基于以太网温度采集与控制系统的设计与实现

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关于基于MAX6675多路温度采集系统的设计与实现

关于基于MAX6675多路温度采集系统的设计与实现

关于基于MAX6675多路温度采集系统的设计与实现K型热电偶是当前工业生产、科学实验较为常用的一种温度传感器,它可以直接测量各种生产中0~1 300℃范围内的液体蒸汽,气体介质和固体表面温度。

由于它的测量范围及其较高的性价比,使得K型热电偶应用广泛。

然而K型热电偶存在非线性、冷补偿等问题,特别是在处理补偿问题时,需要付出较高的代价且难以有较好的成效。

所以本文介绍的MAX6675温度采集芯片,弥补了K型热电偶上述缺陷。

将MAX6675和K 型热电偶结合并用于工业生产和实验,能为工程带来诸多便利且减少繁琐的附加电路。

本文给出了基于CPLD的多路温度采集系统电路、内部逻辑设计模块、误差分析和实验统计报告,以及MAX6675多路温度采集系统的应用过程和性能报告。

1 MAX6675介绍MAX6675是美国Maxim公司生产的带有冷端补偿、线性校正、热电偶断线检测的串行K型热电偶模数转换器,它的温度分辨能力为0.25 ℃;冷端补偿范围为-20~+80℃;工作电压为3.0~5.5 V。

根据热电偶测温原理,热电偶的输出热电势不仅与测量端的温度有关,而且与冷端的温度有关。

在以往的应用中,有多种冷端补偿方法,如冷端冰点法或电桥补偿法等,但调试较复杂。

另外,由于热电偶的非线性,以往是采用微处理器表格法或线性电路等方法,来减小热电偶本身非线性带来的测量误差,但这些增加了程序编制及调试电路的难度。

而MAX6675对其内部元器件的参数进行了激光修正,从而对热电偶的非线性进行了内部修正。

同时,MAX6675内部集成的冷端补偿电路、非线性校正电路、断线检测电路都给K 型热电偶的使用带来了便利。

MAX6675的特点有:(1)内部集成有冷端补偿电路;(2)带有简单的3位串行接口;(3)可将温度信号转换成12位数字量,温度分辨率达0.25℃;(4)内含热电偶断线检测电路。

其内部原理图如图1所示。

2 系统构架系统框架如图2所示,该系统以CPLD为核心,由多路K型热电偶和MAX6675将外界温度模拟信号采集并转换成数字信号,并将数据传入CPLD进行相应的处理,然后通过通信模块将数据传送给计算机,最后用计算机做数据统计及处理。

基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现共3篇

基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现共3篇

基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现共3篇基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现1基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现随着人们对生活质量的需求越来越高,温度控制变得愈发重要。

