浴室水溫控制器設(shè)計

1、  電 子 科 技 大 學畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）論文題目： 浴室水溫控制器設(shè)計 教學中心： 電子科技大學網(wǎng)絡(luò)教育重慶學習中心 指導老師： 職 稱： 學生姓名： 學 號: 專 業(yè)： 通信工程 電子科技大學繼續(xù)教育學院制網(wǎng)絡(luò)教育學院2010年05月10日電 子 科 技 大 學畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書題目： 浴室水溫控制器設(shè)計 任務(wù)與要求： 本設(shè)計主要是為了對浴室水溫的控制，熱水控制器主要實現(xiàn)對水溫的控制，并滿足不同用戶的個性需求。以及進一步熟悉模擬和數(shù)字設(shè)計方法和規(guī)范，達到綜合應(yīng)用電子技術(shù)的目的，并培養(yǎng)了動手能力，學會閱讀相關(guān)科技文獻，查找器件手冊與相關(guān)參數(shù)，整理總結(jié)設(shè)計報告，學習PRO

2、TEL軟件的使用。 時間： 2010 年 3月10 日 至 2010年 5 月 13 日 共 12 周 辦學單位： 學生姓名： 學 號： 專業(yè)： 通信工程 指導單位或教研室： 指導教師： 職 稱： 電子科技大學繼續(xù)教育學院制網(wǎng)絡(luò)教育學院2010年3月1日畢業(yè)設(shè)計(論文)進度計劃表日 期期工 作 內(nèi) 容執(zhí) 行 情 況指導教師簽 字3月02日至20日選題3月21日至31日論文提綱寫作4月1日至10日初稿寫作4月11日至15日 二稿寫作4月16日至22日定稿并上交論文的電子文檔4月23日至5月做好論文答辯準備教師對進度計劃實施情況總評 簽名 年 月 日 本表作評定學生平時成績的依據(jù)之一電子科技大學畢

3、業(yè)設(shè)計(論文)中期檢查記錄表學生填寫畢業(yè)設(shè)計(論文)題目: 浴室水溫控制器的設(shè)計學生姓名: 學號：專業(yè)： 層次: 教學中心名稱: 指導教師姓名及職稱: 教師指導畢業(yè)設(shè)計(論文)時間及地點:檢查教師填寫畢業(yè)設(shè)計(論文)題目工作量飽滿一般不夠畢業(yè)設(shè)計(論文)題目難度大適中不夠畢業(yè)設(shè)計(論文)題目涉及知識點豐富比較豐富較少畢業(yè)設(shè)計(論文)題目價值很有價值一般價值不大學生是否按計劃進度獨立完成工作任務(wù)學生畢業(yè)設(shè)計(論文)工作進度填寫情況學生出勤情況及出勤的考核辦法學生與指導教師見面接受指導次數(shù)5次學生工作態(tài)度認真一般較差教師畢業(yè)設(shè)計(論文)指導日志是否齊全其他檢查內(nèi)容：存在問題及采取措施:檢查教師簽字

4、: 年 月 日教學中心意見:學院審核意見(加蓋公章)年 月 日摘要自70年代以來，由于工業(yè)過程控制的需要，特別是在電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及自動控制理論和設(shè)計方法發(fā)展的推動下，國外溫度控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，并在智能化自適應(yīng)參數(shù)自整定等方面取得成果。以日本、美國、德國、瑞典等國家技術(shù)領(lǐng)先，并且都產(chǎn)出了一批商品化的性能優(yōu)異的溫度制器及儀器儀表，在各行各業(yè)廣泛應(yīng)用.本設(shè)計主要是為了對浴室水溫的控制，熱水控制器主要實現(xiàn)對水溫的控制，并滿足不同用戶的個性需求。以及進一步熟悉模擬和數(shù)字設(shè)計方法和規(guī)范，達到綜合應(yīng)用電子技術(shù)的目的，并培養(yǎng)了動手能力，學會閱讀相關(guān)科技文獻，查找器件手冊與相關(guān)參數(shù)，整理總結(jié)設(shè)計報告，學

