基于單片機的溫度檢測與控制系統(tǒng)的設(shè)計-(論文)開題報告.doc

河南中醫(yī)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 題 目： 基于單片機溫度檢測與控制系統(tǒng)設(shè)計 院 系： 信息技術(shù)學(xué)院 專 業(yè)： 計算機科學(xué)與技術(shù) 班 級： 2010級計科班 學(xué) 號： 2010180042 學(xué)生姓名： 郭文珠 指導(dǎo)教師： 謝志豪 2013年11月13日一、立題依據(jù)（包括研究的目的與意義及國內(nèi)外現(xiàn)狀）：研究的目的與意義這次畢業(yè)設(shè)計選題的目的主要是讓我們將所學(xué)的知識應(yīng)用與生活當(dāng)中，掌握系統(tǒng)總體設(shè)計的流程，方案的論證，選擇，實施與完善。通過對溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計、制作、控制、測試的全過程，提高對單片機的認識和實際操作的能力，初步培養(yǎng)在完成工程項目中所應(yīng)具備的基本素質(zhì)和要求，培養(yǎng)自己的研發(fā)能力，提高自己的查閱資料，語言表達和理論聯(lián)系實際的能力。溫度控制無論在日常生活還是工業(yè)生產(chǎn)中都有分廠重要的作用，隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，更多方面對溫度控制的可靠性和穩(wěn)定性有了更高的要求，而單片機進行溫度的調(diào)節(jié)就具備很高的可靠性1。國內(nèi)外現(xiàn)狀國外對溫度控制技術(shù)研究較早，始于20世紀(jì)70年代。先是采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場信息并行指進示、記錄和控制。80年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)2。目前正開發(fā)和研制計算機數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在世界各國的溫度測控技術(shù)發(fā)展很快，一些國家在實現(xiàn)自動化的基礎(chǔ)上正向著完全自動化、無人化的方向發(fā)展3。我國對于溫度測控技術(shù)的研究較晚，始于20世紀(jì)80年代。我國工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達國家溫度測控技術(shù)的基礎(chǔ)上，才掌握了溫度室內(nèi)微機控制技術(shù)，該技術(shù)僅限于對溫度的單項環(huán)境因子的控制。我國溫度測控設(shè)施計算機應(yīng)用，在總體上正從消化吸收、簡單應(yīng)用階段向?qū)嵱没?、綜合性應(yīng)用階段過渡和發(fā)展4。在技術(shù)上，以單片機控制的單參數(shù)單回路系統(tǒng)居多，尚無真正意義上的多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)，與發(fā)達國家相比，存在較大差距。我國溫度測量控制現(xiàn)狀還遠遠沒有達到工廠化的程度，生產(chǎn)實際中仍然有許多問題困擾著我們，存在著裝備配套能力差，產(chǎn)業(yè)化程度低，環(huán)境控制水平落后，軟硬件資源不能共享可靠性差等缺點5。在今后的溫控系統(tǒng)的研究中會趨于智能化，集成化，系統(tǒng)的各項性能指標(biāo)更準(zhǔn)確，更加穩(wěn)定可靠。二、研究主要內(nèi)容（包括計劃解決的具體問題或?qū)崿F(xiàn)的基本功能，研究中的重難點分析、實用性及創(chuàng)新性分析，預(yù)期達到的成果等。不得低于800字）：計劃實現(xiàn)的基本功能溫度控制系統(tǒng)主要是完成溫度信號采集、處理、顯示等功能6。設(shè)計敘述了基于單片機的溫度檢測與控制系統(tǒng)的設(shè)計，包括硬件的設(shè)計以及軟件的設(shè)計，該系統(tǒng)在硬件設(shè)計上主要是通過溫度傳感器對溫度進行采集，把溫度轉(zhuǎn)成變化的電壓，然后由放大器將信號放大，通過轉(zhuǎn)化器將模擬電壓信號轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的數(shù)字溫度信號電壓。溫度控制系統(tǒng)將溫度傳感器檢測到的實際溫度進行轉(zhuǎn)換，送入單片機中與設(shè)定值進行比較得出偏差,對此偏差值控制進行修正，從而實現(xiàn)對溫度的控制7。其硬件設(shè)計中最為核的器件是單片機，一方面控制轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，另一方面，將采集到的數(shù)字溫度電壓值經(jīng)處理得到相應(yīng)的溫度值，送到LED顯示器，以數(shù)字形式顯示測量的溫度。整個系統(tǒng)的軟件編程就是通過編程對單片機實現(xiàn)其控制功能8。研究中的重難點分析在系統(tǒng)設(shè)計之初，首先要規(guī)劃系統(tǒng)的內(nèi)容以及要實現(xiàn)的功能，然后設(shè)計電路。在系統(tǒng)設(shè)計時還應(yīng)考慮設(shè)計系統(tǒng)需要的程序代碼。在設(shè)計中比較困難的是設(shè)計電路圖，此電路圖要實現(xiàn)系統(tǒng)的要求，要能夠達到系統(tǒng)的需要，要能夠?qū)崿F(xiàn)溫度檢測，轉(zhuǎn)化，信號傳送，信處理等等功能。在硬件設(shè)計方面分為2步：首先設(shè)計電路圖，然后焊接電路。只要設(shè)計好了電路圖，并用軟件測試電路圖是否能運行成功，硬件部分也就基本做好了。