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1、精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -河南科技高校毕业设计（论文）开题报告（同学填表）学院：信息工程学院2021 年 3 月13 日课题名称水温掌握系统的设计同学姓名史晨旭专业班级自动化 104课题类型硬件设计指导老师王新勇职称高级试验师课题来源科研1. 设计（或讨论）的依据与意义依据：随着运算机技术. 测量仪器和掌握技术的高速进展，现代冶金. 石油.化工及电力生产过程中，应用了越来越多的先进测量掌握技术.设备和方法；在这些众多的先进测量掌握技术中，如何对水温进行掌握成为焦点课题之一，为越 来越多的科研机构所重视；51 系列单片机为基础入门的一种单片机，仍
2、为应用最广泛的一种； 51 系列单片机为对全部兼容Intel 8031 指令系统的单片机的统称；该系列单片机的始祖为Intel 的 8031单片机，后来随着 Flash rom技术的进展，8031单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8 位单片机之一，其代表型号为ATMEL公司的AT89 系列，它广泛应用于工业测控系统之中；很多公司都有51系列的兼容机型推出， 比如说深圳宏晶科技有限公司推出的STC 系列的单片机现在在中国的51 单片机市场上占有较大比例； 在我的毕业设计中将会采纳该公司生产的 STC89C52 单片机作为核心掌握芯片；意义：温度为极为重要而又普遍的热工参数之一，在环境恶劣或
3、温度较高等场下，为了保证生产过程正常安全的进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度和节省能源，准时精确地得到温度信息并对其进行适时的掌握，在很多工业场合中都为重要的环节；由于本设计为一个典型的检测.掌握型应用系统，它要求系统完成从水温检测.信号处理.输入.运算到输出掌握电热器加热功率以实现水温掌握的全过程，因此，应以单片微型运算机为核心组成一个专用运算机应用系统，以满意检测.掌握应用类型的功能要求；另外，单片机的使用也为实现水温的智能化掌握供应了可能，例照实现自动切断电源，语音提示，自动加热，远程掌握等；第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - -精品word 可编
4、辑资料 - - - - - - - - - - - - -2. 国内外同类设计（或同类讨论）的概况综述目前，温度掌握技术大致有开关温度掌握法和PID 温度掌握法两种； 所谓开关温度掌握法为通过硬件电路或软件运算判别当前温度值与设定目标温度值之间的关系，进而对系统加热源（或冷却装置）进行通断掌握；这种开关控温方法比较简洁，用很简洁的模拟电路就能够实现；目前，采纳这种掌握方法的温度掌握器在我国很多工厂的老式工业电炉中仍被使用；由于这种掌握方式无法克服温度变化过程的滞后性，致使系统温度波动较大，掌握精度低，完全不适用于高精度的温度掌握；而 PID 温度掌握法为基于输出反馈的比例积分微分（ PID，P
5、roportional Integral Differential ）掌握器的设计方法；由于PID 调剂器模型中考虑了系统的误差，误 差变化及误差积存三个因素，因此，其掌握性能大大地优越于定值开关控温法；其详细电路可以采纳模拟电路或运算机软件方法来实现 PID 调剂功能；前者称为模拟 PID 调剂器， 后者称为数字 PID 调剂器；其中数字 PID 节器的参数可以在现场实现在线整定，因此具有较大的敏捷性，可以得到较好的掌握成效；国内外的实例有以下几个：甘肃高校的赵紫静讨论了一种基于 PID 温度掌握技术的 X 射线发生器；这种发生器需要将其精度掌握在± 0.5左右，才能保证器件输出的
6、 X 射线波长不发生超出要求的飘移，否就， X 射线波长的超范畴飘移将使整个设备难以正常使用；昆明理工高校信息工程与自动化学院的王清海等在锅炉温度掌握讨论中将神经网络 PID 与 LabVIEW 人及交互结合，实现对锅炉温度的数据采集.掌握和现实，提高了锅炉温控系统的效率；英国的Hamid等将PID掌握器应用到冰箱的温度掌握中，通过使用MATLAB/Simulink 软件仿真和误差分析图的方式与传统的 ON-OFF 掌握做了细致的比较；结果说明， PID 掌握无论为在精度和掌握性能方面都优于 ON-OFF 掌握；日本 Komatsu Electronics 公司的 Kazuhiro Mimur
7、a 对基于 PID 掌握与现代控制理论相结合的离子化热水器温度掌握开展了讨论，结果证明这样的温度掌握方法能够使用比传统掌握系统更少的温度传感器，进而降低成本， 提高了公司效益；第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -3. 课题设计（或讨论）的内容设计并实现基于 51 系列单片机的水温掌握系统，该系统由 STC89C52 单片机作为微掌握器， 通过接收 DS18B20 温度传感器反馈的水温信号， 来掌握加热器实现对水温的较精确掌握；所设计的系统为一包括单片机，DS18B20 温度传感器，可控硅掌握下
8、的加热器及其他电子元件的电路板；电路板自带LCD液晶显示器，可以显示设定温度和 当前水温，同时仍有LED灯用来指示系统的运行状态及其它有用信息，在需要时发出警告信号；4. 设计（或讨论）方法把握单片机的使用，实现对单片机的编程以及利用单片机对外围电路进行控制；把握 DS18B20 温度传感器的使用方法，弄懂其单线接口方式， 学会用单片机与其进行通信，并读取相关温度信息；把握 LCD 液晶显示器的工作原理，学会利用单片机来掌握其正确显示温度；把握加热器的工作原理并能娴熟运用可控硅来掌握其发热功率；5. 实施方案第 35 周：熟识单片机结构和工作原理以及编程语言；第 69 周：依据对掌握系统的要求，设计总体结构及电路方案；第 10 13 周：设计硬件掌握电路，编写相应的掌握软件；第 14 15 周：总结，写论文；第 16 周：答辩；指导老师看法指导老师签字：年月日教研室看法教研室主任签字：年月日第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - - -