智能恒温水阀温控系统设计

智能恒温水阀温控系统设计

摘要：生活中温度一直陪伴在我们身边，温度的控制和应用运用在很多领域中，对我们的生活十分重要。电加热设备，和温度控制装置在很多行业中都有运用到。比如用来热处理的加热炉，用来报警的温度自动报警系统，各种用途不同的温度箱等。在这些装置中都运用到了单片机技术，利用单片机来对它们进行控制。因为单片机具有操作简便控制方便，机构简单，和维修方便等特点。技术指标可以得到精确控制，温控指标也能大大提高，也极大的提高了产品的运行性能，使得质量得到保障。我国改革开放以来，经济科技水平得到了迅猛发展人们的生活水平和生活质量也得到了改善，人们越来越关注身边的基础设施的改善。同样温度也在人们所关心的范围当中。温度在我们的生活中随处可见，比如在工业生产过程中温度需要进行实时测量，尤其是在高危生产行业中如果依靠人工检测的话即浪费时间，人力，财力，又有很大的危险性，而且测量到的数据也不是很精确。温度测量在农业生产中也至关重要，各种农作物的生长都跟温度有直接的联系，掌握了温度的变化就可以更好的控制农作物的生长。生活用水也需要温度控制，这样将大大提高我们的生活品质。

关键词：单片机；温度控制系统；温度传感器；

第一章绪论 4

第二章智能恒温水阀控制系统概述 5

2.1智能恒温水阀控制系统的目的 5

2.2智能恒温水阀控制系统总体方案 5

2.2 .1方案一 5

2.2 .2方案二 5

2.3智能恒温水阀控制系统的工作原理 6

第三章智能恒温水阀控制系统硬件设计 7

3.1单片机概述 7

3.1.1主要特性 7

3.2温度采集模块电路设计 8

3.2.1 DS18B20温度传感器概述 8

3.2.2 DS18B20温度传感器特点 8

3.2.3 DS18B20温度传感器工作原理 9

3.3显示模块电路设计 10

3.3.1 LCD1602概述 10

3.3.2 LCD1602特点 10

3.3.3 LCD1602工作原理 10

3.4键盘模块电路设计 11

3.5温度报警模块 11

3.6 水阀控制模块 12

3.7振荡电路 14

第四章智能恒温水阀软件设计 15

4.1 软件语言的选择 15

4.2 Keil开发软件介绍 15

4.3 软件设计 17

4.3.1主程序框架 17

4.3.2温度采集模块程序框架 18

4.3.3显示模块程序框架 19

第五章智能恒温水阀控制系统软硬件调试 20

5.1硬件调试 20

5.2软件调试 20

5.3调试步骤 23

第六章总结 24

小结并致谢 24

参考文献 25

附录一总原理图 26

附录二源代码程序 27

第一章绪论

我们所处的这个时代是科技的时代，科技发展非常迅速，电子技术、单片机技术在我们生活中的应用更是多如牛毛，随着科技的不断进步和发展，人们需要对各种温度参数进行测量。所以温度一词不停的出现在我们的生活中，从而导致温度控制和温度测量也经常在我们的生活中出现，同时它们在各个领域中都有着十分重要的作用。在日常生活中，一般的家用电器，如电磁炉，电饭煲，热水器等都需要进行温度控制。在飞速发展的工业生产中，保证生产设备的正常运行都需要对温度进行测量和控制。在农业生产中，蔬菜大棚等也需要对温度进行控制。如果利用好温度控制，人们的生活可以更加方便，生活品质也能得到提高。

在社会生活等各个领域中都运用到了温度控制系统。控制系统的性能指标会根据应用场合的不同而有所改变。生产中，温度控制对象的运行性能如何提高一直以来都是科技人员头疼要解决的问题。因这些设备惯性很大，滞后现象非常严重，有着很多不确定的隐患，影响到数学模型的精确建立，从而使控制系统性能不稳定，控制不精确，失控等现象的发生。如果采集温度用温度计来实现，以人工操作的方法进行温度的升温降温控制，不但温度控制的精度不高，实时性也降大打折扣。而且费财费力，增加生产成本。降低效率。有些厂家的温度传感器会采用半导体二极管来实现，但是半导体二极管互换性能低，也远远达不到标准。温度控制在有些行业中要求极高，如果工作环境的现场温度不合理，经常会发生很多事故。这对工业生产的可靠性有很大的影响，甚至会影响到操作人员的生命安全。所以温度控制不容忽视。为了解决这些问题，可以在一些设备里安装数字温度传感器来测量和控制温度。如果用数字温度传感器DS18B20的话，可以很好的解决这些问题。因DS18B20集成了A/D转换器，使电路结构更加简洁，更加稳定。提高了温度测量的精确度，使得温度测量更加方便准确。

本设计采用AT89c51单片机对温度进行实时控制，因为它操作方便，运行稳定，精度高，价格便宜等特点，非常适合用在医疗，生活，工业生产等领域的温度测量和控制。

这些年来，单片机技术正在飞速发展。本设计基于51单片机，设计了一个用于检测并实时显示测量温度的温控系统，如果温度在系统内设的温度范围内，那么负载模块就保持工作。

参考文献

[1] 罗厚军，魏敏敏. 经典集成电路应用手册[M].福建：福建科学技术出版社，2006.

[2] 夏继强，邢春香. 单片机应用设计培训教程-实践篇.北京：北京航空航天大学出版社. 2008.

[3] 刘建辉，冀常鹏. 单片机智能控制技术.北京：国防工业出版社. 2007.

[4] 夏彬彬，任明会. PIC单片机常用模块与综合系统设计案例精讲.北京：电子工业出版社. 2009.

[5] 林凌，李刚. 实用电子技术1000问.北京：电子工业出版社. 2008.

[6]陈雷，雷宏洲.C/C++程序设计教程.清华大学出版社，2007年．

[7]蔡振江,马跃进,韩庆瑶等.单片机原理及应用[M] .北京:电子工业出社,2007．

[8]赵景波，王劲松等.Protel电路设计.电子工业出版社,2007.

[9]郭强. 液晶显示应用技术[M] .北京：电子工业出版社,2003.