基于PID算法的水温控制系统设计.doc

摘要:在现代工业生产和人们的日常生活中，对系统温度的控制有着非常重要的意义和广泛的应用。及时并且准确地得到温度信息并对其进行适当的控制在许多工业生产中都是重要的环节。本课题基于PID算法设计一个温度自动控制系统，主要由温度信号采集及转换、主机控制、温度控制和液晶显示四大模块组成，对应四大模块分别采用温度传感器DS18B20、单片机STC89C51、电磁继电器和液晶LM1602，采用PID控制算法控制电压,通过控制PWM的占空比对水温进行控制。系统控制方便，简单灵活。

关键字 温度传感器DS18B20；单片机STC89C51；PID；PWM

目录

摘要

Abstract

1 绪论-5

2系统的总体设计-7

3系统的硬件设计-8

3.1温度信号的采集及转换模块的硬件选用-8

3.1.1 DS18B20的简介-8

3.1.2 DS18B20引脚简介-8

3.1.3 DS18B20的工作原理-9

3.1.4 DS18B20的工作过程-9

3.1.5 DS18B20和单片机的硬件连接-12

3.2主机控制模块的选用-12

3.3显示模块的选用-13

3.3.1 LCD1602液晶的简介-13

3.3.2 LCD1602和单片机的硬件连接-13

3.4温度控制模块选用-14

3.4.1电磁继电器的简介及工作原理-14

3.4.2 PWM的简介-14

3.4.3 PWM的控制方式-14

3.4.4 PWM的控制电路-15

3.5系统硬件电路图-15

4 PID参数整定-17

4.1 PID控制器的基本原理-17

4.2 PID控制器参数整定方法-19

4.2.1系统分析-19

4.2.2 MATLABA简介-20

4.2.3系统Simulink仿真分析-20

5系统软件设计-27

5.1系统总体软件设计-27

5.2 DS18B20软件设计-27

5.3 LCD1602软件设计-28

5.4 PID调节-29

5.5 PWM控制-29

结论-31

致谢-32

附录-34