智能浴池溫控系統(tǒng)設(shè)計結(jié)項資料

1、-. z-. z3 黃河科技學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐訓(xùn)練方案工程驗收表工程名稱智能浴池溫控系統(tǒng)設(shè)計工程主持人性別*專業(yè)年級學(xué)生所在學(xué)院旭男110102106611級普本光電信院工程組成員熊鳳華男110102106511級普本光電信院銳男110102105711級普本光電信院吳東洋男110102107911級普本光電信院飛男110102101511級普本光電信院指導(dǎo)教師王緩緩職務(wù)職稱講師立項時間2021年3月方案完成時間2021年3月實際完成時間2021年3月成果：完成智能淋浴溫控系統(tǒng)的設(shè)計并制作出相應(yīng)的實物。特色與創(chuàng)新：本課題立足于方便人們的日常生活，在深入調(diào)研與研究已有研究成果的根底上，有針對

2、性的探討如何依據(jù)所學(xué)的知識智能的調(diào)節(jié)淋浴水的溫度，如何自動控制閥門使淋浴水的溫度迅速到達(dá)人體所需的溫度，如何用溫度控制電動閥門的開關(guān)大小，從而調(diào)節(jié)水溫，提出了相應(yīng)的方法和建議。收獲與體會：1.通過參與大學(xué)生創(chuàng)新科研工程，自己的各項能力都得到了檢驗與提升，感覺自己的大學(xué)生活越來越豐富充實。在做課題的過程中，自己與組員們不斷的克制遇到的困難，增進(jìn)了彼此的友誼，提升了團(tuán)隊協(xié)作能力，希望身邊的大學(xué)生都能夠參與類似的創(chuàng)新活動。2.大學(xué)生創(chuàng)新科研工程使我有時機與擁有相趣愛好的同學(xué)們一塊做課題，共同探討大家感興趣的話題，3.創(chuàng)新科研工程為我們提供了一個將理論轉(zhuǎn)化為實踐的平臺，我們真正認(rèn)識到，任何的想法都是需

3、要實踐去檢驗的。4.通過創(chuàng)新科研工程，再次認(rèn)識到，任何事情，只要自己敢想敢做，即使再難，只要堅決不移，攻堅克難，自然會走向成功。5.創(chuàng)新科研工程對我們團(tuán)隊意識的提升有一定的促進(jìn)作用，也許一個人可以走的很快，但是只有一群人團(tuán)結(jié)協(xié)作才能走的更遠(yuǎn)，同時，團(tuán)隊成員分工明確，對提升效率及團(tuán)隊競爭力是至關(guān)重要的。指導(dǎo)教師意見：工程按方案完成，研制出的水溫控制系統(tǒng)能實現(xiàn)申報書中所寫的功能，具有一定的實用價值，同意結(jié)項。簽字： 年 月 日驗收專家組意見在對應(yīng)的評價處打：優(yōu)秀 良好 通過 不通過 組長簽字： 年 月 日學(xué)校意見： 學(xué)校蓋章4黃河科技學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐訓(xùn)練方案工程結(jié)題申報書項 目 名 稱：智能

4、浴池溫控系統(tǒng)設(shè)計所屬一級學(xué)科：電子科學(xué)與技術(shù)負(fù) 責(zé) 人：旭專 業(yè) 年 級：2021級普本光電承 擔(dān) 學(xué) 院：信息工程學(xué)院指 導(dǎo) 教 師：王緩緩教 師 職 稱：講師二0一四 年 三 月 十五 日黃河科技學(xué)院教務(wù)科研處制黃河科技學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐訓(xùn)練方案工程結(jié)題申請表工程名稱智能浴池溫控系統(tǒng)設(shè)計工程編號2021*SC*002工程所屬一級學(xué)科電子科學(xué)與技術(shù)開場時間2021年3月工程執(zhí)行時間一年工程負(fù)責(zé)人旭指導(dǎo)教師王緩緩經(jīng)費預(yù)算元2000元經(jīng)費實支元2224元工程組成員含負(fù)責(zé)人所在學(xué)院專業(yè)年級承當(dāng)?shù)墓ぷ髀?lián)系方式旭信息工程學(xué)院11級普本光電元器件購置，組織人員，制定工作方案銳信息工程學(xué)院11級普本光