在家庭、医院、实验室、生产车间等场合,温度控制都是必不可少的。

本文将介绍一种基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现。

设计思路本文所设计的温度智能控制系统主要由单片机、温度传感器、继电器和液晶屏幕等部件组成。

其中,温度传感器负责采集温度数据,单片机负责处理温度数据,并实现温度智能控制功能。

继电器用于控制加热设备的开关,液晶屏幕用于显示当前温度和系统状态等信息。

在实现温度智能控制功能时,本设计采用了PID控制算法。

PID控制算法是一种经典的控制算法,它基于目标值和当前值之间的误差来调节控制量,从而实现对温度的精确控制。

具体来说,PID控制器包含三个部分:比例控制器(P)用于对误差进行比例调节,积分控制器(I)用于消除误差的积累,微分控制器(D)用于抑制误差的未来变化趋势。

这三个控制器的输出信号加权叠加后,作为继电器的控制信号,实现对加热设备的控制。

系统实现系统硬件设计在本设计中,我们选择了常见的AT89S52单片机作为核心控制器。

该单片机运行速度快、稳定性好,易于编程,并具有较强的扩展性。

为了方便用户调节温度参数和查看当前温度,我们还选用了4 * 20的液晶屏。

温度传感器采用LM35型温度传感器,具有高精度、线性输出特性,非常适用于本设计。

系统电路图如下所示:系统软件设计在单片机的程序设计中,我们主要涉及到以下几个部分:1. 温度采集模块为了实现温度智能控制功能,我们首先需要获取当前的温度数据。

在本设计中,我们使用了AT89S52单片机的A/D转换功能,通过读取温度传感器输出的模拟电压值,实现对温度的采集。

采集到的温度数据存储在单片机的内部存储器中,以供后续处理使用。

2. PID控制模块PID控制模块是本设计的核心模块,它实现了对温度的精确控制。

基于SMART200的温度PID控制系统设计与调试设计

基于SMART200的温度PID控制系统设计与调试设计

学号127301116 苏州市职业大学毕业设计题目基于SMART200的温度PID控制系统设计与调试学生姓名:专业班级: 12电气自动化技术(1)班学院 (部):电子信息工程学院校内指导教师:(副教授)校外指导教师:完成日期:2015年5月摘要:温度是工业和科学实验中最常见和最重要的热工参数之一了。

现在产品对于温度控制的精度要求越来越高。

无论是在科学领域还是我们的生产实践中,温度控制都是极其重要的,特别是像冶金、化工、石油、机械、建材等大型工业中,都占有着极大的比重。

而温度控制的系统也有很多种,PLC凭借着它较高的可靠性,较强的抗干扰能力,已经成为许多用户信赖的产品,而且他的操作也较为简单。

本文介绍了西门子S7-200smart设计硬件与Smart700IE 7寸触摸屏。

PLC是数字控制型的电子计算机,他运用了可编程存储器的储存指令,具有顺序、逻辑、计数、计时等一些功能。

可以通过模拟输入、输出和数字输入输出等组件,进行控制各种程序和设备。

关键词:PLC 温度控制PID 触摸屏AbstractTemperature industrial and scientific experiments, the most common and the most important thermal parameters of. Now products are increasingly high requirements for precision temperature control. Whether in science or our production practices, the temperature control is extremely important, especially as the metallurgical, chemical, petroleum, machinery, building materials and other large industry, has played a significant proportion. The temperature control system there are many, PLC With its high reliability, strong anti-jamming capability, many users have become reliable products, and his operation is relatively simple. This paper introduces the design of hardware and Siemens S7-200smart Smart700IE 7-inch touch screen. PLC is a computer numeric control type, he used a programmable memory to store instructions, with order, logic, counting, timing and some other functions. Via analog input, output, and digital input and output components, control procedures and equipment.Keywords: PLC temperature control PID Touch screen目录1 引言 (1)1.1 应用背景 (1)1.2 温度控制的技术现状 (1)1.3 设计方案 (3)2 硬件系统设计 (5)2.1 西门子smart200 (5)2.2 触摸屏 (6)2.3 温度传感器 (8)2.4 模拟量模块 (9)3 软件系统设计与调试 (11)3.1 PID基本机理 (11)3.2 系统程序流程 (14)3.3 软件设计 (18)3.4温度的控制界面及调试分析 (19)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)1 引言1.1 应用背景据我们所了解,温度作为工业中重要的参数,基本所有的物理变化或者化学反应都和温度有所关联。

基于TMS320F2812的分布式温度采集记录仪的设计与实现

基于TMS320F2812的分布式温度采集记录仪的设计与实现


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有一个 2 6 5 字节 的RAM , 用做控制寄 可

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TMS 2 F 8 2作为数据 处理 与控制单 电及布线 ,并能 明确 区分 出温 度数据 与 允 许 用 户 将 器 件 在 链 路 中的 物 理 位 置 与 30 2 l 元 ,以 Ma i 公司的单 线数字温 度计 温 度传感 器位置的对 应关 系 ,因此温 度 序 列号对应 ,如用来测 量贮存塔 不 同高 xm IS 8 A0 为基础 , )2 E 0 通过 D P控制温 度 传 感器 的选 型十分 关键 。传统 的模拟温 度处 的温度 。DS 8 A0 的供 电和数据 S 2E 0 传 感器顺序 采集各个 测量 点的温度 ,经 度传 感 测 量 系统 测 量精 度低 、布线 复 通信 都是借 助这条 卜 Wie r 线完成 的。 处 理送 L ED 显 示并 暂存 到外 扩 RAM 杂 、易受干扰 ,而新 型单片数 字式温 度 D 2 E 0内部 包括三个 主要数据 S 8 A0
存 器或数据 缓冲 器。 本系统 中US B设备
映 射 T S 2 F 8 2外 扩 0区 域 ,US M 302 1 B 接 口模 块 硬 件 电路 图 如 图 4 示 。 所
感 谶计

