恒温恒湿控制系统的设计与实现本科生毕业设计(论文)

本科毕业设计 （自然科学） 题 目： 恒温恒湿控制系统的设计与实现（偏硬） 资料目录 1. 学术声明……………………………………………………………… ～ 页 2. 河北科技师范学院本科毕业 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 （设计）………………………… ～ 页 3. 河北科技师范学院本科毕业论文（设计）任务书……………… ～ 页 4. 河北科技师范学院本科毕业论文（设计）开题报告…………… ～ 页 5. 河北科技师范学院本科毕业论文（设计）中期检查表………… ～ 页 6. 河北科技师范学院本科毕业论文（设计）答辩记录表………… ～ 页 7. 河北科技师范学院本科毕业论文（设计）成绩评定汇总表…… ～ 页 8 河北科技师范学院本科毕业论文（设计）工作总结…………… ～ 页 9 其他反映研究成果的资料（如公开发表的论文复印件、效益证明等）…………………………………………………………… ～ 页 河北科技师范学院 本科毕业设计 恒温恒湿箱控制系统的设计与实现（偏硬） 院（系、部）名 称 ： 河北科技师范学院 专 业 名 称： 电气工程及其自动化 学 生 姓 名： *** 学 生 学 号： ******** 指 导 教 师： *** 河北科技师范学院教务处制 学 术 声 明 本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于河北科技师范学院。 本人签名： 日期： 指导教师签名： 日期： 摘 要 本文利用AT89C52单片机设计一个温室的温湿度控制系统，对给定的温湿度进行控制并实时显示，其中温湿度信号各有四路，系统采用一定的算法对信号处理以确定采取某种控制手段。系统硬件主要由电源电路、温度采集电路、湿度采集电路、键盘、显示电路、输出控制电路及其他辅助电路组成。使用温度传感变送器获得温度的感应电压，经处理后送给单片机。单片机将给定的温度与测量温度的相比较，得出偏差量，然后根据模糊控制算法得出控制量。执行器由开关频率较高的固态继电器开关担任，采用PWM控制方法，改变同一个周期中电子开关的闭合时间。从而调节高温电磁阀开关的导通时间，达到蒸汽控制目的。通过键盘输入控制信息，并能将控制箱内的实时信息通过LED显示出来，实现人机对话。 关键词： 单片机；信号采集；温湿度控制；LED显示； Abstract This text uses the type AT89C52 one-chip computer to control the temperature and humidity, real-time control temperature and constant temperature permanent wet case control system of the humidity. " the constant temperature, permanent wet control cabinet" are gathered the temperature , humidity which test the case by No. two sensor , give to 8051 microprocessor dealing with by, lowering the temperature , humidification , dehumidifying , alarm ,etc. continue the electric device respectively. According to need , is it control information is and can real-time information of control cabinet through LED show come out to input through keyboard, realize man-machine dialogue. Keywords: one-chip computer；signal gathering；temperature and humidity control；LED monitor 目 录 I 摘 要 I Abstract 1 1 绪论 1 1.1 论文研究背景与意义 1 1.2 主要研究内容 2 2 系统总体设计 2 2.1方案设计 2 2.2控制系统测控设定 2 2.3控制系统组成 3 3.硬件设计 3 3.1单片机的选择 4 3.2 AT89C52系列单片机介绍 4 3.2.1 AT89C52基本特征 5 3.2.2 AT89C52单片机内部组成结构 5 3.2.3 AT89C52的引脚功能 8 3.2.4 AT89C52的储存器 12 3.3传感器的选型及其性能特征 12 3.3.1 温度传感器 DS18B20 13 3.3.2 湿度传感器 HIH3610 15 3.4 单片机外围电路设计 15 3.4.1 单片机最小电路 16 3.4.2 温度传感器电路 17 3.4.3 湿度传感器电路 17 3.4.4 A/D转换电路 18 3.4.4 LED显示电路 19 3.4.5 执行机构电路 19 3.4.5键盘输入与报警 20 4 软件设计 24 结论 24 参考文献 25 致谢 1 绪论 1.1 论文研究背景与意义 恒温恒湿箱也称恒温恒湿试验机、恒温恒湿实验箱、恒温机，可用于检测材料在各种环境下性能的设备及试验各种材料耐热、耐寒、耐干、耐湿性能。适合电子、电器、通讯、仪表、车辆、塑胶制品、金属、食品、化学、建材、医疗、航天等制品检测质量之用。随着我国工业产品研制的需要，近几年来，我国从国外引进了大批试验系统，为我国工业产品的研制和定型发挥了重要作用，但由于其本身的复杂性，使得试验箱在运行中出现了许多问题，而且出现了问题不能及时解决，大大延长了试验周期，影响了产品的研制工作。随着现代农业的发展，恒温恒湿箱的应用越来越广泛（比如菌种的培养、幼苗的培育以及设施仪器仪表的校准等），并要求其性价比更高，使用寿命更长，使用费用更少（省电），响应速度更快。而采用单片机来对温度和湿度进行控制，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湿度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。基于此，本课题围绕恒温恒湿箱系统的设计与实现进行研究。 1.2 主要研究内容 恒温恒湿的控制系统主要有以下几个方面：加热系统、制冷系统、除湿系统、 加湿系统、电气控制系统。具体的要根据恒温恒湿的温度范围、湿度范围去设计.以单片机为控制器，结合温度传感变送器、LED显示器等，组成一个恒温恒湿控制系统。使用温度传感变送器获得温度的感应电压，经处理后送给单片机。单片机将给定的温度与测量温度的相比较，得出偏差量，然后根据模糊控制算法得出控制量。执行器由开关频率较高的固态继电器开关担任，采用PWM控制方法，改变同一个周期中电子开关的闭合时间。从而调节高温电磁阀开关的导通时间，达到蒸汽控制目的。 2 系统总体设计 2.1方案设计 恒温恒湿控制系统，主要要完成对温度、湿度的采集、显示以及设定等工作，从而实现对温湿度的控制，以达到恒温恒湿的目的。传统采用铂电阻充当测温器件的方案，虽然其中段测量线性度好，精度较高，但是测量电路的设计难度高 ，且测量电路系统庞大，难于调试 ，而且成本相对较高。鉴于上述原因，本系统采用DS18B20充当测温器件。外部温度信号经 DS18B20将输入的模拟信号转换成8位的数字信号， 通过并口传送到单片机系统。单片机系统将接收的数字信号译码处理，通过LED将温度显示出来，同时单片机系统还将完成键盘扫描 、按键温度设定、超温报警等程序的处理 ，将处理的温度信号与系统设定温度值比较，形成可以控制制冷、制热与停止工作三种工作状态，从而实现温度的智能化。湿度传感器选用HIH3610型传感器，将湿度信号由传感器进行采集，经单片机将其与设定湿度进行比较，进而控制加湿、干燥，达到恒湿控制。 2.2控制系统测控设定 1. 能够实时采集与显示环境温度、湿度等参数。 2. 能够根据要求变化通过键盘输入改变对参数的设置，以满足不同的要求达到最佳效果； 3. 声音报警功能； 4. 根据检测到的信号，实时控制执行机构的开启与关断。 2.3控制系统组成 本设计是以AT89C52单片机为核心的自动控制系统，硬件系统由键盘输入电路、LED显示电路、传感器、A/D转换、隔离开关和执行电路、报警电路等组成。 硬件系统原理框图如图2.1所示： 图2.1 测控系统硬件组成原理框图 传感器一般输出的为模拟量，需要通过A/D转换，转换为单片机能够接收的数字信号，若模拟信号太弱，还需经过运算放大器放大信号。键盘输入的是系统参数的上、下限极限值，若检测到的信号值出现不在此极限区间的情况，单片机就会驱动蜂鸣器产生报警，此时就需要执行机构控制室内环境相应的改变，使得环境参数重新回到设定的理想区间。 3.硬件设计 硬件元器件的选择，必须考虑到功能的实现、器件的适时性、价格和通用性等几个方面。在电路的设计中，在实现所要求功能的基础上，尽量使电路简单。 3.1单片机的选择 计算机的产生加快了人类改造世界的步伐，但是它毕竟体积庞大。单片机（微控制器）就是在这种情况下诞生的。微控制器，亦称单片机或者单片微型计算机。它是把中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出端口(1/0) 等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。它的结构与指令功能都是按照工业控制的要求设计的，在智能控制系统中，微控制器得到了广泛的应用。 单片机目前己被广泛地应用于家电、医疗、仪器仪表、工业自动化、航空航天等领域。市场上比较流行的单片机种类主要有Intel公司、Atmel公司和Philip公司的8051系列单片机，Motorola公司的M6800系列单片机，Intel公司的MCS96系列单片机,Microchip公司的PIC系列单片机等。各个系列的单片机各有所长，在处理速度、稳定性、I/O能力、功耗、功能、价格等方面各有优劣。这些种类繁多的单片机家族，给我们单片机的选择也提供了很大的余地。本设计选用AT89C52单片机，它是一种低功耗、低价格，高性能8位微处理器。 