5、電搜集資料飛信息工程學(xué)院11級普本光電搜集資料吳東洋信息工程學(xué)院11級普本光電制作熊鳳華信息工程學(xué)院11級普本光電寫工程研究報告提供驗收材料工程預(yù)期成果簡要(1)智能浴池溫控系統(tǒng)設(shè)計工程驗收表；(2)智能浴池溫控系統(tǒng)設(shè)計工程結(jié)題申報書； (3)智能浴池溫控系統(tǒng)設(shè)計工程研究報告；(4) 智能浴池溫控系統(tǒng)實物一套。工程完成情況工程預(yù)期效果：人們可以通過控制界面，迅速調(diào)節(jié)淋浴水溫到人體所需的水溫，并到達(dá)節(jié)水的目的。創(chuàng)新及技術(shù)難點：1.如何通過測得的水溫電動控制水流閥門的大小從而調(diào)節(jié)水溫到適宜溫度.2.如何用電機準(zhǔn)確控制水流閥門開度大小從而控制水溫.工作過程：本工程由兩個分別裝有冷水和熱水的桶作為水源

6、，并且分別有兩根水管將它們連接到同一個出水閥門，兩根水管上分別安裝電動水流閥門，初始狀態(tài)閥門開度為90度，當(dāng)實際水溫高于設(shè)定水溫時，冷水管閥門開度自動加大，熱水管閥門開度自動減小；當(dāng)實際水溫低于設(shè)定水溫時，冷水管閥門開度自動減小，熱水管閥門開度自動加大；由溫度傳感器測量其實時溫度并反應(yīng)給控制中心，由控制中心進(jìn)展實時判斷并控制閥門動態(tài)調(diào)節(jié)閥門開度大小。當(dāng)水溫到達(dá)所設(shè)定溫度圍時，閥門調(diào)節(jié)暫停。完成情況：截止工程結(jié)項時，已經(jīng)到達(dá)工程預(yù)期效果。經(jīng)費使用詳單名稱單價元數(shù)量總額元繼電器驅(qū)動系統(tǒng)80.5180.5電動二通閥1232246步進(jìn)電機及其驅(qū)動器2892578 NTC熱敏電阻324128水龍頭21.

7、5486熱水器25250開關(guān)電源60160防水型DS18b20溫度傳感器19.7598.5控制變壓器1091109轉(zhuǎn)接頭81080水桶30260水管61060 單片機1591159 熱敏電阻傳感器23369車費及通信費用280280防水膠帶5420其他6060總計2224備注指導(dǎo)教師意見工程組成員經(jīng)過一年的分工協(xié)作和不懈努力，研制出了智能浴池溫控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能根據(jù)設(shè)定的溫度自動實現(xiàn)水溫的自動調(diào)節(jié)與控制，無需人為干預(yù)，能在一定程度上節(jié)約水資源，具有一定的實用價值。工程按方案完成了所述工作，完成效果較好，同意結(jié)項。指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日工程負(fù)責(zé)人所在學(xué)院意見負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日專家組意見組

8、長簽字： 年 月 日教務(wù)科研處意見負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日6智能浴池溫控系統(tǒng)設(shè)計項 目 研 究 報 告旭 吳東洋 熊鳳華 飛 銳二零一四 年 三 月 十五 日摘 要目前，水溫控制被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工、家電等領(lǐng)域。水溫控制系統(tǒng)性能的好壞直接影響產(chǎn)品的品質(zhì)。因此，研究水溫控制技術(shù)具有十分重要的意義。而本文就是介紹通過對水溫的智能可調(diào)控制，從而實現(xiàn)對淋浴水溫的智能調(diào)節(jié)，讓人們更加享受淋浴的體驗。當(dāng)然也可廣泛的應(yīng)用于其他領(lǐng)域，實現(xiàn)對水溫的準(zhǔn)確控制。以STC89C52單片機為根底設(shè)計出一種智能型水溫控制系統(tǒng)，智能水溫控制系統(tǒng)主要采用模糊算法實現(xiàn)水溫的恒溫保持等功能。經(jīng)過實驗測試，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，控