5、習PROTEL軟件的使用。本系統(tǒng)分為，水量的測量與顯示、用戶設(shè)定功能(如水溫設(shè)定，定時設(shè)定等)、對電加熱管的控制功能、一些基本功能鍵(如定時自動加水，恒溫控制，手動加水，手動加熱等)、安全措施(漏電檢測，安全失效保護，限溫保護等)。熱水控制器主要實現(xiàn)對水溫的控制，并滿足不同用戶的個性需求。本設(shè)計中的軟件部分是利用DS1820數(shù)字溫度傳感器、PIC16C16C57、74hc148、單片機芯片來編寫的。關(guān)鍵詞：PIC單片機  DS1820數(shù)字溫度傳感器  熱水控制器AbstractSince the 70s, due to the needs of industrial pro

6、cess control, especially in the rapid development of electronic technology, and automatic control theory and design development, driven by the rapid development of foreign temperature control system, and intelligent self-tuning and other adaptive parameters achieve results. Japan, the United States,

7、 Germany, Sweden and other countries, leading technology, and both output a number of excellent temperature performance of commercial systems and instrumentation devices, widely used in all walks of life. This design is mainly to control water temperature of the bath , the main controller to realize

8、 the hot water temperature control, and meet the individual needs of different users. And become more familiar with analog and digital design methods and specifications, to achieve the purpose of comprehensive application of electronic technology, and trained ability, learn to read the relevant scie

9、ntific literature, manuals and find the device parameters, organize, analyze, report, study PROTEL use of the software. The system is divided into, water measurement and display, the user setting functions (such as water temperature settings, time settings, etc.), on the control of electric heating

10、pipe, some of the basic function keys (such as automatic water timer, temperature control, manual water , manual heating, etc.), safety (leakage detection, security fail-safe, limit temperature protection, etc.). Hot water temperature control to realize control of the major, and meet the individual

11、needs of different users. Part of this design software is the use of DS1820 digital temperature sensor, PIC16C16C57, 74hc148, to write a single chip.KEY WORDS：PIC Microcontroller Digital Temperature Sensor Hot water controller目 錄第一章 緒 言1第一節(jié) 熱水器概況1第二節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計必然性1第三節(jié) 總體設(shè)計方案2第二章 水溫控制的設(shè)計原理3第一節(jié) 系統(tǒng)構(gòu)造及具體操作3第二

12、節(jié) 水溫測量4第三章 水溫控制的模塊及參數(shù)5第一節(jié) 數(shù)據(jù)采集模塊5第二節(jié) 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)5第三節(jié) 強大的模塊及故障自診功能6第四節(jié) 水溫控制的要求7第四章 水溫控制帶給社會的有益性8結(jié)束語9謝辭10參考文獻11電子科技大學論文(設(shè)計) 浴室水溫控制器設(shè)計第一章 緒 言第一節(jié) 熱水器概況近十年來燃氣快速熱水器在我國發(fā)展非?？欤绕洚斕烊粴饧磳⑵占暗男蝿菹?，燃氣熱水器及其相應(yīng)的加熱和冷卻設(shè)備必將進一步發(fā)展。在我過還沒有參加WTO以前就有很多歐洲形式的熱水器涌入我國市場?？上攵?，我國參加WTO以后，必將會發(fā)生激烈的市場競爭。只有認真總結(jié)這一階段我國熱水器技術(shù)發(fā)展的經(jīng)驗與教訓，吸收并消化國外先進技術(shù)，

13、根據(jù)我國發(fā)展的現(xiàn)況，設(shè)計與生產(chǎn)出符合國情的燃氣用具。本文回顧了燃氣熱水器在我國發(fā)展的沿革，可以看出不能盲目搬用國外技術(shù)，凡是不符合國情的技術(shù)均被淘汰。另外還根據(jù)有關(guān)資料提出今后的發(fā)展趨勢。第二節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計必然性第一代熱水器屬傳統(tǒng)熱水器：廢渣、廢氣、廢水三廢俱全，治理困難。并且占地面積大， 運行費用高，對環(huán)境污染嚴重，且不安全。又需專業(yè)人員值守和維護,管理費用高.；第二代燃氣熱水器燃氣熱水器相對于傳統(tǒng)熱水器來說，具有占地面積小，排放污染少等優(yōu)點，屬傳統(tǒng)熱水器的換代產(chǎn)品，但依舊存在嚴重的不安全因素；第三代電熱水器電熱水器屬第三代更新?lián)Q代產(chǎn)品，不存在傳統(tǒng)熱水器產(chǎn)生的排放物，對環(huán)境不造成污染。但是熱水

