A. 基於單片機的熱水器溫度控制系統
東華理工大學畢業設計(論文)
基於單片機的熱水器溫度控制
摘 要
溫度是日常生活中不可缺少的物理量，溫度在各個領域都有積極的意義。很多行業中以及日常生活中都有大量的用電加熱設備，如用於加熱處理的加熱熱水器，用於洗浴的電熱水器及各種不同用途的溫度箱等，採用單片機對它們進行控制具有控制方便、簡單、靈活性大等特點，而且還可以大幅提高被控系統的性能，從而能被大大提高產品的質量。因此，智能化溫度控制技術正被廣泛地應用。
本溫度設計採用現在流行的AT89C51單片機為控制器，用PID控制方法，再配以其他電路對熱水器的水溫進行控制。
關鍵詞:89C51; PID; 溫度控制
I
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東華理工大學畢業設計(論文)
ABSTRACT
Temperature is essential physical in daily life ,and in various fields has positive implications.A lot of businesses and daily lives have a lot of electric heating equipment.Such as electric water heater for bathing and variety of different uses of the temperature boxes. MCU to control them with easy to control,simple,flexibility and other characteristics,also can significantly improve the performance of the controlled system,which can be greatly improved proct quality. Therefore,intelligent temperature control technology is being widely used.
The temperature control design uses the now popular AT89C51 MCU controller,with PID control method, which together with
B. 單片機開題報告範文
隨著單片機由於其較小的體積和很高的性價比,而在各種電子產品中受到廣泛的應用和發展,單片機的研發人員也在不斷的進行技術上的革新。下面是我為大家整理的單片機開題報告範文，歡迎閱讀。
基於單片機數字頻率計設計開題報告
一、選題的依據及意義：
本課題主要研究如何用單片機來設計數字頻率計。因為在電子技術中，頻率的測量十分重要，這就要求頻率計要不斷的提高其測量的精度和速度。在科技以日新月異的速度向前發展，經濟全球一體化的社會中，簡潔、高效、經濟成為人們辦事的一大宗旨。在電子技術中這一點表現的尤為突出，人們在設計電路時，都趨向於用竟可能少的硬體來實現，並且盡力把以前由硬體實現的功能部分，通過軟體來解決。因為軟體實現比硬體實現具有易修改的特點，如簡單的修改幾行源代碼就比在印製電路板上改變幾條連線要容易的多，故基於微處理器的電路往往比傳統的電路設計具有更大的靈活性。
因為數字頻率計是計算機、通訊設備、音頻視頻等科研生產領域必不可少的測量儀器，所以頻率的測量就顯得更為重要。在數字電路中，頻率計屬於時序電路，它主要由具有記憶功能的觸發器構成。在計算機及各種數字儀表中，都得到了廣泛的應用。本課題採用的是直接測頻式的頻率計，設計原理簡單、電路穩定、測量精度高，大大的縮短了生產周期。
二、國內外研究概況及發展趨勢(含文獻綜述)：
由於當今社會的需要，對信息傳輸和處理的要求不斷提高，對頻率的測量的精度也需要更高更准確的時頻基準和更精密的測量技術。而頻率測量所能達到的精度，主要取決於作為標准頻率源的精度以及所使用的測量設備和測量方法。目前，測量頻頻的方法有直接測頻法、內插法、游標法、頻差倍增法等等。直接測頻的方法較簡單，但精度不高。頻差倍增多法和周期法是一種頻差倍增法和差拍法相結合的測量方法，這種方法是將被測信號和參考信號經頻差倍增使被測信號
