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1、CQWU/JL/JWB/ZY012-14毕业论文(设计)开题报告 论文（设计）题目 ： 水管三通管注塑模具设计系别： 机电工程学院 年级： 2012级 专业(班)： 机 械 工 程 及 自 动 化 学号： 2 学生姓名： 侯 浪 指导教师： 吴光永 2015年 9 月 18 日重庆文理学院本科毕业论文（设计）开题报告1.选题目的和意义：随着人们生活水平的不断提高,自动控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便是不可否定的，如数字温度计就是一个典型的例子，但现代人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活提供更好的更方便的设施就需要从嵌入式技术入手，一切朝着数字化和智能化控制方向发展
2、。温度在人类的工作、生活中，其扮演着非常重要的角色。它不仅是工业生产中重要性能指标参数，同时也与物理变化和化学反应过程相关，因此温度控制是工业生产自动化的重要任务。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制是不一致的，如在加热方式、燃料、控制方案等的不同。无论你生活在什么地方，从事什么工作，无不与温度在发生联系。自工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。如在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药、电子等等行业，其中至少有90%的工业部门都不得不考虑着温度的影响凡是引用的数据、图表、概念等，都用标注引文出处。下同XXXX5。因此此设计为了适应温度控制业市场的发展趋势和市场需求，丰富温度控制
3、业市场的供应品种，我们要结合先进电子原件的性质研发新型的产品。给需要温度控制的行业带来了全新的发展空间。本设计以51单片机为核心的控制器,通过编写、优化程序，使数据采集速度更快，稳定性更可靠。结合外围扩展电路将系统模块化以便于功能的扩展。同时使以VB（可视化的、面向对象和采用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言）为基础编写一个人机交互软件联通串口通过串口进行数据的传送和对下位机进行管理，结合无线收、发设备实现无线、远距离、低成本的数据传输, 通过温度传感器进行温度数据的采集，通过控制器控制液晶显示器进行汉字动态液晶显示，使得界面友好，显示清晰，能够实时显示环境的基本参数运行情况以及远程的时时监
4、控，最终实现一套完整的温度数据的传送、显示及管理系统。该系统在工业生产、农业、生活等方面都具有着广阔的应用前景。通过本产品的设计和制作，能够提高自身综合应用各种电子技术知识，掌握工业控制中一些小型电子系统的设计方法和制作过程；提高自身的科学性、系统性及全面性的设计素质；开拓自身的设计思路，增强理论知识与实践相结合的能力。纵观温度控制的发展过程，单片机是其发展中的一个重要分支，其产值和在各应用领域的利用率和重要性是不容忽视的。特别是在工业生产、农业、生活等方面都具有急待开发应用的市场，是值得认真组织力量进行开发的。因此研究单片机与PC机串口通信的温度控制有着很重要的现实意义。2.国内外研究现状综
5、述：随着科学技术的不断进步，人们已经进入了信息技术发展时代，物联网信息时代。物联网是指将不同的物体相连接到一个公共的管理端，如通过使用射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统（GPS）、无线传感器等信息传感设备，按照特定的约定的协议将其与计算机相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、监控和管理。本设计就是基于此项技术为基础的。目前,世界上很多行业增长缓慢，唯独微机产业以高速增长,使单片机产品发展到了一个全新阶段，应用领域更广泛，许多家用电器，各种电子产品均走向利用单片机控制的智能化发展道路。 国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。当时其先是采用模拟式的组合仪表，
6、采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。如采用ARM控制核心的控制器,运行速度更快，稳定性更可靠。控制器具备14路模拟量输入，12个开关量输入和 14个开关量输出，并且具有模块化功能扩展，方便用户升级、功能扩展。可连接多种传感器，从而实现多种信息的采集，复杂流程的实现。具有人机交互界面，全汉字动态液晶屏显示，轻触键组合操作，界面友好，显示清晰，实时显示环境的基本参数，可实现控制参数的录入，信息采集、运行情况的
7、监控，从而实现复杂的流程控制，更可脱离上位机（计算机监控软件）单独运行，该控制器可以实现多台联机控制，可以对满足大型温室中的设备分组控制比较复杂的情况，并且可以直接和计算机进行通讯。我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度的微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到
8、工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。在今后的温控系统的研究中需求智能化、集成化的控制系统，在性能指标上也要求更准确、稳定、可靠。温度监控系统应用领域非常的广泛如：冷冻库，粮仓，储罐，电信机房，电力机房，电缆线槽等测温和控制领域。轴瓦，缸体，纺机，空调等狭小空间工业设备测温和控制。汽车空调，冰箱，冷柜以及中低温干燥箱等。太阳能供热，制冷管道热量计量，中央空调分户热能计量等。3.选题研究内容： 本设计以VB（可视化的、面向对象和采用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言）为基础编写一个上位机软件联
