開題報(bào)告 高精度智能溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告書 課 題 名 稱 高精度智能溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 系、年級(jí)專業(yè) 信息工程系、06級(jí)通信工程 指 導(dǎo) 教 師 2010年 1 月 15 日一、課題的來源、目的、意義（包括應(yīng)用前景）、國內(nèi)外現(xiàn)狀及水平課題的來源：溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)常遇到的過程控制，在很多工藝生產(chǎn)過程中，溫度的控制效果直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，因而設(shè)計(jì)一種比較理想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價(jià)值的。在日常生活中，溫度值也是一個(gè)重要的參考價(jià)量。人們的居室，醫(yī)院等環(huán)境都要求對(duì)溫度有一定的控制。此外，對(duì)溫度信息的采集、檢測(cè)、控制，不僅保證產(chǎn)品質(zhì)量，還節(jié)約能源，對(duì)安全生產(chǎn)生活方面起到積極的作用。

2、這就使得溫度的控制、溫度值的采集成為了人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中一個(gè)極有意義的工作。本課題來源于生產(chǎn)實(shí)際。課題的目的：深入了解了智能溫度控制技術(shù)及單總線數(shù)字溫度傳感器ds18b20的應(yīng)用，鍛煉了軟件編程能力和硬件設(shè)計(jì)能力，學(xué)習(xí)了資料的查閱及科技論文的寫作。仿真工具的應(yīng)用能力也得到相應(yīng)的提高。提高了整體設(shè)計(jì)能力。課題的意義：溫度控制技術(shù)是為了使人們可以在遠(yuǎn)離設(shè)備的地方及時(shí)了解設(shè)備的溫度狀態(tài)并對(duì)其溫度進(jìn)行控制而產(chǎn)生的一種控制技術(shù)。在現(xiàn)實(shí)的科研、生產(chǎn)以及教學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中常需要對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)控。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了采用at89c51單片機(jī)進(jìn)行控制的高精度智能溫度控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可擴(kuò)展成多點(diǎn)溫度采集系統(tǒng)、溫度環(huán)境

3、的遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。 設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能使工業(yè)控制更智能化，提高工業(yè)生產(chǎn)的效率，降低生產(chǎn)的成本。同時(shí)也能改進(jìn)人們的日常生活。國內(nèi)外現(xiàn)狀及水平：在人類的生活環(huán)境中，溫度扮演著極其重要的角色。溫度是工業(yè)生產(chǎn)中常見的工藝參數(shù)之一，任何物理變化和化學(xué)反應(yīng)過程都與溫度密切相關(guān)，因此溫度控制是生產(chǎn)自動(dòng)化的重要任務(wù)。對(duì)于不同生產(chǎn)情況和工藝要求下的溫度控制，所采用的加熱方式，燃料，控制方案也有所不同。無論你生活在哪里，從事什么工作，無時(shí)無刻不在與溫度打著交道。自18世紀(jì)工業(yè)革命以來，工業(yè)發(fā)展對(duì)是否能掌握溫度有著絕對(duì)的聯(lián)系。在冶金、鋼鐵、石化、水泥、玻璃、醫(yī)藥等等行業(yè)，可以說幾乎80%的工業(yè)部門都不得不考慮著溫度的因素

4、。 單片微型計(jì)算機(jī)是隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而誕生的，由于它具有體積小、功能強(qiáng)、性價(jià)比高等特點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于電子儀表、家用電器、節(jié)能裝置、軍事裝置、機(jī)器人、工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域，使產(chǎn)品小型化、智能化，既提高了產(chǎn)品的功能和質(zhì)量，又降低了成本，簡化了設(shè)計(jì)。當(dāng)前溫控系統(tǒng)種類繁多，而且功能不一，應(yīng)用范圍廣泛。二、課題研究的主要內(nèi)容、研究方法或工程技術(shù)方案和準(zhǔn)備采取的措施主要內(nèi)容：1) 高精度智能溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；2) 核心控制器的選擇；3) 顯示模塊的設(shè)計(jì)；4) 溫度采集模塊的設(shè)計(jì);5) 串行通信模塊的設(shè)計(jì)；6) 外部設(shè)備的電路設(shè)計(jì)；7) 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)；8) 系統(tǒng)的程序編寫與調(diào)試。研究方法：