9、制效果良好。關(guān)鍵詞：智能控制 水溫調(diào)節(jié) 模糊算法 STC89C52 DS18B20目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc182735865 第1章 工程研究的背景和意義 PAGEREF _Toc182735865 h 1 HYPERLINK l _Toc182735866 第2章 關(guān)于方案的論證 PAGEREF _Toc182735866 h 2 HYPERLINK l _Toc182735867 2.1總體評價PAGEREF _Toc182735867 h 2 HYPERLINK l _Toc182735868 2.2方案一 PAGEREF _Toc1827

10、35868 h 2 HYPERLINK l _Toc182735869 2.3方案二 PAGEREF _Toc182735869 h 2 HYPERLINK l _Toc182735870 2.4方案三 PAGEREF _Toc182735870 h 3 HYPERLINK l _Toc182735875 第3章 工程的主要研究容 PAGEREF _Toc182735875 h 5 HYPERLINK l _Toc182735876 3.1總體思路 PAGEREF _Toc182735876 h 5 HYPERLINK l _Toc182735877 3.2算法選擇 PAGEREF _Toc1

11、82735877 h 5 HYPERLINK l _Toc182735878 3.3系統(tǒng)硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc182735878 h 63.3.1總體電路設(shè)計3.3.2單元電路設(shè)計3.3.3A/D轉(zhuǎn)換 HYPERLINK l _Toc182735885 第4章 工程的結(jié)果與分析 PAGEREF _Toc182735885 h 10 HYPERLINK l _Toc182735885 第5章 工程的經(jīng)費使用 PAGEREF _Toc182735885 h 10第6章 收獲、體會及下一階段研究目標(biāo)附錄：程序代碼工程的研究背景和意義測量控制的作用是從生產(chǎn)現(xiàn)場中獲取各種參數(shù)，運用科學(xué)計算的

12、方法，綜合各種先進(jìn)技術(shù)，使每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都能夠得到有效的控制，不但保證了生產(chǎn)的規(guī)化、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低本錢，還確保了生產(chǎn)平安。所以，測量控制技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于煉油、化工、冶金、電力、電子、輕工和紡織等行業(yè)。隨著社會的開展。水溫檢測控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和人們的生活領(lǐng)域中，得到了廣泛應(yīng)用。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，很多時候都需要對水溫進(jìn)展嚴(yán)格的監(jiān)控，以使得生產(chǎn)能夠順利的進(jìn)展，產(chǎn)品的質(zhì)量能夠得到充分的保證。使用水溫控制系統(tǒng)可以對生產(chǎn)環(huán)境的溫度進(jìn)展有效控制，保證生產(chǎn)的自動化、智能化能夠順利、平安進(jìn)展，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。水溫控制系統(tǒng)應(yīng)用十分廣泛。而對溫控的需求在家居的應(yīng)用中也尤其重要，各種熱水器及

13、管道熱水進(jìn)入千家萬戶。人們不同場合對水溫的要多種多樣的，經(jīng)常需要把熱水和冷水混合到需要的溫度。可以控制各種熱水器及管道熱水的出水溫度。能快速準(zhǔn)確地調(diào)制出所需溫度的熱水，可用于淋浴、洗漱及其他需要恒溫?zé)崴畧鏊乃疁刂悄芘渲崎y，是一個有應(yīng)用價值的技術(shù)。本設(shè)計正是順應(yīng)這種需要，以STC89C52芯片為核心控制機械局部自動調(diào)整冷水和熱水的混合比例，實現(xiàn)出水水溫的自動控制，解決了由于水壓波動、水溫變化或出水量改變引起的水溫忽冷忽燙的難題，比手動調(diào)節(jié)用水溫度方式有明顯的節(jié)水效果。關(guān)于工程方案的論證1.系統(tǒng)總體評價由于測量的溫度精度誤差要控制在1以，因此，要選用精度較高的溫度傳感器來測量溫度。要求在規(guī)定時間

14、實現(xiàn)量程溫度任意節(jié)點溫度的自動控制，所以，需要使用大功率電加熱器和高效率的制冷設(shè)備來控制。先使水溫到達(dá)*一控制溫度并保持不變，再使用小功率電加熱器來進(jìn)展保溫，并且還要在軟件設(shè)計中用一定的算法使加熱與制冷到達(dá)動態(tài)的平衡。2.方案一的論證。方案一使用模擬放大電路進(jìn)展整體控制，其控制局部設(shè)計的比擬簡單，主要利用溫度傳感器采集到的信號進(jìn)展放大并與設(shè)定的溫度值進(jìn)展比擬，如果低于設(shè)定溫度值就控制電動閥門關(guān)小，高于設(shè)定溫度值時則控制電動閥門開大，從而到達(dá)最終的平衡，但是模擬電路調(diào)試較為困難，同時，這種方法的控制精度也達(dá)不到設(shè)計的要求。3.方案二的論證。方案二采用DSPDigitalSignalPrcessi

