開(kāi)題報(bào)告--基于單片機(jī)的水浴溫度檢測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告</p><p>　　題目 基于單片機(jī)的水浴溫度檢測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　專(zhuān) 業(yè) 名 稱(chēng) 電 子 信 息 工 程</p><p>　　班 級(jí) 學(xué) 號(hào) </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 </p

2、><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p>　　填 表 日 期 2011年 3 月9日</p><p>　　一、選題的依據(jù)及意義： </p><p>　　本設(shè)計(jì)使用單片機(jī)作為核心進(jìn)行檢測(cè)水浴溫度。單片機(jī)具有集成度高，通用性好，功能強(qiáng)，特別是體積小，重量輕，耗能低，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)和使用方便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)字、智能化方面有

3、廣泛的用途。單片機(jī)主要應(yīng)用于各控制領(lǐng)域，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的檢測(cè)、數(shù)據(jù)的采集以及對(duì)應(yīng)用對(duì)象的控制。由于單片機(jī)擴(kuò)展了各種控制功能，如A/D、PWM、計(jì)數(shù)器的捕獲/比較邏輯、高速I(mǎi)/O口、WDT等，已突破了微型計(jì)算機(jī)傳統(tǒng)的內(nèi)容，所以對(duì)水浴溫度能更好的控制。 </p><p>　　溫度、壓力，流量和液位是四種最常見(jiàn)的過(guò)程變量。其中溫度是一個(gè)非常重要的過(guò)程變量，因?yàn)樗苯佑绊懭紵?、化學(xué)反應(yīng)、發(fā)酵、烘烤、煅燒、蒸餾、濃度、擠壓

4、成形，結(jié)晶以及空氣流動(dòng)等物理和化學(xué)過(guò)程。尤其本設(shè)計(jì)，溫度是用戶(hù)沐浴時(shí)最關(guān)心的，水浴溫度高了用戶(hù)受不了，低了容易感冒。溫度控制不好就可能引起生產(chǎn)安全，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量等一系列問(wèn)題。目前，在很多場(chǎng)合下，水浴溫度控制已成為非常關(guān)鍵的因素，許多物理特性的變化都直接反映在溫度的升降上，因此對(duì)水浴溫度的檢測(cè)的意義越來(lái)越大。</p><p>　　二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）</p><p>

5、　　隨著社會(huì)的發(fā)展，水浴溫度檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)各設(shè)備的要求越來(lái)越高，水浴溫度控制設(shè)備受到人們的重視，其可靠性、穩(wěn)定性受到用戶(hù)的關(guān)注。 </p><p>　　水浴作為一種溫度校核設(shè)備，廣泛地應(yīng)用在溫度傳感器、溫度測(cè)量器具的檢測(cè)及校核中，是化工、航天、生產(chǎn)等領(lǐng)域中有關(guān)計(jì)量單位的主要設(shè)備。國(guó)產(chǎn)的水浴一般采用傳統(tǒng)的PID 控制方法，存在以下主要缺陷:一是達(dá)到設(shè)定溫度并且進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)所需的時(shí)間長(zhǎng)，一般情況下，從開(kāi)機(jī)到進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)需

6、要1-2小時(shí)，環(huán)境條件有變化時(shí)過(guò)渡過(guò)程時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。造成了時(shí)間和能源的浪費(fèi)，降低了工作效率。二是控制精度低，往往不能滿(mǎn)足高精度檢測(cè)的要求。三是由于沒(méi)有制冷設(shè)備，所以不能進(jìn)行0℃至室溫范圍內(nèi)的溫度校核。四是操作復(fù)雜，工作人員不容易掌握合理設(shè)置方法，從而造成過(guò)渡過(guò)程時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng)和控制精度的進(jìn)一步降低。目前國(guó)外的同類(lèi)設(shè)備，性能較好，但價(jià)格十分昂貴，不能滿(mǎn)足廣大用戶(hù)的需求。針對(duì)上述存在的問(wèn)題，應(yīng)該采用89C52單片機(jī)作為核心部件，使用新型集成

7、電路設(shè)計(jì)出新穎的硬件電路，利用檢測(cè)理論設(shè)計(jì)出了具有智能補(bǔ)償技術(shù)的系統(tǒng)軟件。</p><p>　　現(xiàn)在國(guó)內(nèi)水浴溫度檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展并不是十分規(guī)范，這是由很多水浴溫度檢測(cè)系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家沒(méi)有按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，也沒(méi)有取得相應(yīng)的生產(chǎn)許可證造成的。經(jīng)過(guò)國(guó)家近十年的發(fā)展，許多要求、條件都有所變化。為使市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)一步規(guī)范化，技術(shù)人員能及時(shí)掌握本領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)情況并了解系列內(nèi)各標(biāo)準(zhǔn)之間的相互關(guān)系，制定新的行業(yè)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)勢(shì)在必行。因此，水浴溫度