3.2 AT89C52系列单片机介绍 AT89C52 是美国ATMEL 公司生产的低电压，高性能CMOS 8 位单片机，片内含8k bytes 的可反复擦写的Flash 只读程序存储器和256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，与 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 MCS-51 指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8 位中央处理器（CPU）和Flash 存储单元，功能强大的AT89C52 单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。 3.2.1 AT89C52基本特征 AT89C52系列单片机主要性能参数如下： ·与MCS-51产品指令和引脚完全兼容 ·8k字节可重擦写Flash闪速存储器 ·1000次擦写周期 ·全静态操作：0Hz-24MHz ·三级加密程序存储器 ·256字节内部RAM ·32个可编程I/O口线 ·3个16位定时/计数器 ·8个中断源 ·可编程串行UART通道 ·低功耗空闲和掉电模式。 AT89C52 提供以下标准功能： 8k字节Flash 闪速存储器，256字节内部RAM，32 个I/O 口线，3 个16 位定时/计数器，一个6 向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C52 可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU 的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM 中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 3.2.2 AT89C52单片机内部组成结构 AT89C52单片机的内部结构如图3.1所示： 图3.1 AT89C52 内部结构 3.2.3 AT89C52的引脚功能 引脚功能说明如图3.2： ·Vcc：电源电压 ·GND：地 ·P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。 在Flash 编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。 图3.2 AT89C52单片机封装图 ·P1口：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL 逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。与AT89C51 不同之处是，P1.0 和P1.1 还可分别作为定时/计数器2 的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX），参见表3.1。 表3.1 引脚P1.0和P1.1的第二功能 引脚号 功能特性 P1.0 T2(定时\计数器2外部计数脉冲输入),时钟输出 P1.1 T2EX（定时\计数器2捕获\重装载触发和方向控制 Flash 编程和程序校验期间，P1 接收低8位地址。 ·P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口P2写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。 在访问外部程序存储器或16 位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR 指令）时，P2口送出高8 位地址数据。在访问8 位地址的外部数据存储器（如执行MOVX @RI 指令）时，P2口输出P2 锁存器的内容。 Flash 编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。 ·P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL 逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（IIL）。 P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能，如表3.2所示： 表3.2 引脚P3口的第二功能 端口引脚号 第二功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INTO（外中断0） P3.3 /INT1（外中断1） P3.4 T0（定时/计数器0） P3.5 T1（定时/计数器1） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） 此外，P3 口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。 ·RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。 ·ALE/PROG： 当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对Flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。 如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH 单元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。该位置位后，只有一条MOVX 和MOVC指令才能将ALE 激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE 禁止位无效。 ·PSEN：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。 ·EA/VPP：外部访问允许。欲使CPU 仅访问外部程序存储器（地址为0000H—FFFFH），EA 端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU 则执行内部程序存储器中的指令。Flash 存储器编程时，该引脚加上+12V 的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V 编程电压Vpp。 ·XTAL1：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。 ·XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。 3.2.4 AT89C52的储存器 ·中断寄存器： AT89C52有6个中断源，2个中断优先级，IE寄存器控制各中断位，IP寄存器中6个中断源的每一个可定为2个优先级。 ·数据存储器： AT89C52有256个字节的内部RAM，80H-FFH高128个字节与特殊功能寄存器（SFR）地址是重叠的，也就是高128字节的RAM和特殊功能寄存器的地址是相同的，但物理上它们是分开的。当一条指令访问7FH 以上的内部地址单元时，指令中使用的寻址方式是不同的，也即寻址方式决定是访问高128 字节RAM还是访问特殊功能寄存器。如果指令是直接寻址方式则为访问特殊功能寄存器。 例如，下面的直接寻址指令访问特殊功能寄存器0A0H（即P2 口）地址单元。 MOV 0A0H，#data 间接寻址指令访问高128 字节RAM，例如，下面的间接寻址指令中，R0 的内容为0A0H，则访问数据字节地址为0A0H，而不是P2口（0A0H）。 MOV @R0，#data 堆栈操作也是间接寻址方式，所以，高128 位数据RAM 亦可作为堆栈区使用。 ·定时器0和定时器1： AT89C52的定时器0和定时器1的工作方式与AT89C51的相同。 ·定时器2： 定时器2 是一个16 位定时/计数器。它既可当定时器使用，也可作为外部事件计数器使用，其工作方式由特殊功能寄存器T2CON的C/T2 位选择。定时器2 有三种工作方式：捕获方式，自动重装载（向上或向下计数）方式和波特率发生器方式，工作方式由T2CON 的控制位来选择。 ·波特率发生器： 当T2CON中的TCLK 和RCLK 置位时，定时/计数器2 作为波特率发生器使用。如果定时/计数器2 作为发送器或接收器，其发送和接收的波特率可以是不同的，定时器1 用于其它功能。若RCLK 和TCLK 置位，则定时器2工作于波特率发生器方式。 波特率发生器的方式与自动重装载方式相仿，在此方式下，TH2 翻转使定时器2 的寄存器用RCAP2H 和RCAP2L 中的16位数值重新装载，该数值由软件设置。 ·中断： AT89C52 共有6 个中断向量：两个外中断（INT0 和INT1），3 个定时器中断（定时器0、1、2）和串行口中断。这些中断源可通过分别设置专用寄存器IE 的置位或清0 来控制每一个中断的允许或禁止。IE 也有一个总禁止位EA，它能控制所有中断的允许或禁止。定时器2 的中断是由T2CON 中的TF2 和EXF2 逻辑或产生的，当转向中断服务程序时，这些标志位不能被硬件清除，事实上，服务程序需确定是TF2 或EXF2 产生中断，而由软件清除中断标志位。定时器0 和定时器1 的标志位TF0 和TF1 在定时器溢出那个机器周期的S5P2 状态置位，而会在下一个机器周期才查询到该中断标志。然而，定时器2 的标志位TF2 在定时器溢出的那个机器周期的S2P2 状态置位，并在同一个机器周期内查询到该标志。 ·AT89C52的直流参数有一定的温度适用范围，见表3.3： 表3.3 T=-40℃～+85℃ 和 Vcc=5.0V±20%下的直流参数 符号 参数 条件 最小值 最大值 单位 输入低电压 (Except EA) -0.5 0.2VCC-0.1 V 输入低电压 -0.5 0.2VCC-0.3 V 输入高电压 (Except XTAL1,RST) 0.2VCC+0.9 VCC+0.5 V 输入高电压 (XTAL,RST) 0.7VCC VCC+0.5 V 输出低电压(P1,2,3) I=1.6mA 0.45 V 输出低电压(P0,ALE/PSEN) I=32mA 0.45 V 输出高电压 I=-25uA 0.75VCC V 输出高电压 I=-300uA 0.75VCC V 逻辑0输入电流（P1，2，3） V=0.45V -50 uA 逻辑1到0转换电流(P1,2,3) V=2V -650 uA RST 复位下拉电阻 50 300 K EMBED Equation.3 引脚电容 1MHz, pF 消耗电流 Active Mode,12MHz 25 mA ·Flash存储器的编程：AT89C52单片机内部有8k字节的Flash PEROM，这个Flash存储阵列出厂时已处于擦除状态（即所有存储单元的内容均为FFH），用户随时可对其进行编程。