基于 T 2 的分布式温度采集 M 2 S 0 82 3 F 1 记录仪的设计与实现
烟 台大 学 刘 昌伟 邵左文 随着现 代信息技 术的飞速 发展 ,分 接 口模块 、S D卡 接 口模块 、外扩 RAM 都 具有 工厂预 先 刻度 的唯一 6 4位 序列 布式温 度测 量控制 系统在 工业 、农业 及 模 块 、L D 显 示 模 块 和 T S 2 F 8 E M 3 0 2 号 , 需一根数 据线和地 线就可通过 卜 1 2 只 e协议 完 成 串行 传输 数 据 ,支持 r 人们的 日常生 活中扮演 了一 个越来越 重 数 字信号处 理模块 ,系统总体框 图如 图 W i

网络工程课程设计报告-基于以太网的远程温湿度采集控制系统 (11)

网络工程课程设计报告-基于以太网的远程温湿度采集控制系统 (11)

《专业实训课程设计》课程设计题目:基于以太网的远程温湿度采集控制系统目录一、设计目的 (2)二、设计内容 (2)三、环境搭建 (3)四、实验步骤 (3)(一).总体步骤 (3)(二).技术详解 (5)1、TCP通信 (5)2、DHCP地址获取 (8)3、HTTP网页链接 (10)4、NTP时间获取 (12)五、开发板代码 (12)六、实验现象演示 (22)一、设计目的利用WIZnet的W5500网络芯片通过以太网实时监控远程某个位置的温度和湿度,以及设计警报实现亮灯。

二、设计内容1)读取DHT11温度并通过串口打印。

2)浏览器显示设计网页模板。

3)网页实时显示温度。

4)网页按钮控制LED灯。

三、环境搭建硬件:WIZnet W5500开发板、网线、数据线、数字温湿度传感器DHT11软件:hercules_3-2-4、Keil uVision5、Flash Loader Demo,Wireshark抓包工具四、实验步骤(一).总体步骤1.首先要使W5500开发板能够连接以太网,就必须要有IP地址,编写dhcp.c程序,使W5500能够通过dhcp服务器自动获取IP地址;程序中包括dhcp客户端初始化函数init_dhcp_client(); 和dhcp测试函数do_dhcp();2. 连接温湿度传感器到开发板,添加温湿度感应程序,dht11.c和dht11.h,3. 在主函数中包含该程序头文件#include “dht11. h”定义数组uint8 temp_rh[2],temp_rh[0]用来保存湿度数据,temp_rh[1]用来保存温度数据uint8 temp_rh[2] = {0, 0};4. 主函数中调用温湿度感应程序,并将温湿度数据通过开发板串口打印输出:DHT11_GetValue(temp_rh);printf("hum:%d,",temp_rh[0]);printf("temp:%d\r\n",temp_rh[1]);5. 将温湿度数据在网页中实时显示在httputil.c 使用sprintf()把格式化的数据写入buf字符串中sprintf(buf,"settingsCallback({\"temp1\":\"%d\",\\"temp2\":\"%d\",\});",temp_rh[0],temp_rh[1]);6.在webpage内添加两个新的lable,一个是温度,一个湿度“<p><label for=“temp1”>湿度:</label><input type=“text”id=“temp1”name=“temp1”size=“5”/></p>“<p><label for=“temp2”>温度:</label><input type=“text”id=“temp2”name=“temp”size=“5”/></p>再在lable中赋值,一个是湿度temp1, 一个是温度temp2"<script>"\"function $(id) { return document.getElementById(id); };"\"function settingsCallback(o) {"\"if ($('temp1')) $('temp1').value = o.temp1;"\"if ($('temp2')) $('temp2').value = o.temp2;"\"};"\"</script>"\同时设置页面每隔10秒刷新一次“<meta http-equiv= ‘refresh’ content=’10’ >”\7. 调用http程序do_http(SOCK_HTTP);(二).技术详解1、TCP通信TCP(Transmission Control Protocol 传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

