基于单片机的电烤箱温度控制设计

本科毕业论文开题报告拟定论文题目:基于单片机的电烤箱温度控制设计学院：物理与电子工程学院专业：物理学班级：2010级物本(2)班学号：2010405324学生姓名：张良忠凯里学院教务处制2013年9月9日填写填表须知一、本表从凯里学院教务处下载专区下载，不得随意改变表格结构。二、开题人应逐项认真填写，各部分如不够填写，可自行加页。三、文字输入部分，一律五号字、宋体、单倍行间距编排。四、本表以A4纸单面打印，于左侧装订成册。五、本表一式三份，学生自存一份，教学单位存档一份，教务处存档一份。1凯里学院本科毕业论文开题报告表论文题目名称基于单片机的电烤箱温度控制设计论文题目来源学生自拟论文题目类型C指导教师潘南红学生姓名张良忠学号2010405324专业及班级10物本（2）班一、选题背景及研究意义（选题背景应对该选题的国内外研究现状进行综述，研究意义应从理论和实践两个方面进行阐述。要1求字数在800字左右）（一）选题背景国内外温度控制系统发展迅速，并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得很大的成果。目前温度控制大多数采用智能调节器，国内生产调节器分辨率和精度都较低，温度控制效果不是很理想，但价格便宜；国外生产调节器分辨率和精度都比较高，但价格昂贵。美国、德国、瑞典、日本等国家技术领先，都各自生产了一批商品化的性能优异的温度控制器及仪器仪表，并在各个行业都得到了广泛的应用。其主要特点为：一是用于大惯性、大滞后等复杂温度控制系统的控制；二是能够适应于受控系统数学模型难以建立的温度控制系统的控制；三是能够适应于受控系统复杂参数时变的温度控制系统的控制；四是温度控制系统普片采用自适应控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理论及计算机技术，运用先进的算法，适应的范围广泛；五是温度控制普遍具有参数自整定功能。借助计算机软件技术，温控器具有对控制对象控制参数及特性进行自动调定的功能。有的还以具有自学习功能，能够根据历史经验及控制对象的变化自动调整相关控制参数，以保证控制效果的最优化；六是具有控制精度高、抗干扰能力强等特点。目前，国内外温度控制系统及仪表正朝着高精度、智能化、小型化等方面迅速发展。近年来，温度的检测在理论上发展比较成熟，但在实际测量和控制中，如何保证快速实时地对温度进行采样，确保数据的正确传输，并能所测温度场进行较精确的控制，仍然是目前要解决的问题。温度控制技术包括温度测量技术和温度控制技术两个方面。在温度的测量技术中，接触式测温发展较早，这种测温方法优点是：简单、可靠、低廉、测量精度较高，一般能够测得真实温度；但是由于检测元件热惯性的影响，响应时间较长，对热容量小的物体难以实现精确的测量，并且该方法不适应对于腐蚀性介质测温，不能用于超高温测量，难以测量运动物体的温度。而非接触式测温方法是通过对辐射能量的检测来实现温度测量的方法，其优点是：不破坏被测温场，可以测量热容量小的物体，适用于测量运动物体的温度，还可以测量区域的温度分布，响应速度较快；但也存在测量误差较大，仪表指示值一般仅代表物体表观温度，测温装置结构复杂，价格昂贵等缺点。（二）研究意义1.理论意义本设计利用AT89C51单片机为核心的温度控制系统，主要由两部分组成：硬件部分和软件部分。其中硬件部分包括：单片机电路、传感器电路、放大电路、转换器电路、以及键盘和显示电路。软件部分包括：主程序、运算控制程序、以及各功能实现模块的程序。其中单片机电路用到了单片机基础知识，涉及到我们学过的数字电子技术、高频电子线路、电工学等的一些知识；传感器电路、转换器电路涉及到了怎样将一个非电信号转换为电信号并将其怎样转化成单片机能接收的信号的相关知识；放大电路涉及到学过的模拟电子技术的相关知识；显示电路主要涉及到数字电子技术的相关技术。软件部分都是用C语言程序来实现对单片机的控制，主要是利用C语言程序来控制硬件部分，从而达到控制的目的。本设计有的知识是我们已经学过的，这部分应该不1说明：1.论文题目类型：A—理论研究；B—应用研究；C—设计等；2.论文题目来源：指来源于科研项目、生产/社会实际、教师选题或其他（学生自拟）等；3.各项栏目空格不够，可自行扩大。2是很难，通过本设计来巩固所学知识，使理论走到实际中去；有的知识是我们没有学过的，通过本设计，培养我们自己查阅资料的能力、活学活用的能力。2.实践意义近年来，因为人们使用电烤火箱不当发生火灾的事例经常发生，为了减少使用电烤火箱时火灾的发生，利用单片机的控制功能来设计一种智能的烤火箱系统，保证使用安全又达到节能的作用。以AT89C51单片机为控制芯片，利用电阻传感器采集温度，利用按钮调节温度。这种温度控制系统能过通过显示屏直观的来观察电烤箱温度，通过按钮也很方便的来调节温度的高低，精度也比较高；另外，单片机廉价，可以在保障安全的同时又节约成本；所以在工业上是很有生产价值的。