水温检测系统设计
目 录
1 引言 1
2 概论 1
2.1 国内外发展状况 1
2.2 设计的背景及意义 3
2.3 本设计的所做的工作和内容 3
3 系统总体设计与分析 3
3.1 总体方案 3
3.2 系统总体设计框图 4
3.3 系统硬件设计 5
4 系统的软件设计 12
4.1 系统的软件设计分析 12
4.2 编程语言的选择 13
4.3 主程序模块 13
4.4 温度采集模块 14
4.5 LCD1602数码管显示模块 16
4.6 按键控制模块 18
4.7 创建工程项目 18
5 系统调试结果 19
5.1 仿真结果 19
5.2 实际调试结果 21
结论 23
致谢 24
参考文献 25
1 引言
随着资源日渐稀缺，能源紧张，人们越来越注重汽车驾驶的舒适性，同时关于发动机冷却水温的科学研究也受到了许多科研机构的注重。众所周知，发动机是现代汽车能源动力的主要来源之一，发动机在工作时候具有较大的热负荷，而且其所处的工作环境粉尘极多，同时气温又非常的高，这就大大加剧了发动机冷却水的温度的升高。由此我们不难理解冷却水温与发动机的性能有着直接或间接的关系，例如对发动机零件磨损、功率、工作噪声、排气质量、润滑油质量、使用寿命、工作粗暴性等发动机性能参数的影响。如果冷却水温保持在一定的温度范围内，不但能够提升发动机的能源动力性、削减燃料的消耗量、同时也能大大地减少废气的排放，最终使得发动机能够平稳的工作。冷却水温度是发动机工作性能的重 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
要参数之一，同时发动机水温数据也是汽车电子控制系统的主要数据之一。冷却水温的过高过低都会对发动机的工作状况造成破坏，控制好发动机冷却水的温度，可以使发动机处于最佳工作状态，以提高发动机效率，改善燃油经济性，减少排气污染，因此具有非常重要的应用价值和意义。
2 概论
2．1 国内外发展状况
国内现状：我们国家在关于温度检测技术方面的研究开始的比较晚，大概开始于上个世纪80年代左右。我们国家在该方面工程的相关技术类人才在汲取其他发达国家温度检测控制技术的基础奠定上，才驾驭了关于温度的室内微机控制技术，不过这项技术仅仅是对于温度的单项环境因子的控制。温度控制设施，计算机应用，一般来说，是从消化吸收的、简单的应用到实用阶段、综合应用的过渡和发展。在相关技术层面，单片机掌控的单参数单回路的体系在多数，暂时还没有真正的多项参数综合控制的相关系统，从这一点上看，我们与其他国家相比较而言，我国还有很大差距，落后了许多。不过就目前来讲，咱们国家对于温度的检测及控制的相关技术研究并没有达到能够进行工厂化的地步，因为在实际的生产的过程之中，我们依旧会遇到各种大大小小的问题，比如说在软硬件方面的相关资源不可以共同分享、系统可靠性不良等问题。在我们国家，温度的检测系统的成长一共经历了大概三个阶段。第一阶段:基地式仪表。在二十世纪四十年代的时候，由于当时在石油、化工、电力等方面的工程自动化的需要，于是产生了自立式温度调节器，该温度调节器集测量、记录、调节仪表于一体。这种基地式的仪表具有简单的结构，低廉的价格，但同时它的功能具有极大地局限性，能且只能用于单回路的控制，并且控制精度特别的低。第二阶段:单元组合式仪表。在国内大型工业企业陆续出现的时候，人们开始希望大规模的生产能够实现全面自动化以及更加方便的集中控制，所以人们认识到基地式仪表的结构过于简单，不能够灵活应用，干脆就将基地式仪表按照其所需实现的功能来划分，划出了可以独立地执行某些功能的一些标准单元，每个单元被连接到一组标准信号，这样不仅解决了基地式仪表的局限性，同时使得其检测精度大大的提高。在应用单元组合式仪表的相关过程中，人们可以根据自己的实际需求，来选择合适的相关单元，利用这些不同的单元把仪表配合使用，从而能够设计出不同程度的自动化系统，这种类似于积木式的仪表就称为单元组合式仪表。以上两个阶段，无论是基地式仪表阶段，还是单元组合式仪表阶段，都是利用各种仪表对温度进行检测、调节、控制。所以当我们遇到更加复杂的控制系统时，想要实现复杂的控制规律变得非常困难，同时它所能够控制的精度相对来说也是特别特别的低。第三阶段:微机控制阶段。近年来由于微电子技术的迅猛发展、大规模集成电路的成功制造、微处理器的出现、计算机性价比的显著提升以及微型计算机在工业控制领域中的普遍使用，所以我国的温度检测控制系统迅速发展到了微机控制阶段。于是模拟控制系统逐渐被微机控制系统所取代，也正是因为人们发现了微机控制系统具有控制精度准确、可靠性高的优点。所以因为计算机能够高速地运算处理数据同时能够大量的存贮相关信息，使得微机控制系统具备了较高的可靠性、使用的便利性、较强的抗干扰性等优点，同时能够采用先进的算法，仅此一点，便大大提高了该系统的控制性能。
