PAGE6PAGE3本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告論文題目：基于80c52單片機(jī)加熱數(shù)字恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院：電氣工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：自動(dòng)化學(xué)生姓名：劉東洋學(xué)號(hào)：110302415導(dǎo)師姓名：關(guān)新開題時(shí)間：2015年3月26日1、課題背景及意義1.1課題研究背景、目的及意義二十一世紀(jì)是科技高速發(fā)展的信息時(shí)代，隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而誕生的電子技術(shù)、信息技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用更是空前廣泛。由于它具有體積小、功能強(qiáng)、性價(jià)比高等特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于電子儀器、家用電器、節(jié)能電器、軍事領(lǐng)域、機(jī)器人、工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域，使產(chǎn)品更加小型化、智能化，在不斷提高產(chǎn)品的功能和質(zhì)量的同時(shí)又降低了其生產(chǎn)成本、又花了產(chǎn)品設(shè)計(jì)。在各個(gè)領(lǐng)域得到了迅速地發(fā)展，人們也因此感受到應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，因而單片機(jī)也得到了更加快速的發(fā)展和應(yīng)用。傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)大多以熱敏電阻為溫度傳感器，但熱敏電阻的可靠性差、測(cè)量溫度準(zhǔn)確率低，而且必須經(jīng)過專門的接口電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后才能由單片機(jī)進(jìn)行處理。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，單片微處理器功能日益增強(qiáng)，價(jià)格低廉，在各方面得到廣泛應(yīng)用。在溫度控制器中應(yīng)用單片機(jī)，具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、可靠性高、控制精度高，功能易擴(kuò)展，有較強(qiáng)的通用性等優(yōu)點(diǎn)。溫度控制器主要實(shí)現(xiàn)對(duì)恒溫箱溫度的控制，并滿足不同用戶的個(gè)性需求。因此一個(gè)較完善的控制器應(yīng)具有以下功能：溫度的測(cè)量與顯示；用戶設(shè)定功能(如溫度設(shè)定，定時(shí)設(shè)定等)；對(duì)電加熱管的控制功能；一些功能鍵(如定時(shí)自動(dòng)加熱，恒溫控制，手動(dòng)加熱等)；安全措施(漏電檢測(cè)，安全失效保護(hù)，限溫保護(hù)等)。近年來，國內(nèi)傳感器正向著集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和單片系統(tǒng)化的方向發(fā)展，為開發(fā)新一代溫度測(cè)量系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件。在電加熱恒溫箱控制器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，由電阻式溫度傳感器測(cè)量溫度值并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，由變送器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換并讀入單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理后的溫度數(shù)值，一方面送LED數(shù)碼管顯示；另一方面與給定值進(jìn)行比較，并判斷是否超限，將發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒人注意并采取相應(yīng)措施；否則正常顯示溫度數(shù)值，然后根據(jù)偏差值進(jìn)行控制計(jì)算。從而進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)，使其達(dá)到指定要求。實(shí)踐證明，現(xiàn)在采用電阻絲加熱，不僅有利于避免在常規(guī)測(cè)溫方法中測(cè)量誤差大、準(zhǔn)確度低、測(cè)量滯后時(shí)間長等問題，而且在節(jié)約能源和改善環(huán)境方面本設(shè)計(jì)顯示出一定的優(yōu)越性。恒溫箱主要是用來控制溫度，它為農(nóng)業(yè)研究、生物技術(shù)、測(cè)試提供所需要的各種環(huán)境模擬條件，因此可廣泛適用于藥物、紡織、食物加工等無菌試驗(yàn)、穩(wěn)定性檢查以及工業(yè)產(chǎn)品的原料性能、產(chǎn)品包裝、產(chǎn)品壽命等測(cè)試。隨著單片機(jī)的飛速發(fā)展，通過單片機(jī)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制日益廣泛，具有體積小、功能強(qiáng)、性價(jià)比高等特點(diǎn)，把單片機(jī)應(yīng)用于溫度控制系統(tǒng)中可以起到更好的控溫作用，恒溫箱是使用單片機(jī)進(jìn)行溫度控制的典型應(yīng)用，采用單片機(jī)做主控和氧化性介質(zhì)中很穩(wěn)定，它能用作工業(yè)測(cè)溫元件，且此元件線性較好。在0—100攝氏度時(shí)，最大非線性偏差小于0.5攝氏度。