【導(dǎo)讀】也不盡相同,其中以PID控制法最為常見(jiàn)。單片機(jī)控制部分采用AT89C51單片機(jī)為核心，然而,單純的PID算法無(wú)法適應(yīng)不同的溫度環(huán)境,在某個(gè)特定場(chǎng)合運(yùn)行性能非常良。PID調(diào)節(jié)參數(shù)值以取得佳性能。本文首先用PID算法來(lái)控制PWM波的產(chǎn)生，進(jìn)而控制電爐的加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制。時(shí)間常數(shù)下均可以達(dá)到技術(shù)指標(biāo)。此外還有效減少了輸出繼電器的開(kāi)關(guān)次數(shù),適用于環(huán)。境參數(shù)經(jīng)常變化的小型水溫控制系統(tǒng)。過(guò)低的溫度或過(guò)高的溫度都會(huì)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)。的水資源好好地利用起來(lái)。在環(huán)境惡劣或溫度較高等場(chǎng)合下，為了保證生產(chǎn)過(guò)程正常安全地進(jìn)行，提高產(chǎn)品。據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過(guò)通訊口送至上位機(jī)進(jìn)行顯示和控制。用高新技術(shù)來(lái)解決工業(yè)生產(chǎn)問(wèn)題，設(shè)，提高人民的生活水平。溫度變化時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整，以保持設(shè)定的穩(wěn)定基本不變。c、用十進(jìn)制數(shù)碼顯示實(shí)際水溫；：AD590具有體積小、質(zhì)量輕、線形度好、性。為主單片機(jī)大大的減少了程序的復(fù)雜性，而且具有體積小，價(jià)格便宜的特點(diǎn)。

　　

【正文】 2 的輸出電壓為 12v 所以由方程 (1)得 12R b cUR I??= = (2) 由 (2)取電阻 R1=30k , R2=20k 的電位器。 又由于 ADC0804 的輸入電壓范圍為 0— 5v ，為了提高精度所以令水溫為 95℃時(shí)ADC0804 的輸入電壓為 5v（即 Uo=5v）。此時(shí)列出 A點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)方程如下 : 0b3 4 1 2UUR + R R + R CI?? （ 3） 345V 3 0 8 . 2 u A 3 6 8 . 2 u AR + R ?? 34R +R = 當(dāng)水溫為 95℃時(shí) AD590 的輸出電流為 。由方程式（ 3）得 3R + 4R = 因此取 3R =81k , 4R =5k 的電位器[11]。 b12UR cIR ??東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 水溫控制電路原理圖 29 溫度控制電路 此部分電路主要由光電耦合器 MOC3041 和雙向可控硅 BTA12 組成。采用脈寬調(diào)制輸出控制電爐與電源的接通和斷開(kāi)比例，以通斷控制調(diào)壓法控制電爐的輸入功率。MOC3041 光電耦合器的耐壓值為 400v，它的輸出級(jí)由過(guò)零觸發(fā)的雙向可控硅構(gòu)成，它控制著主電路雙向可控硅的導(dǎo)通和關(guān)閉。 100Ω電阻與 電容組成雙向可控硅保護(hù)電路?？刂撇糠蛛娐穲D如圖 [13]： 圖 溫度控制電路原理圖 12345678RESET9XTAL218TXD11/DNT012/DNT113T014T115/WR16/RD17XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE30/EA313233343536373839VCC40RXD10J2889C51U?M0 C3041D6BTA1212J26AA74LS07250R26250R27250 R34100 R33 C2712J31CON21 2C20C19VCC1KR3210uFC22VCCVCCSWSPST東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 水溫控制電路原理圖 30 單片機(jī)控制部分 此部分是電路的核心部分，系統(tǒng)的控制采用了單片機(jī) AT89C51。單片機(jī) AT89C51 內(nèi)部有 8KB 單元的程序存儲(chǔ)器及 256 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。因此系統(tǒng)不必?cái)U(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器這樣大大的減少了系統(tǒng)硬件部分。 電路原理圖如圖 ： RES1RXD2TXD3X24X15INT06INT17T08T19GND10/EA111213141516171819VCC20AT89C5112C20C19VCC 圖 單片機(jī)控制電路部分原理圖 鍵盤(pán)及數(shù)字顯示部分 在設(shè)計(jì)鍵盤(pán) /顯示電路時(shí)，我們使用單片機(jī) 89C51作為電路控制 的核心，單片機(jī) 89C51具有一個(gè)全雙工的串行口采用串口，利用此串行口能夠方便的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制和顯示功能。鍵盤(pán) /顯示接口電路如圖 所示 VCC VCC VCCR1 R2 R3Q1 Q2 Q3Y0 Y1 Y2Y0Y1Y2K1f2g3e4d5K6c8DP7b9a10DS1K1f2g3e4d5K6c8DP7b9a10DS2K1f2g3e4d5K6c8DP7b9a10DS3東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 水溫控制電路原理圖 31 圖 鍵盤(pán) /顯示部分電路 圖 8只引腳接 74LS164， 74LS164 為串入并出譯碼器， AT89C51通過(guò)串行口輸出的 BCD串行碼經(jīng) 74LS164譯碼輸出為 BCD碼，直接與 LED8根引腳相連，74LS138輸出的地址碼經(jīng)一個(gè)三極管 2SA1015（ PNP）接 LED的公共端， LED的顯示是通過(guò)地址線進(jìn)行分時(shí)選通的，這就是我們常用的動(dòng)態(tài)掃描顯示方式 [15]。 鍵盤(pán)部分 89C51的 鍵盤(pán) S1為 0~9數(shù)字單增循環(huán)鍵 S9為十分位 個(gè)位 十位以及復(fù)位循環(huán)鍵。 AY015BY114Y213Y312Y411E14Y59E25Y68E36Y77C74ALS138VCCY0Y1Y2 圖 譯碼顯示部分 100R33S1SWPB+5V100R33+5VS9SWPB東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 結(jié)論 32 結(jié) 論 在計(jì)算機(jī)沒(méi)有發(fā)明之前，這些控制都是我們難以想象的。