编程接口可接收高电压（+12V）或低电压（Vcc）的允许编程信号。低电压编程模式适合于用户在线编程系统，而高电压编程模式可与通用EPROM编程器兼容。AT89C52单片机中，有些属于低电压编程方式，而有些则是高电压编程方式，用户可从芯片上的型号和读取芯片内的签名字节获得该信息，见表3.4。 表3.4 顶面标记及签名字节 Vpp=12V Vpp=5V 顶面标记 AT89C52 Xxxx yyww AT89C52 xxxx-5 yyww 签名字节 (030H)=1EH (031H)=52H (032H)=FFH (030H)=1EH (031H)=52H (032H)=05H AT89C52的程序存储器阵列是采用字节写入方式编程的，每次写入一个字节，要对整个芯片内的PEROM程序存储器写入一个非空字节，必须使用片擦除的方式将整个存储器的内容清除 图3.3 AT89C52编程电路 ·程程序序校验：如果加密位LB1、LB2没有进行编程，则代码数据可通过地址和数据线读回原编写的数据，采用如图3.3的电路。加密位不可直接校验，加密位的校验可通过对存储器的校验和写入状态来验证。 ·编程方法： 1．在地址线上加上要编程单元的地址信号。 2．在数据线上加上要写入的数据字节。 3．激活相应的控制信号。 4．在高电压编程方式时，将EA/Vpp端加上+12V编程电压。 5．每对Flash存储阵列写入一个字节或每写入一个程序加密位，加上一个ALE/PROG编程脉冲。每个字节写入周期是自身定时的，通常约为1.5ms。重复1—5步骤，改变编程单元的地址和写入的数据，直到全部文件编程结束。 ·Ready/Busy：字节编程的进度可通过“RDY/BSY输出信号监测，编程期间，ALE变为高电平“H”后，P3.4（RDY/BSY）端电平被拉低，表示正在编程状态（忙状态）。编程完成后，P3.4变为高电平表示准备就绪状态。 ·芯片擦除：利用控制信号的正确组合并保持ALE/PROG引脚10mS的低电平脉冲宽度即可将PEROM阵列（4k字节）和三个加密位整片擦除，代码阵列在片擦除操作中将任何非空单元写入“1”，这步骤需再编程之前进行。 3.3传感器的选型及其性能特征 用于测温的传感器种类繁多，但大多是模拟传感器，在以往组建温度采集系统时，由于经传感器输出的是模拟信号，系统必须接入A/D转换器，由此增加了构件系统的复杂性且成本较高。 温度的检测方法，一般采用热电偶、热敏电阻以及集成温度传感器等测温元件。热电偶的工作原理: 两种不同成份的导体两端经焊接，形成回路，直接测温端叫工作端 ，接线端叫冷端，也称参比端。当工作端和参比端之间存在温差时，就会在回路中产生热电动势，接上显示仪表，仪表上就会指示出热电偶所产生的热电动势的对应温度值。热敏电阻的工作原理:热敏电阻的阻值随温度的升高而成非线性急剧变化，一般具有负的温度系数，其阻值随温度升高而急剧减小，只有少数具有正的温度系数。 3.3.1 温度传感器 DS18B20 DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。 　　技术性能： 　　①独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。 　　②测温范围 －55℃～+125℃，固有测温分辨率0.5℃。 　　③支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，最多只能并联8个，实现多点测温，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定。 　　④工作电源: 3~5V/DC 　　⑤在使用中不需要任何外围元件 　　⑥测量结果以9~12位数字量方式串行传送 　　⑦不锈钢保护管直径 Φ6 　　⑧适用于DN15~25, DN40~DN250各种介质工业管道和狭小空间设备测温 　　⑨标准安装螺纹 M10X1, M12X1.5, G1/2”任选 ⑩PVC电缆直接出线或德式球型接线盒出线,便于与其它电器设备连接。 DS18B20的外形及管脚排列如图3.4： 图3.4DS18B20外形及管脚排列 DS18B20引脚定义： (1)DQ为数字信号输入/输出端； (2)GND为电源地； (3)VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 3.3.2 湿度传感器 HIH3610 本系统的湿度传感器选用Honeywell公司的集成湿度传感器HIH3610，该传感器内部集成了信号处理功能电路，可完成将相对湿度值变换成电容值，再将电容值转换成线性电压输出的任务．输出电压为： （3.2） 在本系统中 固定为+5V，则其输出电压值正比于湿度测量值，因此可由测试现场的温度值决定。送LM258，在此处LM258起电压跟随作用，以与采集现场隔离和提高带负载能力。然后信号送A／D转换器ADC0804经转换后送单片机I/O口。 在该设计中温度的极限参数为：-5O℃≤T≤7O℃； 湿度的极限参数为l％≤H≤99％； 温度的显示分度为0．1℃；湿度的显示分度为0．5％； 芯片特点： ●低成本，大批量OEM设计 ●精度2%，激光修正互换性至5% ●线性电压输出对应%RH ●低功耗设计：200μA驱动电流 ●快速反应：15秒 ●稳定性好、低漂移、抗化学腐蚀性能 ●HIH-3610有许多性能指标，能性能指标见表3.5 RH精度（1） ±2%RH，0-100%RH非凝结，25℃，供电电压=5VDC RH互换性 ±5%RH，0-60%RH；±8%@90%RH RH线性 ±0.5%RH典型值 RH迟滞 ±1.2%RH满量程(最大值) RH重复性 ±0.5%RH RH反应时间 1/e@25℃ 5秒，慢流动 的空气中 RH稳定性 ±1%RH(典型值)，在50%RH环境，（5年时间内） 供电电源 供电电压 消耗电源 4到5.8VDC，传感器在5VDC下标定 0.2mA@5VDC 输出电压 供电电压=5VDC 驱动限制 Vout=Vsupply[0.0062(Sensor RH)+0.16],典型值@25℃ (所附的工厂标定数据提供类似的、每个传感器单独标定的数据@25℃） 0.8到3.9VDC输出@25℃典型值 对称的拉/推：50μA典型值，20μA最小值，100μA最大值 开启<0.1秒 温度补偿 效应@0%RH 效应@100%RH 真实RH=(Sensor RH)/（1.093-0.0021T），T为华氏度 真实RH=(Sensor RH)/（1.0546-0.00216T），T为摄氏度 ±0.007%RH/℃（可忽略） -0.22%RH/℃（一般小于1%RH典型，固定环境，15℃以上） 湿度范围 工作 储存 0到100%RH，非凝结(1) 0到90%RH，非凝结 温度范围 工作 储存 -40～+85℃ -51～+125℃ 操作 对静电干扰敏感，二级管最大保护至15KV 注： 1、长时间处于>90%RH时，将引起±3%RH的漂移 2、当供电电压处于>5V时，上限可提高 3、传感器对光敏感，为得到最好的测量结果，应避免传感器接收亮光。 表3.5 HIH-3610性能指标 3.4 单片机外围电路设计 在本系统中单片机的外围电路较多，可分为以下几部分：单片机最小电路、温湿度传感器电路、A/D转换电路、执行机构电路、LED显示电路、键盘输入及报警电路等。 3.4.1 单片机最小电路 如图3.5、图3.6所示，时钟电路和复位电路是维持单片机最小系统运行的基本模块。单片机最小系统是在以51单片机为基础上扩展，使其能更方便地运用于测试系统中，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测试的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，称为在实时检测和自动控制领域中广泛应用的器件，在工业生产中称为必不可少的器件，尤其是在日常生活中发挥的作用也越来越大。 图3.5 振荡电路 单片机复位是使CPU 和系统中的其他功能部件都处于一个确定的初始状态，并在这个状态开始工作，例如复位后PC=0000H，使单片机从第一个单元取指令。无论是在单片机刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位，所以我们必须弄清单片机复位的条件、复位电路和复位后状态。单片机复位的条件是：必须使RST 引脚加上持续两个机器周期（24 个振荡周期）的高电平。例如，若时钟频率为12MHz，每机器周期为1μs，则只需2μs 以上时间的高电平，在RST 引脚出现高电平后的第二个机器周期执行复位。本设计中采用的复位电路，该电路是采用上电和按键都有效地复位电路，此电路能实现开机和单片机在运行时的复位，开机复位要求接通电源后，单片机自动实现复位操作，开机瞬间单片机的RESET 引脚获得高电平，随着电容的充电RESET 的高电平将逐渐下降，RESET 引脚的高电平只要能保持足够的时间，单片机就可以进行复位操作。除上电复位外，若要在单片机运行期间实现复位，只需按图中的RESET 键实现手动复位。复位电路如图3.6 所示: 图3.6 复位电路 3.4.2 温度传感器电路 如图3.7所示为DS18B20与单片机的连接电路。 图3.7 温度传感器电路 3.4.3 湿度传感器电路 图3.8为湿度信号采集图，在此处LM258起电压跟随作用，以与采集现场隔离和提高带负载能力。图中电容103即10000皮法。 图3.8 湿度传感器电路 3.4.4 A/D转换电路 ADC0804是用CMOS集成工艺制成的逐次比较型摸数转换芯片。分辨率8位，转换时间100μs，输入电压范围为0~5V，增加某些外部电路后，输入模拟电压可为 5V。该芯片内有输出数据锁存器，当与计算机连接时，转换电路的输出可以直接连接在CPU数据总线上，无须附加逻辑接口电路。其电路图如图3.9. 图3.9 A/D转换电路 3.4.4 LED显示电路 本系统采用74HC573锁存器控制6个数码管用动态扫描方式显示温度与湿度值。如图3.9。 图 3.10 LED显示电路 3.4.5 执行机构电路 恒温恒湿控制系统包括: ①加热系统 ②降温系统 ③加湿系统 ④降湿系统 由于其电路图相似，仅示加热系统的电路，电路图分别如图3.11： 图3.11 加热系统电路 如图3.11所示，U2为光耦合双向可控硅驱动器，也属于光耦合器的一种，用来驱高温电磁阀并且起到隔离作用。R23为出发限电阻，R25为BCR门极电阻，为防止误触发，提高抗干扰能力，当单片机引脚P3.3输出负脉冲信号时Q1导通，从而U2导通，触发高温电磁阀导通，接通 交流 第4课唐朝的中外文化交流教案班主任工作中的交流培训班交流发言材料交流低压配电柜检验标准小王子读书交流分享介绍 负载。