15、ng作為核心部件，與單片機相比，DSP可以更好地實現(xiàn)設(shè)備驅(qū)動，同時DSP具有較高的集成度，但其功耗較大，價格也更加昂貴。方案二采用44的矩陣鍵盤，溫度傳感器采用熱電偶Pt1000，其構(gòu)造簡單且測量圍廣，但是其輸出為電信號，需要經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換才能被單片機所使用，電路設(shè)計也較為繁瑣。4.方案三的論證。方案3采用STC89C52單片機作為主控制器，實現(xiàn)該系統(tǒng)的關(guān)鍵在于溫度的調(diào)節(jié)以及對精度的控制，對此該單片機已經(jīng)完全能夠勝任。采用獨立鍵盤使得輸入更加方便，液晶屏選用MS12864R，可以顯示溫度值和輸出曲線圖。此方案中的溫度傳感器采用DS18B20，該傳感器的輸出為數(shù)字量，便于軟件編程的實現(xiàn)。其升降溫

16、裝置采用的是2個電加熱器以及半導(dǎo)體制冷片和泵循環(huán)制冷。在軟件控制局部采用模糊算法控制，升降溫驅(qū)動電路均采用繼電器來驅(qū)動。根據(jù)上述3種方案的比照可知方案三為最正確方案。工程的主要研究容1.總體思路：熱水容器冷水容器冷水閥門熱水閥門冷水管開度減小，熱水管開度增大冷水管開度增大，熱水管開度減小高于設(shè)定水溫低于設(shè)定水溫溫度傳感器測得水溫?zé)崴妥詠硭鳛榭刂崎y的2個輸入。利用混水閥控制冷、熱水輸入量和比例，混合后的水經(jīng)出水口流出，供用戶使用。安裝在出口的溫度傳感器感測出水口處的溫度并通過測溫電路傳送給單片機。該調(diào)溫水閥的組成如圖1所示。當(dāng)出水開關(guān)翻開時，單片機把溫度傳感器測量的出水口處的溫度與設(shè)定溫度進(jìn)

17、展比擬需要時由STC89C52來控制直流電機帶動混水閥，來調(diào)整進(jìn)入水閥的冷、熱水的比例。從而控制出水的溫度，當(dāng)電機轉(zhuǎn)到頭時，單片機得到相應(yīng)的信號，終止電機繼續(xù)同向轉(zhuǎn)動。通過溫升或溫降按鍵在2550圍對用水溫度進(jìn)展設(shè)置，LED數(shù)碼管顯示設(shè)定的用水溫度值。假設(shè)設(shè)定溫度與傳感器檢測的溫度不符，根據(jù)二者溫差的大小單片機輸出不同寬度的脈沖電壓信號控制直流電動機按不同的速度轉(zhuǎn)動，通過傳動機構(gòu)驅(qū)動冷熱水混合閥，改變冷水和熱水的流入比例。當(dāng)外界條件再次發(fā)生變化時，如水壓減小或增大等，出水管水溫與設(shè)定溫度出現(xiàn)溫差此時單機再一次控制電機轉(zhuǎn)動，對水溫進(jìn)展自動調(diào)節(jié)，使出水口水溫自動與設(shè)定用水溫度保持一致。2.算法選擇

