开题报告(蔡泉权).doc

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1、湖北民族学院科技学院信息工程系毕业设计（论文）开题报告课题名称：基于单片机的恒温控制系统学生学号：K 学生姓名：蔡泉权 学科专业：电气工程及其自动化 导师姓名：耿东山 信息工程系制2013年 3 月 1 日 填写填 表 需 知一、 填写本表前，学生应根据本表各部分要求写出初稿，由指导老师审查通过。二、 参照指导教师意见修改初稿后正式填写本表，所填内容一经确定，一般不随意变动。三、 本表各部分如不够填写，可自行加页。四、 本表一式两份，指导教师一份（可以电子稿），所在系部一份（打印稿）。一、 课题来源（1）解决社会实践的紧迫需要。（2）查阅文献资料，了解恒温控制领域最新的成果和有关学科发展的趋势

2、及前沿中挖掘课题。二、 选题的国内外研究现状及水平、研究目标及意义（包括应用前景、科学意义、理论价值）以及主要参考文献（1）国内外研究及水平国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的

3、单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。在今后的温控系统的研究中会趋于智能化，集成化，系统的各项性能指标更准确，更加稳定可靠。（2）研究目标及意义在现代化的工业生产中，温度是常用的主要被控参数，任何化学反应和物理变化过程都与温度息息相关

4、，因此温度控制是生产自动化的重要任务。例如：在电力工程、冶金工业、化工生产、机械制造、造纸行业和食品加工等许多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。可以毫不夸张的说，温度控制应用于我们日常生活中的方方面面，在我们的生产生活中是必不可少的一部分。本论文的设计理念紧扣时代步伐，顺应当今世界科技发展的潮流。基于单片机的恒温控制系统对于工业生产效率的提高，可以起到很大的作用。科学技术是第一生产力，只要运用得当，先进的科技能够节约更多的人力物力，降低生产过程中的能源材料的消耗，省略一些繁琐的细节，使各种产品的生产效益更上一个台阶。 （3）主要参考文献1 张俊谟.单

5、片机中高级教程原理与应用（第2版）.北京：北京航空航天大学出版社, 2006.2 周荷琴,吴秀清.微型计算机原理与接口技术.北京：中国科学技术大学出版社, 2008.3 程鹏.自动控制原理（第二版）.北京：北京航空航天大学出版社, 2007.4 马忠梅.单片机的C语言应用程序设计M.北京：北京航空航天大学出版社, 1998.5 张靖武,周灵彬.单片机系统的PROTEUS设计与仿真.北京：电子工业出版社, 2007.三、 研究的主要内容、研究方案及准备采取的技术路线、拟解决的关键问题（注：本部分内容必须详细填写）（1）研究的主要内容基于单片机的恒温控制系统，以89C52单片机和ADC0808模数

6、转换器为主要功能部件，单片机控制的各个模块电路联合作用，可以实现温度的测量并显示、上下限报警、自动调节温度等功能。（3）研究方案在设计的过程中充分考虑到性价比和精度，在选用通用元件、低价格的的基础上，尽量满足设计要求，并且使系统具有较高的精度。本控制系统以单片机的控制为核心，实时监测环境的温度，并设定了这个参数的上下限定值，并且具有相应的报警系统，当超过设定的限定值时，单片机控制报警系统进行报警，而且同时驱动继电器打开相应的开关使相应的执行机构运行。当环境温度高于设定温度上限时，驱动降温装置执行降温工作；当环境温度低于温度下限时，驱动升温装置执行升温工作。当参数值恢复到设定值范围内时，单片机控

7、制执行机构停止运行，使环境的温度在一定的范围内得到控制，从而实现恒温的目的。本次设计整个系统主要分为硬件部分和软件部分。硬件部分是包括该恒温系统各个电路模块的统称，是整个设计中的核心；软件部分是系统能够实现预期功能的必要保证，也是本系统中必不可少的部分。硬件部分主要包括单片机、温度采集电路、输入控制电路、时钟电路、复位电路、显示电路、蜂鸣器报警电路、继电器控制加热和制冷电路等，其中最主要的部分是单片机控制电路，基于不同型号的单片机可以有不同的功能，选择不同的单片机会有不同的硬件设计方案。软件部分指的就是控制单片机实现预期功能所必须的程序，就我目前所能掌握的知识来说，可以是汇编程序，也可以是C语

