毕业论文答辩PPT

1、答辩人：XXX基于单片机的水温控制系统设计专业班级：2010级电气2班学号：41003040222指导老师：XXX 研 究 意 义西安工程大学 电子信息学院 2010级电气工程及其自动化2班 李畅炜基于单片机的水温控制系统设计毕业论文答辩 水是生命的源泉，人类生活永远也离不开水。水的比较大的比热容以及它的流动性使它成为我们日常生活中和工业生产中那个得力的助手。许多系统中需要通过控制水的温度从而达到控制或者测量其它部分温度的目的。对水的温度的测量和控制已经成为系统中很重要的部分，并且也已经在我们的日常生活和工业生产中占据了很重要的地位。 框 架基于单片机的水温控制系统设计毕业论文答辩1 设计任务

2、及要求2 硬件系统3 软件设计4 系统调试及展示 西安工程大学 电子信息学院 2010级电气工程及其自动化2班 李畅炜 1 设计任务及要求设计任务的具体要求：1) 能用键盘设定温度并能用液晶显示2) 在全量程范围内实现升温、降温功能3) 在全量程范围内实现水温的自动控制本设计是一个以51单片机为控制核心的温度控制系统，主要是介绍了对水温的检测、显示及控制，实现了对水温的实时控制设计任务的主要内容毕业论文答辩西安工程大学 电子信息学院 2010级电气工程及其自动化2班 李畅炜基于单片机的水温控制系统设计 2 硬件系统毕业论文答辩西安工程大学 电子信息学院 2010级电气工程及其自动化2班 李畅炜

3、矩阵键盘AT89C52单片机LCD1602 继电器继电器电热器风扇系统整体框图分为主机控制、温度采集、数据输入、数据显示、水温调节五个单元。 整体设计方案DS18 B205V电源基于单片机的水温控制系统设计 2 硬件系统基于单片机的水温控制系统设计毕业论文答辩西安工程大学 电子信息学院 2010级电气工程及其自动化2班 李畅炜震荡电路是单片机的振荡源，震荡电路的晶振结合单片机内部电路为单片机所需的时钟频率。其中晶振采用11.0592MHz。单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同

4、步。本系统采用11.0592MHz的晶振单片机最小系统复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。（1）上电复位：STC89系列单片机为高电平复位，通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC，再连接一个电阻到GND，由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，这个电阻和电容的典型值为10K和10uF。（2）按键复位：按键复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。震荡电路复位电路单片机最小系统由供电电路、震荡电路、复位电路及扩展部分组

5、成。单片机的置位和复位，都是为了把电路初始化到一个确定的状态，一般来说，单片机复位电路作用在于将单片机内部的一些寄存器以及存储设备恢复成出厂初值单片机最小系统由供电电路、震荡电路、复位电路组成及扩展部分组成。本系统则采用5V电源进行供电，我们主要来看一下震荡电路与复位电路。单片机的震荡路是单片机的振荡源，震荡电路的 晶振结合单片机内部电路为单片机所需的时钟频率。单片机晶振提供的时钟频率越高，单片机运行速度也就越快。单片机接受的一切指令的执行都是建立在 晶振提供的时钟频率之上，一般而言一个系统共用一个晶振以便各部分保持同步。本系统采用11.0592MHZ的晶振单片机的复位，都是为了把电路初始化到

6、一个预先确定的一个状态。复位电路的作用即在于把单片机内部的一些寄存器和存储器恢复到出厂初值。复位电路由按键复位与上电复位两部分组成。 2 硬件系统基于单片机的水温控制系统设计毕业论文答辩西安工程大学 电子信息学院 2010级电气工程及其自动化2班 李畅炜DS18b20是一种常用的数字温度计。DS18b20仅需要一个端口引脚进行通信，测温范围在-55+125，最小精度为0.0625。DS18b20引脚图 DS18b20电路图DS18B20简介单线接口发送和接受消息，每一个都拥有独特的片列序号，所以允许多只DS18B20接在一个单线总线上，可放置多个在不同地方。 使用协议初始化 ROM 操作命令

7、存储器操作命令 执行/数据 特别适合于构成多点的温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号供微机处理，而且每片DS18S20都有唯一的产品号，可以一并存入其ROM中，以便在构成大型温度测控系统时在单线上挂接任意多个DS18B20芯片。从DS18S20读出或写入DS18B20信息仅需要一根口线，其读写及其温度变换功率来源于数据总线，该总线本身也可以向所挂接的DS18S20供电，而且不需要额外电源DS18b20实物图DS18B20一种常用的数字温度计。这里给出了DS18B20的引脚图、电路图与实物图。本系统采用了专用水温探头DS18B20，如第三图所示。A仅有三个引脚，其中红、黑、黄色分别是VC

