开题报告
机械设计制造及其自动化
恒温加热炉的控制设计
一、选题的背景和意义
1、随着单片机渗透到我们生活的各个领域，使得我们在生活的方方面面都能发现单片机的踪迹。比如计算机的网络通讯和数据传输，民用轿车的安全保障系统，录像机、摄像机的控制，工业自动化过程的实时控制与数据处理，广泛被使用的各种智能IC卡，以及电子宠物等等，以上这些离不开单片机。单片机的广泛使用使传统的工业生产的控制走向自动化、智能化。用单片机可以在给现代工业提供多样形式的实时控制系统、数据采集及处理系统等。例如工厂流水线上的智能化生产及管理、各种报警控制系统、各种生产因素的智能化实时控制、和与计算机联网构成二级控制系统等等。可以看出，单片机的越来越丰富的运用使传统工业的不足及缺陷逐步的消亡，为迎接智能化工业控制开辟了广阔前景。
2、现代工业的逐步发展，在工业生产控制中，温度、流量、压力和液位是四种比较常见的过程变量。其中，温度是非常重要的过程变量之一。例如：在化工工业、电力工业、冶金工业、机械加工和食品加工等等领域，都需要通过对各种加热炉、热处理炉、反应炉还有锅炉的温度进行实时的控制。然而，我们
用常规的控制方法，潜力是非常有限的，已经难以满足日益发展的现代工业中的较高的性能要求。采用单片机来对这些进行控制不仅具有控制简单、方便和灵活性等等的优点，而且可以大幅度提高被测温度的技术指标，从而能够更好的提高产品的质量和数量。因此，单片机可以大大的提高解决工业生产控制中的温度的控制所经常遇到及发生的控制问题。
二、研究目标与主要内容
1、设计一台恒温加热炉。根据方案要求采用MCS-51系列的8031单片机为核心的技术应用作为本设计的控制器，其还需要使用到应用由PT100温度传感器、WS2050隔离二线制变送器、ADC0809转换器、LED显示器组成的信号检测及处理电路。
2、设计电原理图。
3、编写单片机内部程序。
4、恒温加热炉硬件制作和整体外观设计。
1引言
1.1恒温加热炉的研究背景
1.2研究恒温加热炉的意义
1.3本论文研究的主要内容
2 硬件电路设计方法及原则
2.1 单片机应用系统硬件电路的组成及设计原则
2.2单片机应用系统的可靠性设计
3 单片机系统设计方案与分析
3.1 硬件电路的整机结构
3.2 5V直流稳压电源电路设计英国密德萨斯大学
3.3 单片机系统设计
4 温度检测与控制系统设计方案
4.1 温度检测电路设计
4.2 温度控制电路设计
4.3 报警电路设计
4.4 硬件电路图及工作原理
抗战胜利的意义5 系统软件程序控制
5.1软件可靠性设计
5.2 系统软件程序设计
6. 单片机应用系统的调试
6.1 单片机应用系统中常见的故障
6.2 单片机应用系统的仿真调试沉醉不知归路
7 实物制作
7.1 硬件制作入党积极分子申请书
7.2 程序烧入运行
8 总结与展望
8.1 本项目取得的成果
8.2 研究的不足之处
致谢
附录
三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等
本设计以MCS-51系列的8031单片机为核心，由PT100温度传感器、WS2050隔离二线制变送器、ADC0809转换器、LED显示器组成的信号检测及处理电路。在系统自动运行中，通过人
机界面的LED显示和键盘设置来时时了解恒温加热炉自动控制系统的运行状况和更改设置。本设计主要有功能强、通用性好、集成度高，特别是价格便宜、体积小、重量轻、能耗低、抗干扰能力强、使用方便和可靠性高等等优点。程序方面是通过Proteus7软件，用C语言编写的程序。
本课题完成一个单片机应用系统的开发设计可以通过提出目标课题、进行可行性论证、确定系统的总体方案、进行系统的软硬件的理论设计、借助仿真软件对软硬件进行仿真调试、安装系统的硬件电路、对实际的单片机应用系统作进一步的实物调试。
本设计使用PROTELL99设计应用目标线路板，程序方面是通过KEIL软件仿真，用汇编语言编写的程序。
四、参考文献
[1] 《模拟电子技术基础》周良权、傅恩锡、李世馨第二版高等教育出版社.
点面结合的句子>李厚泽
[2] 《单片机与控制技术》杨宁、胡学军北京航空航天大学出版社.
[3] 《全国大学生电子设计竞赛训练教程》黄智伟、王彦、陈文光、朱卫华电子工业出版
社.
[4] 《数字电子技术基础简明教程》清华大学电子学教研组、余孟尝第二版.高等教育出版社.
[5] 《单片机原理与应用》朱月秀、濮阳槟、骆经备科学出版社.
[6] 《自动控制理论》浙江大学、邹伯敏机械工业出版社.
[7] 《单片机原理及系统设计》胡汉才清华大学出版社.
[8] 《MCS-51系列单片机系统及其应用》蔡没琴、张为民、沈新群、张荣娟高等教育出
版社.
[9] 《单片机应用文集》何立民北京航空航天大学出版社.
[10]Godbole, Kedar, Skinner-Gray, et al. Selecting an embedded smart motor
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[11] Donald E T, Jay K A, Herman S. A model and methodology for hardware-software
codesign .IEEE Design & Test of Computers. 1993,103, 10(3)
五、研究的整体方案与工作进度安排（内容、步骤、时间）
2010.11.15～2010.11.20 文献查阅、了解单片机的驱动方式
2010.11.21～2010.11.25 献查阅、智能台灯的驱动方式及如何利用单片机驱动
蒜香烤茄子2010.11.26～2010.11.30 资料收集、文献查阅、并完成外文资料翻译
2010.12.01～2010.12.10 资料收集、文献查阅、并完成文献综述和开题报告
2010.12.10～2011.01.08 恒温加热炉系统的设计与制作
2011.01.09～2011.02.09 进行功能仿真，调整设计方案
2011.02.10～2011.02.28 撰写论文初稿
2011.03.01～2011.03.24 完善制作实验设计，得到实验数据
在家就能做的甜品2011.03.25～2011.04.20 论文修改定稿，完成其他相关文档
2011.04.21～2011.04.30 准备毕业答辩材料
六、研究的预期目标及主要特点及创新点
本课题以单片机为核心的控制系统完成对系统的控制并使其自动运行。在系统自动运行中，通过人机界面的LED显示和键盘设置来时时了解加热炉自动控制系统的运行状况和更改设置。
本设计由PT100温度传感器、固态继电器、BT102发光二极管元器件来进行对系统的温度检测与控制。PT100温度传感器具有准确性高，在所有在所有的温度计中，它的准确度最高，可以达到1Mk；输出信号大，灵敏度高，PT100热电阻温度计的灵敏度比热电温度计（热电偶）高一个数量级；测温范围广，稳定性能好。在振动小而适宜的环境下，可以在长时间内保持0.1℃以下的稳定性等特点。
本设计的创新点是用LED显示当前水温，恒温温度可以在30℃-80℃任意设定，并采用自动恒温控制，全自动运行，还有具有缺水保护，超温保护等自动保护功能。