而當(dāng)今，隨著電 子行業(yè)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)的不斷改進(jìn)，而且計(jì)算機(jī)和傳感器的價(jià)格也日益降低，可靠性逐步提高，用信息技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)水溫控制并提高控制的精確度不僅是可以達(dá)到的而且是容易實(shí)現(xiàn)的。用高新 技術(shù)來(lái)解決工業(yè)生產(chǎn)問(wèn)題， 排除生活用水問(wèn)題實(shí)施對(duì)水溫的控制已成為我們電子行業(yè)的任務(wù)，以此來(lái)加強(qiáng)工業(yè)化建設(shè)，提高人民的生活水平。 了解溫度傳感器件的功能 ,學(xué)會(huì)在實(shí)際電路中應(yīng)用 .進(jìn)一步熟悉集成運(yùn)算放大器的線性和非線性應(yīng)用。 自 70年代以來(lái)，由于工業(yè)過(guò)程控制的需要，特別是在電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及自動(dòng)控制理論和設(shè)計(jì)方法發(fā)展的推動(dòng)下，國(guó)外溫度控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，并在智能化自適應(yīng)參數(shù)自整定等方 面取得成果。 目前，我國(guó)在這方面總體技術(shù)水平處于 20世紀(jì) 80 年代中后期水平。成熟產(chǎn)品主要以“點(diǎn)位”控制及常規(guī)的 PID 控制器為主，適應(yīng)于較高控制場(chǎng)合的智能化、自適應(yīng)控制儀表國(guó)內(nèi)技術(shù)還不十分成熟，形成商品化并廣泛應(yīng)用的控制儀表較少?，F(xiàn)在，我國(guó)在溫度等控制儀表業(yè)與國(guó)外還有著一定的差距。 在 實(shí)現(xiàn)溫度 — 電壓 轉(zhuǎn)換電路 過(guò)程中 ,出現(xiàn) 當(dāng)溫度為 90度時(shí)，電壓輸出為 卻無(wú)論如何也不能調(diào)到 5V 的狀況 ,后經(jīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)是由于 小板原理圖中滑動(dòng)變阻器 R1 R22調(diào)動(dòng)幅度太小 所至 ，我們將其 5K 滑變改為 20K，此時(shí)可以實(shí)現(xiàn)調(diào)到 5V。 本次《基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》是以 AT89C51 為核心，采用軟件編程，實(shí)現(xiàn)用 PID 算法來(lái)控制 PWM波的產(chǎn)生，進(jìn)而控制電爐的加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制。在系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試過(guò)程中，不斷地有問(wèn)題出現(xiàn)，如 OP0 ADC0804 會(huì)發(fā)燙，串行通信?，但是在老師和同學(xué)的指導(dǎo)和幫助下，通過(guò)電路檢查、原理分析、程序修改等工作，這些問(wèn)題都一一得到了解決，所以在這次調(diào)試過(guò)程中，我們學(xué)到了很多知識(shí)，同時(shí)也大大地提高了我們的實(shí)際動(dòng)手能力，這對(duì)我們以后的系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)有很大的幫助。同時(shí)，該系統(tǒng)還存在著一些問(wèn)題，如溫度顯示精度不高， 沒(méi)有采用小數(shù)部分； PID 算法的參數(shù)不夠精確，這影響水溫達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間。 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 致謝 33 致 謝 在論文研究和撰寫(xiě)過(guò)程中，本人得到了指導(dǎo)教師徐堅(jiān)老師的悉心指導(dǎo)。在課題研究過(guò)程中，老師淵博的學(xué)識(shí)、踏實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度以及精益求精的工作作風(fēng)使我獲益匪淺。在生活中，老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的良師風(fēng)范使我懂得了很多為人的道理。在此，謹(jǐn)向老師表示最衷心的感謝！ 感謝和我同組的同學(xué)，我們一起探討問(wèn)題，一起解決問(wèn)題，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，他們給了我很大的鼓勵(lì)和支持，我不會(huì)忘記我們?cè)?jīng)一起合作過(guò)。 感謝我的 517 室友們，從 遙遠(yuǎn)的家來(lái)到這個(gè)陌生的城市里，是你們和我共同維持著彼此之間兄弟般的感情，維持著寢室那份家的融洽。四年了，仿佛就在昨天。四年里，我們彼此間沒(méi)有紅過(guò)臉，沒(méi)有爭(zhēng)吵過(guò)，沒(méi)有發(fā)生上大學(xué)前所擔(dān)心的任何不開(kāi)心的事情。只是今后大家就難得聚在一起吃每年元旦那頓飯了吧，沒(méi)關(guān)系，各奔前程，大家珍重。我會(huì)記住我們?cè)谝黄鸬拿篮脮r(shí)光。 感謝我的爸爸媽媽?zhuān)B(yǎng)育之恩，無(wú)以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂(lè)是我最大的心愿。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，得到了同學(xué)的大力支持與幫助，在此一并表示感謝！ 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 參考文獻(xiàn) 34 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)目錄： [1] 吳金 8051 單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用 清華大學(xué)出版社 [2] 康華光，陳大欽 電子技術(shù)基礎(chǔ) 北京高等教育出版社， 2021 [3] 黃繼昌，張海貴 實(shí)用單元電路及其應(yīng)用 人民郵電出社， 2021 [4] 何立民 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