8、C、GND、DQ(使能端口)，这里可以看出来，DS18S20读写DS18B20信息仅需要一根接口线，其读写及其温度变换功率都来源于数据总线。另外，该总线本身也可以向所挂接的DS18S20供电，不需要额外电源。在其内部，拥有寄生电源，即有DQ并联的电容当I/O端口处于高电平时，与DQ并联的电容进行充电，当I/O端口处于低电平时，该寄生电源放电支持工作。 2 硬件系统基于单片机的水温控制系统设计毕业论文答辩西安工程大学 电子信息学院 2010级电气工程及其自动化2班 李畅炜矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4跟行线和4跟列线交叉构成，按键位于行列的交叉点上，该结构极大的减少了对I/O口的占用。 矩阵

9、键盘电路图矩阵键盘简介44的矩阵式键盘由4根行线和4根列线交叉构成，按键位于行列的交叉点上，这样就构成了16个按键。其中交叉点的行列线是不连接的，当按键按下的时候，此交叉点处的行线和列线导通。行线通过接到VCC上。当无键按下时，行线处于高电平状态；当有键按下时，行、列线在交点导通，此时，行线电平将由与此行线相连的列线电平决定。这是识别按键是否按下的关键。然而，矩阵键盘中的每条行线与4条0列线相交，交点的按键按下与否均影响该键所在行线和列线的电平，各按键间将相互影响，键分析时必须将行线、列线信号配合起来作适当处理，才能确定闭合键的位置。 。 键值分布图矩阵键盘实物图0741852963设定 2

10、硬件系统基于单片机的水温控制系统设计毕业论文答辩西安工程大学 电子信息学院 2010级电气工程及其自动化2班 李畅炜LCD1602简介1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。LCD1602引脚图LCD1602电路图第 4 脚：RS 为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第 5 脚：R/W 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。 当 RS和 R/W 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS 为低电平 R/W 为高电平时可以读忙信号，当 RS 为高电平 R/W 为低电平时可以写入数据。 第 6 脚

11、：E 端为使能端，当 E 端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令LCD1602实物图用 LCD 显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由 68 或 88 点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示 RAM 区的 8 字节， 还要使每字节的不同位为“1”，其它的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方式， 根据在 LCD 上开始显示的行列号及每行的列数找出显示 RAM 对应的地址，设立光标，在此送上该字符对应的代码即可。福建农林大学交通学院 2007级物流管理2班 徐建福 3 软件

12、设计基于单片机的水温控制系统设计毕业论文答辩整体设计西安工程大学 电子信息学院 2010级电气工程及其自动化2班 李畅炜main.c系统初始化键盘扫描函数显示键盘输入温度读取实时温度循环执行温度控制函数ds18b20.c复位函数写跳过ROM及启动转换命令复位函数写跳过ROM及转换结果命令读取温度转换结果lcd1602.c使能命令写入液晶初始化显示单个字符显示多个字符显示一个字符串control.c温度比较函数工作状态显示keypad.c键盘初始化按键判断获取键值延时消抖delay.c毫秒延时函数微妙延时函数pwm.cPWM周期设定PWM占空比设定PWM控制函数pid.cPID初始化增量控制PI

13、D函数体PID函数福建农林大学交通学院 2007级物流管理2班 徐建福 3 软件设计基于单片机的水温控制系统设计毕业论文答辩开始声明函数及变量系统初始化西安工程大学 电子信息学院 2010级电气工程及其自动化2班 李畅炜键盘扫描返回显示输入温度执行温度比较函数读取实时温度判断是否有输入主程序流程图YN福建农林大学交通学院 2007级物流管理2班 徐建福 PID算法介绍 3 软件设计基于单片机的水温控制系统设计毕业论文答辩在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例

14、、 积分、微分计算出控制量进行控制的。公式中我们可以看到PID的三个组成部分，比例控制（系统的输出与输入误差信号成比例关系，此时存在稳态误差）；积分控制（系统的输出与输入误差信号的积分成正比关系，可消除静差）；微分控制（系统的输出与输入误差信号的微分成正比关系，可预测误差变化趋势）当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的 其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制器就是根据系统的误差，利用

15、比例、 积分、微分计算出控制量进行控制的。其公式如下所示：西安工程大学 电子信息学院 2010级电气工程及其自动化2班 李畅炜福建农林大学交通学院 2007级物流管理2班 徐建福 增量式PID算法 3 软件设计基于单片机的水温控制系统设计毕业论文答辩 由于单片机控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量，因此式（4-1）中的积分和微分项不能直接准确计算，只能用数值计算的方法逼近。离散化处理西安工程大学 电子信息学院 2010级电气工程及其自动化2班 李畅炜 PID参数整定（试凑法） 4系统调试及展示基于单片机的水温控制系统设计毕业论文答辩由于单片机控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量，因此式（4-1）中的积分和微分项不能直接准确计算，只能用数值计算的方法逼近。西安工程大学 电子信息学院 2010级电气工程及其自动化2班 李畅炜01初值确定02进行P整定03进行PI整定04进行PID整定05确定参数 4系统调试及展示西安工程大学 电子信息学院 2010级电气工程及其自动化2班 李畅炜基于单片机的水温控制系统设计毕业论文答辩