14、容量普遍偏小，加熱時間受電功率限制，也存在一定的危險性；第四代空氣能中央空氣能中央熱水器和太陽能熱水器被譽為“第四代”熱水器，空氣能中央熱水器其理論來源于逆卡諾循環(huán)原理。是當今世界最先進的能源利用產(chǎn)品之一。面對曰益加劇的能源危機，空氣能中央熱水器將成為熱水器市場的主流產(chǎn)品。而我們所設(shè)計的熱水控制器將引領(lǐng)我們的熱水器的前沿具有節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟、安全等優(yōu)點。熱水控制器主要實現(xiàn)對水溫的控制，并滿足不同用戶的個性需求。因此一個較完善的控制器應(yīng)具有以下功能：水溫的測量與顯示；水量的測量與顯示；用戶設(shè)定功能(如水溫設(shè)定，定時設(shè)定等)；對電加熱管的控制功能；一些基本功能鍵(如定時自動加水，恒溫控制，手動加水

15、，手動加熱等)。安全措施(漏電檢測，安全失效保護，限溫保護等)。系統(tǒng)軟件采用PIC16C5X精簡指令編寫。由于PIC16C57沒有中斷功能，因此本系統(tǒng)中鍵盤掃描、漏電檢測等子程序都通過查詢實現(xiàn)，并采用4MHz的時鐘頻率，對指令的運行時間進行了精確計算和設(shè)計，保證軟件的可靠性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)主程序框圖如圖3-7所示，本文討論鍵盤顯示與水溫測量兩個模塊。第三節(jié) 總體設(shè)計方案單片機采用功能強大的51單片機作為控制核心，用溫度傳感器檢測水溫，與設(shè)定值對比后，由單片機做出決策，驅(qū)動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)水溫。用流量傳感器檢測用水量，并將兩個參數(shù)在LED進行顯示。人機交換模塊用鍵盤和液晶顯示器構(gòu)成友善的人機交互界面?？?/p>

16、干擾模塊使用看門狗芯片X5045，其看門狗功能將對系統(tǒng)運行起到有效的監(jiān)視作用，內(nèi)含512 B串行EPR0M，具有掉電非易失特性，在本系統(tǒng)中作數(shù)據(jù)備份用。溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)過程中進場遇到的過程控制，許多生產(chǎn)過程是以溫度作為被控參數(shù)。溫度控制系統(tǒng)是典型的控制系統(tǒng)。本文是以51單片機為基礎(chǔ)設(shè)計的溫度控制系統(tǒng)，通過各種電路輔助完成硬件電路設(shè)計，并且把程序模塊化，方便固化到硬件電路中，有較高的可實現(xiàn)性。軟件電路總體設(shè)計 浴池水溫控制系統(tǒng)的軟件程序用匯編語言編寫，主要用來對傳感器采集到的數(shù)據(jù)送入單片機中的特定單元,然后一部分送去進行LED顯示，另一部分與設(shè)定值進行比較,通過PID算法得到控制量并經(jīng)由單片機

17、輸出去控制電動調(diào)節(jié)閥進行水溫調(diào)節(jié)。1、主程序構(gòu)造整個程序的結(jié)構(gòu)，進行初始化，分配好地址，合理調(diào)用子程序。2、子程序溫度傳感器和流量傳感器輸出為模擬信號，經(jīng)過ADC0809 A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后,再通過軟件換算為與其對應(yīng)的溫度和流量。 利用中斷子程序，單片機完成A/D數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)濾波、顯示當前溫度、與設(shè)定值進行比較和調(diào)用PID算法子程序并輸出控制信號等功能。 鍵盤中斷子程序優(yōu)先級最高，系統(tǒng)要實時響應(yīng)該中斷，以便進行相應(yīng)的功能控制。顯示子程序用來顯示被測溫度和流量。硬件總體設(shè)計主機電路、數(shù)據(jù)采集電路、鍵盤控制電路、控制執(zhí)行電路、顯示電路以及掉電保護電路。12第二章 水溫控制的設(shè)計原理第一節(jié)

