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水温检测控制系统研制

作　者: 王莹
导　师: 仵杰；王广平
学　校: 西安石油大学
专　业: 仪器仪表工程
关键词: 温度检测 移相控制 PID算法
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 22次
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内容摘要


目前,国内外有很多工业上使用的温度测量仪器,但它们的精度不能满足高精度测量的要求,因此,本文提出了设计高精度温度测试与控制系统课题,完成了水温检测控制系统研制。主要包括以下几方面。首先,在综述国内外温度检测技术的现状和发展方向基础上根据实际测量要求制定出传感器的选择、使用方案。为了改善传感器的特性,设计中研究了不同方案,进行大量的实验,选用最佳的方案提高测控的准确性。其次,根据实际使用要求设计了相应的单片机硬件系统。该系统该系统以AT89S52单片机为控制核心,由DS18B20和移相调压电路等组成。针对温度传感器DS18B20原理与特性本系统采用了DS18B20单总线可编程温度传感器,来实现对温度的采集和转换,温度值的实时显示,大大简化了电路的复杂度,以及算法的要求。硬件设计中考虑了温漂抑制和抗干扰措施。最后设计了与硬件配套的软件,采用积分分离PID控制算法和最优控制参数整定方法以达到提高控温精度的目的。本论文的研究工作,尤其对于积分分离PID控制算法和最优控制参数整定方法方面的研究,对职业技术学院提高高精度温度测量与控制方面的单片机实验实习指导工作具有重要的实际意义。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-10
  1.1 温度控制系统的发展概况及水温测量的意义  7-9
    1.1.1 课题研究的目的和意义  7-8
    1.1.2 温度传感器的发展现状  8-9
    1.1.3 温度测控系统的国内外研究现状  9
  1.2 论文研究的内容  9-10
第二章 硬件电路方案设计  10-13
  2.1 总体设计方案  10-11
  2.2 控制电路的方案选择  11
  2.3 测温电路方案的选择  11-12
  2.4 加热控制方案的选择  12
  2.5 软件算法方案的选择  12-13
第三章 硬件电路设计  13-43
  3.1 主机控制电路设计  13-16
    3.1.1 单片机的发展概况  13
    3.1.2 AT89S52 简介及其口线分配  13-15
    3.1.3 AT89S52 复位电路的设计  15-16
  3.2 传感器电路设计  16-23
    3.2.1 温度传感器的发展现状  16-19
    3.2.2 DS18B20 的特性  19-20
    3.2.3 DS18B20 温度传感器的内部存贮储器结构  20-22
    3.2.4 DS18B20 温度传感器的操作时序  22
    3.2.5 DS18B20 设计中应注意的几个问题  22-23
  3.3 显示、键盘输入电路设计  23-34
    3.3.1 7281 的介绍  23-32
    3.3.2 BC7281 的外部电路  32-33
    3.3.3 BC7281 与AT89S52 的连接电路图  33-34
  3.4 PID 算法的应用  34-37
    3.4.1 同步信号产生电路  34-35
    3.4.2 A/D 转化电路  35-36
    3.4.3 移相控制调压电路  36-37
  3.5 PID 控制算法  37-41
    3.5.1 PID 控制算法简述  37-39
    3.5.2 PID 参数整定  39-40
    3.5.3 系统调试  40-41
  3.6 电源设计  41-42
  3.7 打印机接口模块  42-43
第四章 温度测控系统软件设计  43-60
  4.1 总程序设计流程图  43-44
  4.2 数据检测程序设计流程图  44-48
  4.3 键盘、显示有关子程序设计流程图  48-49
  4.4 PID 算法控制程序流程图  49-50
  4.5 定时、中断服务子程序流程图  50-51
  4.6 显示子程序流程图  51-52
  4.7 打印子程序设计流程图  52-53
  4.8 系统程序调试与运行  53-60
    4.8.1 Keil 软件系统概述  53-54
    4.8.2 Keil Vision2 软件的运行  54-60
第五章 抑制温漂及抗干扰措施  60-62
  5.1 抑制温漂硬件抗干扰措施  60
  5.2 软件抗干扰措施  60-62
第六章 总结和展望  62-63
  6.1 总结  62
  6.2 展望  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-66
攻读硕士学位期间发表的论文  66-67
程序附录  67-84
详细摘要  84-99

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 计算机控制、计算机控制系统
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