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1、高精度温控器毕业设计（论文）开题报告文 献 综 述题 目：高精度温控器的设计系 别：电控系专业班级：供配电081学生姓名：崔新磊指导教师：王翠莲提交时间：2012年3月28日文 献 综 述高精度温控器的设计前 言现代信息技术的三大基础是信息采集控制(即温度控制器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。温度控制器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度控制器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量日渐上升。温度控制器是基于单片机开发的温度控制装置。其主要功能是，根据用户设定温度与实际温度的差值来控制加热器等执行机构，从而改变温度至用户所需。近些年来，因为温度控制器环节已经被纳
2、入为分布式控制系统（DCS），个人电脑（PC）和可编程逻辑控制器（PLC），全球工业电子温度控制器市场增长缓慢。随着我国电子温度控制器市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。了解国内外电子温度控制器生产核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格，提高市场竞争力十分关键。目前主要有模拟、集成机械式温度控制器和智能电子式温度控制器两大系列。且国际上新型温度控制器正从模拟式向数字式、电子式；从集成化向智能化、网络化的方向发展。在当今电子信息时代，电子自动化、信息采集控制在任何行业都是不可逆转的潮流，智能电子式温度控制器全面取代机械式温度控
3、制器将在未来很短时间内实现。正 文随着科技的不断进步，在工业生产中温度是常用的被控参数，而采用单片机对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。本文介绍了以AT89C51单片机为核心的数字温度测量及自动控制系统的设计，该温度控制器可以实时显示和设定温度，实现对温度的自动控制。其组成部分为：AT89S51单片机、DS18B20智能数字温度传感器、键盘与显示电路、温度控制电路。高精度的DS18B20温度传感器作为温度检测元件，LED数码管并行动态显示作为显示电路，单片机通过对信号进行相应处理，从而实现对所测温度进行控制。当温度比设定温度小时，控制器接通电加热设备，当温度大于等于设定温度时，控制器断开电
4、加热设备。此外，文中还介绍了该温度控制器的软件设计部分，主要模块包括：数码管显示程序、按键处理程序、温度信号处理程序、继电器控制程序。主程序通过调用各个上述子程序来完成所有的温度控制器功能。在此基础上本文还提出了系统软硬件抗干扰措施和系统软硬件及整机调试方案。该温度控制器具有控制方便、简单的特点，可以实现对温度的高精度控制，并且可以提高被控系统的技术指标。关键词：AT89C51单片机 ；DS18B20温度传感器 ；键盘和显示ABSTRACTAs the technology advances in industrial production in the temperature is char
5、ged with common parameters, and the use of those charged with SCM to the parameters of control has become the mainstream. This page introduced a digital temperature measurement and control system, which used AT89C51 mircocontroller as the core. The temperature controller has a real-time display and
6、temperature can be set anytime. And it controls the temperature automaticly. It is a major component of: AT89S51 mirco controller, DS18B20 Intelligent Digital Temperature Sensor, keyboard and display circuit, temperature control circuit. In order to realize control the temperature which is measured.
