(畢業(yè)論文)基于單片機(jī)的電烤箱溫度控制設(shè)計(jì)

1、本科畢業(yè)論文開題報(bào)告擬定論文題目：基于單片機(jī)的電烤箱溫度控制設(shè)計(jì)學(xué) 院：物理與電子工程學(xué)院專 業(yè)： 物理學(xué)班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：學(xué)生姓名：凱里學(xué)院教務(wù)處制2013年9月9 日填寫填表須知一、本表從凱里學(xué)院教務(wù)處下載專區(qū)下載，不得隨意改變表格結(jié)構(gòu)。二、開題人應(yīng)逐項(xiàng)認(rèn)真填寫，各部分如不夠填寫，可自行加頁。三、文字輸入部分，一律五號(hào)字、宋體、單倍行間距編排。四、本表以 A4 紙單面打印，于左側(cè)裝訂成冊(cè)。五、本表一式三份，學(xué)生自存一份，教學(xué)單位存檔一份，教務(wù)處存檔一份。凱里學(xué)院本科畢業(yè)論文開題報(bào)告表論文題目名稱基于單片機(jī)的電烤箱溫度控制設(shè)計(jì)論文題目來源學(xué)生自擬論文題目類型C指導(dǎo)教師學(xué)生姓名學(xué)號(hào)專業(yè)及班級(jí)10

2、一、選題背景及研究意義（選題背景應(yīng)對(duì)該選題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，研究意義應(yīng)從理論 和實(shí)踐兩個(gè)方面進(jìn)行闡述。要 說明：1.論文題目類型：A理論研究；B一應(yīng)用研究；C設(shè)計(jì)等；2.論文題目來源：指來源于科研項(xiàng)目、生產(chǎn) /社會(huì)實(shí)際、教師選題或其他（學(xué)生自擬）等；3.各項(xiàng)欄目空格不夠，可自行擴(kuò)大。求字?jǐn)?shù)在800字左右）（一） 選題背景國內(nèi)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)自整定等方面取得很大的成果。目前溫度控制大多數(shù)采用智能調(diào)節(jié)器，國內(nèi)生產(chǎn)調(diào)節(jié)器分辨率和精度都較低，溫度控制效果不是 很理想，但價(jià)格便宜；國外生產(chǎn)調(diào)節(jié)器分辨率和精度都比較高，但價(jià)格昂貴。美國、德國、瑞典、 日本等國家技術(shù)領(lǐng)

3、先，都各自生產(chǎn)了一批商品化的性能優(yōu)異的溫度控制器及儀器儀表，并在各個(gè) 行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用。其主要特點(diǎn)為：一是用于大慣性、大滯后等復(fù)雜溫度控制系統(tǒng)的控制； 二是能夠適應(yīng)于受控系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型難以建立的溫度控制系統(tǒng)的控制；三是能夠適應(yīng)于受控系統(tǒng)復(fù) 雜參數(shù)時(shí)變的溫度控制系統(tǒng)的控制；四是溫度控制系統(tǒng)普片采用自適應(yīng)控制、自校正控制、模糊 控制、人工智能等理論及計(jì)算機(jī)技術(shù)，運(yùn)用先進(jìn)的算法，適應(yīng)的范圍廣泛；五是溫度控制普遍具 有參數(shù)自整定功能。借助計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，溫控器具有對(duì)控制對(duì)象控制參數(shù)及特性進(jìn)行自動(dòng)調(diào)定 的功能。有的還以具有自學(xué)習(xí)功能，能夠根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)及控制對(duì)象的變化自動(dòng)調(diào)整相關(guān)控制參數(shù)， 以保證控制

4、效果的最優(yōu)化；六是具有控制精度高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。目前，國內(nèi)外溫度控制 系統(tǒng)及儀表正朝著高精度、智能化、小型化等方面迅速發(fā)展。近年來，溫度的檢測(cè)在理論上發(fā)展 比較成熟，但在實(shí)際測(cè)量和控制中，如何保證快速實(shí)時(shí)地對(duì)溫度進(jìn)行采樣，確保數(shù)據(jù)的正確傳輸， 并能所測(cè)溫度場(chǎng)進(jìn)行較精確的控制，仍然是目前要解決的問題。溫度控制技術(shù)包括溫度測(cè)量技術(shù) 和溫度控制技術(shù)兩個(gè)方面。在溫度的測(cè)量技術(shù)中，接觸式測(cè)溫發(fā)展較早，這種測(cè)溫方法優(yōu)點(diǎn)是： 簡(jiǎn)單、可靠、低廉、測(cè)量精度較高，一般能夠測(cè)得真實(shí)溫度；但是由于檢測(cè)元件熱慣性的影響， 響應(yīng)時(shí)間較長，對(duì)熱容量小的物體難以實(shí)現(xiàn)精確的測(cè)量，并且該方法不適應(yīng)對(duì)于腐蝕性介質(zhì)測(cè)溫，不能用

5、于超高溫測(cè)量，難以測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的溫度。而非接觸式測(cè)溫方法是通過對(duì)輻射能量的檢測(cè)來實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量的方法，其優(yōu)點(diǎn)是：不破壞被測(cè)溫場(chǎng)，可以測(cè)量熱容量小的物體，適用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的溫度，還可以測(cè)量區(qū)域的溫度分布，響應(yīng)速度較快；但也存在測(cè)量誤差較大，儀表指示值一般僅代表物體表觀溫度，測(cè)溫裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)。（二）研究意義1 .理論意義本設(shè)計(jì)利用AT89C51單片機(jī)為核心的溫度控制系統(tǒng)，主要由兩部分組成： 硬件部分和軟件部分。其中硬件部分包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)電路、傳感器電路、放大電路、轉(zhuǎn)換器電路、以及鍵盤和顯示電路。軟件部分包括：主程序、運(yùn)算控制程序、以及各功能實(shí)現(xiàn)模塊的程序。其中單片機(jī)電路用到 了單片機(jī)

6、基礎(chǔ)知識(shí)，涉及到我們學(xué)過的數(shù)字電子技術(shù)、高頻電子線路、電工學(xué)等的一些知識(shí)；傳 感器電路、轉(zhuǎn)換器電路涉及到了怎樣將一個(gè)非電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并將其怎樣轉(zhuǎn)化成單片機(jī)能接收的信號(hào)的相關(guān)知識(shí)；放大電路涉及到學(xué)過的模擬電子技術(shù)的相關(guān)知識(shí)；顯示電路主要涉及到數(shù)字電子技術(shù)的相關(guān)技術(shù)。軟件部分都是用C語言程序來實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的控制，主要是利用 C語言程序來控制硬件部分，從而達(dá)到控制的目的。本設(shè)計(jì)有的知識(shí)是我們已經(jīng)學(xué)過的，這部分應(yīng)該不是很難，通過本設(shè)計(jì)來鞏固所學(xué)知識(shí)，使理論走到實(shí)際中去；有的知識(shí)是我們沒有學(xué)過的，通過 本設(shè)計(jì)，培養(yǎng)我們自己查閱資料的能力、活學(xué)活用的能力。2 .實(shí)踐意義近年來，因?yàn)槿藗兪褂秒娍净鹣洳划?dāng)

7、發(fā)生火災(zāi)的事例經(jīng)常發(fā)生，為了減少使用電烤火箱時(shí)火災(zāi)的發(fā)生，利用單片機(jī)的控制功能來設(shè)計(jì)一種智能的烤火箱系統(tǒng)，保證使用安全又達(dá)到節(jié)能的作用。以AT89C51單片機(jī)為控制芯片，利用電阻傳感器采集溫度，利用按鈕調(diào)節(jié)溫度。這種溫度控制系統(tǒng)能過通過顯示屏直觀的來觀察電烤箱溫度，通過按鈕也很方便的來調(diào)節(jié)溫度的高低，精度也比較高；另外，單片機(jī)廉價(jià)，可以在保障安全的同時(shí)又節(jié)約成本；所以在工業(yè)上是很有生產(chǎn)價(jià)值的。二、主要研究?jī)?nèi)容、研究方法及擬解決的關(guān)鍵問題（一）研究?jī)?nèi)容系統(tǒng)的硬件部分包括單片機(jī)電路、A/D轉(zhuǎn)換器、放大器、傳感器、鍵盤及顯示電路五部分組成。其各部分連接關(guān)系如下圖所示?？刂破鲾M采用AT89C51單片機(jī)

8、作為控制器的主控芯片，使用熱電阻傳感器進(jìn)行溫度的采集。熱敏電阻傳感器采集的溫度信號(hào)經(jīng)過變送器和D/A轉(zhuǎn)換器送入單片機(jī)，單片機(jī)通過程序控制溫度的采集、顯示、設(shè)定溫度范圍、控制溫升降等功能，超出設(shè)定溫度范圍單片機(jī)就會(huì)聲音報(bào)警。人機(jī)對(duì)話部分主機(jī)溫度檢測(cè)部分溫度控制部分光耦“驅(qū)動(dòng)4r 4I0T 電爐（二）研究方法首先通過查找閱讀大量的參考資料，對(duì)單片機(jī)技術(shù)、溫度檢測(cè)技術(shù)等做詳細(xì)的了解，并形成溫 度控制器的總體設(shè)計(jì)方案。然后，在老師的幫助下，通過設(shè)計(jì)硬件電路和軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電 烤爐的控制功能。（三）擬解決的關(guān)鍵問題1 .對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的了解；2 .溫度檢測(cè)技術(shù)的了解;3 .控制程序的編寫；4 .如何實(shí)