高温电磁阀工作方式：常闭：当线圈通电时，电磁铁芯吸合，卸压孔打开，主活塞由介质压力推动，打开主阀口，介质流通。当线圈断电时，主阀口关闭，介质截止。常开：当线圈通电时，电磁铁芯吸合，卸压孔关闭，主活塞由介质压力推动，关闭主阀口，介质截止。当线圈断电时，主阀口打开，介质流通。 3.4.5键盘输入与报警 单片机的按键输入一般可分为简单的独立式按键输入及行列式键盘输入两种。独立式键盘输入适合于按键输入不多的情况，具有占用口线较少、软件编写简单容易等特点。 通常所用的按键为轻触机械开关，正常情况下按键的接点是断开的，当我们按压按钮时，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。因而机械触点在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动，抖动时间的长短由按键的机械特性及操作人员按键动作决定，一般为5ms～20ms；按键稳定闭合时间的长短是由操作人员的按键按压时间长短决定的，一般为零点几秒至数秒不等。 本设计中输入按键只有5个，一个为“输入使能键”，一个为“模式设定键”，一个为“左移键”，另两个为“加法键”、“减法键”。欲输入设定值时，按一下“输入使能键”， 程序进入设定状态，再按“模式设定键”，可选择不同的参数，即可以选择输入温度值、湿度值、CO2浓度值；按下“左移键”可以选择各值的各个位数进行输入；再按下“加法键”或“减法键”，即可输入对应位的值；点按一下“左移键”，输入输入另一位……这样可完成各个环境参数的设定。完成输入后，再按一下“输入使能键”，程序即退出设定状态，进入工作运行。报警采用单片机外接一个三极管驱动蜂鸣器来实现。 图3.12 键盘输入电路 图3.13 报警电路 系统电路总图（执行机构仅显示加热系统）： 4 软件设计 为使系统容易维护，扩充，软件系统设计采用模块化设计。主程序是整个测控系统中最重要的程序，各个子程序都在主程序的协调指挥下运行，是一个顺序执行的无限循环程序，可以被任何优先级的中断请求所打断。各个环境参数的测试和控制指令的判断都在各个测控子程序中进行，主程序的主要功能是实现系统的初始化、实现系统自检、响应中断请求进而调用数据处理子程序。主流程图见图4.1。 图 4.1 系统主流程如图 4.1 系统软件设计 软件控制系统的设计采用模块化设计，包括系统初始化、键盘显示管理、信号采样、温度（湿度）调控、故障保护等。 控制系统软件具有以下特点： （1）由实时室温/湿值、箱温/湿值、设定值及动态温/湿升速率作为基本参数，建立相应的温/湿控制数学模型，通过相应的算法，确定动态调整温/湿参数以及控制方式，实现温/湿控制的智能化。 （2） 对温度、湿度采样数据进行软件数字滤波,提高采样数据的可靠性。 （3）由软件实施动态故障实时自我诊断,并把故障识别定位到传感器、继电器等关键器件。 4.2智能PID算法 人脑的发达程度应当是人类相对于地球上的其它生命之所以如此优越的生活的一个最本质的原因。同样，对于一个控制系统，其控制算法的好坏对于整个系统控制性能的好坏也将起着至关重要的作用。对于此次恒温、恒湿控制箱的温度在10度一140度之间按任意给定曲线跟随，其控制精度均在正负0. 2度之间，抖坡函数和阶跃函数的拐点处无尖峰，也即无超调。同时，无欠调。因此采用智能PID控制。此次设计，湿度控制相对于温度控制精度不是很高，但是，湿度和温度一起拉制难免受温度影响，尤其在高温高湿的控制条件下。因此，要严格遵守相关的国家标准，从每个环节着手，尽量减小误差。 4.2.1 PID控制 在大多数情况下，为了控制系统的静态和动态性能满足工程上的要求，往往在系统中加进一些校正装置，以改善系统的特性，满足工程的要求。这种措施称为校正。为此目的加入的装置称为校正装置。在控制系统中，进行校正的方式有很多，串联校正采用的比较普遍。它的作用通常是对系统中的误差信号进行比例、积分、微分等运算，形成适用的控制信号，以获得满意的控制性能.校正装置所进行的运算叫做系统的控制规律，其中，用以实现比例、积分、微分控制规律(即PID算法)的校正装置称为比例积分微分控制器. 4.2.2 PID各控制环节的作用 比例环节的作用是改变比例环节的系数即增大系统开环比例系数以提高系统的静态精度，降低系统的惰性，加快响应速度。但比例系数太大，会对系统的稳定性造成影响。 积分环节的作用是可以消除静态残差。在静态下，积分拉制器的输入信号e (t)虽然为零，但它的输出信号u (t)仍可以维持在某一非零值。靠该u tt)控制信号的控制作用，使该系统的静态输出量y (t)保持与输入量X (t)相等。这一点是比例控制器做不到的。因为对于比例控制器，不等于零的拉制信号要求有不等于零的误差信号。也就是说，在静态必须靠一定的误差来维持输出与输入之间的比例关系然而，系统中加入积分单元，可以改变系统的闭环特征多项式，从而可能使一个稳定的系统变为一个不稳定的系统。同时，积分作用往往导致系统响r迟缓。 微分环节可以改善系统的动态特性。当动态过程接近于达到静态时，误差信号变化不大或是变化缓慢，微分作用也就微不足道。所以，微分作用不能单独使用，它总是与比例作用结合起来使用。以比例加微分控制器为例来说明微分环节的作用。 该控制器的传递函数： Gc (s) =Kp* (1+Td*s) 如果它的输入信号是e (t) ,输出信号是u (t)，则有： u (t) =Kp*e (t)+Kp*Td*e (t)′ 可见它所产生的控制作用不仅反映误差信号而且还反映误差信号的变化率。 总之，PID调解就是调整比例、积分和微分各环节参数(Kp, Ti,Td)，使系统相互制约的快速性，稳定性，动态特性和静态精度满足主要方面，兼顾其它方面，达到最优的控制效果。其参数的选择，通常通过凑试法，实验法或由试验得来的经验公式来确定，是一个比较复杂的过程。 4.2.3 PID控制算式的数字化 在模拟调节系统中，PID控制算法的模拟表达式为: （2.1） 式中: y (t)一一调节器的输出信号; e (t)一一调节器的偏差信号 Kp 一一调节器的比例系数; Ti 一一调节器的积分时间; Td 一一调节器的微分时间; （2.2） （2.3） 将式（2.2）和式（2.3）带入式（2.1），则可得到离散的PID表达式： （2.4） n 一一采样序号，n=0, 1, 2... e (n)一一第n次采样时的偏差; △t=T一一采样周期; e (n-1)一一第n-1次采样时的偏差. 通常把(2. 4)式称为位置控制算式。由式(2. 4)可以看出，要想计算Y（n），不仅需要本次与上次的偏差信号e (n)和e (n-1)，而且还要在积分项把历次的偏差信号e(j)进行相加。这样，不仅使得计算繁琐，且为了保留e (j)还需要占用很大的内存。因此，进行如下改动: 根据推理，可写出第(n-1)次的PID的输出表达式: （2.5） 用式（2.4—2.5）可得到： 式中： 由式(2.6)可知，要计算第n次输出值Y (n)，只需知丫(n-1) . e (n) .e (n-1) , e (n-2)即可，与式(2. 4)相比，计算要简单得多。在很多控制系统中，由于执行机构是采用步进电机或多圈电位器进行控制的，因此，此时给一个增量信号即可。式(2. 6)还可以表示为下式: 式(2. 7)表示第n次输出的增量△Y (n) ,等于第n次与第n-1次调节器的差值，即在第n-1次的基础之上增加(减少)的量。式(2. 7)叫做PID的增量控制式。 4.2.4 智能PID控制 控制论的三个最为基本而又重要的概念:信.息、反馈和控制。今天，随着科学技术的进步，信.息已经变得越来越重要了。显然，控制系统中的信息也不单纯的仅仅是一种信号数值的大小，而且包括知识、经验等在内的多种信息;反馈的概念已经不再理解为单一的负反馈模式，根据控制的需要，可以暂时不加负反馈以开环形式运行，也可以根据特殊需要加正反馈等;控制也已经不是单纯地执行某一单一控制规律，而是根据动态过程需要采取多种策略组合，以进行更有效的控制。从信息、反馈和控制的内涵发生的变化可以看出，信.6,已经广义化了，反馈模式已推广了，控制方式已多样化了，他们变化的本质特征在于智能化。从这个意义上讲，可以把具有智能信息处理、智能反馈和智能拉制决策的控制方式，称为智能控制。从智能拉制论的观点去解决复杂不确定性系统的拉制问题而设计的系统，就称为智能控制系统。 仿人智能控制算法，从控制结构和控制行为两方面模仿了人的一些特点和功能，其中包括人的在线特性辫识、特性记忆以及直觉推理逻辑等。具体说来，主要根据控制器的输入信号(即系统误差)的大小、方向及其变化趋势作出相应的决策，以选择适当的拉制模式进行控制。这种智能控制算法的最主要优点是，它既不需要事先知道也不需要在线辫识被控制对象的精确模型，就能实现既快速又高精度的控制，且具有极强的鲁棒性. 此次设计的控制算法可以归纳如表2-1所示。表中e=r-y为系统误差，r为给定值,y为被调量。离散化之后用e (n)表示e的当前值，e (n-1) ,e (n-2)表示前1 , 2个周期的e值，△e (n) =e (n卜e (n-1) ,De (n-1) =e (n-1)一。(n-2)表示当前和前1个周期e对时间的差分。表中其它符号说明如下: e (mn)一一e的第n个极值; M1, M2一一设定的误差界限，Ml>M2; Kp一一比例增益; K1一一增益放大系数，K1>1; K2一一抑制系数，0 说明书 房屋状态说明书下载罗氏说明书下载焊机说明书下载罗氏说明书下载GGD说明书下载 2012.5.27~5.28 答辩 四、参考文献 [1]胡汉才.单片机原理及其接口技术.清华大学出版社 [2]张洪润等.传感器应用电路220例.北京航空航天大学出版社 [3]刘士光等.恒温恒湿箱测控系统的设计. [4]郁有文等.传感器原理及工程应用.西安电子科技大学出版社 [5]周杏鹏.传感与检测技术.清华大学出版社 [6]刘士光 赵淑荣 阎忠文.单片机温湿度自控系统的设计与研究. [7]包长春等.恒温恒湿箱测控系统的设计. [8]苏震.现代传感技术.电子工业出版社. 指导教师签名： 教研室主任审查签名： 河北科技师范学院 本科毕业设计开题报告 恒温恒湿箱控制系统的设计与实现（偏硬） 院（系、部）名 称 ： 河北科技师范学院 专 业 名 称： 电气工程及其自动化 学 生 姓 名： 李浩儒 学 生 学 号： 9310080411 指 导 教 师： 刘士光 2011 年 12 月 21 日 河北科技师范学院教务处制 1、 课题来源 指导老师自选课题 二、主要依据 恒温恒湿箱也称恒温恒湿试验机、恒温恒湿实验箱、恒温机，可用于检测材料在各种环境下性能的设备及试验各种材料耐热、耐寒、耐干、耐湿性能。