基于LabVIEW的实时温度采集系统设计

基于LabVIEW的实时温度采集系统设计

基于LabVIEW的实时温度采集系统设计1. 概述实时温度采集系统是一种用于实时监测和记录环境温度变化的设备,可以广泛应用于工业自动化、实验室监测等领域。

本文将介绍一种基于LabVIEW的实时温度采集系统设计方案。

2. 硬件设计2.1 传感器选择在实时温度采集系统中,传感器的选择十分重要。

常用的温度传感器有热电偶和热敏电阻。

在本系统中,我们选择了DS18B20温度传感器,这是一种数字温度传感器,具有精确度高、精度稳定等特点,适合于实时温度采集系统的应用。

2.2 数据采集模块数据采集模块负责将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号,并通过接口与上位机进行通信。

在本系统中,我们选择了Arduino Uno 作为数据采集模块,它不仅具有良好的性能和稳定性,而且可以通过串口通信与LabVIEW进行数据交互。

2.3 信号调理电路温度传感器输出的模拟信号需要经过信号调理电路进行放大和滤波处理,以提高系统的稳定性和准确性。

常用的信号调理电路包括放大电路、滤波电路等。

2.4 数据通信模块数据通信模块负责将采集到的温度数据通过网络或串口等方式实时传输给上位机。

在本系统中,我们选择了以太网模块ENC28J60与LabVIEW进行数据通信。

3. 软件设计3.1 LabVIEW界面设计LabVIEW是一种图形化编程环境,可以通过拖拽元件来组装控制面板和数据处理模块。

在本系统中,我们通过LabVIEW来实现人机交互、数据实时显示和数据存储等功能。

3.2 数据处理及算法设计在实时温度采集系统中,数据处理和算法设计是十分重要的部分。

根据采集到的温度数据,我们可以进行实时的数据处理、异常检测和报警等操作。

通过结合LabVIEW的图形化编程特点,我们可以方便地设计和调试各种数据处理算法。

4. 系统实施与测试根据以上的硬件和软件设计方案,我们可以开始进行系统的实施和测试工作。

首先,按照硬件设计要求进行电路的搭建和连接,然后进行LabVIEW程序的开发和调试。

基于单片机的温度控制系统设计及实现

基于单片机的温度控制系统设计及实现

基于单片机的温度控制系统设计及实现温度控制系统是一种常见的自动化控制系统,在很多领域都有广泛的应用。

本文将以基于单片机的温度控制系统设计与实现为主题,依次介绍系统设计和功能实现的相关内容。

一、系统设计1. 概述:本文所设计的基于单片机的温度控制系统旨在实现对温度的监测和控制,具有高精度、稳定性和可靠性。

2. 系统结构:温度控制系统包括温度传感器、单片机、执行机构和显示部分。

温度传感器负责采集环境温度数据,单片机进行数据处理和控制算法的实现,执行机构根据控制命令实时调整环境温度,显示部分将实时温度显示给用户。

3. 硬件设计:- 选型:根据系统需求和经济因素选择适合的单片机和温度传感器。

- 电路连接:将温度传感器连接到单片机的模拟输入引脚,执行机构连接到单片机的输出引脚,液晶显示器连接到单片机的数字输出引脚。

- 电源设计:为系统提供稳定的电源供电,保证系统的正常运行。

4. 软件设计:- 入口函数设计:设置系统初始化参数和变量,配置单片机的引脚输入输出。

- 温度采集:根据采样频率,读取温度传感器的模拟数值,并转换为真实温度值。

- 温度控制算法设计:根据温度数据和设定的控制策略,计算得到控制命令。

- 控制命令输出:将控制命令经过电平转换后输出到执行机构,实现对环境温度的调控。

- 显示设计:将实时温度值显示在液晶显示器上,方便用户观察和调试。

二、功能实现1. 温度采集功能:系统能够实时采购环境温度,通过温度传感器将模拟数值转化为数字信号,以便后续处理。

2. 控制算法实现:根据采集到的温度数据和设定的控制策略,系统能够计算得到相应的控制命令,并及时将命令传输到执行机构。

3. 温度控制功能:执行机构能够根据系统传输的控制命令实时调整温度,保持环境温度在设定范围内。

4. 温度显示功能:系统能够将实时温度值显示在液晶显示屏上,方便用户查看和监控。

5. 报警功能:当温度超出设定范围时,系统能够发出报警信号,以提醒用户注意环境温度的异常情况。

控制系统方案