的相位起伏擴大，再通過混頻器獲得差拍信號，用電子計數器在低頻下進行多周期測量，能在較少的倍增次數和同樣的取樣時間情況下，得到比測頻法更高的系統解析度和測量精度，但是仍然存在著時標不穩而引入的誤差和一定的觸發誤差。
在電子系統廣泛的應用領域中，到處看見處理離散信息的數字電路。供消費用的冰箱和電視、航空通訊系統、交通控制雷達系統、醫院急救系統等在設計過程中都用到數字技術。 數字頻率計是現代通信測量設備系統中必不可少的測量儀器，不但要求電路產生頻率的准確度和穩定度都高的信號，也要能方便的改變頻率。
數字頻率計的實現方法主要有：直接式、鎖相式、直接數字式和混合式
(1)直接式
優點：速度快、相位雜訊低，但結構復雜、雜散多，一般只應用在地面雷達中。
(2)鎖相式
優點：相位同步的自動控制，製作頻率高，功耗低，容易實現系列化、小型化、模
塊化和工程化。
(3)直接數字式
優點：電路穩定、精度高、容易實現系列化、小型化、模塊化和工程化。
三、研究內容及實驗方案：
研究內容：本課題設計以單片機為核心，設計一種數字頻率計，應用單片機中的定時器/計數器和中斷系統等完成頻率的測量。
實驗方案：
圖1 頻率計總體設計框圖
四、目標、主要特色及工作進度
目標：
基於單片機的數字頻率計，畫出電路圖並用軟體模擬
工作特色：
(1)運用了單片機技術;
(2)運用了C語言、電路等知識;
(3)採用電腦等工具;
(4)採用顯示模塊、分頻模塊、單片機模塊等;
(5)簡單易理解，十分實用。
工作進度：
1、查閱文獻，翻譯英文資料，書寫開題報告; 第1---4周
2、相關資料的獲取和必要知識的學習 ; 第5---9周
3、設計系統的硬體和軟體模塊並調試 第10--14周
4、撰寫論文; 第15--16周
5、總結，准備答辯; 第17周
五、參考文獻
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基於單片機的火災報警器
一、畢業設計(論文)課題來源、類型
課題來源：生產(社會)實踐
課題類型：畢業設計
二、選題的目的及意義
對於廣大居民，尤其是單獨居住的老人，無人看護的病人、嬰幼兒童等弱勢群體在遇到火災時，行動不便，逃生能力不強，逃生所需時間相對較長，對他們來說火災的早期報警，爭取更多的逃生時間或者及時通知救援人員，避免造成人員傷亡，顯得更為重要。
火災報警器可以讓百姓的家居生活更加安全，本報警器是一個由單片機控制的火災煙霧濃度、溫度檢測系統，它將感測器輸出地電壓信號進行A/D轉換、濾波、線性化，由單片機將電壓值轉換為氣體濃度和溫度送LCD1602液晶顯示，並判斷是否超過報警上限，若超過，則發出聲光報警[1]，並將報警情況通過GSM模塊發出，同時可以實現消防局對火災報警的集中接警，專業化處警，以最少的投資實現最快的接警和處警。同時還為接處警人員提供方便快捷的輔助決策手段，提高消防隊伍快速反應的能力，密切警民關系。高效的工作，還可以減少火災給居民帶來的人生安全的危害和財產的損失。
三、本課題在國內外的研究狀況及發展趨勢
以火災自動報警技術為核心的建築消防系統，是預防和遏制建築火災的重要保障。近年來，我國火災自動報警工程應用技術實現了較快發展。但由於在實際應用中，火災自動報警系統的通訊協議不一致，火災自動報警工程技術水平還相對落後，還存在著一些比較突出的問題。
(1)適用范圍過小。我國火災自動報警系統技術比美、英等發達國家起步較晚，安裝范圍主要是《高層民用建築設計防火規范》、《建築設計防火規范》規定的場所和部位，而在易造成群死群傷的中小型公眾聚集場所和社區居民家庭甚至部分高層住宅都沒有規定安裝火災自動報警系統，適用范圍過小，防範措施不到位。
(2)智能化程度低。我國使用的火災探測器雖然都進行了智能化設計，但由於感測器探測的參數較少、支持系統的軟體開發不成熟、各種演算法的准確性缺乏足夠驗證、火災現場參數資料庫不健全等，火災自動報警系統難以准確判定粒子(煙氣)的濃度、現場溫度、光波的強度以及可燃氣體的濃度、電磁輻射等指標，造成遲報、誤報、漏報情況較多。
