基于AVR單片機水溫自動控制系統

論文編號:ZD1251  論文字數:25084,頁數:62  附原理圖，外文翻譯，答辯PPT

摘  要
 本文介紹了基于AVR單片機的自動水溫控制系統的設計及實現過程。該系統具有設定、實時顯示以及與上位機通信功能。測溫精度0.3℃、保溫精度正負0.5℃、控溫范圍0~100℃。
 本系統采用ATmega16單片機為主控制器，溫度采集方面采用LM35傳感器，它具有很高的工作精度和較寬的線性工作范圍，而且小型、低功耗、可靠性高、低成本。功率輸出部分采用GTJ3-10A固態繼電器，電路經濟可靠，采用PWM控制可控性好精度高。控制算法采用PID算法使系統具有快速響應和較小的超調。該系統通過實驗證明具有很高的可靠性和穩定性。實現溫度的設定，并對溫度進行實時采集顯示。
 

 關鍵詞：溫度控制  ATmega16單片機 PID算法 PWM

Design of Water Temperature Automotive Control System Based on AVR

Abstract
This paper introduces the design and realization of the automotive water temperature control system basing on AVR. It has the function of setting, display signal in real time and upper communication. The temperature measurement precision is 0.3℃、and the heat preservation precision is positive and negative 0.5℃、range of temperature control is 0~100℃.
This system adopt ATmega16 SCM as a main controller, The temperature gathering aspect uses the LM35 sensor. It has the very high work precision and the wide linearity operating region. Moreover small, low power loss, reliability high, low cost. It use GTJ3-10A solid-state relay in the part of power output, the circuits are economic and reliable. The controllability and precision is well under the control of PWM. It makes system with quick response and lower over swing while using PID arithmetic as the control arithmetic. After the validation of experiment, this system has well reliable and stability. Then realize the setting of temperature and collecting of temperature in real time and painting.

Key Words：Temperature Control    ATmega16 Single Chip Computer  
 PID Arithmetic   PWM

目 錄
第一章 緒論 1
1.1基于AVR單片機水溫自動控制系統的發展及現狀 1
1.2基于AVR單片機水溫自動控制系統的發展方向 1
1.3設計功能要求 2
第二章 方案論證 4
2.1主控單元 4
2.2溫度采集單元 4
2.3 A/D轉換器 5
2.4功率輸出單元 5
2.5鍵盤顯示單元 5
第三章 硬件設計 7
3.1主控單元 7
3.1.1芯片介紹 7
3.1.2 ATmega16芯片特點 7
3.1.3 AVR引腳及說明 10
3.1.4 AVR CPU的主要組成部分 11
3.1.5 ATmega16的存儲器 12
3.2系統時鐘及復位 13
3.2.1系統時鐘 13
3.2.2系統復位 14
3.3 ATMEGA16的外設 15
3.3.1 I/O端口 15
3.3.2具有PWM功能的8位定時器/計時器0 15
3.4溫度采集單元 18
3.5 信號調理單元 20
3.6 A/D轉換單元 21
3.6.1 ICL7109的內部電路結構 21
3.6.2 ICL7109的功能引腳 22
3.6.3 ICL7109的應用方法 24
3.7功率輸出單元 25
3.8鍵盤與顯示單元 28
3.8.1數碼顯示電路 29
3.8.2 HD7279A主要特點及電特性 29
3.8.3 控制指令及時序 30
3.8.4 LED數碼管 32
3.8.5 鍵盤 34
3.9通信單元 35
3.9.1 ISP 35
3.9.2 MAX232 36
第四章 軟件設計 37
4.1PID控制算法 38
4.1.1 PID控制規律及其基本作用 38
4.1.2比例調節器（P） 39
4.1.3比例積分調節器（PI） 39
4.1.4比例積分微分調節器（PID） 39
4.2 PWM的控制方法 40
4.3流程圖 40
結論 43
致謝 44
參考文獻 45
附錄 47