鉑熱電阻與溫度關(guān)系是，Rt=R0(1+At+Bt*t);其中Rt是溫度為t攝氏度時(shí)的電阻；R0是溫度為0攝氏度時(shí)的電阻；t為任意溫度值，A，B為溫度系數(shù)。方案三：采用模擬溫度傳感器AD590K，AD590K具有較高精度和重復(fù)性（重復(fù)性優(yōu)于0.1℃），其良好的非線性可以保證優(yōu)于±0.1℃的測(cè)量精度。但其測(cè)量的值需要經(jīng)過運(yùn)算放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換再傳給單片機(jī)，硬件電路較復(fù)雜，調(diào)試也會(huì)相對(duì)困難，所以本系統(tǒng)不宜采用此法。方案四：采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，DS18B20提供九位溫度讀數(shù)，測(cè)量范圍-55℃~125℃，采用獨(dú)特1-WIRE總線協(xié)議，只需一根口線即實(shí)現(xiàn)與MCU的雙向通訊，具有連接簡(jiǎn)單，高精度，高可靠性等特點(diǎn)。并且DS18B20支持一主多從。若想實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫，可方便擴(kuò)展。綜合以上四種方案，本設(shè)計(jì)采用第四種方案，利用數(shù)字溫度計(jì)DS18B20作為溫度傳感器。顯示部件選擇方案一：采用I/O口直接驅(qū)動(dòng)，需要占用大量可貴的I/O口資源，且系統(tǒng)運(yùn)行后，更換元件不易，不符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性、易擴(kuò)展性原則。方案二：采用串行口驅(qū)動(dòng)、靜態(tài)顯示，利用單片機(jī)的串行口輸出數(shù)據(jù)，顯示多位數(shù)碼，可節(jié)省大量的I/O口，但每個(gè)數(shù)碼管必須有一個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片，且每位段碼須接一個(gè)限流電阻，所須元件多，硬件電路比較復(fù)雜。方案三：采用串行口驅(qū)動(dòng)、動(dòng)態(tài)掃描顯示，利用單片機(jī)的串行口輸出數(shù)據(jù)，顯示多位數(shù)碼，多個(gè)數(shù)碼管可共用驅(qū)動(dòng)芯片和限流電阻。這樣既可以簡(jiǎn)化硬件電路，又可以節(jié)省大量的I/O口線，為功能擴(kuò)展留下空間。綜合以上三種方案，本設(shè)計(jì)采用方案三：串行口驅(qū)動(dòng)、動(dòng)態(tài)顯示。根據(jù)系統(tǒng)具體指標(biāo)要求，可以對(duì)每一個(gè)具體部分進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。3.1軟件設(shè)計(jì)開發(fā)過程利用keil工作平臺(tái)以編寫生成一個(gè)C語言的.hex工程。利用在protues環(huán)境下進(jìn)行模擬電路設(shè)計(jì)，最后下載代碼執(zhí)行程序[17、18]。3.2硬件電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖原理圖4.畢業(yè)設(shè)計(jì)工作計(jì)劃及進(jìn)度安排第一周：確定題目，查閱相關(guān)參考文獻(xiàn)第二周：查閱與自動(dòng)化相關(guān)外文，下載并翻譯文獻(xiàn)第三周：寫開題報(bào)告，學(xué)習(xí)proteus軟件第四周：學(xué)習(xí)80c52單片機(jī)原理第五周：學(xué)習(xí)單片機(jī)硬件電路原理第六周：16位CPU控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)第七周：顯示電路整體設(shè)計(jì)第八周：溫度報(bào)警電路設(shè)計(jì)第九周：溫度采集電路設(shè)計(jì)第十周：串口模塊電路設(shè)計(jì)第十一周：學(xué)習(xí)PID控制原理，完成軟件設(shè)計(jì)第十二周：溫度控制原理軟件調(diào)試第十三周：寫結(jié)論、參考文獻(xiàn)歸類第十四周：論文電子版初稿、PPT制作第十五周：論文目錄生成、電子版預(yù)答辯第十六周：修改論文格式，制作PPT第十七周：準(zhǔn)備答辯5、主要參考文獻(xiàn)[1]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分(第四版)[M].高等教育出版社,2003.[2]戴佳等.51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)典型實(shí)例[M].中國電力出版社,2005.[3]高衛(wèi)東等.51單片機(jī)原理與實(shí)踐[M].北京航空航天大學(xué),2008.[4]劉守義等.單片機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)[M].西安電子科技大學(xué)出版社，2007[5]何立民.單片機(jī)高級(jí)教程應(yīng)用與設(shè)計(jì)[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2007.1.[6]李學(xué)海.PIC單片機(jī)原理.北京航空航天大學(xué)出版社,2004.5[7]歐陽文.ATMEL89系列單片機(jī)的原理與開發(fā)實(shí)踐[M].中國電力出版社,2007.6.[8]陳海宴.51單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2010[9]吳琳,楊林,趙桂豐.基于單片機(jī)的溫度數(shù)據(jù)采集器[J].現(xiàn)代電子技 術(shù),

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