(3)網路化程度低。我國應用的火災119動報警系統形式基本上以區域火災自動報警系統、集中火災自動報警系統和控制中心火災自動報警系統為主，安裝形式主要是集散控制方式，自成體系，自我封閉，尚未形成區域性網路化火災自動報警系統。
(4)組件連接方式有待改善。火災自動報警系統以多線制和匯流排制連接方式為主，探測器和報警器及控制器之間是採用兩條或多條的銅芯絕緣導線或銅芯電纜穿管相接，存在耗材多、成本高、抗干擾能力差的缺點。同時，銅導線耐高溫性能差、易磨損，系統施工維修復雜，影響了火災自動報警系統的可靠性和更廣泛的應用。
(5)火災自動報警系統誤報、漏報問題較多。由於火災探測器的安裝環境極其復雜，加之各種感測器在探測火災方面存在著某些先天不足，無法准確地感應各種物質在燃燒過程中所特有的聲波、光譜、輻射、氣味等諸多方面發生的微妙變化，對火災發生過程中所產生的不同粒徑和顏色的煙存在探測“盲區”，誤報、漏報現象時有發生。
(6)超早期火災探測器技術應用還幾乎處於空白。國外已開發出適合潔凈空間高靈敏度感煙火災探測報警系統，如激光式高靈敏度煙火災探測器，吸氣式高靈敏度感煙火災探測報警系統和氣體火災探測報警系統，與普通火災探測報警系統相比，其探測靈敏度提高了兩個數量級，甚至更多，這些系統採用了激光粒子計
數、激光散射等原理監視被保護空間，以單位體積內粒子增加的多少來判斷是否發生火災，系統可在火災發生前幾小時或幾天內識別潛在的火災危險性，實現超早期火災報警。而該技術我國目前還處於起步階段，有待進一步研究開發使用[2]。
針對上述問題，火災自動報警應用技術進一步著眼於當前國際發展的新形勢，加快更新改造進程，加強對數字技術和新工藝、新材料的應用，改進系統能力，使火災自動報警應用技術向著高可靠、低誤報和網路化、智能化方向發展。當前，國外火災自動報警應用技術的發展趨勢主要表現為網路化、智能化、多樣化、小型化、社區化、藍牙化、高靈敏化等。這也是火災自動報警應用技術的研究發展趨勢。
四、本課題主要的研究內容
設計一種以STC89C52單片機為核心的火災檢測與報警系統，可以通過氣體感測器實時獲取可燃氣體濃度、溫度感測器獲得火災現場溫度，並通過LCD1602液晶顯示，當濃度或溫度超過限定值時則報警並且把報警情況發送到報警器所設定的終端上。以方便人們更好的掌握安全狀況，提高生活質量。
五、擬採取的方法、技術或設計(開發)工具
本設計主要以MCS-51系列單片機STC89C52為控制核心，它自帶8K的FLASH程序存儲器，它的核心處理單元為8位。數據處理主要是對數字溫度感測器18B20採集溫度數據和對MQ-2煙物感測器進行AD採集，並進行邏輯判斷，根據數據的具體情況輸出到數碼管顯示和使蜂鳴器動作[3]。整個單片機應用系統的設計分為硬體電路設計和軟體編程設計兩大部分;其中硬體電路設計包括溫度採集電路，MQ-2煙物感測器電路，單片機控制電路，顯示電路，報警與控制電路和GSM模塊。軟體設計部分包括系統主程序，溫度採集子程序，數碼管顯示子程序，GSM模塊子程序和輸出驅動子程序，均採用51系列C語言編程實現。
六、本課題進度安排、各階段預期達到的目標
進度計劃：
2014.12.15 - 2015.3.1： 查找資料、搜集相關素材
2015.3.2 - 2015.3.6：完成需求分析
2015.3.7 - 2015.3.12： 完成概要設計
2015.3.13 - 2015.4.1：完成詳細設計
2015.4.2 - 2015.4.10完成編碼
2015.4.11 - 2015.4.13： 完成軟體測試
2015.4.14 - 2015.4.25：整理資料、撰寫設計報告
2015.4.26 - 2015.4.30：根據導師要求，完善畢業設計和設計報告
C. 溫度自動報警器的報警原理
基於單片機語音數字聯網火災報警器設計
