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毕业设计 电镀槽水温自动控制系统的设计 共35页，12308字
第1章 课题分析与方案论证
1.1 课题分析
在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，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。采用MCS-51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。
电镀槽自动水温控制系统就是一种典型的单片机温度控制系统，该系统是一个把模拟信号（温度）转换成数字信号，经过计算机加工处理，再把处理后的信号转换成模拟信号的闭环系统。该系统可对电镀槽的水温进行两点控制，使其水温一直保持在所设定的上限温度和下限温度之间，从而保证电镀生产顺利进行，且易于设计，价格低廉。此外，该系统还可以扩展其他领域，如热水器、空调的设计与制作，可利用性很强。
1.2 功能分析
该系统要求设定上限温度(HIGH)和下限温度(LOW)。当温度设定后，通过继电器驱动电路加热和制冷，电镀槽的水温将保持在上限温度和下限温度之间，从而达到温度控制的功能。温度设定值为上限温度HIGH=60℃，下限温度LOW=30℃。用十进制数码显示当前水温，并且能够实现对外围电路的控制。具体要求如下：
1、 以MCS-51系列单片机为核心器件，组成一个数字式温度计。
2、 用LED数码管显示温度。
3、 具有键盘设定温度上下限功能。
4、 可进行温度自动控制。
1.3 方案论证
方案一，如图1.1所示。此方案是传统的一位式模拟控制方案，选用模拟电路用电位器设定给定值，反馈的温度值和设定值比较后，决定加热或不加热。其特点是电路简单，易于实现。但是系统所得结果的精度不高并且调节动作平繁，系统误差大，不稳定。系统受环境影响大，不能实现复杂的控制算法，不能用数码管显示，不能用键盘设定。
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第2章 系统硬件电路的设计与分析
2.1 设计思路
1．根据设计要求，选择单片机为核心器件。
2．温度检测器件采用适应性强的温度传感器。
3．温度模拟信号通过A/D转换输入到单片机进行处理。
4．温度可通过数码管LED显示。
5．键盘设定电路采用矩阵式键盘方式接入。
6．继电器驱动电路具有加热和散热功能，通过P3.6和P3.7引脚接入。
2.2 硬件电路设计方案
根据设计要求与设计思路，确定该系统的具体设计方案，图2.1为该系统设计方案的硬件电路设计框图。硬件电路由7部分组成，即按键盘设定电路、时钟电路、复位电路、数据采集电路、LED显示电路以及继电器驱动电路(指示灯代替)。
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