8、檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該朝著既能有效抑制大滯后的影響，又對(duì)被控對(duì)象參數(shù)的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，可靠性好的方向發(fā)展。</p><p>　　三、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案</p><p>　　在系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)中我們充分考慮了與硬件電路的有機(jī)結(jié)合，系統(tǒng)組成及工作原理是水浴由水箱溫度傳感器和控制電路組成。水浴溫度檢測(cè)系統(tǒng)原理如圖1所示首先通過(guò)溫度傳感器鉑熱電阻將水箱內(nèi)溫度的變化變換成電阻的變化送到測(cè)

9、量電路，經(jīng)電橋電路變換成微弱的電壓信號(hào)，在放大電路中完成溫度設(shè)置及放大信號(hào)的功能，以滿(mǎn)足A/D電路的要求，然后經(jīng)A/D電路送到單片機(jī)。單片機(jī)對(duì)接收到的信號(hào)與設(shè)定信號(hào)進(jìn)行比較，輸出一個(gè)控制量,當(dāng)設(shè)置溫度低于開(kāi)機(jī)時(shí)的水箱內(nèi)溫度時(shí)，單片機(jī)輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)，使系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，此時(shí)加熱部分工作。同時(shí)用LED顯示當(dāng)前溫度。當(dāng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后，電路發(fā)出提示信號(hào)。</p><p>　　水浴溫度檢測(cè)系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。<

10、;/p><p>　　由水浴溫度檢測(cè)硬件圖可知，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)應(yīng)該采用模塊化設(shè)計(jì)，在主程序模塊下分成若干彼此獨(dú)立的分模塊，如A/D模塊、溫度采集模塊、鍵盤(pán)顯示模塊等，各模塊的功能如下： </p><p>　　1）單片機(jī)控制電路模塊：是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分。通過(guò)中央處理器CPU及本身接口，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)外部數(shù)據(jù)的讀出、處理、寫(xiě)入。</p><p>　　2）溫度采集電路模塊：利用IC

11、L7650把鉑熱電阻的電壓進(jìn)行放大，然后通過(guò)AD0804進(jìn)行采樣，再采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。</p><p>　　3）溫度控制電路模塊：主要是由升溫裝置、降溫裝置，通過(guò)單片機(jī)控制構(gòu)成。</p><p>　　4）鍵盤(pán)顯示電路模塊：由HD7279來(lái)驅(qū)動(dòng)8個(gè)數(shù)碼管和16個(gè)鍵盤(pán)。</p><p>　　5）聲光報(bào)警電路模塊：由發(fā)光二極管和蜂鳴器來(lái)完成聲光報(bào)警的。</p&g

12、t;<p>　　軟件各程序作用的說(shuō)明：</p><p>　　1、主程序：對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，對(duì)棧點(diǎn)的設(shè)定，定義顯緩區(qū)，初始化顯示和對(duì)鍵盤(pán)掃描。</p><p>　　2、濾波子程序：把采樣得到的10個(gè)數(shù)據(jù)求平均值，提高溫度采樣的精度。</p><p>　　3、溫度采樣程序：在濾波的基礎(chǔ)上得到采樣值。</p><p>　　4、A/D轉(zhuǎn)

13、換程序：先啟動(dòng)ADC0804，待模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換完了之后，將數(shù)據(jù)進(jìn)行BCD調(diào)整，得出數(shù)字信號(hào)。</p><p>　　5、顯示程序：先選中HD7279，延時(shí)之后調(diào)用發(fā)送數(shù)據(jù)子程，查表后顯示。</p><p>　　系統(tǒng)軟件流程如圖2所示。</p><p>　　圖2 水浴溫度檢測(cè)軟件圖</p><p>　　四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度</p&g

14、t;<p>　　本設(shè)計(jì)主要采用STC89C52單片機(jī)，完成溫度檢測(cè)系統(tǒng)的下位機(jī)部分，實(shí)現(xiàn)設(shè)定溫度的上限值，下限值，并利用溫度傳感器對(duì)水浴溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。該溫度檢測(cè)系統(tǒng)可對(duì)水浴溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和顯示及進(jìn)行溫度控制，在檢測(cè)控制的同時(shí)可以進(jìn)行聲光報(bào)警，整個(gè)系統(tǒng)是由溫度傳感器電路，電壓放大電路， A/D 轉(zhuǎn)換電路，最小系統(tǒng)電路，鍵盤(pán)顯示電路，報(bào)警電路控制電路組成。溫度控制范圍：25℃～100℃，控溫精度+1℃。</p>

15、;<p><b>　　工作進(jìn)度：</b></p><p>　　第1～2周：資料查找、方案論證、英文資料翻譯、開(kāi)題報(bào)告撰寫(xiě)。</p><p>　　第3～10周：電路原理設(shè)計(jì)，線路板制作、安裝，硬件設(shè)計(jì)，初步調(diào)試。</p><p>　　第11～15周：軟硬件聯(lián)調(diào)，實(shí)驗(yàn)測(cè)試。</p><p>　　第16～18周：

16、畢業(yè)論文撰寫(xiě)，答辯。</p><p><b>　　五、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]王震、王敏亮、魏長(zhǎng)軍.RS-232/485串行通訊轉(zhuǎn)換器電路[J].電子世界，2003.1 </p><p>　　[2]Universal Serial Bus Specification, Revision 2.0, April 27, 2000

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