适合电子、电器、通讯、仪表、车辆、塑胶制品、金属、食品、化学、建材、医疗、航天等制品检测质量之用。随着我国工业产品研制的需要，近几年来，我国从国外引进了大批试验系统，为我国工业产品的研制和定型发挥了重要作用，但由于其本身的复杂性，使得试验箱在运行中出现了许多问题，而且出现了问题不能及时解决，大大延长了试验周期，影响了产品的研制工作。随着现代农业的发展，恒温恒湿箱的应用越来越广泛（比如菌种的培养、幼苗的培育以及设施仪器仪表的校准等），并要求其性价比更高，使用寿命更长，使用费用更少（省电），响应速度更快。而采用单片机来对温度和湿度进行控制，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湿度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。基于此，本课题围绕恒温恒湿箱系统的设计与实现进行研究。 三、研究内容 恒温恒湿的控制系统主要有以下几个方面：加热系统、制冷系统、除湿系统、 加湿系统、电气控制系统。具体的要根据恒温恒湿的温度范围、湿度范围去设计.以单片机为控制器，结合温度传感变送器、LED显示器等，组成一个恒温恒湿控制系统。使用温度传感变送器获得温度的感应电压，经处理后送给单片机。单片机将给定的温度与测量温度的相比较，得出偏差量，然后根据模糊控制算法得出控制量。执行器由开关频率较高的固态继电器开关担任，采用PWM控制方法，改变同一个周期中电子开关的闭合时间。从而调节高温电磁阀开关的导通时间，达到蒸汽控制目的。 四、研究计划及预期成果 研究计划： 2010.11.8~2011.3.21 调查研究，收集资料，选毕业设计题目，接收毕业设计任务书，撰写毕业设计计划书 2011.3.22~4.4 熟悉课题，查阅资料，撰写文献综述与外文翻译 2011.4.5~4.11 总体设计，方案论证 2011.4.12~5.15 部件、零件设计阶段 2011.5.16~22 编写设计说明书 预期成果： 形成设计说明书 五、特色或创新之处 执行器由开关频率较高的固态继电器开关担任，采用PWM控制方法，环节简单，响应时间短，提高控制性能。 六、已具备的条件和尚需解决的问题 已具备的条件： 查阅课题相关的资料，已经形成一定思路 有待解决的问题： 控制系统整体结构设计，硬件图的设计 七、指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日 八、系审查意见： 签字盖章： 年 月 日 河北科技师范学院 本科毕业论文（设计）中期检查表 题 目 恒温恒湿箱控制系统的设计与实现 学生姓名 李浩儒 学 号 9310080411 专 业 电气工程及其自动化 指导教师 刘士光 职 称 教授 主要研究内容及进展 主要研究内容： 以单片机为控制器，结合温度传感变送器、LED显示器等，组成一个恒温恒湿控制系统。使用温度传感变送器获得温度的感应电压，经处理后送给单片机。单片机将给定的温度与测量温度的相比较，得出偏差量，然后根据模糊控制算法得出控制量。 课题进展情况： 已完成（1）开题报告（2）文献综述（3）外文翻译（4）确定设计方案，完成总体设计 尚须完成的任务 1.完善设计方案并完成设计说明书。 2.完成相应的图纸 3.整理资料，准备答辩。 4.答辩后完善资料，按要求提交所有文档 存在的主要问题及解决措施 问题： 1.就业与毕业设计冲突，不能全力以赴的投入毕业设计。 2.文献查找欠便利，图书资料涉及范围欠广泛。 解决措施： 1.正确处理就业与毕业设计时间的冲突，抓紧时间集中精力，保质保量完成任务。 2.加强网络与图书馆建设，更便于文献调研。 指导教师审查意见 同意 指导教师签名： 2012年 4 月 16 日 院（系、部）审查意见       签字盖章： 年 月 日 河北科技师范学院 本科毕业论文（设计）答辩记录表 题 目 学生姓名 学号 专业 答辩主持人 答辩组成员 答辩记录人 地点 时间 年 月 日 答辩过程及内容： 组长签名： 成员签名： 河北科技师范学院 本科毕业论文（设计）成绩评定汇总表 指导教师评分表 工作态度（10） 出勤与 工作量 （10） 调研论证或实验（设计） （30） 论文（设计）质量 （30） 创新 （10） 完成情况 （10） 总成绩 指导教师评语： 是否同意参加答辩: 指导教师签字： 评阅人评分表 选题质量（20） 能力水平（40） 创新（10） 论文（设计）质量（30） 总成绩 评阅人评语： 是否同意参加答辩: 是 评阅人签字： 答辩小组评分表 论文（设计）（30） 创新（10） 陈述（30） 答辩（30） 总成绩 答辩小组评语： 答辩小组成员 签字： 院（系、部）答辩委员会意见： 综合成绩： 　　 院（系、部）答辩委员会主任签字：　　 院（系、部）盖章 年　　　月　　　日 河北科技师范学院 本科毕业设计工作总结 恒温恒湿箱控制系统的设计与实现（偏硬） 院（系、部）名 称 ： 河北科技师范学院 专 业 名 称： 电气工程及其自动化 学 生 姓 名： 李浩儒 学 生 学 号： 9310080411 指 导 教 师： 刘士光 2012 年 5 月 28 日 河北科技师范学院教务处制 一、计划的实施情况及工作的详细进程 2010.11.8~2011.3.21 调查研究，收集资料，选毕业设计题目，接收毕业设计任务书，撰写毕业设计计划书 2011.3.22~4.4 熟悉课题，查阅资料，撰写文献综述与外文翻译 2011.4.5~4.11 总体设计，方案论证 2011.4.12~5.15 部件、零件设计阶段 2011.5.16~22 编写设计说明书 二、研究结果及意义 以上为毕业期间所设计的恒温恒湿控制系统，可以满足设计的基本要求。使用单片机作为核心的控制元件，配合其它器件，使本恒温恒湿控制系统具有功能强、性能可靠、电路简单、成本低的特点，加上经过优化的程序，使其有很高的智能化水平。 三、主要收获及体会 虽然这个设计做的比较简单，很多东西都考虑的不是很细，也有一些特别情况没有做，但是用了很多精力用来完成这个论文，鉴于个人水平和时间的关系所以并没有把自己当初设想的所有情况都考虑进去，这两个月的毕业论文让我学会的很多，觉得自己学的太少还有很多需要认真学习，学无止境，所以要更努力。 四、存在问题及努力方向 执行机构的研究不够详细，在此文中只做了简要说明，有待具体设计。 五、指导教师评价意见 指导教师签名： 年 月 日 河北科技师范学院 本科毕业设计文献综述 恒温恒湿箱的现状及发展 院（系、部）名 称 ： 河北科技师范学院 专 业 名 称： 电气工程及其自动化 学 生 姓 名： 李浩儒 学 生 学 号： 9310080411 指 导 教 师： 刘士光 2012 年 3 月 17 日 河北科技师范学院教务处制 文献综述： 摘要： 介绍了恒温恒湿箱系统组成与工作原理，回顾了恒温恒湿箱的发展历程，列举了当前恒温恒湿箱所具有的各种规格与参数，将国内外对温湿试验箱的制冷、控制等方面的研究做了介绍，并给出了恒温恒湿箱的今后发展展望。 关键词：组成；发展水平；展望 1 引言 随着我国工业产品研制的需要，近几年来，我国从国外引进了大批试验系统，为我国工业产品的研制和定型发挥了重要作用，但由于其本身的复杂性，使得试验箱在运行中出现了许多问题，而且出现了问题不能及时解决，大大延长了试验周期，影响了产品的研制工作。随着现代农业的发展，恒温恒湿箱的应用越来越广泛（比如菌种的培养、幼苗的培育以及设施仪器仪表的校准等），并要求其性价比更高，使用寿命更长，使用费用更少（省电），响应速度更快。而采用单片机来对温度和湿度进行控制，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湿度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。 2 恒温恒湿箱系统组成 在各种环境试验测试中以见，且以使用中、小型试验箱居多。温温湿度试验较为常湿试验箱由制冷系统、加热系统、控制系统、湿度系统、空气循环系统和传感器系统等组成。如下图。 1. 传感器系统：试验箱的传感器主要是温度和湿度传感器。温度传感器应用较多的是铂电阻和热电偶。 2.控制系统：是试验箱的核心，它决定了试验箱的升降温速率及精度等重要指标。现有试验箱的控制器大都采用PID控制方法。 3. 制冷系统：是试验箱的关键部分之一，一般采用蒸汽压缩式制冷。根据试验箱工作温度范围不同，可分为单级制冷、双级制冷和复叠式制冷。它们主要由压缩机、冷凝器、节流机构和蒸发器组成。它由2 部分组成，分别为高温部分和低温部分，每一部分都是一个相对独立的制冷系统。高温部分和低温部分是用蒸发冷凝器联系起来的，它既是高温部分的蒸发器，也是低温部分的冷凝器。 4.加热系统：它主要由电阻丝组成。如果要求升温速率较大，则加热丝功率也比较大，而且在试验箱的底板也设有加器。加热系统的加热量可由控制系统来决定。 5.湿度系统：分为加湿和除湿2 个子系统。加湿方式一般采用蒸气加湿法，即将常压蒸气直接注人试验空间加湿。这种方法加湿能力强，速度快，加湿控制灵敏，尤其在降温时容易实现强制加湿。除湿有2 种方式：冷却除湿和干燥器除湿。冷却除湿是将空气冷却到露点温度以下，使大于饱和含湿量的水气凝结析出，这样就降低了湿度。干燥器除湿是利用气泵将试验箱内的空气抽出并送入干燥器进行干燥，干燥完后又送入试验箱内，如此反复循环进行除湿。现在大部分试验箱采用前一种除湿方法，后一种除湿方法用于有特殊要求的场合，且费用较贵。 3.恒温恒湿箱发展水平 最早期的环境试验是在天然环境条件下进行的。这种试验虽然直观、可靠、无需特殊的试验设备，但受到地区性环境条件的限制，试验时间长、重现性差。为了及时、准确地验证产品的环境适应性和可靠性，各国纷纷投人人力和财力，研制和生产能模拟天然环境条件的试验设备。1921 年德国西门子公司研制出世界上第一台湿热试验箱，1929 年世界上首家环境试验设备厂商在德国开业。尔后英、美、日等国也先后开始研制和生产环境试验设备。 进入到以高科技领先的九十年代, 低温、超低温的实验与冻藏对许多行业和部门来说已成为必不可少的方法和手段, 特别是工作温度在一40 ℃ 至一120 ℃ 这一低温领域, 应用范围正日趋扩大。例如:精密工业制品、工程材料和电子元件的低温试验; 冶金产品的调质;航空航天工业的环境实验设备; 医疗、制药等部门保存脏器和生物样品; 化学产品的生产和冻藏等。但是由于技术卜等诸多原因能提供此类低温设备的单位在全国来讲还寥寥无几, 无法满足社会的需要。为此, 我们近年来开发研制了一40 ℃ 、一60 ℃ 、一80 ℃ 系列低温箱产品以及低温恒温液槽等其它特殊实验设备, 有的已形成批量生产能力。