8、言程序。（4）准备采取的技术路线从硬件和软件两方面介绍基于单片机的恒温控制系统，并对硬件原理图和程序图作简洁的描述。此次设计的基于单片机的恒温控制系统主要是由单片机、温度采集电路、继电器控制电路、显示电路等模块组成，其中温度采集部分采用ADC0808模数转换器，显示部分采用LED数码管。ADC0808将采集的模拟信号转换成数字信号送给单片机，单片机对信号进行相应处理，当温度超过设定的限定值时，单片机控制报警系统进行报警，同时驱动继电器打开相应的开关使相应的执行机构运行，通过控制继电器控制外部加热装置或制冷装置使环境温度处于设定的温度上下限范围之内，并把温度数据送至LED显示，从而实现恒温控制的

9、目的。（4）拟解决的关键问题拟解决的关键问题是温度的自动控制，使得在一定的区间内，在自动控制系统的控制下，温度始终在要求的范围之内。四、 已进行的科研工作基础和已具备的科学研究条件（包括已经取得的科研成果、已经完成的科学实验及调查研究、具备的主要仪器设备及资料与数据等），以及可行性分析（1）已进行的科研工作基础首先在KEIL内编写程序并进行编译调试，在PROTUES内画出逻辑电路图，都无误的情况下再在该电路图中加载程序进行仿真运行，仿真结果与预期结果相符合。（2）已具备的科学研究条件KeilC51是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统。与汇编语言相比，C语

10、言在功能、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，并且易学易用。KeilC51提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面，生成的目标代码效率非常高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，且容易理解，在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。PROTEUS是英国Labcenter Electronics公司研发的多功能EDA软件。PROTEUS不仅是模拟电路、数字电路、模/数混合电路的设计与仿真平台，更是目前世界上最先进的单片机和嵌入式系统的设计与仿真平台。它真正实现了在计算机上完成从原理图与电路设计、电路分析与仿真、单片机代码级调试与仿真、系统测试与功能验证到形成PCB的完整的电

11、子设计、研发过程。89C52是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本的产品，它采用ATMEL公司可靠的CMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了CMOS的高速和高密度技术及CMOS的低功耗特征，它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统，属于89C51增强型单片机版本，集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能，适合于类似马达控制等应用场合。ADC0808模数转换器是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模数转换的器件。它的内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行模数转换，具有内部功

12、能强、转换速度快等特点。C语言是一种通用的程序设计语言，其代码率高，数据类型及运算符丰富，并且具有良好的程序结构，适用于各种应用的程序设计，是目前使用较广的单片机编程语言。单片机的C语言采用C51编译器（简称C51），由C51产生的目标代码短、运行速度高、所需存储空间小。综上所述，本设计已具备科学研究条件。（3）可行性论证本次的毕业设计是多种专业知识的结合，不仅涉及到软件的设计，而且还将电力电子技术与单片机的应用技术有机地结合，使其具有精度较高、测量误差较小、稳定性好等特点。五、 课题研究起止年限、任务安排、分阶段要求和预期结果（1）课题研究起止年限 2012年至2013年（2）任务安排3 月

13、 1 日至 3 月14日：查阅相关文献资料，撰写开题报告，并形成总体设计方案。 3 月 15 日至 4 月21日：设计硬件电路和软件程序，并进行软硬件综合调试。 4 月 22 日至 5 月12日：编写论文初稿，交导师审查，然后反复修改。 5 月 13 日至 5 月26日：完善论文并定稿，准备论文答辩。（3）分阶段要求4 月 15 日至 4 月21日：指导老师联系所带学生，审核毕业设计进度情况，并指出存在的问题和下阶段的任务要求。 4 月 21 日至 5 月12日：毕业生完成毕业设计初稿，指导老师审阅毕业设计初稿，提出修改意见，毕业生根据指导教师的修改意见进行论文修改。 5 月 13 日至 5 月19日：学生根据指导教师意见完善毕业论文（设计）。 5 月 20 日至 5 月26日：学生办理毕业论文（设计）的答辩审批工作，毕业论文（设计）答辩。（4）预期结果 预期结果与分阶段要求符合。六、指导教师审查意见 指导老师签字： 年 月 日