9、通串口通过串口进行数据的传送和对下位机进行管理，结合无线收、发设备实现无线、远距离、低成本的数据传输, 通过温度传感器进行温度数据的采集，通过控制器控制液晶显示器进行显示，最终实现一套完整的温度数据的传送、显示及管理系统。最终实现一套完整的温度数据的传送、显示及管理系统。具体内容分块如下：（1） 利用单片机基本的外围设备进行基本的模块搭建，组建最小系统，即基本硬件设计。（2） 分析电路图确定整个系统大概的规模 。（3） 进行系统分析，通过系统分析，确定该系统该具有那些功能，有那些模块，各个模块之间是怎样联系的，以及怎样组合的。（4） 通过系统各功能分析自主设计VB上位机软件。(5) 确定所需要
10、的元器件，然后通过在DXP2004上作图对电路图进行连接，并制作PCB。 （6） 购买原件、焊接、调试电路板。(7) 集合程序调试，调试整个的系统模块的功能，看各个功能是否能正常运行，并找出程序中的错误，改正这些错误。(8) 最终能在上位机与下位机上实现系统要求设计实现的功能。4.本选题研究技术路线、研究方法和要解决的关键问题研究技术路线：1.硬件设计硬件方面的设计：AT89S52单片机为核心芯片的电路来实现，主要由AT89S52芯片组成的最小系统电路、液晶显示电路、无线收发模块电路、时钟电路、温度传感器电路、按键电路、蜂鸣器电路、电源电路八部分组成。其中：单片机控制电路：单片机由AT89S5
11、2构成最小应用系统，即有12MHz晶振组成的外部振荡电路、按键复位电路；液晶显示电路：采用LCD12864液晶显示器，单片机的占用P0、P2口共11根管脚用于实现温度的显示；无线收发模块电路：本设计采用NRF24L01无线收发模块实现远距离低成本的数据收发;时钟电路：采用DS1302时钟芯片实现年月日的计时；温度传感器电路：采用DS18B20温度传感器实现对温度的准确计算（使用两路其中一路使用不透水的集成封装的DS18B20温度传感器可用于水下的测量）；按键电路：采用单个I/O口控制按键，用于手动设定温度的上下限；蜂鸣器电路：采用三极管驱动蜂鸣器发出警报；电源电路：采用市面上很容易买到的912
12、V的交直流变压器通过三端稳压芯片7805得到5V电压为单片机供电，这种电源设计在多数单片机实际应用中也是常用的8Error! Reference source not found.Error! Reference source not found.。在程序设计方面：应用的AT89S52单片机及Keil C51集成开发环境，软件部分均采用C语言设计，具有高效、快捷的特点。程序可以实现与计算机中的上位机软件进行通信，可通过对时钟芯片和温度传感器芯片编程，通过液晶显示器显示相应的数据，可通过对程序的改变来改变显示的方式，显示屏可固定、平移地显示汉字。2.软件设计VB上位机软件设计：编写一个上位机软件
13、连通串口通过串口进行数据的传送和对下位机进行管理；本设计方案通过论证，同时也能够满足本次毕业设计的任务要求。其详细系统设计方案框图如下图所示：Nrf24l01无线收发电路AT89C52处理器电源电路外围电路PC机（RS232串口）上位机软件Nrf24l01无线收发电路报警器LCD显示AT89C52处理器按键操作被控对象温度传感器18B20电源外围电路研究方法：本设计中将用到各种研究方法，在论文的撰写上将应用到文献法，程序的编译上会用到软件编程与仿真法，在硬件电路设计上将用到实验法来实现硬件的调试。关键问题：（1） 各种元器件以及芯片的选择； （2） 硬件电路的设计；（3） VB上位机软件设计；
14、（4） 用C语言对芯片编程设计；（5） 结合电路对程序进行调试；（6） 找出程序中的错误，改正这些错误 ；5.研究与写作计划：(1) 确定选题、收集文献资料： 2011.06.152011.07.15 (2) 撰写开题报告与拟开题时间： 2011.07.162011.09.10 (3) 调查研究、实验 2011.09.112012.03.01 (4) 形成论文（设计）初稿 2012.03.15 (5) 论文（设计）修改、定稿、打印： 2012.03.162012.03.31 (6) 提交论文（设计）、做好答辩准备： 2012.04.012012.04.10 (7) 参加答辩： 2012.04.
15、112012.04.15 6.参考文献：1 张毅刚. 单片机原理及应用M.高等教育出版社, 20032 刘福太. 电子电路461例M.科学出版社, 19993 童诗白. 模拟电子技术基础M.高等教育出版社, 20024 谭浩强. C程序设计M.清华大学出版社,19985 李华. MCS-51系列单片机实用接口技术M.北京航空航天大学出版社,20006 赵亮. 单片机C语言编程与实例M.人民邮电出版社, 19977 中国芯片手册网. 8 求是科技. 单片机典型模块设计实例导航M.人民邮电出版社, 20039 周振春. 单片机实训M.高等教育出版社,1998 10 宋浩,田丰. 单片机原理及应用M
16、.清华大学出版社,200511 张超琦,钟明哲. 单片机原理与实例M.上海交通大学出版社,200712 郭天祥.新概念51单片机C语言教程.北京：电子工业出版社,2009. P342-P35413 李建忠.单片机原理与应用.西安：西安电子科技大学出版社,2009. P16-P5014 阎实. 数字电子技术基础.北京：高等教育出版社,1983. P178-P18215 陈杰,黄鸿.传感器监测与技术.北京：高等教育出版社,2002. P15-P5016 张红润,张亚凡,邓洪.传感器原理与应用.北京:清华大学出版社,2008. P35-P3817 童师白,华成英.模拟电子技术基础.北京:高等教育出版社,1980.18 朱清慧,张凤蕊.proteus教程.北京:清华大学出版社,2008.19 周江伟, 段奇法. 用VB6 . 0 实现PC 机与单片机的串行通信. 武汉理工大学学报,2001, 25 (4) : 20 范逸之. V isual Basic 与RS232 串行通信控制. 北京:中国青年出版社, 2000 . 58 9721 王亭, 李瑞涛, 宋召清. 在W indow s 下PC 机和单片机的串行通信. 微型机与应用, 2000 (1) 7.指导教师意见： 签名：2011年9月5日8.开题审查小组意见： 教研室主任或组长签名： 2011年9月5日说明：本表另行装订成册。