東莞理工學(xué)院城市學(xué)院本科畢業(yè)論文畢業(yè)論文題目：家用數(shù)控煤氣熱水器控制器軟件設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：鐘浪清_學(xué)號(hào)：_200548073337_系別：_計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)系_專業(yè)班級(jí)：_電子信息工程(3)班_指導(dǎo)教師姓名及職稱：劉林泉高級(jí)工程師起止時(shí)間:2009年3月2009年6月摘要隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、測(cè)量儀器和控制技術(shù)的高速發(fā)展，在現(xiàn)代自動(dòng)控制領(lǐng)域中，應(yīng)用了越來越多的先進(jìn)測(cè)量控制技術(shù)、設(shè)備和方法。其中，由于單片微處理器的性能日益提高、價(jià)格又不斷降低，使其性能價(jià)格比的優(yōu)勢(shì)非常明顯。因此，如何將單片微處理器應(yīng)用到燃?xì)鉄崴魉疁刈詣?dòng)控制領(lǐng)域，為越來越多的燃?xì)鉄崴魃a(chǎn)廠家所重視。本論文的研究正是適應(yīng)了這種發(fā)展趨勢(shì)，將單片機(jī)應(yīng)用于燃?xì)鉄崴魉疁刈詣?dòng)控制系統(tǒng)中。論文首先簡要介紹了燃?xì)鉄崴鞯挠嘘P(guān)情況,對(duì)燃?xì)鉄崴鳒囟瓤刂葡到y(tǒng)軟件功能進(jìn)行了需求分析；然后,根據(jù)系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了PID控制算法的研究；接下來，闡明了系統(tǒng)應(yīng)用軟件所要達(dá)到的技術(shù)要求,重點(diǎn)研究了系統(tǒng)軟件的可靠性問題，并且按照這些要求對(duì)基于單片機(jī)的燃?xì)鉄崴鳒囟瓤刂葡到y(tǒng)軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì),最后編程實(shí)現(xiàn)并調(diào)試.本論文軟件的設(shè)計(jì)成功地實(shí)現(xiàn)了燃?xì)鉄崴魉疁氐膯纹瑱C(jī)智能調(diào)節(jié)，具有很高的實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：溫度控制軟件設(shè)計(jì)PID算法ABSTRACTWiththehighlyspeedydevelopmentofcomputertechnology,measurementapparatus,andcontroltechnology,moreandmoreadvancedtechnology,equipmentsandmethodsformeasurementandcontrolareappliedinmodernautomationcontrolrealm.Inallofthese,becauseoftheenhancedperformanceandreducedpriceofsinglechipmicrocomputer,makingtheadvantagethatitsratioofperformancetopricebeenobvious.Therefore,howtoapplythesinglechipmicrocomputertothetemperaturecontrolofgaswaterheater,moreandmoreproducersofgaswaterheaterconcernedattachimportancetoit.Theworkofthismonographadaptstothedevelopmenttendency,applyingthesinglechipmicrocomputertothetemperaturecontrolofgaswaterheater.Firstofall,themonographtalkssomethingaboutthegaswaterheater，analyzesthefunctiondemandofallmodulesofthecontrolsystem；then,confirmsthechoiceofthesoftwarearithmeticofPIDaccordingtothesystemfunction；finally,thismonographspecifiesthetechniquerequest.,discussesaboutthereliabilityofthecontrolsystemandlistthemainprogramsoftheware.Inthismonograph,wesuccessfullytakeautomationcontrolofthetemperatureofgaswaterheaterrealmbasedonthesinglechipmicrocomputerintotruth.Ithasawidedevelopmentspace.KeyWords：TemperaturecontrolSinglechipmicrocomputerSoftwaredesignPID目錄1緒論.11.1課題研究的背景.11.2課題研究的目的意義.11.3系統(tǒng)設(shè)置要求.21.4本領(lǐng)域技術(shù)水品比較.32、系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ).32.1RCM5700功能模塊.42.2傳感器的選擇性能的介紹.72.3關(guān)鍵器件選擇與性能介紹.123數(shù)字溫濕度計(jì)的軟件設(shè)計(jì).183.1DynamicC程序設(shè)計(jì).183.2RCM5700功能模塊的編程控制.193.3系統(tǒng)主控軟件設(shè)計(jì).193.4I/O接口及通信軟件設(shè)計(jì).204系統(tǒng)調(diào)試.214.1RCM5700功能模塊的測(cè)試.214.2系統(tǒng)各軟件功能模塊的測(cè)試.224.3系統(tǒng)軟硬件綜合測(cè)試295系統(tǒng)總結(jié)與展望.30參考文獻(xiàn).32致謝.33附錄.341家用數(shù)控煤氣熱水器控制器軟件設(shè)計(jì)鐘浪清1緒論1.1課題研究的背景針對(duì)家庭煤氣熱水器水溫調(diào)節(jié)控制不方便的問題，結(jié)合溫度傳感器、單片機(jī)、電磁閥等器件，設(shè)計(jì)水溫調(diào)節(jié)自動(dòng)控制器軟件，通過檢測(cè)水溫、控制供氣量，實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的設(shè)定和自動(dòng)控制。用單片機(jī)模塊分路控制繼電器、發(fā)光二極管，可分別控制三路發(fā)光二極管，能設(shè)定溫度和時(shí)間。主要由溫度傳感器、電磁閥、溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)和冷熱切換裝置組成。其控制原理是設(shè)置某個(gè)溫度數(shù)值，用溫度傳感器測(cè)量水溫，當(dāng)出水閥的水溫高于用戶選擇的溫度時(shí)，經(jīng)過溫度控制系統(tǒng)的比較，輸出一個(gè)高電平信號(hào)控制多個(gè)出氣閥，降低煤氣管的出氣孔大小，從而使出水閥的水溫降低，當(dāng)出水閥的水溫低于用戶選擇的溫度時(shí)，經(jīng)過溫度控制系統(tǒng)的比較，輸出一個(gè)低電平信號(hào)控制出氣閥，升高煤氣管的總出氣孔大小，從而使出水閥的水溫升高，通過觸摸鍵和液晶顯示屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面，冷熱切換自動(dòng)完成，運(yùn)算放大電路和開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)雙位調(diào)節(jié)。這類智能空調(diào)溫控器產(chǎn)品改善了人機(jī)交互界面，解決了“用戶調(diào)節(jié)水溫不方便”等問題。111.2課題研究的目的意義針對(duì)家庭煤氣熱水器水溫調(diào)節(jié)控制不方便的問題，擬采用溫度傳感器和單片機(jī)控制系統(tǒng)的多個(gè)電磁閥，控制供氣量的大小，實(shí)現(xiàn)水溫控制，溫度調(diào)節(jié)。數(shù)字式溫度傳感器能把溫度物理量，通過溫度敏感元件和相應(yīng)電路轉(zhuǎn)換成方便計(jì)算機(jī)、plc、智能儀表等數(shù)據(jù)采集設(shè)備直接讀取得數(shù)字量的傳感器。這樣就方便我們選擇適合的水溫。