9、現(xiàn)溫度控制等。三、完成畢業(yè)論文所必需具備的工作條件及解決的辦法要找到大量關(guān)于單片機(jī)基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)的資料，在學(xué)習(xí)單片機(jī)的同時(shí)要進(jìn)行相應(yīng)的操作，練習(xí)編 寫程序燒入單片機(jī)中，在學(xué)習(xí)的同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作；查詢一些關(guān)于溫度控制的資料，整理和總結(jié) 材料得出最佳的設(shè)計(jì)方案；同時(shí)在控制電路中涉及到了 一些關(guān)于模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)的 相關(guān)知識(shí)，這倆門課我們都曾經(jīng)學(xué)習(xí)過，設(shè)計(jì)起來應(yīng)該比較簡(jiǎn)單。本次設(shè)計(jì)最重要的問題是要按 照方案購買相應(yīng)的器材和進(jìn)行對(duì)家用電烤爐的實(shí)際控制，要得到預(yù)期的目的更離不開老師的指導(dǎo) 和學(xué)校的支持。四、工作的主要計(jì)劃、進(jìn)度與時(shí)間安排設(shè)計(jì)自2013年9開始，具體情況安排如下：2013年9月10日

10、一一11月1日：閱相關(guān)資料，進(jìn)行資料的收集與整理工作并完成系統(tǒng)整 體方案論證并完善設(shè)計(jì)方案。2013年11月1日一一12月20日：完成系統(tǒng)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)，完成整體電路的設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)硬件及軟件相結(jié)合控制的設(shè)計(jì)。2013年12月20日一一2014年1月20日：綜合原理圖，制作電路板進(jìn)行安裝、調(diào)試，檢 測(cè)電路是否有故障，并完善電路板進(jìn)行對(duì)家用電烤爐的控制。2014年1月20日一一2014年3月20日：撰寫并完善論文，準(zhǔn)備論文答辯。五、論文寫作提綱（要求至少到二級(jí)標(biāo)題）0前言1概述1.1 技術(shù)指標(biāo)1.2 控制方案2硬件部分設(shè)計(jì)2.1 單片機(jī)電路設(shè)計(jì)2.2 傳感器電路設(shè)計(jì)2.3 A/D 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)2.4

11、 放大器電路設(shè)計(jì)2.5 鍵盤及顯示電路設(shè)計(jì)3軟件部分設(shè)計(jì)3.1 工作流程3.2 功能模塊3.3 功能軟件設(shè)計(jì)4電路及調(diào)試4.1 整體控制電路4.2 實(shí)物安裝及調(diào)試5控制電路的測(cè)試6結(jié)論致謝參考文獻(xiàn)六、參考文獻(xiàn)目錄 （參考文獻(xiàn)量不少于 15部/篇，近五年的文獻(xiàn)量不少于8部/篇）【1】徐瑋.C51單片機(jī)高效入門M.機(jī)械工程出版社，2010.2【2】周潤景、徐宏偉、丁莉等.單片機(jī)電路設(shè)計(jì)、分析與制作M.機(jī)械工程出版社，2010.5【3】楊素行.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程M.高等教育出版社，2005.102006.8【4】張洪潤、博瑾新.放大器電路設(shè)計(jì)M.航空航天大學(xué)出版社,2006.8【5】張洪潤、博

12、瑾新.單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)200例M.航空航天大學(xué)出版社,【6】張剛毅.MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)M.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1990.6【7】王淑珍、王立萍.單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.科學(xué)出版社，2008.2【8】張洪潤、博瑾新.傳感器技術(shù)大全M.航空航天大學(xué)出版社，2006.8【9】趙娜，趙剛.基于51單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)J.計(jì)算機(jī)信息，2007 (6) : 146-148【10】劉攀、俞杰.基于單片機(jī)的溫度測(cè)控系統(tǒng)J.蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2005 (6) : 12【11】張曉芳.基于C51的單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.蘇州市職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009 (12):4【12】周云.基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J.電子科技，2013 (4)【13】胡汗才.單片機(jī)原理系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.清華大學(xué)出版社，2002【14】王梅紅.基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真J.四川兵工學(xué)報(bào)，2012 (2)【15】郭天祥.51單片機(jī)C語言教程M.電子工業(yè)出版社，2009.1【16】陳爾邵.傳感器實(shí)用裝置制作集錦M.人民郵電出版社，1999【17】求是科技.8051系列單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)完全手冊(cè)M.人民郵電出版社，2006.4【18】強(qiáng)錫富.傳感器M.機(jī)械工業(yè)出版社，2000.5【19】張連成.基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，