开题报告水温自动控制系统设计.pdf

题目：水温自动限制系统设计（软件部分）

一、选题的依据及课题的意义

温度是生活及生产中最基本的物理量，它表征的是物体的冷热程度。在许多生产过
程中，温度的测量和限制都干脆关系到平安生产、生产效率、生产质量以及能源利用等
方面的问题。因此，在工农业生产及家庭生活中，温度的测量和限制受到越来越重视。
在水温自动限制系统中，人们须要对各类电加热炉以及锅炉中的温度进行检测和限制。
传统上的限制温度的方法是采纳人工仪表调整模式，这种方式精度低，反应不灵敏。随
着电子技术和计算机的快速发展，采纳计算机测量限制技术，具有限制精度高，操作简
洁，以及性价比高等特点。因此，该选题要求采纳单片机技术来实现对容器中的水进行
温度测量和限制是完全可行的。
水温限制在实际生活中有肯定的实际意义，在工业生产中有着较为广泛的应用,用

单片机实现自适应限制,弥补了传统PID限制结构在特定场合下性能下降的不足,设计了
一套好用的温度测控系统，使它在不同时间常数下均可以达到技术指标。此外还有效削
减了输出继电器的开关次数,适用于环境参数常常改变的小型水温限制系统。例如：在冶
金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都
须要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和限制。虽然水温限制
系统的制作方案有许多，但是经过对比各个方案的优劣，还是采纳单片机更好，因为采
纳单片机来对温度进行限制，不仅具有限制便利、组态简洁和敏捷性大等优点，而且可
以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量

二、探讨概况及发展趋势综述

利用自动限制原理和单片机技术制作一个水温自动限制系统，对容器中的水进行温
度测量和限制以及显示所测量的温度，并且水温可以在肯定范围内由人工键盘设定，通
过实现自动限制，从而保持达到所要求设定的温度基本不变。
随着科学技术的飞速发展，带动社会生产的发展，自动限制系统在各个领域尤其是
工业领域中有着及其广泛的应用，温度限制是限制系统中最为常见的限制类型之一。随
着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行限制日益成为今后自动限制领域
的一个重要发展方向，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要
被控参数

探讨内容：利用自动限制技术和51单片机技术制作一个水温自动限制系统，对容器
中的水进行温度测量和限制以及显示所测量的温度，并且水温可以在肯定范围内由人工
键盘设定，通过实现自动限制，从而保持达到所要求设定的温度基本不变。
要求：1、采纳51系列单片机作限制CPU；
2、采纳DS18B20单总线数字温度传感器来测量温度；
3、采纳3个LED数码显示器动态扫描显示水的实际温度；

7、温度设定范围为40.0℃～90.0℃，分辩率为0.1；温度限制的静态误差≤1℃；
8、画出方案的软件流程图。运用Keil软件，设计程序并调试软件；
试验方案：在环境下进行编程，实现对容器中水的温度测量、限制。
主程序流程图：主程序模块相当于调度室，对子程序模块的调用进行管理，它主要负责
初始化IO口；等待键盘的被按下，并调用相应的模块进行处理；在适当的时候接受A/D
采样的数据，并与所设定的值进行比较，然后通过调用PID算法处理数据，处理后来限
制继电器的通断，从而限制电炉达到限制水温的目的

目标：
该系统利用自动限制技术和51单片机技术可实现对温度的测量，并能依据设定值对
温度进行调整，实现控温的目的。
主要特色：
本系统由键盘显示和温度限制两个模块组成，通过模块间的通信完成温度设定、实
温显示、水温升降等功能。具有电路结构简洁、程序简短、系统牢靠性高、操作简便等
特点。
工作进度：

五、主要参考文献（按作者、文章名、刊物名、刊期及页码列出）
1、DataSheet，8-bitMicrocontrollerWith8KBytesFlashAT89C52。
2、DS18B20Resolution1-WireDigitalThermometer。
3、全国高校生电子设计竟赛训练教程，电子工业出版社，2005年。
4、基于单片机的智能系统设计与实现，电子工业出版社，2005年。
5、何立民，MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术，北京航空航天高校
出版社，2001。

6、指导老师：

2012年1月6日

系看法：

年月日