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2 系统总体设计 3
2.1 系统的功能 3
2.2 系统硬件方案分析 3
2.3 系统软件方案分析 4
3 硬件电路设计 6
3.1 单片机 6
3.1.1 单片机选取 6
3.1.2 单片机的介绍 6
3.1.3 时钟电路 8
3.1.4 复位电路 8
3.1.5 I/O口扩展电路 9
3.2 铂电阻测温电路 10
3.3 A/D转换器及接口电路 12
3.4 键盘显示接口电路 13
3.4.1 键盘输入电路 13
3.4.2 数码管显示电路 14
3.5 输出控制电路 15
3.6 保护报警电路 17
3.6.1 液位保护电路 17
3.6.2 报警电路 18
4 软件电路设计 19
4.1 软件整体设计思路 19
4.2 按键扫描子程序 21
4.3 数据采集子程序 23
4.4 数码管显示子程序 24
4.5 输出控制子程序 26
4.6 保护报警子程序 27
5 结论 31
致 谢 32
参考文献 33
附录A 35
附录B 36
1 绪论
1.1 课题研究的背景以及意义
温度是工业生产以及生活中一种很常见的控制变量，例如：在石油萃取行业中，需要对不同环节的不同温度的控制。再例如：在布料的加工过程中，生产工艺的不同对温度的要求也是不同的[1]。因此对于温度的准确控制是非常重要的。随着科学技术的迅猛发展，人们对于温度控制精度和动态性能的要求是愈来愈高。
浴室行业遍布于全国的各个地方，而每个地方对水温的控制方法又是各不相同的。就对水温进行加热来说，有电力加热，有烧煤加热，有烧木头加热，这就有可能造成能源不必要的浪费；就温度检测来说，有用温度传感器的，有用人体感觉的，即用人体对水温的感知来判断水温是否合适，这无疑具有很大的随意性和不可知性，无法满足大众的普遍要求，而且需要操作人员实时的进行监控，使操作人员的劳动强度增加，生产成本明显提高了[2]。
因此能够设计出一套适合大众化的浴室水温控制装置是很重要的，它要能够实现节能减排，更有利于和谐社会的建设，更有利于中国的繁荣富强，更有利于中国梦的快速实现。
1.2 国内外的研究现状
1.3 课题设计的主要工作
本课题设计的系统用于对浴室水温进行相对智能的加热控制，操作者可以通过按键和编程设置两种方式来随时的设定浴室水温的理想温度，通过编程来确定水温上限和下限的范围值，并且可以说明温度的控制范围和控制的精度，还可以设定水温的上升速率，以达到缓慢的或者迅速的控制温度的目的。具体要求如下：
1）采用Pt100温度传感器，其测量温度范围在30℃-50℃。
2）系统可以设定温度的控制范围在30℃-50℃。
3）设定温度和检测的温度可以实时的显示。
4）温度的控制精度为±1℃。
本论文设计了一套比较适合大众化的浴室水温控制装置，采用电力加热，用温度传感器Pt100来检测水温，将非电量转变成电量；然后将转换后的模拟信号接到模拟数字转换装置中，将其转换成数字量，再传给单片机；以应用广泛、操作容易、价格便宜的STC89C52单片机作为控制中心，采用温度比较算法来实现控制，温度比较算法是一种应用广泛、成熟的控制算法，能使水温尽可能的接近设定的温度。首先采用独立按键来设定水温，然后通过温度传感器来检测水温，当水温达到设定温度的要求时，不采取任何行动；当水温低于设定温度时，通过单片机控制的加热装置启动，进行加热，直至水箱内水温达到了按键设定的温度值；当水箱内的水温低于或高于按键已经设定好了的温度允许误差的范围时候，报警装置启动，报警装置是由蜂鸣器和LED灯组成，容易被操作人员发现，从而采取相应的人工干预；当水箱内液位过高或者过低时，保护装置通过控制水阀来控制液位；这套装置还有数码管实时显示的功能，以便操作人员知道当前浴室里水的温度，从而实现相应的人工控制[5]。
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