18、 系統(tǒng)構(gòu)造及具體操作本系統(tǒng)中，有四個功能按鍵：定時加水、恒溫控制、手動加水和手動加熱；三個七段碼顯示與四個LED燈指示。 a. 按下定時加水按鈕時，定時LED變亮，并以當前時間為定時時標，每24小時自動加水至設(shè)定水量；若長按此鈕超過5秒，定時LED滅，并聽到“嘟”一聲進行水量設(shè)定，此后每按一下鈕，水量顯示加一檔，14檔循環(huán)顯示，不按此鈕超過5秒，再次聽到“嘟”一聲，水量設(shè)定完畢。系統(tǒng)的定時功能主要通過軟件完成。PIC16C5X內(nèi)帶一個8位定時器/計數(shù)器RTCC，在進行24小時定時加水時采用了該定時器，RTCC及其相關(guān)電路如圖3-8所示。 由圖3-8可知，RTCC工作狀態(tài)由O

19、PTION寄存器控制，其中OPTION寄存器的RTS位用來選擇RTCC的計數(shù)信號源，當RTS為“1”時，信號源為來自RTCC引腳的外部信號，RTS為“0”時，信號源為內(nèi)部時鐘。OPTION寄存器的PSA位控制預分頻器分配對象，當PSA為“1”，分配給RTCC，即外部或內(nèi)部信號經(jīng)過預分頻器分頻后再輸出給RTCC。預分頻器的分頻比率由OPTION內(nèi)的PS0PS2決定。OPTION的RTE位用于選擇外部計數(shù)脈沖的觸發(fā)沿，當RTE為"1"時下降沿觸發(fā)，“0“時為上升沿觸發(fā)。RTCC計數(shù)器采用遞增方式計數(shù)，當計數(shù)至FFH時，在下一個計數(shù)發(fā)生后，將自動復零，重新開始計數(shù)，以此循環(huán)下去。

20、在實際設(shè)計中，OPTION寄存器為“00100111“，即定時器的信號源來自RTCC引腳的外部信號，預分頻器的分頻比率為1：256，上升沿觸發(fā)。RTCC引腳信號的輸入頻率為1kHz，因此RTCC計數(shù)至FFH時需65536ms。通用寄存器F0EH、F0FH用作定時暫存。當設(shè)置定時加水功能時，初始化RTCC、OPTION、F0EH、F0FH,開始進行定時，每隔256ms查詢一次RTCC的值，RTCC每循環(huán)一次，F(xiàn)0EHF0FH增1，當增到1318時，24小時定時到，寄存器復位，自動加水。b. 按下恒溫控制鈕，恒溫LED變亮，表示進行恒溫控制，再按一下LED滅，取消恒溫控制。與水量設(shè)定類似，長按后，

21、進行溫度設(shè)定。   c. 按下手動加熱鈕時，加熱LED變亮，加熱至65，如水量少于1檔，則先加水到1檔，再按一次取消加熱。（這種回車符號是對的）d. 按下手動加水鈕時，加水至設(shè)定水量值，長按可設(shè)定水量。手動加水過程中，再次按下取消加水。正常情況下，兩個七段碼顯示當前水溫，另一個顯示當前水位。第二節(jié) 水溫測量溫度讀取是通過與DS1820通信完成。DS1820通信功能是分時完成的，它有嚴格的時隙概念。因此系統(tǒng)對DS1820的各種操作必須按協(xié)議進行。操作協(xié)議為：初始化DS1820(發(fā)復位脈沖 發(fā)ROM功能命令 發(fā)存儲器操作命令 處理數(shù)據(jù))。各操作時序圖如圖2-1和圖2-2所示。本