在研制工作中, 我们对低温制冷装置在制冷压缩机的匹配、各种热交换器的设计、系统流程设计以及小型装置中制冷剂注入量的最佳配比等方面, 进行了了系列试验和研究工作, 积累了不少技术数据和经验。目前国外的环境试验设备已有l000 多个品种，可以覆盖各种试验方法与标准，而我国的环境试验设备因起步较晚，总体技术水平与国外相比还有一定的差距：高档产品少；中、低档产品多；单参数的环境试验设备多；多功能现代化的大型精密试验设备少。对于大多数试验标准，没有箱内升/降温曲线的具体规定，一般只规定升/降温时间或平均温变速率。升/降温时间是反映试验箱升/降温能力的重要指标，时间越短，能力就越强，这可使试验准备时间缩短，但其所需加热/制冷系统的容量、设备投资都要增大。因此，对试验设备来说，对升/降温过程的传热特性研究是一个很重要的研究方向，这将有利于试验设备加热/制冷系统的合理匹配。从近年来发表的文献来看，对试验箱的研究主要集中于设备的结构、制冷和加热方式选择、控制精度与测试监控等方面[4-15]，对试验箱非稳态温变过程传热特性方面的研究不多，而把试验箱热力系统作为一个耦合整体进行研究的则更少。文献[8]中给出了环境试验装置冷负荷的计算方法，着重介绍了环境试验室（箱）稳态传热时的冷负荷计算，粗略提出了降温过程的冷负荷计算方法。文献认为降温过程冷负荷粗略计算可由2 部分组成：室内一侧的壁板、试验台架、室内空气及蒸发器等热容量应全部计入，其冷负荷为总热容量乘以温降除以所要求的降温时间；隔热材料的冷负荷，为隔热材料质量乘以比热并乘以室内外温差的平均值再除以所要求的降温时间。文献[16-17]对环境试验室围护结构在降温过程中的传热特性进行了非稳态传热数值计算，指出采用文献[8]中的计算方法误差很大，必须采用非稳态传热的计算方法计算围护结构在降温过程中的放热量。文献[18]给出了环境试验装置降温过程的冷负荷计算，并在一些假设的基础上初步给出了降温时间的分析解，虽然其假设存在不合理的地方，但其思路值得借鉴。文献[19]提出表征箱体隔热性能的传热系数和表征蓄热性能的蓄热系数是箱内空气升温、降温的主要因素，通过对试验箱建立非稳态热平衡方程得到了在箱内无任何物件的情况下加热升温和自然降温过程的温—时解析式，并且利用实验数据确定出了传热系数和蓄热系数。不过文献没有考虑试验时物件、试验台架、蒸发器等热容量对温变的影响，因此，得出的结论有很大的局限性。至于湿度方面研究，由于目前大多数是采用了温度、湿度各自独立调节的控制方式，这样可以避免温、湿度调节过程中互相干扰的现象，因此研究主要集中于加湿方式的选择和加/除湿控制精度等方面。文献[20]着重对各种加湿方式的加湿能力与效率相比较，并分析了对试验箱内温度的影响。文献[21-27]从自动控制角度来研究对湿度的调节，其共同特点是利用PID 控制算法将采样值与设定值相减，得到控制偏差e，e 的比例、积分、微分通过线性组合构成控制量u 去对湿度进行控制。 4 发展展望 随着现代工业农业的发展，恒温恒湿箱的应用越来越广，生产、科研对它的要求也越来越高。要求它的性能价格比更高，使用寿命更长，使用费用更少( 省电) ，响应速度更快。目前国内恒温恒湿箱制冷加温降湿加湿同时进行, 造成不必要的能量抵消, 并且易造成温湿度的波动, 控制精度的降低。制冷机组不受自控连续运转, 使室内相对湿度与温度造成人为下降, 至使耗电量极大,通过改变连续冷却与降湿的控制方法, 研制一种能高精度地控制冷却、降湿、加温、加湿的传感器, 以此提高恒温恒湿的控制精度, 降低能殊消耗, 使科研、测试、计量等环境达到ISO标准或GB标准的试验大气。 参考文献： [1] 郭庆堂，吴进发. 实用制冷工程设计手册[K]. 北京：中国建筑工业出版社，1994，4 [2] 魏铭炎. 国外环境试验设备制造业一瞥.环境技术，1999，17（6）：15—17. 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[27] 殷瑞珍. 微机控制高精度恒温恒湿测试室[J]. 机电设备，1991，（1）：31—33. 河北科技师范学院 本科毕业设计外文翻译 S12X型温度传感器 院（系、部）名 称 ： 河北科技师范学院 专 业 名 称： 电气工程及其自动化 学 生 姓 名： 李浩儒 学 生 学 号： 9310080411 指 导 教 师： 刘士光 2012 年 3 月 17 日 河北科技师范学院教务处制 外文翻译： S12X 型温度传感器 ----S12X传感器应用注意 许多S12X设备都设有温度监测回路。这篇应用文章大致描述了应用传感器的注意事项。 第一部分：介绍温度传感器回路 第二部分：描述温度监控 第三部分：描述使用高温断路 第四部分：总体散热有关注意 1温度传感器的介绍 温度传感器集成于MC9S12XE，MC9S12XF和MC9SXS系列稳压器。在可以监控温度的设备上，在VREG设定中有详细设定。集成的温度传感器并不是应用于高精度感应，而是在许多应用中用以监控温度。 1.1 目的 此文档的目的： · 提供S12X温度传感器的特性及不足的综述 · 解释如何在应用环境中使用S12X温度传感器 · 总结热影响与温度传感器使用 1.2 综述 温度传感器监控设备的结点温度，其会受环境影响。节点温度与环境的讨论后文第四部分会讨论。 温度传感器有以下特征： · 用于温度监控的线性随温度变化而变化的电压与模数转化模块界面 · 包含迟滞与失调调整的高温断路 电路提供了一个在操作范围内跨进程和电源电压的dV/dT，但是，不能调整的绝对电压的精度可能是某些应用不能接受的。为了克服此不准确性，需要带有软件编程的通过调整寄存器的失调调整。 在设备内线性的随温度变化的电压与模数转换特殊输入通道相连接。如果需要温度传感器通道图，请参阅VREG设定。 S12X设备都提供了不同的温度额定值（见下表） 温度额定值（S12XE，S12XF，S12XS系列） 分类 最低 标准 最高 单位 C：结点温度 环境温度 -40 -40 - 27 110 85 摄氏度 V：结点温度 环境温度 -40 -40 - 27 130 105 摄氏度 M：结点温度 环境温度 -40 -40 - 27 150 125 摄氏度 高温断路功能只能在M级别的设备上使用，因为断路装置在温度这个级别可能低于140摄氏度。但是，这不能限制在C或V级别上通过ATD使用温度传感器监控温度。 1.2.1 操作模式 温度传感器可以开启源图模式 温度传感器在系统终止模式下会关闭 1.3 温度传感器操作理论 一个从VREG带隙温度相关输出，用于偏置电阻堆栈。由此产生的电压（VHT）通过一个缓冲放大器连接到ATD。梯形电阻的两个分路器对比，从固定电压带隙基准源（VBG）产生高温中断功能的断言和解除报警信号，从而保证迟滞。该电路提供合理的dV / dt的准确性 -然而，微调绝对电压可能对于许多应用程序是不可接受的。为了克服这一误差，底部的梯形电阻节点被迫到的VBG允许微调偏移传感器的可编程部分。设备的操作范围中产生的电压范围不超过2.5伏，因而与配置为3.3 V范围内的ATD兼容。但是，这是首选小于准确5伏ATD范围。 1.4 温度与电压关系 dV/dT 的斜率与工作电压范围交叉，所以结点温度可以由校准电压确定。 斜率对设备进程的依赖较小，数据为： dV/dT(min) = 5.05 mV/°C dV/dT(max) = 5.45 mV/°C (~5.25 mV/°C ± 4%) 微调提供一个恒定的偏移，但不应影响斜率，可以用于设置HTI的水平。 2 温度监控 在电压校准后，通过ATD指定通道可以对温度进行监测，因为dV/dT的斜率是线性的，所以节点电压可以由通过已知温度校准后的电压确定。执行最低和最高温度校准更精确的斜率系数，独立的设备加工。 2.1.1 温度传感器控制寄存器 区域 描述 7,6 保留 这些保留位被用于测试目的，只有在特殊模式写入。为了正确的温度传感器操作，这些必须保持空白 5 VSEL 作为VREG的选择温度传感器或带隙电压源（VBG） ATD通道输入源。 4 VAE 如果该位被设置由VSEL选定的电压连接到ATD的通道 3 HTEN 如果该位置被设置，温度传感器就开启 2 HTDS 高温中断探测 1 HTIE 高温中断开启 0 HTIF 高温中断标记 为了开启温度传感器，HTEN必须由软件设定。为了把电压发送到ATD，设置VAE，清空VSEL。 2.1.2 高温微调寄存器 VREGHTTR寄存器允许为VREG温度传感器偏移调整HTI的温度。 HTOEN使修剪功能和HTTR决定微调水平。内容从快闪记忆体的信息排在复位位置微调寄存器加载阶段。这有利于工厂规划的调整值。目前加载的价值在复位阶是0x0F。 dv / dt是不是在这个寄存器的值的影响。 区域 描述 7 HTOEN 高温偏置开启 3-0 HTTR[3:0] 高温微调开启 数位 微调效果 HTTR[3] 降低HTI的有效温度比HTTR2多两步 HTTR[2] 降低HTI的有效温度比HTTR1多两步 HTTR[1] 降低HTI的有效温度比HTTR0多两步 HTTR[0] 降低HTI的有效温度 2.1.3 ATD的设定 ATD0用于含有多个ATD模块的设备 为了获得多个计数/°C间的决议，通过配置ATDCTL1ATD必须配置为12位模式的转换，转换ATDCTL5的电压，必须配置选择正确的通道。为在MC9S12XE的MC9S12XF，和MC9S12XS系列，配置ATDCTL5=0x41既选择通道[17]转换和使用单从该通道的转换序列。 使用0x40的ATDCTL3值，由8个转换序列。它使用这个配置平均读数，以尽量减少噪音的影响，或过滤掉任何外围的转换是可能的结果。 2.2 校准 应用的温度范围Tmax和Tmin确定dV / dT的斜率和VMIN值。要正确执行校准，Vmin和Vmax值必须Tmin已知温度检测和最高温度，分别为。然后的dV / dt的斜率可以计算和存储在一起Vmin的NVM中。标定必须在低噪音环境和使用扶贫运动中所述的配置第2.1.3节，“配置ATD”，以降低噪音的效果。该设备必须允许时间来稳定在校准温度，以确保达到正确的温度校准。要交代环境和交界处的温度，功耗之间的差异在可以测量和校准公式计算真正的结温。 如果不可以做到每台设备上，衡量一个单一的设备上使用低功耗配置可能就足够了。如果温度传感器是用来监视交界处的温度（例如，避免过度然后校准温度，减少活动），必须进行设备功耗低 为减少结点到环境的温度差。校准的目的， 禁用输出驱动器是明智的，其中可能的，并没有外围活动的一部分运行在较低的总线频率。如果是被用来计算环境温度的温度传感器，它建议温度测量始终采取一致的设备活动。在这种情况下，校准必须进行定义设备的活动，在温度测量中的应用。VDDA供电电压的dV / dt的斜率依赖是可以忽略不计的VDDA范围在3.15至5.5 V。