文档介绍：课程设计任务书
分院(系)
信息学院
专业
测控技术与仪器
学生姓名
学号
设计题目
单片机PWM温度闭环控制系统设计
内容及要求:
1)利用数字温度传感器DS18B20采集和转换温度;
2)利用传感器得到的数据通过单片机编程实现温度的闭环控制;
3)了解和使用PID算法在闭环控制中的应用;
4)完成单片机外围电路的设计以及温度显示等程序工作;
要求在课程设计报告中给出:
1)装置的结构和电路原理图。
2)调试过程,说明发现的向题及处理过程。
3)分析存在的问题。
4)收获与改进方案。
进度安排:
2011年12月26日—2011年12月30日
根据设计要求和内容查阅参考文献或资料,提出设计方案,进行原理设计。
2012年1月10日—2012年1月12日
根据设计方案,进行调试,测试,撰写课程设计报告,答辩。
指导教师(签字):
年月日
分院院长(签字):
年月日
目录
1摘要…………………………………………………………………… 3
2 引言……………………………………………………………………4
3 设计内容与要求………………………………………………………4
…………………………………………………………4
…………………………………………………………4
4 系统总体设计方案……………………………………………………5
方案提出…………………………………………………………5
总体框图…………………………………………………………5
5 系统工作原理…………………………………………………………6
PID算法………………………………………………………6
DS18B20 传感器工作原理……………………………………8
6 系统硬件设计…………………………………………………………9
7 系统软件设计………………………………………………………11
…………………………………………………11
………………………………………………………11
8 系统调试与测试结果……………………………………………….21
9 测试结果分析……………………………………………………….21
10 结论和体会…………………………………………………………21
11 参考文献……………………………………………………………22
摘要:
以温度控制系统为例研究嵌入式系统,实现了对工业现场的温度实时监测和控制。以AT89C51单片机为控制核心,采用典型大惯性环节的PID闭环控制装置,可自动控制恶劣环境下的温度,使被控对象温度保持在恒定范围内。本系统温度信号由数字温度传感器DS18B20采集,送AT89C51单片机进行处理,并通过数码管显示。当温度超过设定值范围后,单片机将发出控制信号启动升温装置或降温装置,使温度保持在一定的范围。实验测试证明,℃,测温控温的范围可达-55~+125℃。
关键词: 单片机;PID;工业控制;温度;DS18B20
2 引言
温度的测量和控制在日常生活和工业领域中具有广泛的应用,随着人们生活水平的大幅提高,对温度测量控制的精度和范围也有着更高的要求。在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题,这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控等现象。PID控制方式控制稳定且精度高,但是控制对象的模型难以建立,并且当扰动因素不明确时,参数调整较复杂。本文采用DS18B20数字温度传感器,该传感器具有微型化、封装简单、低功耗、高性能抗干扰能力、测量范围广、强易配处理器等优点,可使系统测量更加精确,电路更加简单。实验测试证明,℃,测温控温的范围可达-55~+125℃,可应用于家用电器、汽车、冷库等领域。
3内容及要求:
设计内容
1)利用数字温度传感器DS18B20采集和转换温度;
2)利用传感器得到的数据通过单片机编程实现温度的闭环控制;
3)了解和使用PID算法在闭环控制中的应用;
4)完成单片机外围电路的设计以及温度显示等程序工作;
1)装置的结构和电路原理图。
2)调试过程,说明发现的向题及处理过程。
3)分析存在的问题。
4)收获与改进方案。
4总体计设计方案
考虑到用温度传感器,在单片机电路设计中,大多都是使用传感器,所以这是非常容易想到的,所以可以采用一只温度传感器D