18、1.模糊控制算法。本系統(tǒng)采用模糊控制算法，模糊控制同一般自動控制的根本區(qū)別在于它不需要建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，而是運用模糊理論模擬人的經(jīng)歷知識和思維推理，對模糊的現(xiàn)象進(jìn)展識別和判斷從而給出準(zhǔn)確的控制量。對于多變量、非線性的時變系統(tǒng)，模糊算法可以更好地實現(xiàn)準(zhǔn)確控制。2.基于模糊算法的控制規(guī)則。本文，我們基于模糊算法總結(jié)出一套針對該系統(tǒng)的控制規(guī)則。在水的實際溫度距離設(shè)定值較大時如20，首先采用較大圍的調(diào)節(jié)，當(dāng)在接近設(shè)定值時改用較準(zhǔn)確的變量對其進(jìn)展調(diào)節(jié)，這樣誤差跟小，更加接近設(shè)定的溫度，當(dāng)溫度再次低于設(shè)定值時重復(fù)上述過程，如此反復(fù)進(jìn)展，從而使水溫恒定在*一設(shè)定值，這種方法大大減少了軟件編程的工作量并縮短

19、了算法的運算過程，同時又滿足了精度的要求。3、系統(tǒng)硬件設(shè)計1.總體電路設(shè)計。本系統(tǒng)由溫度采集模塊、控制模塊和顯示模塊組成，具體的單元電路包括STC89C52單片機電路、溫度采集電路、鍵盤控制電路、液晶顯示電路以及繼電器驅(qū)動電路。2.單元電路設(shè)計。1核心控制模塊。該模塊采用的是STC89C52單片機，該單片機具有接口豐富、便于編程控制和方便程序下載等優(yōu)點。2溫度采集模塊。該模塊采用DS18B20作為溫度傳感器，它是由Dallas公司生產(chǎn)的數(shù)字式溫度傳感器，可以直接輸出串行數(shù)字信號，因而簡化了的硬件電路設(shè)計，也便于進(jìn)展軟件編程。另外，它還具有低功耗、高性能和抗干擾能力強的優(yōu)點，完全可以滿足本系統(tǒng)的

20、設(shè)計要求。DS18B20的連接電路如圖4所示。3溫度顯示模塊。溫度顯示模塊采用的是MS12864R芯片。該液晶顯示模塊可顯示漢字和圖形，置8192個中文漢字1616點陣、128個字符816點陣以及64256的點陣存。同1602相比可以更清晰地顯示出溫度的變化曲線。12861的液晶顯示電路如圖5所示。4鍵盤控制模塊。該模塊采用了4個按鍵，分別為十位加減1鍵、個位加減1鍵、十分位加減1鍵以及系統(tǒng)復(fù)位鍵，分別使用單片機的P3.0，P3.1，P3.2，P3.3，P3.4，P3.5，P3.6共7個I/O口，當(dāng)按鍵按下時，單片時機根據(jù)電平的上下變化作出相應(yīng)的控制指令。5三極管VV06的導(dǎo)通和截止由引腳RA

21、3和RB0的輸出電平控制，用于控制直流電機M的電源極性翻轉(zhuǎn)51。取樣直流電機M的壓降值送給STC89C52芯片的AD轉(zhuǎn)換器的另一輸入通道，電機兩端的電壓降由RR，分壓取樣后由RA4引腳輸入A，D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后由程序讀取用于判斷電位置和控制。3.測溫原理和參數(shù)選擇：熱敏電阻為測溫元件用于測量出水口處的水溫。一個固定電阻尺與熱敏相串聯(lián)組成分壓電路。研上的壓降接到引腳通過電阻月接ANO輸入到STC89C52的置的8位A，D轉(zhuǎn)換器IlI，把模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，由程序讀取實現(xiàn)測溫。測溫的關(guān)鍵是要選擇適宜的測溫元件和合理的電路參數(shù)。這里選用的是一種負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器(NTC)-引，它采用玻殼封裝、

22、體積小、價格低，安裝方便。NTC測溫?zé)崦綦娮璧闹饕獌?yōu)點是電阻溫度系數(shù)大、靈敏度高、響應(yīng)速度快，能進(jìn)展精細(xì)溫度測量主要缺點是熱電特性非線性現(xiàn)象嚴(yán)重。如使用TG40B503(25時阻值50k1)，曰值4050K，玻璃封裝)NTC熱敏電阻，在O99圍，電阻的靈敏度約為8500l00n，非線性嚴(yán)重使用時一般要進(jìn)展線性補償。這里通過計算，選擇合理的測溫電路參數(shù)在有效的測溫圍，沒有進(jìn)展線性補償，僅使用溫度查表的方式就有效地解決了NTC測溫電阻的非線性問題。下面討論測溫精度和電路參數(shù)的選擇問題。電阻與熱敏電阻串聯(lián)組成分壓電路，對電源電壓5V分壓，上的壓降V，=5VR,(RT+R)隨溫度變化而變化。該電壓通過

