【正文】 長 春 工 業(yè) 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文 題 目 基于 AVR 單片機(jī)水溫控制系統(tǒng) 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) I 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 作者簽名： 日 期： 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) II 摘 要 本文介紹了基于 AVR 單片機(jī)的自動水溫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)過程。該系統(tǒng)具有設(shè)定、實(shí)時顯示以及于上位機(jī)通信功能。設(shè)定精度 ℃ 、控溫精度 ℃ 、控溫范圍 30~100℃ 。而且還具有顯示溫度曲線及打印功能。 本系統(tǒng)采用 ATmgea16 單片機(jī)為主控制器，溫度采集方面采用 DS1820 高精度數(shù)字傳感器，單總線接口簡單，線性良好。功率輸出部分采用 GTJ310A 固態(tài)繼電器，電路經(jīng)濟(jì)可靠，采用 PWM 控制可控性好精度高?？刂扑惴ú捎?PID算法是系統(tǒng)具有快速響應(yīng)和較小的超調(diào)。該系統(tǒng)通過實(shí)驗(yàn)證明具有很高的可靠性和穩(wěn)定性。實(shí)現(xiàn)溫度的設(shè)定，并對溫度進(jìn)行實(shí)時采集顯示及打印。 關(guān)鍵詞： 溫度控制 ATmega16 單片機(jī) PID 算法 PWM 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) III Abstract This paper introduces the design and realization of the automotive water temperature control system basing on AVR. It has the function of setting, display signal in real time and upper munication. Set the precision be on ℃ 、 and precision of temperature control is ℃ 、 range of temperature control is 30~100℃. And it also has the paint and show temperature curve functions. This system adopt ATmgea16 SCM as a main controller, Temperature collection adopt DS1820 high precision numeral sensor. Single bus interface is simply and good linearity. It use GTJ310A solidstate relay in the part of power output, the circuits are economic and reliable. The controllability and precision is well under the control of PWM. It makes system with quick response and lower over swing while using PID arithmetic as the control arithmetic. After the validation of experiment, this system has well reliable and stability. Then realize the setting of temperature and collecting of temperature in real time and painting. Keywords： Temperature Control ATmega16 Single Chip Computer PID Arithmetic PWM 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) IV 目 錄 第 1章 概 述 ....................................................... 1 課題研究目的和意義 ............................................ 1 溫度控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 ........................................ 1 溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展 方向 ........................................ 2 題目要求 ...................................................... 3 第 2章 方案論證 ..................................................... 4 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 .......................................... 4 主控單元的論證 ................................................ 4 溫度采集單元的論證 ............................................ 5 功率輸出單元的論證 ............................................ 5 鍵盤顯示單元的論證 ............................................ 6 第 3章 硬件設(shè)計(jì) ..................................................... 8 主控單元的設(shè)計(jì) ................................................ 8 ATmega16 單片機(jī)介紹 ........................................ 8 ATmega16 產(chǎn)品特性 .......................................... 9 ATmega16 引腳功能 ........................................ 11 ATmega16 內(nèi)核介紹 ........................................ 12 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) ....................................... 13 溫度采集單元設(shè)計(jì) ............................................. 17 DS18B20 的特點(diǎn) ............................................ 17 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ........................................ 17 引腳說明 ................................................. 18 測溫操作 ................................................. 18 功率輸出單元 ................................................. 20 固態(tài)繼電器的結(jié)構(gòu)原理 ..................................... 20 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) V 固態(tài)繼電器的應(yīng)用特性 ..................................... 21 鍵盤與顯示單元 ............................................... 22 HD7279A 的主要特點(diǎn)如下： .................................. 23 引腳說明 ................................................. 23 數(shù)碼顯示電路 ............................................. 24 控制指令和接口時序 ....................................... 24 HD7279A 的應(yīng)用 以及鍵盤顯示單元 ............................ 26 通信單元 ..................................................... 27 MAX232 資料簡介 ........................................... 27 主要特點(diǎn) ................................................. 27 MAX232 應(yīng)用電路，注意電容接法。 ........................... 28 ISP 的工作原理 ............................................ 29 ISP 的優(yōu)點(diǎn) ................................................ 29 ISP 端口 .................................................. 29 打印電路 ................................................. 30 第 4章 軟件設(shè)計(jì) .................................................... 31 PID 控制算法 .................................................. 32 PID 控制規(guī)律及其基本作用 .................................. 32 比例調(diào)節(jié)器（ P） .......................................... 33 比例積分調(diào)節(jié)器（ PI） ..................................... 33 比例積分微分調(diào)節(jié)器（ PID） ................................ 33 PWM 的控制方法 ................................................ 34 流程圖 ....................................................... 35 總 結(jié) .............................................................. 38 致 謝 .............................................................. 39 參考文獻(xiàn) ............................................................ 40 附錄 1............................................................... 42 附錄 2............................................................... 43 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 第 1 章 概 述 課題研究目的和意義 溫度控制是無論是在工業(yè)生產(chǎn)過程中，還是在日常生活中都起著非常重要的作用，過 低的溫度或過高的溫度都會使水資源失去應(yīng)有的作用，從而造成水資源的巨大浪費(fèi)。特別是在當(dāng)前全球水資源極度缺乏的情況下，我們更應(yīng)該掌握好對水溫的控制，把身邊的水資源好好地利用起來。 在現(xiàn)代冶金、石油、化工及電力生產(chǎn)過程中，溫度是極為重要而又普遍的熱工參數(shù)之一。在環(huán)境惡劣或溫度較高