Re\w\h[4]。

目前水温控制已经进入了一个新的阶段，智能水温控制系统向小型化、智能化方向发展是必然趋势。为了满足我国市场对高质量、智能化水温控制系统的需求，本文以STC89C52单片机为控制核心，DS18B20温度传感器为温度采集器，通过固态继电器实现对水进行加热产生蒸汽，产生的蒸汽可对水杯中的水进行加热，以此达到恒水温控制，从而实现单片机的智能控制，通过温度传感器对继电器进行智能自动控制，实现对水温的控制，从而保证设定水温在稳定的范围内，满足人