所以這個(gè)方案有很好的實(shí)際運(yùn)用方面，在家庭使用中，往往由于出水冷熱不均而導(dǎo)致很多麻煩，也帶給人們很多煩惱，在沖涼過程中，水壓是隨著周圍家庭用水量而起伏變化的，周圍家庭用水少，自來水管的壓強(qiáng)就大，反之，自來水管2壓強(qiáng)就小，但現(xiàn)在的家用熱水器卻是手動(dòng)調(diào)整。當(dāng)冷熱不均時(shí)，會(huì)導(dǎo)致用戶感冒生病，在這基礎(chǔ)下，我們研究的課題有著很大意義。家用數(shù)控煤氣熱水器控制器設(shè)計(jì)，它能直接控制水溫的變化，用戶可以選擇適合的水溫，溫度將在屏幕顯示出來，當(dāng)水壓小時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)煤氣的出氣量，使溫度控制在用戶選擇的溫度中。通過硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序設(shè)計(jì)的數(shù)字式溫度計(jì)具有智能化、高精度、高可靠性等優(yōu)勢(shì)。溫度傳感器由相對(duì)溫度傳感器，單片機(jī)，電磁閥，信號(hào)放大器和總線接口構(gòu)成。設(shè)計(jì)水溫調(diào)節(jié)自動(dòng)控制器軟件，通過檢測(cè)水溫、控制供氣量，實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的設(shè)定和自動(dòng)控制。用單片機(jī)模塊分路控制繼電器、發(fā)光二極管，可分別控制三路發(fā)光二極管，能設(shè)定溫度和時(shí)間。1.3系統(tǒng)設(shè)置要求針對(duì)家庭煤氣熱水器水溫調(diào)節(jié)控制不方便的問題，結(jié)合溫度傳感器、單片機(jī)、電磁閥等器件，設(shè)計(jì)水溫調(diào)節(jié)自動(dòng)控制器電路，通過檢測(cè)水溫、控制供氣量，實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的設(shè)定和自動(dòng)控制。用單片機(jī)模塊分路控制繼電器、發(fā)光二極管，可分別控制三路發(fā)光二極管，能設(shè)定溫度和時(shí)間。圖2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖電磁閥交流電源溫度傳感器DS18B20控制RCM57001602顯示設(shè)定溫度繼電器直流電源31.4本領(lǐng)域技術(shù)水品比較智能化已成為熱水器發(fā)展的主導(dǎo)趨勢(shì)之一。智能控制燃?xì)鉄崴骺刂破鞑捎弥悄芸刂扑枷?，將智能控制技術(shù)與微電腦控制技術(shù)有機(jī)的結(jié)合，構(gòu)成一個(gè)高智能的機(jī)電一體化產(chǎn)品。該產(chǎn)品涉及到多種控制因素，它將水、電、氣和火融為一體。形成了智能控制燃?xì)鉄崴鞯男赂拍?，它具有以下特點(diǎn)：(1)自動(dòng)恒溫根據(jù)水氣狀態(tài)控制器可自動(dòng)調(diào)節(jié)水閥和氣閥的開度使出水溫度保持在設(shè)定的溫度上。(2)超低水壓啟動(dòng)本控制器的水氣閥僅存有邏輯關(guān)系而無物理制約，因而有效地解決了高樓層低水壓用戶使用一般全自動(dòng)熱水器不能正常洗浴的困難。(3)數(shù)碼顯示鳴響提示采用兩位LED數(shù)碼管顯示器，可顯示設(shè)定溫度、出水溫度、工作狀態(tài)（如無水、無氣、打火、火滅等），同時(shí)，有聲音提示。(4)自動(dòng)記憶可自動(dòng)記憶上次的洗浴溫度（與斷電無關(guān)）。(5)安全程度高采用兩套電磁閥與多種安全保護(hù)措施，可防干燒，無火漏氣現(xiàn)象。(6)操作方便只需供電、供水、供氣、設(shè)定洗浴溫度即可正常工作。市場(chǎng)前景及效益分析精確恒溫。根據(jù)國家對(duì)燃?xì)鉄崴骱銣貥?biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定：恒溫效果關(guān)鍵看采用什么樣的“燃?xì)獗壤y”及其反應(yīng)的速度。當(dāng)水壓發(fā)生波動(dòng)的時(shí)候，其出水溫度的波動(dòng)范圍不能超過3C。新型恒溫燃?xì)鉄崴骺梢詫⑺疁氐牟▌?dòng)范