摘 要：使用AT89C51單片機，選用集成溫度感測器AD590和氣體感測器TGS202作為敏感元件，利用多感測器信息融合技術，開發了可用於小型單位火災報警的語音數字聯網報警器。 關鍵詞：單片機；感測器；信號處理；火災報警器 1 引 言 我國的火災自動報警控制系統經歷了從無到有、從簡單到復雜的發展過程，其智能化程度也越來越高。目前國內廠家多偏重用於大型倉庫、商場、高級寫字樓、賓館等場所大型火災報警系統的研發，他們採用集中區域報警控制方式，其系統復雜、成本較高。而在居民住宅區、機房、辦公室等小型防火單位，需要設置一種單一或區域聯網、廉價實用的火災自動探測報警裝置，因此，研製一種結構簡單、價格低廉的語音數字聯網火災報警器是非常必要的。 一般小型防火單位火災報警系統如圖1所示。現場火災報警器通過對感測器火情信息的檢測，使用智能識別演算法實現對火災的監測。當報警器監測到火情信息後，直接通過Modem經公用電話交換網迅速向消防指揮中心報告火情信息(包括火災單位編碼、單位名稱、火情級別以及報警時間等)，同時產生聲光報警信號，並按事先預留的電話號碼自動撥號通知單位有關負責人。消防指揮中心根據接收到的火警信息，立即在消防信息資料庫中查詢單位位置、周圍道路、交通、水源情況等基本信息，根據所獲得的信息迅速確定最佳救火方案，通過網路將出警命令直接下達各消防中隊。本文將詳細介紹小型防火單位語音數字聯網報警器的設計與實現。 2 報警器硬體設計 2．1 硬體組成 如圖2所示，報警器硬體由溫度煙霧信號採集模塊、聲光報警模塊以及單片機與Modem通信模塊組成。圖中1，2，3組成數據採集模塊，4，5組成聲光報警模塊，5，6，7組成與Modem通信模塊。其中，1為感測器(包括煙感和溫感)，將現場溫度、煙霧等非電信號轉化為電信號；2為信號調理電路，將感測器輸出的電信號進行調理(放大、濾波等)，使之滿足A/D轉換的要求；3為A/D轉換電路，完成將溫度感測器和煙霧感測器輸出的模擬信號到數字信號的轉換。聲光報警模塊由單片機和報警電路組成，由單片機控制實現不同的聲光報警(異常報警、故障報警、火災報警)功能。單片機與Modem通信模塊由單片機、GM16C550串列埠擴展晶元和RS232電平轉換電路組成，實現報警器經Modem與消防指揮中心的通信。下面對上述各模塊進行簡要介紹。 2．2 溫度煙霧信號採集模塊 要准確地進行火災報警，選擇合適的溫度和煙霧感測器是准確報警的前提。綜合考慮各因素，本文選擇集成溫度感測器AD590和氣體感測器TGS202用作採集系統的敏感元件。 AD590是美國Analog Devices公司生產的一種電流型二端溫度感測器。電路如圖3所示。由於AD590是電流型溫度感測器，他的輸出同絕對溫度成正比，即1μA/k，而數模轉換晶元ADC0809的輸入要求是電壓量，所以在AD590的負極接出一個10 kΩ的電阻R1和一個100Ω的可調電阻W，將電流量變為電壓量送入ADC0809。通過調節可調電阻，便可在輸出端VT獲得與絕對溫度成正比的電壓量，即10 mV/K。 火災中氣體煙霧主要是CO2和CO。TGS202氣體感測器能探測CO2，CO，甲烷、煤氣等多種氣體，他靈敏度高，穩定性好，適合於火災中氣體的探測。如圖4所示，當TGS202探測到CO2或CO時，感測器的內阻變小，VA迅速上升。選擇適當的電阻阻值，使得當氣體濃度達到一定程度(如CO濃度達到0．06％)時，VA端獲得適當的電壓(設為3 V)。 A/D轉換電路採用了常用的8位8通道數模轉換專用晶元ADC0809，電路如圖5所示。溫度、煙霧感測器的輸出分別接到ADC0809的IN0和IN1。ADC0809的通道選擇地址A，B，C分別由89C51的P0．0～P0．2經地址鎖存器74LS373輸出提供。當P2.7=0時，與寫信號WR共同選通ADC0809。圖中ALE信號與ST信號連在一起，在WR信 號的前沿寫入地址信號，在其後沿啟動轉換。例如，輸出地址7FF8H可選通通道IN0，實現對溫度感測器輸出的模擬量進行轉換；輸出地址7FF9H可選通通道IN1，實現對煙霧感測器輸出的模擬量進行轉換。圖中ADC0809的轉換結束狀態信號EOC接到89C51的INT1引腳，當A/D轉換完成後，EOC變為高電平，表示轉換結束，產生中斷。在中斷服務程序中，將轉換好的數據送到指定的存儲單元。 2．3 聲光報警模塊 聲光報警電路在單片機P1口的控制下，可以根據不同情況(火災、異常、故障)發出不同的聲光報警信號。聲音信號由專用語音晶元提供。通過給語音晶元的S1和S2端輸入不同的邏輯電平(00，01，10，11)，便可以獲得4種不同的聲音信號。由單片機的P1．0和P1．1控制。另外該晶元還需要一個選通信號，由P1．3提供。只有當該信號為高電平時，晶元才會根據S1和S2端的控制信號發出不同的報警聲，否則不會發聲報警。 