在一个单一温度校准，与上述同样的考虑，也有可能，即温度，然后估计从指定的dV / dT（1.4节，“温度电压关系“）。在这种情况下的精度更糟糕的是，因为指定的斜率包括生产过程变化，Tmax和Tmin校准时被淘汰 2.3 温度监测准确性 影响准确性的方面 2.3.1 过程 运用上面有提到的校准方法会消除设备不准确性。 2.3.2 dV/dT斜率的线性 表征表明线性微不足道的变化 2.3.3 电源电压 VDDA上的dV / dt的斜率依赖是微不足道的，但有绝对电压偏移的存在。对于VDDA变化的±10％的应用，电源电压依赖的偏移是相当于少小于1°C。应用程序对于VDDA大范围，可能存在的错误，相当于高达2°C。这是可以校准偏移量，以减少总的错误，如第2.3.5节中所述。 2.3.4 随着时间转移带隙电流 表征结果表明存在可以忽略不计的线性变化 2.3.5 ATD误差 典型的dV / dt的斜率是5.25毫伏/°C。为了获得多个ATD计数/℃，ATD的必须配置为12位的转换，这相当于1.25 mV/计数的5.12至ATD参考电压。一般在12位转换模式的扶贫运动的绝对误差为±7计数和积分非线性±5。温度监测方面的一个校准值，因此偏移量可以被忽略，可用于计算的误差和积分非线性。 ±5计数转换为±6.25 mV时，这相当于±1.2°C。为了限制噪音和增加ATD精度的影响，使用序列转换和平均的结果，如在第2.1.3节中所述。 ATD精度是有限由ATD参考电压的精度。这可以有一个非常大的温度监测精度的影响，如下面的示例所示。假设一个完美的ATD电压参考，与4％的dV / dT固有误差，精度温度传感器： (4% × target temperature range) + 1.2 °C (ATD integral non-linearity) + 1 °C (supply voltage dependency) 因此，总的误差可能为±26°C间有超过75％，在电压的变化。校准使用的带隙基准偏移的ATD，可以限制在电压效果。带隙参考电压是在相同的温度传感器ATD通道访问。要选择带隙作为ATD通道的输入电压，设置VSEL位，VREGHTCR[5]。通过执行ATD转换使用不同的价值观的电压，电压的变化，可以校准。由于带隙在整个指定的温度范围内的电压变化是只有5毫伏，ATD可以转换可以用来估计的电压。 2.3.6 节点与环境温度的不同 如果应用程序正在监视硅温度，例如限制功耗从电压计算的温度主要是通2.3.1节中列出的误差。如果应用程序正在监视环境温度，那么最大的因素误差结到环境的温度差，还讨论了在第4节，“一般热的考虑。“这可占在一定程度上，如果应用程序可以估算电源耗散时的温度检测点。一个差的会计方法是始终一致的配置与测量温度，并使用相同的配置在校准过程中。在这方面的配置是指内部活动，供电电压和输出驱动器加载。 2.3.7设备温度梯度 这个温度将会是区域的最高输出温度。 3 高温断路的使用 3.1 设置 VREGHTCL寄存器（见2.1.1节，“温度传感器控制寄存器VREGHTCL”）包括中断使能位（HTIE），中断标志（HTIF），和一个状态位（HTDS）。当HTIE集，中断请求每个设置的HTIF位的时间，发生双方就确定和无效置的HTDS位。 HTDS位设置，当温度超过断言级（THTIA）和清除当温度低于的拉高水平（THTID）下降。在HTIF标志设置是否已经改变了HTDS状态。后HTIF设置，它只能通过写1位的位置，或复位清零。VREGHTTR寄存器（见2.1.2节，“高温修整寄存器VREGHTTR”），允许为VREG温度传感器偏移微调。它适用于一个恒定的偏移电压。这允许将转移到THTI（T）从THTI（U）HTI的温度，使HTI的可以调整一个特定的温度 相同的偏移适用于维护和解除报警水平。保证设计和固有在THTIA和THTID电气规范。从闪光灯的资料行的位置，微调寄存器的内容装载到0x0F内存在复位阶段。此信息行地址是不是在应用程序中访问。因此，要调整，VREGHTTR必须配置的应用软件。每个积极的修剪步骤通对应于5℃减少HTI的水平。因此，它有可能调整至高于140°C低于110°C。 3.2 HTI的校准与应用 在一个给定的温度下，VHT方面提供电压的变化通常是小于5毫伏以上VDDA工作电压范围。轻微的，正偏移可以占在校准过程中，如果必要的。如果该设备是在应用程序中使用的可能VDDA供电电压范围广，设备可在最高和最低的电源电压校准。但是，在这种情况下，应用程序必须允许VDDA供电电压测量，以确定是否需要调整，由于电源电压的变化。这需要一个VRH的参考VDDA供电分开，在大多数应用，是不是一般可用。HTI的功能通常用于表明附近最大工作结温温度。这允许应用程序功能以降低功耗和反应防止超过最高温度。降低功耗的有效途径是由关掉端口驱动低阻抗负载，降低总线频率使用PLL。由于温度的变化是缓慢的，相对处理例程，在许多应用中，这将是足以作为替代使用中断HTIF。 4 一般散热注意事项 温度感应器件的结点温度，环境温度不同。差异取决于设备的活动，使高活性和高输出驱动器负载电流造成较大环境和结温之间的差。 4.1 功耗和热特性 功耗和热特性有密切的关系。它必须确保最大 工作结点温度过高。以结点温度（TJ）均可以得到： TJ = TA + (PD × ΘJA) TJ = Junction Temperature, [°C] TA = Ambient Temperature, [°C] PD = Total Chip Power Dissipation, [W] ΘJA = Package Thermal Resistance, [°C/W] 可以计算出总功耗： PD = PINT + PIO Pint 是芯片内部电压： PINT = IDDR × VDDR + IDDA × VDDA 原文出处：Freescale Semiconductor Application note Document Number：AN3624 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 指导教师评阅书 指导教师评价： 一、撰写（设计）过程 1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 指导教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 评阅教师评阅书 评阅教师评价： 一、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 评阅教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 教研室（或答辩小组）及教学系意见 教研室（或答辩小组）评价： 一、答辩过程 1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 评定成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年 月 日 教学系意见： 系主任： （签名） 年 月 日 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者（本人签名）： 年 月 日 学位论文出版授权书 本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入****《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。 论文密级： □公开 □保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 作者签名：_______ 导师签名：_______ _______年_____月_____日 _______年_____月_____日 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。   作者签名: 二〇一〇年九月二十日   毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解**学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定）   作者签名: 二〇一〇年九月二十日 致 谢 时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。 首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。 首先，我要特别感谢我的知道***老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。***老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。 其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。 另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。 最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。 四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。 回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。 学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。 在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。 最后，我要特别感谢我的导师***老师、和研究生助教***老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。 致 谢 这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。 通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。 即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在**大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。   