国外现状：相较于我们国家来说，外国发达国家对温度检测控制技术方面的探究更加早，大概在上个世纪七十年代左右就已经开始。起初是利用模拟式的组合仪表，采集到所需的现场信息，然后进行记录、控制和指示，上个世纪八十年代末期开始利用分布式的控制系统。当前发达国家正在研究和开发多因子综合控制系统来进行数据采集。纵观当今世界，每个国家的温度检测控制技术都在迅猛发展。目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度、智能化、小型化等方面快速发展。发达国家各种窑炉自动化水平较高，装备有完善的检测仪表和计算机控制系统，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。
2．2 设计的背景及意义
温度实时检测是温度控制的必要前提。冷却水温度的过高过低都会对发动机的工作状况造成破坏，控制好发动机冷却水的温度，可以使发动机处于最佳工作状态，以提高发动机效率，改善燃油经济性，减少排气污染，因此具有非常重要的价值和意义。所以本次设计温度检测系统对于良好的控制发动机冷却水温参数具有重要意义，同时也为其他的工业控制奠定了坚实基础。
2．3 本设计的所做的工作和内容
本文先进行资料查找，通过对资料的总结，提出本次毕业设计可行的方案，之后，跟指导老师商讨具体的细节比如预备实现的功能，端口的设定，以及元器件型号的选择，确定完这些工作之后，就进一步查询相关书籍、期刊，对各个部分的功能原理有一个比较详细的了解，然后将准备软件程序的编写工作，在此之前先掌握编程工具U-Vsion2、仿真工具Proteus的使用方法，在实物完成之后，软硬件联调，记录并分析调试现象。主要工作如下：
（1）通过查阅相关资料书籍学习单片机的相关知识；
（2）掌握Keil Uvison2、Protues等工具软件的使用方法；
（3）编程调试工具采用U-Vsion2；
（4）上交毕业论文。
3 系统总体设计与分析
3．1 总体方案
本次所做的设计是将单片机作为控制核心的水温检测系统。这个水温检测系统能够通过DS18B20数字温度传感器采集到当前冷却水的温度信号，经过单片机的处理之后，最终通过LCD1602数码管实时显示温度。其具有以下功能：?
1 引言 1
2 概论 1
2.1 国内外发展状况 1
2.2 设计的背景及意义 3
2.3 本设计的所做的工作和内容 3
3 系统总体设计与分析 3
3.1 总体方案 3
3.2 系统总体设计框图 4
3.3 系统硬件设计 5
4 系统的软件设计 12
4.1 系统的软件设计分析 12
4.2 编程语言的选择 13
4.3 主程序模块 13
4.4 温度采集模块 14
4.5 LCD1602数码管显示模块 16
4.6 按键控制模块 18
4.7 创建工程项目 18
5 系统调试结果 19
5.1 仿真结果 19
5.2 实际调试结果 21
结论 23
致谢 24
参考文献 25
1 引言
随着资源日渐稀缺，能源紧张，人们越来越注重汽车驾驶的舒适性，同时关于发动机冷却水温的科学研究也受到了许多科研机构的注重。众所周知，发动机是现代汽车能源动力的主要来源之一，发动机在工作时候具有较大的热负荷，而且其所处的工作环境粉尘极多，同时气温又非常的高，这就大大加剧了发动机冷却水的温度的升高。由此我们不难理解冷却水温与发动机的性能有着直接或间接的关系，例如对发动机零件磨损、功率、工作噪声、排气质量、润滑油质量、使用寿命、工作粗暴性等发动机性能参数的影响。如果冷却水温保持在一定的温度范围内，不但能够提升发动机的能源动力性、削减燃料的消耗量、同时也能大大地减少废气的排放，最终使得发动机能够平稳的工作。冷却水温度是发动机工作性能的重 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
要参数之一，同时发动机水温数据也是汽车电子控制系统的主要数据之一。冷却水温的过高过低都会对发动机的工作状况造成破坏，控制好发动机冷却水的温度，可以使发动机处于最佳工作状态，以提高发动机效率，改善燃油经济性，减少排气污染，因此具有非常重要的应用价值和意义。
2 概论
2．1 国内外发展状况