23、AD的輸入引腳ANO送人STC89C52部的AD轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由程序讀取使用。在尺上并接一個01F的電容C實現(xiàn)濾波，用于消除干擾和噪聲。在試用中發(fā)現(xiàn)，中選用的NTC熱敏電阻(如標(biāo)稱值為10kn)和分壓電阻(如51kl-I)的阻值較小時，熱敏電阻在工作一段時間后易被擊穿，而在選用阻值較大的NTC熱敏電阻和分壓電阻后，問題就較好地解決了。分析原因應(yīng)該是NTC熱敏電阻中的工作電流和功耗較大造成的熱擊穿。因此應(yīng)盡量選用阻值較大的NTC熱敏電阻和分壓電阻，盡量減小流過熱敏電阻的電流。另一方面，考慮到PIC單片機的AID輸入信號引腳的輸入漏電流最大為+500nA4，要保證AD轉(zhuǎn)換結(jié)果的正確，就要

24、求損耗在信號源阻上的電壓不能超過10mV(AD基準(zhǔn)電壓為5V時的12個LsB)，這要求信號源阻最大不要超過20kQ。中選用標(biāo)稱為50kn，B2550為4050K的NTC熱敏電阻，其在溫區(qū)(099oC)的阻值變化在l6833217kQ之間。中選擇固定分壓電阻為20kn時，AD輸入信號源的等效阻是熱敏電阻和分壓電阻并聯(lián)后的阻值阻值用是l79277kQ，這可以滿足AD轉(zhuǎn)換時，對信號源阻最大不能超過20kn的要求，對應(yīng)的輸入給MD的信號電壓i的圍在44690693V之間，覆蓋了有效的AD輸入電壓值區(qū)間(05V)的大局部，經(jīng)8位AD轉(zhuǎn)換后對應(yīng)的數(shù)字量在0*E50*23之間。在O97溫區(qū)當(dāng)溫度變化l時，對

25、應(yīng)輸入電壓變化量在555197mV之問均大于1LsB對應(yīng)的模擬電壓值196mV，因此8位MD轉(zhuǎn)換后測溫的精度到達(dá)l是有保證的；在9799間，當(dāng)溫度變化1時對應(yīng)的模擬輸人電壓變化量在188l85mV之間8位AID轉(zhuǎn)換測溫精度達(dá)不到1，但正常測溫一般不會高于95并且出水口溫度控制在2550也比擬低。以上分析說明不用參加輸入信號的調(diào)理電路，也能滿足測溫精度1的要求。MD模擬輸入引腳ANO串接月，用于限流保護(hù)，防止過壓輸人造成芯片損壞或出現(xiàn)硬件死鎖的問題，因為它將直接影響到AD模擬輸入信號源的阻和采樣時間，尺。的阻值不能太大，阻值選為1kn。R選用NTC熱敏電阻的精度為50kQ05其B2550為405

26、0Kl分壓電阻l6選用熱穩(wěn)定性好的金屬膜電阻，精度為20k-*-O5。6.AD數(shù)據(jù)的處理測試中發(fā)現(xiàn)假設(shè)把STC89C52的D轉(zhuǎn)換后的溫度數(shù)據(jù)不作處理就直接用于溫度控制，會使電機不時出現(xiàn)誤動作。即使在測溫電路中加人了各種濾波電路，仍不見改善。因此推斷該干擾可能來自AD轉(zhuǎn)換模塊部。考慮到該系統(tǒng)中現(xiàn)場溫度的變化較緩慢，適合采用滑動窗口平均法進(jìn)展數(shù)字濾波161。在采用數(shù)字濾波方法對AD轉(zhuǎn)換后得到的連續(xù)l6個溫度數(shù)據(jù)進(jìn)展平均后，有效消除了對AD轉(zhuǎn)換后的噪聲。工程的結(jié)果與分析本設(shè)計表達(dá)了基于單片機單片機水溫控制系統(tǒng)，包括硬件組成和軟件的設(shè)計。該系統(tǒng)在硬件設(shè)計上主要是通過DS18B20溫度傳感器對溫度進(jìn)展采

