基于MC9S12DG128的嵌入式水温自动控制系统设计

本次大作业是针对《嵌入式系统及应用》课程的实践项目，主要设计了一套嵌入式水温控制系统。该系统选择飞思卡尔MC9S12DG128开发板作为硬件平台，借助Codewarrior开发环境进行软件编程。系统的核心任务是实现对容器内水温的精确控制，以提升实验的实用性和精度。 实验的核心组成部分包括以下几个方面： 1. 硬件配置：系统利用MC9S12DG128单片机作为控制器，它具有强大的处理能力和丰富的外设接口，如数字输入输出（GPIO）、模拟输入输出（ADC）以及串口通信模块，能够满足温度测量和控制的需求。 2. 温度传感器：热电阻丝被用作温度传感器，其阻值变化与温度成线性关系，通过单片机的ADC模块将模拟信号转换为数字信号，从而获取实时的温度值。 3. 用户交互：外部扫描键盘允许用户手动设置期望的水温，增强了系统的灵活性和便利性。四位数码管被用来显示当前的温度值，精度可达小数点后一位，直观易读。 4. PID控制算法：采用比例-积分-微分（PID）控制算法，这是一种经典的控制策略，能有效地调节系统，确保水温稳定在预设的范围，提高了系统的动态性能和稳定性。 5. 通信功能：系统通过串口与计算机相连，实现实验数据的上传和下传，便于远程监控和数据分析，增强了系统的扩展性和数据记录能力。 6. 实验报告：学生需提交详细的实验报告，包括设计思路、原理分析、硬件连接图、软件流程、调试过程以及最终结果的展示，体现了对嵌入式系统设计和控制理论的实际运用能力。 这次大作业不仅考察了学生的嵌入式系统编程技能，还锻炼了他们的系统设计思维、硬件电路理解和控制算法运用能力，是一次全面检验嵌入式技术实践水平的重要机会。通过完成这个项目，学生们能更好地理解嵌入式水温控制系统的实际工作流程，并且能够将所学理论知识转化为实际应用。