二、主要研究内容、研究方法及拟解决的关键问题（一）研究内容系统的硬件部分包括单片机电路、A/D转换器、放大器、传感器、键盘及显示电路五部分组成。其各部分连接关系如下图所示。控制器拟采用AT89C51单片机作为控制器的主控芯片，使用热电阻传感器进行温度的采集。热敏电阻传感器采集的温度信号经过变送器和D/A转换器送入单片机，单片机通过程序控制温度的采集、显示、设定温度范围、控制温升降等功能，超出设定温度范围单片机就会声音报警。3（二）研究方法首先通过查找阅读大量的参考资料，对单片机技术、温度检测技术等做详细的了解，并形成温度控制器的总体设计方案。然后，在老师的帮助下，通过设计硬件电路和软件系统实现对家用电烤炉的控制功能。（三）拟解决的关键问题1.对单片机系统的了解；2.温度检测技术的了解；3.控制程序的编写；4.如何实现温度控制等。主机温度显示键盘声音报警A/D转换器变送器热电阻光耦驱动器可控硅调功器电炉人机对话部分温度检测部分温度控制部分4三、完成毕业论文所必需具备的工作条件及解决的办法要找到大量关于单片机基础和设计的资料，在学习单片机的同时要进行相应的操作，练习编写程序烧入单片机中，在学习的同时进行实验操作；查询一些关于温度控制的资料，整理和总结材料得出最佳的设计方案；同时在控制电路中涉及到了一些关于模拟电子技术和数字电子技术的相关知识，这俩门课我们都曾经学习过，设计起来应该比较简单。本次设计最重要的问题是要按照方案购买相应的器材和进行对家用电烤炉的实际控制，要得到预期的目的更离不开老师的指导和学校的支持。四、工作的主要计划、进度与时间安排设计自2013年9开始，具体情况安排如下：2013年9月10日——11月1日：阅相关资料，进行资料的收集与整理工作并完成系统整体方案论证并完善设计方案。2013年11月1日——12月20日：完成系统各个模块的设计，完成整体电路的设计；实现硬件及软件相结合控制的设计。2013年12月20日——2014年1月20日：综合原理图，制作电路板进行安装、调试，检测电路是否有故障，并完善电路板进行对家用电烤炉的控制。2014年1月20日——2014年3月20日：撰写并完善论文，准备论文答辩。5五、论文写作提纲（要求至少到二级标题）0前言1概述1.1技术指标1.2控制方案2硬件部分设计2.1单片机电路设计2.2传感器电路设计2.3A/D转换电路设计2.4放大器电路设计2.5键盘及显示电路设计3软件部分设计3.1工作流程3.2功能模块3.3功能软件设计4电路及调试4.1整体控制电路4.2实物安装及调试5控制电路的测试6结论致谢参考文献6六、参考文献目录（参考文献量不少于15部/篇，近五年的文献量不少于8部/篇）【1】徐玮.C51单片机高效入门[M].机械工程出版社，2010.2【2】周润景、徐宏伟、丁莉等.单片机电路设计、分析与制作[M].机械工程出版社，2010.5【3】杨素行.模拟电子技术基础简明教程[M].高等教育出版社，2005.10【4】张洪润、博瑾新.放大器电路设计[M].航空航天大学出版社，2006.8【5】张洪润、博瑾新.单片机应用设计200例[M].航空航天大学出版社，2006.8【6】张刚毅.MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨工业大学出版社，1990.6【7】王淑珍、王立萍.单片机系统设计[M].科学出版社，2008.2【8】张洪润、博瑾新.传感器技术大全[M].航空航天大学出版社，2006.8【9】赵娜，赵刚.基于51单片机的温度测量系统[J].计算机信息，2007（6）：146-148【10】刘攀、俞杰.基于单片机的温度测控系统[J].兰州交通大学学报，2005（6）：12【11】张晓芳.基于C51的单片机温度控制系统设计[J].苏州市职业大学学报，2009（12）:4【12】周云.基于单片机的温度控制系统的设计[J].电子科技，2013（4）【13】胡汗才.单片机原理系统设计[M].清华大学出版社，2002【14】王梅红.基于单片机的温度控制系统设计与仿真[J].四川兵工学报，2012（2）【15】郭天祥.51单片机C语言教程[M].电子工业出版社，2009.1【16】陈尔邵.传感器实用装置制作集锦[M].人民邮电出版社，1999【17】求是科技.8051系列单片机C程序设计完全手册[M].人民邮电出版社，2006.4【18】强锡富.传感器[M].机械工业出版社，2000.5【19】张连成.基于单片机的温度控制系统设计[J].天津工业大学学报，2013.4【20】吕俊亚.一种基于单片机的温度控制系统的设计与实现.河南财经政法大学学报，2012.77指导教师意见（由指导教师填写）指导教师（签章）：年月日论证会专家名单姓名职称工作单位专家签名专家组意见（选题是否有价值，建议和意见。认证小组在完成认证意见时，要明确是否同意本选题、是否同意进入毕业论文撰写环节）专家组组长（签名）：年月日8教学单位审查意见负责人（签章）：教学单位盖章年月日