27、集。硬件設(shè)計中最核心的器件是單片機AT89S52。一方面，將采集到的數(shù)字溫度信號經(jīng)數(shù)據(jù)處理得到相應(yīng)的溫度值，送至LED顯示器以十進(jìn)制數(shù)字形式實時顯示測量的溫度；另一方面，利用按鍵系統(tǒng)調(diào)整控制水溫的上下限設(shè)定。如果發(fā)現(xiàn)采集的溫度值低于下限值就進(jìn)展報警，并通過控制繼電器使加熱設(shè)備持續(xù)加熱直到接近溫度上限的溫度，系統(tǒng)等待水溫冷卻在控制圍。該數(shù)字水溫配制閥選用低壓直流電源供電。以確保平安。出水開關(guān)和流量的大小用單手柄控制，用按鍵預(yù)置用水溫度并由數(shù)碼管顯示，操作簡單，可以在255O之間對出水溫度進(jìn)展設(shè)置，分辨率是l。如果出水口水溫和設(shè)定的水溫不一致，則LED數(shù)碼管閃爍顯示以提醒注意，同時單片機根據(jù)兩者之

28、問的上下和差值的大小，產(chǎn)生脈沖控制電機的轉(zhuǎn)速和正反轉(zhuǎn)，通過傳動機構(gòu)帶動混水閥，調(diào)整冷熱水的進(jìn)水比例。該水閥與家庭熱水器配套使用，可自動快速調(diào)節(jié)出需要的水溫，可以防止冷熱水刺激，洗浴舒適，節(jié)水效果明顯。系統(tǒng)在溫適用性強，可實現(xiàn)對水溫的實時監(jiān)控，滿足不同用戶水溫的要求。系統(tǒng)本錢低廉，構(gòu)造緊湊，操作非常簡便，可擴(kuò)展性強，只要稍加改變，即可增加其他使用功能。較好的滿足了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科研的需要。系統(tǒng)在溫度采集、溫度處理和鍵盤處理方面做的比擬好。系統(tǒng)溫度測量圍大于要求的3090，最小區(qū)分度為1，控制精度在2以，溫度控制的靜態(tài)誤差小于2。能在大約一分鐘左右到達(dá)設(shè)定溫度。至此本設(shè)計完成了預(yù)期的目標(biāo)，用單片機

29、控制水溫可以在一定圍設(shè)定，并能在環(huán)境溫度變化時保持溫度不變。-. z第5章 工程的經(jīng)費使用情況在科研工程的設(shè)計及制作過程中，對待科研工程的經(jīng)費，我們本著每一分錢都用在刀刃上原則，在資金預(yù)算可控圍之，完成了工程的設(shè)計及制作，此次創(chuàng)新科研工程，預(yù)算為2000元，實際支出2224元名稱單價元數(shù)量總額元繼電器驅(qū)動系統(tǒng)80.5180.5電動二通閥1232246步進(jìn)電機及其驅(qū)動器2892578 NTC熱敏電阻324128水龍頭21.5486熱水器25250開關(guān)電源60160防水型DS18b20溫度傳感器19.7598.5控制變壓器1091109轉(zhuǎn)接頭81080水桶30260水管61060 單片機15911

30、59 熱敏電阻傳感器23369車費及通信費用280280防水膠帶5420其他6060總計2224總支出：2224第6章 收獲、體會及下一階段研究目標(biāo)1.通過參與大學(xué)生創(chuàng)新科研工程，自己的各項能力都得到了檢驗與提升，感覺自己的大學(xué)生活越來越豐富充實。在做課題的過程中，自己與組員們不斷的克制遇到的困難，增進(jìn)了彼此的友誼，提升了團(tuán)隊協(xié)作能力，希望身邊的大學(xué)生都能夠參與類似的創(chuàng)新活動。2.大學(xué)生創(chuàng)新科研工程使我有時機與擁有相趣愛好的同學(xué)們一塊做課題，共同探討大家感興趣的話題，3.創(chuàng)新科研工程為我們提供了一個將理論轉(zhuǎn)化為實踐的平臺，我們真正認(rèn)識到，任何的想法都是需要實踐去檢驗的。4.通過創(chuàng)新科研工程，再