7、 Precision temperature sensor DS18B20 has been used as the temperature sensor, LED digital tube has been used as the display circuit in parallel dynamic way,mircocontriller has been used to dealwith the signal. When temperature is less than the set temperature, the controller would make the electric
8、 heating equitment connected, otherwise, the contreller would cut down the electric heating equitment. In addition, the page also describes the software design part of the temperature controller:LED display processes, keyboard processes, temperature signals processes, relay control processes are all
9、 included in the main modules. Main program completed all of the temperature controller teatures by calling all the above modules. On this basis, this paper also developed system software and hardware anti-interference solutions and overall debugging solutions.The design of the temperature control i
10、s convenient and simple characteristics, can achieve high precision control of temperature, thus raising the system was charged with the technical indicators.Keywords:AT89S51 monolithic integrated circui ;DS18B20 temperature sensor ;keyboard and display1. 温度控制部分：实现对温度控制的方法很多，有采用模拟电路实现的，也有采用计算机构成的智能控
11、制。模拟控制温度的方法主要有开关式控制法、比例式控制法和连续式控制法。开关式控制是将检测的温度信号和设定的温度值通过比较器比较后，驱动一开关器件（一般是继电器）控制加热器的通断。如当测量的温度低于设定的温度值时，驱动电路使继电器接通加热器的电源，使温度上升；当温度高于设定的温度时，驱动电路使继电器断开加热器的电源，停止对加热器的加热，温度将下降。这样继电器反复动作，温度将被控制在设定值附近。开关式温度控制方法的优点是电路简单，缺点是控制精度较低，并且在设定温度附近，频繁启动继电器，影响继电器的使用寿命。比例式控制是选择一个固定的时间T作为控制周期，选择控制周期的长短一般根据加热的热容量选取，热
12、容量大的可选择控制周期长一些，一般选择T=1015秒。当温度低于设定的温度较多时，在一个控制周期T内接通加热器电源的时间就比较长（假设为t），随着温度的升高，加热时间t逐渐减少；当温度高于设定的温度时，加热时间t等于零，温度逐渐下降，最后使温度接近稳定。该方法控制温度精度将大大提高。连续控制是根据测量温度的大小自动连续调节加热器电流的大小，当温度大于设定的温度时，可自动的控制减小加热器的电流，反之则增大电流，可使温度自动的保持在设定的温度上，该方法控制稳定的精度最高，电路也比较复杂，同时要求一个可控的功率器件实现对加热器电流大小的控制。显示部分：该部分主要是使用A/D转换器将模拟电压或电流转换
13、成数字量。最后再通过数码管等显示出来。实现A/D转换的方法很多，常用的有双积分式A/D转换器、逐次逼近式A/D转换器和并行比较式A/D转换器等。进入21世纪后，智能温度控制器正朝着高精度、总线标准化、高可靠性及安全性以及网络化虚拟化方向迅速发展：1.提高温度控制器测温精度和分辨力：传统的A/D转换器大多采用积分式或逐次比较式转换技术，其噪声容限低，抑制混叠噪声及量化噪声的能力比较差。新型智能温度控制器普遍采用了高性能的式A转换器，它能以很高的采样速率和很低的采样分辨力将模拟信号转换成数字信号，再利用过采样、噪声整形和数字滤波技术，来提高有效分辨力。也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D转换器。2.
14、增加温度控制器测试功能：智能温度控制器正从单通道向多通道的方向发展，这就为研制和开发多路温度测控系统创造了良好条件。智能温度控制器都具有多种工作模式可供选择，主要包括单次转换模式、连续转换模式、待机模式，有的还增加了低温极限扩展模式，操作非常简便。对某些智能温度控制器而言，主机(外部微处理器或单片机)还可通过相应的寄存器来设定其A/D转换速率，分辨力及最大转换时间。总 结目前检测温度的传感器很多，其测量范围、应用场合等也不尽相同。其中电偶温度传感器在工业生产和科学研究中已得到了广泛的应用，它是将温度信号转化成电动势。它属于自发电型传感器，测量温度时可以不需要外加电源；且具有结构简单，使用方便，热电偶的电极不受大小和形状的限制；测量温度范围广等优点。集成电路技术的迅速发展，各种类型的集成温度传感器应用越来越多。就目前情况而定，智能电子式温度控制器必将在短期内全面取代机械式温度控制器。此外，智能温度控制器还将在精度、功能、可靠性及安全性等方向迅速发展。以后全面智能化的温度控制器使用将更加方便，功能将更加强大，且更可靠，更安全。且目前各界研究温度控制器，目的大致相同，但方法、技术各具一格，且各有千秋。故有综各界之成果设计一新型温度控制器的想法。目前面临的问题就是如何才能做到取长补短，从而来设计出新型的温度控制器。