22、程序中需用到的操作命令如下：SKIPROM命令(CCH)：此命令執(zhí)行后，表示以后的存儲器操作命令將針對在線的所有DS1820，由于本系統(tǒng)中只有一片DS1820，因此發(fā)出此命令后，就可對其進行操作。CONVERT命令代碼44H：啟動在線DS1280進行溫度A/D轉(zhuǎn)換。READSCRATCHPAD命令代碼BEH：讀取溫度寄存器的溫度值。對DS1820操作的總體流程圖如圖1-1所示。圖1-1 基本溫度水溫測量電路測溫元件采用DALLAS的單線數(shù)字溫度傳感器DS1820。DS1820提供九位溫度讀數(shù)，測量范圍-55125，采用獨特1-WIRE 總線協(xié)議，只需一根口線即實現(xiàn)與MCU的雙向通訊，具有連接簡

23、單，高精度，高可靠性等特點。在工作時，通過總線向其提供電源，單片機發(fā)出指令。第三章 水溫控制的模塊及參數(shù)第一節(jié) 數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集模塊的主要功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和處理。其中它包括一個信號輸入部分和信號處理部分。信號輸入部分功能是提供系統(tǒng)所傳輸?shù)男盘栐?。信號的處理由微控制器來實現(xiàn)，而微控制器一般是采用單片機。所以，數(shù)據(jù)采集模塊應(yīng)該是一個信號發(fā)生與調(diào)理電路與單片機的接口電路。數(shù)據(jù)傳輸節(jié)點    數(shù)據(jù)傳輸節(jié)點主要完成前端所采集數(shù)據(jù)的傳輸功能。單片機通過程序控制將數(shù)據(jù)傳輸給CAN總線控制器。然后，CAN總線控制器再把數(shù)據(jù)進行一定的處理后發(fā)送給CAN總線收發(fā)器。為了保證數(shù)

24、據(jù)傳輸?shù)目煽啃院驼鎸嵭?，在CAN控制器和CAN收發(fā)器之間加入了高速的光電耦合器件來完成抗干擾的功能。在傳輸節(jié)點的基礎(chǔ)上加入LED的指示電路，就構(gòu)成了基本的上位指示模塊。第二節(jié) 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)本模型是一個溫度類型模擬量的控制系統(tǒng)。主要目的是提供一個通過AB公司模擬量處理模塊來實現(xiàn)連續(xù)系統(tǒng)控制的應(yīng)有實例。系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)為典型的反饋閉環(huán)，可分為三個部分：信號采集處理部分，可編程控制器部分和執(zhí)行機構(gòu)。溫度信號由鉑熱阻采集，變換為電阻信號后，直接送人熱電阻電阻信號輸入模塊（1746-NR4）。在此模塊中產(chǎn)生對應(yīng)的D/A數(shù)字值，其對熱電阻變送的溫度信號的分辨率約為1/8度，處理中直接使用NR4的轉(zhuǎn)換值，無需在

25、硬件級電路上作其他處理。處理器為SLC-5/04，通過DH網(wǎng)同上位機（PC）通信；使用RSview制作的人機界面中的數(shù)據(jù)上傳和下傳皆由此通道進行另外在Ethernet上，亦可將數(shù)據(jù)傳送至局域網(wǎng)中的任一工作站。執(zhí)行機構(gòu)由可控硅電壓調(diào)整器（提供可控硅觸發(fā)脈沖的控制下的輸出移相觸發(fā)方式）和一個雙向可控硅構(gòu)成。調(diào)整器接受來自模擬量I/O模塊（1746NIO4V）的電壓輸出信號，以通過雙向可控硅控制電源的開度（即一周期內(nèi)的導通比率），從而控制電源的輸出功率。    控制算法為分段式PID控制。在系統(tǒng)工作的大多數(shù)時間內(nèi)，僅為PID控制，其參數(shù)由10%電源開度下的溫度飛升曲線測

26、得。在溫度響應(yīng)曲線的由初態(tài)向設(shè)定點的上升段過程中，大致采用三段控制。首先置電源為滿開度，以最大的功輸出克服熱慣性；接下來轉(zhuǎn)入PID控制；接近設(shè)定點時置電源開度為0，提供一個保溫階段，以適應(yīng)溫度的滯后溫升。具體參數(shù)及處理可見源程序。出于實際考慮，程序在溫度升至距設(shè)定點6/8度時，恢復PID控制，以縮短上升時間，盡快達到設(shè)定點。系統(tǒng)工作情況可參見圖形記錄。由于單純的PID控制并不是大滯后系統(tǒng)的最佳控制策略，故采用了以上近似于經(jīng)驗控制的方法。對對象的依賴性較強，是目前算法的一大缺點。第三節(jié) 強大的模塊及故障自診功能· 供電:由通信控制器的I/O擴展接口為模塊供電、輸入端子由外部24VDC供

27、電；· I/O接線端子：可插拔端子，2×10針；· 工作環(huán)境：-25 +55、濕度90%；· 尺寸（W×H×D）,76mm×120mm×84mm；· 防護等級：IP20。表3-1 TNode-Mix具體介紹型號功能TNode-MixCAN端口1路CAN2.0A/B端口，最高1Mbps/路，可自定義速率，64字節(jié)接收緩沖，13字節(jié)發(fā)送緩沖，支持硬件過濾器。RS232串口三線制標準RS232，最高速度115200bps，可設(shè)置無校驗、奇、偶校驗、5,6,7,8數(shù)據(jù)位，1，2停止位。RS485串口最高11520

28、0bps，數(shù)據(jù)位:5、6、7、8,停止位:1、2,校驗位:無、奇、偶、標記。輸入阻抗24 k，每端口最多可連接64個下位機（受實際環(huán)境限制）。轉(zhuǎn)發(fā)模式通過修改設(shè)備配置參數(shù)，切換CAN-bus轉(zhuǎn)RS232或RS485CAN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模式1.      流傳輸模式，完全兼容傳統(tǒng)的RS232/RS485通訊模式2.      CAN數(shù)據(jù)包模式，數(shù)據(jù)報文形式的CAN-bus數(shù)據(jù)通訊接口，支持全部CAN-bus特性。管理提供一個用于本地管理的RS232管理口。電源DC8-36V供電，可定制為DC8-58V。

29、供電模式現(xiàn)場端子供電。防護CAN-bus端口：350W保護，符合IEC 6100042 (ESD) Level 4，IEC 6100044 (EFT) 40 A 5/50 ns，IEC 6100045 (Lighting) 8.0 A (8/20us)。串口：600W浪涌防護。運行環(huán)境溫度：-20-60，濕度：5% - 95% RH，無凝露。附帶軟件使用說明書等。功能上與TNode相同，可以將1路RS232、RS485或TTL轉(zhuǎn)換到CAN-bus。在CAN-bus流傳輸模式下，完全兼容傳統(tǒng)的RS232/RS485通訊模式，無須對原有設(shè)備做任何修改，就可以使系統(tǒng)立即具備先進的CAN-bus聯(lián)網(wǎng)能

30、力。在CAN-bus數(shù)據(jù)包模式下，通過CAN-MixNet編程接口支持CAN-bus2.0A/B全部功能。第四節(jié) 水溫控制的要求溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的過程控制，有些工藝過程對其溫度的控制效果直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，因而設(shè)計一種較為理想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價值的。本題目要求實現(xiàn)浴池的水溫自動控制和用水量自動檢測，要求水溫的給定溫度可以由操作面板上的鍵盤輸入，也可以由遠程計算機串行傳送輸入。具體要求：實現(xiàn)水溫和用水量的自動控制q水溫設(shè)定溫度通過鍵盤輸入或遠程串行通訊輸入q顯示溫度到小數(shù)點后1位；用水量到小數(shù)點后2位q水溫控制精度為±0.5q第四章 水溫控制帶給社會的有益性溫度

31、控制器在工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，數(shù)字式溫度控制器具有非常好的應(yīng)用前景。本設(shè)計論述了用高度集成的K型熱電偶信號處理芯片MAX6675設(shè)計數(shù)字式溫度控制器的優(yōu)越性，介紹了MAX6675的工作原理及特點，并給出了基于單片機89C51的數(shù)字式溫度控制器的硬件實現(xiàn)和軟件功能框圖設(shè)計。本設(shè)計以硬件設(shè)計為主，軟件設(shè)計為輔，主要包括數(shù)據(jù)采集（采樣）部分、系統(tǒng)人機接口部分、及主體控制部分。以上三部分為本設(shè)計的核心所在。本設(shè)計所選器件經(jīng)濟實用，設(shè)計思路簡明易懂,具有一定的理論和實際應(yīng)用價值。隨著工業(yè)自動化的不斷發(fā)展，數(shù)字式溫度控制器一定會具有更廣闊的應(yīng)用發(fā)展空間和應(yīng)用前景。目前工業(yè)自動化水平已成為衡量各行各