由P1口的P1．4～P1．7分別控制4個發光二極體，予以光報警，如圖6所示。P1．4～P1．7控制的燈依次為綠色(正常信號燈)、黃色(故障信號燈)、紅色(異常信號燈)和紅色(火災信號燈)。當這些輸出端輸出低電平時，對應的信號燈便會發光報警。 2．4 單片機與Modem通信模塊 當報警器監測到火災信息後，除了在火災現場產生聲光報警信號外，還需要將火災信息按事先預留的電話號碼自動撥號通知單位有關人員，並迅速上報消防指揮中心，為此，系統設計了單片機與Modem通訊模塊，該模塊由單片機、GM16C550串列埠擴展晶元和RS232電平轉換電路組成。限於篇幅，對通訊模塊的硬體電路及編程不做詳細論述。 3 報警器監控程序設計 監控程序流程圖如圖7所示。系統復位後，首先要進行初始化，包括對各個控制用寄存器的初始化、設置中斷服務程序的入口地址、設置堆棧等。 為了便於系統維護和功能擴充，採用了模塊化程序設計方法，系統各個模塊的具體功能都是通過子程序調用實現的。本系統主要包括數據採集子程序、火災判斷與報警子程序以及Modem通訊子程序等。 3．1 數據採集子程序 數據採集部分的程序設計包括：驅動ADC0809的IN0和IN1進行A/D轉換，分別由子程序ADC1(溫度轉換)和ADC2(煙霧濃度轉換)完成；單片機接收轉換好的數據，存入指定內存單元，由INT1中斷服務程序完成。每次驅動A/D轉換後等待外部中斷1，中斷到來說明A/D轉換已經完成，通過中斷服務程序讀取轉換得到的數據。 3．2 火災判斷與報警程序 為了降低誤報率，系統採用了多次採集、多次判斷的方法。每次數據採集後根據得到的數據對現場情況進行判斷：00H表示正常、01H表示異常、02H表示火災；然後綜合多次判斷結果做出最終的火情判斷。數據在內部RAM存儲單元中的存放情況如表1所示。具體判斷方法如下： (1)對溫度和煙霧進行了兩次數據採集與判斷 溫度≥100℃，溫度異常，置標志位為1，否則為0；煙霧(CO，CO2)濃度≥0．06％，煙霧濃度異常，置標志位為1，否則為0。 (2)根據溫度和煙霧的異常標志位判斷現場情況 2個標志位均為0，表示情況正常，給53H或56H單元送00H；2個中僅有1個為1，表示情況異常，送01H；2個均為1，表示有火災發生，送02H。 (3)綜合兩次情況做最後判斷，並予以報警 若53H和56H中數據不相同，說明是誤報，調故障報警子程序；否則按該單元中的數據調相應的報警子程序。 00H為情況正常，返回。 01H為情況異常，調異常報警子程序。 02H為現場有火災，調火災報警子程序，並向消防中心報告火情。 4 結 語 本文研製的用於小型防火單位的語音數字聯網火災報警器具有以下特點： (1)能對室內煙霧(CO2，CO)及溫度突變進行報警(聲光報警)。 (2)如果出現硬體故障(如感測器遺落、內部元器件損壞等)，能發出故障報警。 (3)如果只有一種參數出現異常(如煙霧濃度過大或是溫度較高)，能發出異常報警信號，令值班人員到現場處理。 (4)如果煙霧和溫度同時出現異常，則說明有火災，發出火災警報，並及時將火災信息上報消防指揮中心。 現場模擬實驗表明，本系統安全可靠，誤報率低。且由於其體積小、操作維護方便、成本低廉等，具有廣闊的應用前景。
http://..com/question/4525751.html
D. 單片機溫濕度檢測報警系統中出現了問題及解決方法怎麼寫呢
以下是一些可能出現的問題及對應的解決方法：
1、感測器數據異常：當溫濕度感測器輸出的數據不符合預期值時盯陵，可能是感測器本身存在問題或者感測器與單片機之間連接出現了異常。解決方法：首先可以嘗試更換感測器、檢查感測器線路是否連接良好；同時還可以通過軟體調整采樣頻率、提高采樣乎核精度等方式優化數據採集精度。
2、報警功能失效：當溫濕度超出指定范圍時，報警系統沒有響應或者無法正常工作。解決方法：可以檢查硬體電路是否連接正確，檢查程序邏輯是否有誤；同時也可以嘗試調整程序設置，確認報警規則和參數設置是否恰當。
3、單片機死機或者程序運行不穩定：當程序運行時出現死機或者閃退等情況，可能是由於程序錯誤、時凱頃戚間戳溢出等原因導致。解決方法：可以通過復位單片機、重新編譯程序、增加程序的容錯性等方式來解決。