5、設(shè)計(jì)包括軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)兩方面，軟件設(shè)計(jì)包括單片機(jī)控制程序和pc機(jī)應(yīng)用程序。硬件上主要由以下幾個(gè)部分組成:核心控制器（采用單片機(jī)），溫度采集模塊（溫度傳感器），溫度顯示模塊（數(shù)碼管），串行通信模塊，鍵盤電路，電源電路等。準(zhǔn)備采取的措施：系統(tǒng)核心控制器起著重要的作用，它不僅與溫度傳感器、外部設(shè)備、數(shù)碼管連接，還通過與串口電平芯片rs-485連接，由數(shù)據(jù)線連接到pc上，建立起通信連接。上電后，控制器驅(qū)動(dòng)溫度傳感器工作，進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)采集、傳輸。在接到傳感器傳送過來的溫度數(shù)據(jù)后進(jìn)行操作，一方面送至數(shù)碼管顯示模塊進(jìn)行溫度顯示，另一方面將數(shù)據(jù)送至pc機(jī)上，方便在pc機(jī)上進(jìn)行一些后續(xù)處理、控制操作，方便智

6、能化的實(shí)現(xiàn)。此外，當(dāng)溫度發(fā)生變化，達(dá)到某一個(gè)上限（或下限）時(shí)，觸發(fā)了報(bào)警條件，控制器啟動(dòng)警報(bào)。本設(shè)計(jì)的核心控制器選用atmel公司生產(chǎn)的at89c51?？紤]到實(shí)際應(yīng)用情況，led顯示器采用動(dòng)態(tài)顯示方式，選用了4位共陰數(shù)碼管。溫度傳感器選用美國dallas半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器ds18b20，可直接將采集到的溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過單條數(shù)據(jù)先串行發(fā)送出去。三、現(xiàn)有基礎(chǔ)和具備的條件我通過大學(xué)四年的學(xué)習(xí)，得到的各種理論知識(shí)與實(shí)踐實(shí)習(xí)。通過學(xué)習(xí)以及實(shí)踐，我具備了相當(dāng)?shù)膶I(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和動(dòng)手能力。基本掌握c語言編程技能，掌握單片機(jī)的基本應(yīng)用，學(xué)習(xí)使用過仿真軟件。這為我完成此課題的設(shè)計(jì)奠

7、定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。信息工程系各實(shí)驗(yàn)室為畢業(yè)設(shè)計(jì)提供專用實(shí)驗(yàn)室，配備服務(wù)器1臺(tái)，客戶機(jī)120臺(tái)，連接因特網(wǎng)，并裝有相應(yīng)軟件，電子電路設(shè)計(jì)仿真軟件。這為我實(shí)現(xiàn)我的課題設(shè)計(jì)提供了很好的環(huán)境。在文獻(xiàn)和資料方面，有學(xué)校圖書館為后盾，同時(shí)，個(gè)人已經(jīng)購買了8051單片機(jī)數(shù)據(jù)傳輸接口擴(kuò)展技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例、mcs-51系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用等完成此課題所必需資料。綜上所述，我已經(jīng)具備完成此課題所需的所有條件。四、總的工作任務(wù)，進(jìn)度安排以及預(yù)期結(jié)果總的工作任務(wù)：探討智能溫度控制技術(shù)，深入了解單總線數(shù)字溫度傳感器ds18b20的應(yīng)用。利用所學(xué)單片機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)以at89c51為核心控制器的高精度智能溫度控制系統(tǒng)，以鍛

8、煉軟件編程能力和硬件設(shè)計(jì)能力，學(xué)習(xí)查閱資料及科技論文的寫作。進(jìn)度安排如下：1.2009年11月1日-11月30日，確定課題，下達(dá)任務(wù)書。2.2009年12月1日-2010年12月31日 ，可行性分析、需求分析，完成開題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述工作。3.2010年1月1日-4月23日，對(duì)課題進(jìn)行仿真分析及實(shí)驗(yàn)調(diào)試、測(cè)試，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文）初稿。4. 2010年4月24日-4月30日，中期總結(jié)。5.2010年5月1日-2010年5月31日，對(duì)仿真及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納、整理，修改設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)報(bào)告，畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文）整理定稿，作好答辯準(zhǔn)備。6.2010年6月1日-2010年6月10日，答辯資格審查，答辯。預(yù)期結(jié)果：提交基于at89c51及ds18