實用性與創(chuàng)新性分析二十一世紀(jì)是科技高速發(fā)展的信息時代，電子技術(shù)、微型單片機技術(shù)的應(yīng)用更是空前廣泛，伴隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的不斷發(fā)展，需要對各種參數(shù)進行溫度測量，因此溫度一詞在生產(chǎn)生活之中出現(xiàn)的頻率日益增多，與之相對應(yīng)的，溫度控制和測量也成為了生活生產(chǎn)中頻繁使用的詞語，同時它們在各行各業(yè)中也發(fā)揮著重要的作用。在農(nóng)業(yè)中，用于保證蔬菜大棚的恒溫保產(chǎn)等9。單片機以其功能強、體積小、可靠性高、造價低和開發(fā)周期短等優(yōu)點，成為自動化和各個測控領(lǐng)域中必不可少且廣泛應(yīng)用的器件，尤其在日常生活中也發(fā)揮越來越大的作用10。采用單片機對溫度采集進行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高被控數(shù)據(jù)的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量11。預(yù)期達到的成果電路制作成功導(dǎo)入程序后，實現(xiàn)各個功能，能夠?qū)囟冗M行檢測并在LED顯示器上顯示出來，并且能夠?qū)囟冗M行控制。三、研究方法與實驗條件（包括關(guān)鍵技術(shù)及技術(shù)路線分析，項目實施中的實驗條件分析，項目應(yīng)用環(huán)境和系統(tǒng)測試環(huán)境分析等。不得低于600字）：研究內(nèi)容熟悉和掌握單片機的結(jié)構(gòu)和工作原理，了解溫度測控系統(tǒng)的工作原理；掌握以單片機為核心的電路設(shè)計的基本方法，并通過實際程序的設(shè)計和調(diào)試，逐步掌握模塊化程序的設(shè)計方法和調(diào)試技術(shù)；了解開發(fā)單片機應(yīng)用系統(tǒng)的全過程；綜合運用所學(xué)專業(yè)知識解決問題；學(xué)會自主完成研究論文的撰寫方法和過程。 研究方法使用SWK 51A實驗板對單片機進行大致的了解，溫度測控系統(tǒng)的工作需要畫出電路圖，采用protel99進行電路圖的繪制以及模擬測控工作。1. 查詢相關(guān)資料，了解溫度檢測與控制系統(tǒng)的研究意義、目的以及要達到的效果。進行課題的考查，廣泛閱讀和查找相關(guān)參考文獻，并對相關(guān)資料進行整理消化，結(jié)合課題分析研究，并寫出開題報告和總體設(shè) 計方案。2. 通過查找資料，了解基于單片機的溫度測試與控制系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng) 該怎么做，從哪方面著手做，需要做什么準(zhǔn)備。3.做出功能分析，做出詳細計劃。4.在熟悉課題內(nèi)容的情況下，準(zhǔn)確計算出各種所需元器件，畫出電路圖，通過軟件仿真和測試各種性能。5.查找資料，寫出設(shè)計此系統(tǒng)需要的程序。6.焊接電路并制作出成品導(dǎo)入程序，對系統(tǒng)進行測試，在以上過程中要注意信息的記錄。7.整理各階段的設(shè)計記錄文檔，寫出論文。實驗環(huán)境設(shè)計該系統(tǒng)需要用SWK 51A實驗板來了解單片機，用熱敏元件與導(dǎo)線等等焊接電路，用protel99軟件進行電路圖的繪制測試。測試環(huán)境在焊接電路之前要對電路圖進行模擬測試，需要用到protel 99軟 件來測試電路圖是否成功。焊接完成后，把程序?qū)胗布校瑏頊y試焊 接好的電路是否能夠進行溫度檢測與溫度控制。四、研究計劃與進度安排： 2013.11.062013.11.15 熟悉設(shè)計系統(tǒng)，收集相關(guān)資料，完成開題報告 2013.11.162013.12.15 對系統(tǒng)進行可行性研究及需求分析 2013.12.162014.01.15 進行系統(tǒng)的設(shè)計，開始設(shè)計電路圖 2014.01.162014.03.30 完成電路設(shè)計，寫出需要的程序，焊 接電路，對設(shè)計進行測試 2014.03.312014.04.10 完成畢業(yè)論文的撰寫 2014.04.112014.04.30 畢業(yè)設(shè)計初稿的設(shè)計修改 2014.04.312014.05.18 正式答辯五、主要參考文獻（指撰寫開題報告所參考的學(xué)術(shù)文獻，不得低于10篇。參考文獻為近三年內(nèi)發(fā)表的文獻，在引用處標(biāo)明，并按照引用順序排序，參考文獻的格式應(yīng)符合畢業(yè)論文中參考文獻格式。）：1胡朝. 基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用J.商場現(xiàn)代化, 2010(14):195.2洪志剛,杜維玲,井娥林. 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計M.北京:機械工業(yè)出版社,2011:73-743鄭鋒51單片機典型應(yīng)用開發(fā)范例大全M北京:中國鐵道出版社,2011:15-164李偉龍.基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計J.河南科技,2013(11):975李鐵. 基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計J.微型機與應(yīng)用,2010(24):29-306盧思祺. MCS-51單片機溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計J. 科技致富向?qū)?2013(17):257丁敏.基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計J.科技信息,2012(13):88-898馬麗麗，高鑫.基于單片機的溫度檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計J.現(xiàn)代儀器,2012(3):18-199呂俊亞.