国内现状：我们国家在关于温度检测技术方面的研究开始的比较晚，大概开始于上个世纪80年代左右。我们国家在该方面工程的相关技术类人才在汲取其他发达国家温度检测控制技术的基础奠定上，才驾驭了关于温度的室内微机控制技术，不过这项技术仅仅是对于温度的单项环境因子的控制。温度控制设施，计算机应用，一般来说，是从消化吸收的、简单的应用到实用阶段、综合应用的过渡和发展。在相关技术层面，单片机掌控的单参数单回路的体系在多数，暂时还没有真正的多项参数综合控制的相关系统，从这一点上看，我们与其他国家相比较而言，我国还有很大差距，落后了许多。不过就目前来讲，咱们国家对于温度的检测及控制的相关技术研究并没有达到能够进行工厂化的地步，因为在实际的生产的过程之中，我们依旧会遇到各种大大小小的问题，比如说在软硬件方面的相关资源不可以共同分享、系统可靠性不良等问题。在我们国家，温度的检测系统的成长一共经历了大概三个阶段。第一阶段:基地式仪表。在二十世纪四十年代的时候，由于当时在石油、化工、电力等方面的工程自动化的需要，于是产生了自立式温度调节器，该温度调节器集测量、记录、调节仪表于一体。这种基地式的仪表具有简单的结构，低廉的价格，但同时它的功能具有极大地局限性，能且只能用于单回路的控制，并且控制精度特别的低。第二阶段:单元组合式仪表。在国内大型工业企业陆续出现的时候，人们开始希望大规模的生产能够实现全面自动化以及更加方便的集中控制，所以人们认识到基地式仪表的结构过于简单，不能够灵活应用，干脆就将基地式仪表按照其所需实现的功能来划分，划出了可以独立地执行某些功能的一些标准单元，每个单元被连接到一组标准信号，这样不仅解决了基地式仪表的局限性，同时使得其检测精度大大的提高。在应用单元组合式仪表的相关过程中，人们可以根据自己的实际需求，来选择合适的相关单元，利用这些不同的单元把仪表配合使用，从而能够设计出不同程度的自动化系统，这种类似于积木式的仪表就称为单元组合式仪表。以上两个阶段，无论是基地式仪表阶段，还是单元组合式仪表阶段，都是利用各种仪表对温度进行检测、调节、控制。所以当我们遇到更加复杂的控制系统时，想要实现复杂的控制规律变得非常困难，同时它所能够控制的精度相对来说也是特别特别的低。第三阶段:微机控制阶段。近年来由于微电子技术的迅猛发展、大规模集成电路的成功制造、微处理器的出现、计算机性价比的显著提升以及微型计算机在工业控制领域中的普遍使用，所以我国的温度检测控制系统迅速发展到了微机控制阶段。于是模拟控制系统逐渐被微机控制系统所取代，也正是因为人们发现了微机控制系统具有控制精度准确、可靠性高的优点。所以因为计算机能够高速地运算处理数据同时能够大量的存贮相关信息，使得微机控制系统具备了较高的可靠性、使用的便利性、较强的抗干扰性等优点，同时能够采用先进的算法，仅此一点，便大大提高了该系统的控制性能。
国外现状：相较于我们国家来说，外国发达国家对温度检测控制技术方面的探究更加早，大概在上个世纪七十年代左右就已经开始。起初是利用模拟式的组合仪表，采集到所需的现场信息，然后进行记录、控制和指示，上个世纪八十年代末期开始利用分布式的控制系统。当前发达国家正在研究和开发多因子综合控制系统来进行数据采集。纵观当今世界，每个国家的温度检测控制技术都在迅猛发展。目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度、智能化、小型化等方面快速发展。发达国家各种窑炉自动化水平较高，装备有完善的检测仪表和计算机控制系统，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。
2．2 设计的背景及意义
温度实时检测是温度控制的必要前提。冷却水温度的过高过低都会对发动机的工作状况造成破坏，控制好发动机冷却水的温度，可以使发动机处于最佳工作状态，以提高发动机效率，改善燃油经济性，减少排气污染，因此具有非常重要的价值和意义。所以本次设计温度检测系统对于良好的控制发动机冷却水温参数具有重要意义，同时也为其他的工业控制奠定了坚实基础。
2．3 本设计的所做的工作和内容
本文先进行资料查找，通过对资料的总结，提出本次毕业设计可行的方案，之后，跟指导老师商讨具体的细节比如预备实现的功能，端口的设定，以及元器件型号的选择，确定完这些工作之后，就进一步查询相关书籍、期刊，对各个部分的功能原理有一个比较详细的了解，然后将准备软件程序的编写工作，在此之前先掌握编程工具U-Vsion2、仿真工具Proteus的使用方法，在实物完成之后，软硬件联调，记录并分析调试现象。主要工作如下：
（1）通过查阅相关资料书籍学习单片机的相关知识；
（2）掌握Keil Uvison2、Protues等工具软件的使用方法；
（3）编程调试工具采用U-Vsion2；
（4）上交毕业论文。
3 系统总体设计与分析
3．1 总体方案
本次所做的设计是将单片机作为控制核心的水温检测系统。这个水温检测系统能够通过DS18B20数字温度传感器采集到当前冷却水的温度信号，经过单片机的处理之后，最终通过LCD1602数码管实时显示温度。其具有以下功能：?
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