31、次認(rèn)識到，任何事情，只要自己敢想敢做，即使再難，只要堅決不移，攻堅克難，自然會走向成功。5.創(chuàng)新科研工程對我們團(tuán)隊意識的提升有一定的促進(jìn)作用，也許一個人可以走的很快，但是只有一群人團(tuán)結(jié)協(xié)作才能走的更遠(yuǎn)，同時，團(tuán)隊成員分工明確，對提升效率及團(tuán)隊競爭力是至關(guān)重要的。 此次科研工程的完畢，并不代表我們科研道路的完畢，也不代表我們探索、創(chuàng)新精神的終止，我們會再接再厲，爭取從實際出發(fā)，聯(lián)系生活，提出更多富有創(chuàng)意的工程，做出更多方便生活的產(chǎn)品。同時，這次的智能浴池溫控系統(tǒng)設(shè)計及制作，雖然結(jié)項了，但是其中還有很多的缺乏，比方，調(diào)節(jié)精度過低，控制時間不確定，傳感器實時溫度不準(zhǔn)確，可能會出現(xiàn)忽冷忽熱現(xiàn)象，算法不

32、夠精簡，系統(tǒng)體積過大不美觀等等。下一階段，我們會繼續(xù)努力，把智能浴池溫控系統(tǒng)進(jìn)一步完善，爭取做成產(chǎn)品，承受市場的檢驗。參考文獻(xiàn)1迎新等.單片機初級教程.:航空航天大學(xué).2006.82小堅,山林,曉2全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽組委會.全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽獲獎作品選編第一屆-第五屆.:理工大學(xué).20043琳娜,武發(fā).傳感檢測技術(shù)及應(yīng)用.:中國計量.19995德金,粵初.MCS-51系列單片機接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗?:航空航天大學(xué).19905周立功等.增強型80C51單片機速成與實戰(zhàn).:航空航天大學(xué).2003.76馬忠梅等.單片機的C語言應(yīng)用程序設(shè)計.:航空航天大學(xué)社.1998.107胡漢才.單片機原

33、理及接口技術(shù).:清華大學(xué)社.19969志全等.智能儀表設(shè)計原理及應(yīng)用.:國防工業(yè).1998.610何立民MCS-51系列單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計.:航空航天大學(xué).1990.110威.實用電子系統(tǒng)設(shè)計根底.:理工大學(xué).200412海濱,片春媛,許瑞雪.單片機技術(shù)課程設(shè)計與工程實例.:中國電力.2021.1012周潤景,*宏偉,丁莉.單片機電路設(shè)計分析與制作.:機械工業(yè).2021.813譚浩強.C程序設(shè)計.:清華大學(xué).200514杰,黃鴻.傳感器與檢測技術(shù).:高等教育.200615高桔祥.全國大學(xué)生電子設(shè)計競培訓(xùn)系列教程.:電子工業(yè).200716何小艇.電子系統(tǒng)設(shè)計第三版.:大學(xué).200418懷武.現(xiàn)代

34、印制電路原理與工藝(第二版).:機械工業(yè).2021.118同法，肖志剛，繼衛(wèi).C51單片機C程序模板與應(yīng)用工程實踐.:航空航天大學(xué).2021.829王辛之等.AT89系列單片機原理與接口技術(shù).:航空航天大學(xué).2004.520郭天祥.51單片機C語言教程入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略.:電子工業(yè).202121周向紅.51單片機課程設(shè)計.:華中科技大學(xué).2021.1附錄：局部程序代碼步進(jìn)電機程序代碼：*include stc.h*include hjc52.h*include delay.h*define uchar unsigned char*define uint unsigned intsbi

35、t PUL=P10;sbit DIR=P11;sbit ENBL=P12;uint i=0,k=0;uint *_i;uchar point;sbit DU=P26;sbit WE=P27;uchar num=0*3f,0*06,0*5b,0*4f,0*66,0*6d,0*7d,0*07,0*7f,0*6f,0*77,0*7c,0*39,0*5e,0*79,0*71;uchar seq=0*fe,0*fd,0*fb,0*f7,0*ef,0*df;void time() TMOD=0*11; TH0=5536/256; TL0=5536%256; TH1=63536/256; TL1=63536%256; EA=1; ET0=1; ET1=1; TR0=0; TR1=0;void math(float *_f)if(*_f=0)&(*_f=1