1、 毕业论文开题报告 机械设计制造及其自动化 温度自动控制器的设计 一、 选题的背景和意义 测量控制系统在工业生产中起着极其重要的作用，它是从生产现场中获取各种参数，运用科学和系统工程的做法，综合有效地利用各种先进技术，通过自控手段和装备，使每个生产环节得到有效的控制，进而保证生产规范化，提高产品质量，降低成本，满足需要，保证安全生产。所以，测量控制技术现在已广泛应用于炼油、化工、冶金、电力、电子、轻工和纺织等各个行业。 随着计算机技术的迅速发展，使得传统的测控系统发生可根本性的变革，即采用微型计算机作为测控系统的主 体和核心，代替传统测控系统的常规电子线路，从而成为新一代的微机化测控系统。 近
2、些年来，随着单片机技术的迅速兴起并蓬勃发展，其稳定、安全、高效、经济等优点日益突出，其应用也日益普遍。也正是由于这些优点，基于单片机而开发研制的系统越来越深受广大用户的青睐。 在微机测控系统中，被测参数经传感器转换成模拟电压或电流信号，再由模拟输入通道进行信号调理和数据转换，成为微机要求的数字形式送入微机进行必要的处理，在必要时可送到打印机等数据记录器上记录下来，这样就得到了供今后进行近一步分析和处理的测量数据记录。数据经 PID 计 算后输出，来实现对被控对象的控制。在某些对生产过程进行检测的场合，如果被测参数超过规定限度时，微机还将及时启动报警器发出报警信号。 测量控制系统中，温度检测与控
3、制又占有极其很重要的地位。温度测控系统在工业生产、科学研究和在人们的生活领域中，得到了广泛应用。 在工业生产过程中，很多时候都需要对温度进行严格的监控，以使得生产能够顺利的进行，产品的质量得到充分的保证。使用自动温度控制系统可以对生产中的温度进行控制，实现生产的自动化、智能化，从而提高企业的生产效率。 该课题的研究适应了 社会对于 温度检测与控制 的 发展趋势 ,将单片机应用于 温度检测与控制 系统中 ，将单片机控制方式成功地引入了 温度检测与控制 领域 ,丰富了 温度检测与控制 技术 ,由人工设定温度，有很好的实用价值，控制系统不仅可用于控制水温，还可应用到对温度有一定要求的其它领域。 也为
4、今后 温度检测与控制 技术的发展探索了一条行之有效的道路 ,具有广阔的发展空间 。 二、 研究目标与主要内容 其系统被测参数主要是温度 ， 该设计采用一线制数字温度传感器 DS18B20 采集外界环境温度，将 得到的数字信号 送 入 AT89C51 单片机，在单片机 中 进行数据处理 同时与设定的温度进行比较， 并判断是否有报 警需要 ， 另一方面送去显示接口。 设计中选用的主要器件有 ： AT89C51单片机、 DS18B20温度传感器、电阻丝、 JCM12864M液晶显示器、晶体振荡器、按钮开关、电阻、电容若干、变压器及其它小元件。 本设计系统总体电路方框图如图 1所示： 图 1 总体设计
5、方框图 三、 拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等 一研究步骤 1. 查阅大量相关资料写出开题报告，根据任务要求，设计系统总体框架 ,并完成文献综述和外文翻译。 2. 确定硬件结构图 ,并根 据系统功能选择对应的元件。完成软件模块的分配，根据各模块编写程序，最后完成系统总体电路的设计。 3. 画出原理图 ,完成硬件电路的安装、调试。软件调试以及软硬件的联调。 4. 完成毕业论文和相关文档。 二方法措施 先用 Altium Designer 画出系统电路图，根据电路编写程序，调试程序，直到程序无误，然后焊接与调试系统 四、 参考文献 1 赵海兰智能温度传感器 DS18B20J电子世界
6、， 2003.7-9 主 控 制 器 温度检测 键 盘 温 度显示 蜂鸣器报警 2 何希才 , 薛永毅传感器及其应用实例 M机械工业出版社， 2001. 3 赵海兰 ,赵祥伟智能温度传感器 DS18820 的原理与应用 J现代电子技术，2003.14-19 4 杨将新，李华军，刘东骏单片机程序设计及应用 M北京：电子工业出版， 2006. 5 胡汉才 ,单片机原理及其接口技术 M北京：清华大学出版社， 2004， 2. 6 何立民 .单片机应用系统设计系统配置与接口技术 M.北京：北京航空航天大学，1990. 7 李群芳等 .单片微型计算机与接口技术 M. 北京：电子工业出版社 , 2005.
7、1. 8 张桂香，王辉 .计算机控制技术 M.电子科技大学出版社， 2004.7. 9 An embedded single temperature controllerJ Jayapandian, Design Briefs. A Penton Publication.New Jersey, USA， 2003 10 张齐 . 单片机应用系统设计技术 M . 北京：电子工业出版社， 2004. 11 何立民单片机应用技术选编 M北京 : 北京航天航空大学出版社， 2000. 12 DS18B20 Programmable Resolution J. 1-Wire Digital Thermo
8、meter. Dallas Semiconductor. 13 胡学海单片机原理及应用系统设计 M北京：电子工业出版社， 2005.7-11 14 马云峰单片机与数字温度传感器 DS18B20 的接口设计 J计算机测量与控制，2002.4-8 五、 研究的整体方案与工作进度安排 2010.12.2 2010.12.29 文献查阅、外文翻译 2011.1.4 2011.1.17 开题报告 2011.1.18 2011.3.1 初步设计温度自动控制器及其论文初稿 2011.3.2 2011.4.29 详细设计温度自动控制器论文及其实物制作 2011.5.1 2011.5.16 整理论文、准备答辩
9、五、 研究的预期目标及主要特点及创新点 设计采用 DS18B20 温度传感器作为温度检测器件，利用单线控制信号在总线上进行通信，直接输出数据信号，不需要进行 A/D 转换的功能。而且被测温度值直接以“单线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰能力。虽然软件编程实现会较为复杂，但设计 电路简单，省去了许多外围设备，可以手工操作，还有高度稳定性。由于 DS18B20支持多点组网功能，多个 DS18B20 可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温，根据实际需要，可以用于分布式温度测控系统。 本设计的另一个优点是将所测得的温度 与所设定的期望温度值进行比较后，产生偏差信号， 促使报警器报警。 总的来说，本温度控制系统结构简单、体积较小、测温准确、应用性较强，可以作为诸如生物培养液等的温度控制系统，如果稍微改装可以做实验室温度控制系统等。