作者签名: 年 月 日   毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解**学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定）   作者签名: 年 月 日 基本要求：写毕业论文主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析，解决实际问题的能力，使学生得到从事本专业工作和进行相关的基本训练。毕业论文应反映出作者能够准确地掌握所学的专业基础知识，基本学会综合运用所学知识进行科学研究的方法，对所研究的题目有一定的心得体会，论文题目的范围不宜过宽，一般选择本学科某一重要问题的一个侧面。 毕业论文的基本教学要求是： 1、培养学生综合运用、巩固与扩展所学的基础理论和专业知识，培养学生独立分析、解决实际问题能力、培养学生处理数据和信息的能力。2、培养学生正确的理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度。3、培养学生进行社会调查研究；文献资料收集、阅读和整理、使用；提出论点、综合论证、总结写作等基本技能。 毕业论文是毕业生总结性的独立作业，是学生运用在校学习的基本知识和基础理论，去分析、解决一两个实际问题的实践锻炼过程，也是学生在校学习期间学习成果的综合性总结，是整个教学活动中不可缺少的重要环节。撰写毕业论文对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。 毕业论文在进行编写的过程中，需要经过开题报告、论文编写、论文上交评定、论文答辩以及论文评分五个过程，其中开题报告是论文进行的最重要的一个过程，也是论文能否进行的一个重要指标。 撰写意义：1.撰写毕业论文是检验学生在校学习成果的重要措施，也是提高教学质量的重要环节。大学生在毕业前都必须完成毕业论文的撰写任务。申请学位必须提交相应的学位论文，经答辩通过后，方可取得学位。可以这么说，毕业论文是结束大学学习生活走向社会的一个中介和桥梁。毕业论文是大学生才华的第一次显露，是向祖国和人民所交的一份有份量的答卷，是投身社会主义现代化建设事业的报到书。一篇毕业论文虽然不能全面地反映出一个人的才华，也不一定能对社会直接带来巨大的效益，对专业产生开拓性的影响。但是，实践证明，撰写毕业论文是提高教学质量的重要环节，是保证出好人才的重要措施。 2.通过撰写毕业论文，提高写作水平是干部队伍“四化”建设的需要。党中央要求，为了适应现代化建设的需要，领导班子成员应当逐步实现“革命化、年轻化、知识化、专业化”。这个“四化”的要求，也包含了对干部写作能力和写作水平的要求。 3.提高大学生的写作水平是社会主义物质文明和精神文明建设的需要。在新的历史时期，无论是提高全族的科学文化水平，掌握现代科技知识和科学管理方法，还是培养社会主义新人，都要求我们的干部具有较高的写作能力。在经济建设中，作为领导人员和机关的办事人员，要写指示、 通知 关于发布提成方案的通知关于xx通知关于成立公司筹建组的通知关于红头文件的使用公开通知关于计发全勤奖的通知 、总结、调查报告等应用文；要写说明书、广告、解说词等说明文；还要写科学论文、经济评论等议论文。在当今信息社会中，信息对于加快经济发展速度，取得良好的经济效益发挥着愈来愈大的作用。写作是以语言文字为信号，是传达信息的方式。信息的来源、信息的收集、信息的储存、整理、传播等等都离不开写作。 论文种类：毕业论文是学术论文的一种形式，为了进一步探讨和掌握毕业论文的写作规律和特点，需要对毕业论文进行分类。由于毕业论文本身的内容和性质不同，研究领域、对象、方法、表现方式不同，因此，毕业论文就有不同的分类方法。 按内容性质和研究方法的不同可以把毕业论文分为理论性论文、实验性论文、描述性论文和设计性论文。后三种论文主要是理工科大学生可以选择的论文形式，这里不作介绍。文科大学生一般写的是理论性论文。理论性论文具体又可分成两种：一种是以纯粹的抽象理论为研究对象，研究方法是严密的理论推导和数学运算，有的也涉及实验与观测，用以验证论点的正确性。另一种是以对客观事物和现象的调查、考察所得观测资料以及有关文献资料数据为研究对象，研究方法是对有关资料进行分析、综合、概括、抽象，通过归纳、演绎、类比，提出某种新的理论和新的见解。 按议论的性质不同可以把毕业论文分为立论文和驳论文。立论性的毕业论文是指从正面阐述论证自己的观点和主张。一篇论文侧重于以立论为主，就属于立论性论文。立论文要求论点鲜明，论据充分，论证严密，以理和事实服人。驳论性毕业论文是指通过反驳别人的论点来树立自己的论点和主张。如果毕业论文侧重于以驳论为主，批驳某些错误的观点、见解、理论，就属于驳论性毕业论文。驳论文除按立论文对论点、论据、论证的要求以外，还要求针锋相对，据理力争。 按研究问题的大小不同可以把毕业论文分为宏观论文和微观论文。凡届国家全局性、带有普遍性并对局部工作有一定指导意义的论文，称为宏观论文。它研究的面比较宽广，具有较大范围的影响。反之，研究局部性、具体问题的论文，是微观论文。它对具体工作有指导意义，影响的面窄一些。 另外还有一种综合型的分类方法，即把毕业论文分为专题型、论辩型、综述型和综合型四大类： 1．专题型论文。这是分析前人研究成果的基础上，以直接论述的形式发表见解，从正面提出某学科中某一学术问题的一种论文。如本书第十二章例文中的《浅析领导者突出工作重点的方法与艺术》一文，从正面论述了突出重点的工作方法的意义、方法和原则，它表明了作者对突出工作重点方法的肯定和理解。2．论辩型论文。这是针对他人在某学科中某一学术问题的见解，凭借充分的论据，着重揭露其不足或错误之处，通过论辩形式来发表见解的一种论文。3．综述型论文。这是在归纳、总结前人或今人对某学科中某一学术问题已有研究成果的基础上，加以介绍或评论，从而发表自己见解的一种论文。4．综合型论文。这是一种将综述型和论辩型两种形式有机结合起来写成的一种论文。如《关于中国民族关系史上的几个问题》一文既介绍了研究民族关系史的现状，又提出了几个值得研究的问题。因此，它是一篇综合型的论文。 写作步骤：毕业论文是高等教育自学考试本科专业应考者完成本科阶段学业的最后一个环节，它是应考者的 总结 性独立作业，目的在于总结学习专业的成果，培养综合运用所学知识解决实际 问题 的能力。从文体而言，它也是对某一专业领域的现实问题或 理论 问题进行 科学 研究 探索的具有一定意义的论说文。完成毕业论文的撰写可以分两个步骤，即选择课题和研究课题。 首先是选择课题。选题是论文撰写成败的关键。因为，选题是毕业论文撰写的第一步，它实际上就是确定“写什么”的问题，亦即确定科学研究的方向。如果“写什么”不明确，“怎么写”就无从谈起。 教育部自学考试办公室有关对毕业论文选题的途径和要求是“为鼓励理论与工作实践结合，应考者可结合本单位或本人从事的工作提出论文题目，报主考学校审查同意后确立。也可由主考学校公布论文题目，由应考者选择。毕业论文的总体要求应与普通全日制高等学校相一致，做到通过论文写作和答辩考核，检验应考者综合运用专业知识的能力”。但不管考生是自己任意选择课题，还是在主考院校公布的指定课题中选择课题，都要坚持选择有科学价值和现实意义的、切实可行的课题。选好课题是毕业论文成功的一半。 第一、要坚持选择有科学价值和现实意义的课题。科学研究的目的是为了更好地认识世界、改造世界，以推动社会的不断进步和发展 。因此，毕业论文的选题，必须紧密结合社会主义物质文明和精神文明建设的需要，以促进科学事业发展和解决现实存在问题作为出发点和落脚点。选题要符合科学研究的正确方向，要具有新颖性，有创新、有理论价值和现实的指导意义或推动作用，一项毫无意义的研究，即使花很大的精力，表达再完善，也将没有丝毫价值。具体地说，考生可从以下三个方面来选题。首先，要从现实的弊端中选题，学习了专业知识，不能仅停留在书本上和理论上，还要下一番功夫，理论联系实际，用已掌握的专业知识，去寻找和解决工作实践中急待解决的问题。其次，要从寻找科学研究的空白处和边缘领域中选题，科学研究。还有许多没有被开垦的处女地，还有许多缺陷和空白，这些都需要填补。应考者应有独特的眼光和超前的意识去思索，去发现，去研究。最后，要从寻找前人研究的不足处和错误处选题，在前人已提出来的研究课题中，许多虽已有初步的研究成果，但随着社会的不断发展，还有待于丰富、完整和发展，这种补充性或纠正性的研究课题，也是有科学价值和现实指导意义的。 第二、要根据自己的能力选择切实可行的课题。毕业论文的写作是一种创造性劳动，不但要有考生个人的见解和主张，同时还需要具备一定的客观条件。由于考生个人的主观、客观条件都是各不相同的，因此在选题时，还应结合自己的特长、兴趣及所具备的客观条件来选题。具体地说，考生可从以下三个方面来综合考虑。首先，要有充足的资料来源。“巧妇难为无米之炊”，在缺少资料的情况下，是很难写出高质量的论文的。选择一个具有丰富资料来源的课题，对课题深入研究与开展很有帮助。其次，要有浓厚的研究兴趣，选择自己感兴趣的课题，可以激发自己研究的热情，调动自己的主动性和积极性，能够以专心、细心、恒心和耐心的积极心态去完成。最后，要能结合发挥自己的业务专长，每个考生无论能力水平高低，工作岗位如何，都有自己的业务专长，选择那些能结合自己工作、发挥自己业务专长的课题，对顺利完成课题的研究大有益处。 致 谢 这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。 通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。 即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在**大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。 单片机 LED显示 报警 键盘输入 隔离开关 加热器 温度传感器 A/D转换 制冷器 加湿器 湿度传感器 干燥器 � EMBED \* MERGEFORMAT ��� � EMBED \* MERGEFORMAT ��� _1234567897.unknown _1234567901.unknown _1234567906.unknown _1234567908.unknown _1234567911.unknown _1234567912.unknown _1234567910.unknown _1234567909.unknown _1234567907.unknown _1234567903.unknown _1234567904.unknown _1234567905.unknown _1234567902.unknown _1234567899.unknown 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