32、業(yè)現(xiàn)代化水平的一個重要標志。同時，控制理論的發(fā)展也經(jīng)歷了古典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個階段。智能 控制的典型實例是模糊全自動洗衣機等。自動控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。一個控制系統(tǒng)包括控制器、傳感器、變送器、執(zhí)行機構(gòu)、輸入輸出接 口?？刂破鞯妮敵鼋?jīng)過輸出接口、執(zhí)行機構(gòu)，加到被控系統(tǒng)上；控制系統(tǒng)的被控量，經(jīng)過傳感器，變送器，通過輸入接口送到控制器。不同的控制系統(tǒng)，其傳感器、 變送器、執(zhí)行機構(gòu)是不一樣的。比如壓力控制系統(tǒng)要采用壓力傳感器。電加熱控制系統(tǒng)的傳感器是溫度傳感器。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器 （儀表）已經(jīng)很多，產(chǎn)品已在工程實際中得到了廣泛的應(yīng)用，

33、有各種各樣的PID控制器產(chǎn)品，各大公司均開發(fā)了具有PID參數(shù)自整定功能的智能調(diào)節(jié)器 (intelligent regulator)，其中PID控制器參數(shù)的自動調(diào)整是通過智能化調(diào)整或自校正、自適應(yīng)算法來實現(xiàn)。有利用PID控制實現(xiàn)的壓力、溫度、流量、液位控制 器，能實現(xiàn)PID控制功能的可編程控制器(PLC)，還有可實現(xiàn)PID控制的PC系統(tǒng)等等。 可編程控制器(PLC) 是利用其閉環(huán)控制模塊來實現(xiàn)PID控制，而可編程控制器(PLC)可以直接與ControlNet相連，如Rockwell的PLC-5等。還有可以實現(xiàn) PID控制功能的控制器，如Rockwell 的Logix產(chǎn)品系列，它可以直接與Cont

34、rolNet相連，利用網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)其遠程控制功能。溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)過程中進場遇到的過程控制，許多生產(chǎn)過程是以溫度作為被控參數(shù)。溫度控制系統(tǒng)是典型的控制系統(tǒng)。本文是以51單片機為基礎(chǔ)設(shè)計的溫度控制系統(tǒng)，通過各種電路輔助完成硬件電路設(shè)計，并且把程序模塊化，方便固化到硬件電路中，有較高的可實現(xiàn)性。結(jié)束語近十年來燃氣快速熱水器在我國發(fā)展非常快，尤其當天然氣即將普及的形勢下，燃氣熱水器及其相應(yīng)的加熱和冷卻設(shè)備必將進一步發(fā)展。在我國還沒有參加WTO以前就有很多歐洲形式的熱水器涌入我國市場，在加入了WTO市場之后，我國通過全面的調(diào)查和系統(tǒng)研究，開發(fā)出了一種新型的溫水控制器。據(jù)電熱水器單片機控制器具有新穎、價廉、安全、實用，并且在國產(chǎn)電熱水器上獲得了成功應(yīng)用等優(yōu)點進行設(shè)計制造。本文所介紹的一些方法和原理也適用于冰箱、空調(diào)等家用電器的電腦控制設(shè)計中。主要是為了對浴室水溫的控制，熱水控制器主要實現(xiàn)對水溫的控制，并滿足不同用戶的個性需求。由于現(xiàn)在是市場經(jīng)濟，無論是什么市場產(chǎn)品還是科研開發(fā)，它既講究原材料的節(jié)約，而且功能要求全面以及質(zhì)量也要求精益求精。這樣不僅是國家節(jié)約能源，還能提高設(shè)計人員的技術(shù)水平，使產(chǎn)品全優(yōu)化。由于產(chǎn)品的優(yōu)化及功能全面，它可以使顧客方便滿意的用上全新的產(chǎn)品。就此而言我們所設(shè)計的熱水控制