控制系统方案

控制系统方案控制系统方案1. 引言控制系统方案是指在特定的需求和限制条件下,为了实现控制对象的预期运行状态,设计和构建的一系列控制策略和系统架构的集合。

控制系统方案在各种领域中都有广泛应用,如工业自动化、交通管理、航空航天等。

本文将介绍一个基于现代控制理论的控制系统方案,并详细解释其架构和功能。

2. 控制系统架构控制系统方案主要由传感器、执行器、控制器和通信网络组成。

其中,传感器用于采集被控对象的状态信息,执行器用于对被控对象施加控制作用力,控制器根据传感器采集到的信息决定执行器的动作,通信网络则用于传输传感器和执行器之间的数据。

2.1 传感器传感器是控制系统中重要的组成部分,用于对被控对象的各种状态参数进行监测和测量。

传感器的选择应根据被控对象的特性和需要监测的参数来确定。

常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、湿度传感器等。

在本控制系统方案中,我们选择了温度传感器和湿度传感器,以监测被控对象的温度和湿度。

2.2 执行器执行器是控制系统中用于对被控对象施加控制作用力的设备。

执行器的种类和选择取决于被控对象的特性和需要施加的控制作用力。

在本方案中,我们选择了电机作为执行器,通过改变电机的转速和方向来对被控对象施加控制作用力。

2.3 控制器控制器是控制系统中的决策和执行单元,负责根据传感器采集到的信息做出决策,并控制执行器的动作。

在本方案中,我们选择了现代控制理论中的模型预测控制(Model Predictive Control,简称MPC)作为控制器的算法。

MPC算法能够通过建立被控对象的数学模型,并考虑到未来一段时间的状态变化,来优化控制策略,实现更精确的控制效果。

2.4 通信网络通信网络用于传输传感器和执行器之间的数据,以及与远程监控和设备管理系统的连接。

在本方案中,我们选择了以太网作为通信网络的基础。

以太网具有高速、稳定和可靠的特点,能够满足实时控制的需求。

3. 控制系统功能控制系统方案的主要功能是实现被控对象的预期运行状态。

基于ZigBee技术的温度采集系统的设计与实现

基于ZigBee技术的温度采集系统的设计与实现
( 滨 州学院计算机科 学技 术系, 山东 滨州 2 5 6 6 0 3 )
摘要 : 在介绍 Z i g B e e技术的基础上 , 提 出了一种基于 Z i g B e e技术的无线 温度采集 系统 的设计方案 , 详细阐述采集节点 和 传 感 节 点 的硬 件 选 型 和软 件 设 计过 程 。 硬件方 面, 采用 以 C C 2 4 3 0为 系统 核 心 芯 片 的 Z i g B e e 模 块 作 为无 线 传 感 节 点 ,
以常见 的 D S 1 8 B 2 0 传 感器作 为温度 采集端 , 实现硬件 的连接 ; 软件 方面 , 通过 对 Z — S t a c k 协议栈 的应 用层进行修 改和 开
发, 实现 温 度 的 测 量 和 无 线 传 输 。
关键词 : Z i g B e e ; 无线 ; 温度 ; C C 2 4 3 0 ; z — S t a c k协议栈 中图分类号 : T P 2 7 3 . 5 文献标 识码 : A 文章编号 : 1 6 7 3 — 1 1 3 1 ( 2 0 1 3 ) 0 2 — 0 0 4 5 — 0 2
De s i g n a n d I mpl e me n t a io t n o f a T e mpe r a t u r e Ac qu i s t i o n S y s t e m Ba s e d O n Zi g Be e Te c h no l o g y
Ma S h i mi n g, Xu Go n g a o
( D e p a r t me n t o f C o mp u t e r S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , B i n z h o u U n i v e r s i t y , Bi n z h o u 2 5 6 6 0 3 , C h i n a )

plc温度控制系统设计

plc温度控制系统设计

plc温度控制系统设计一、引言随着现代工业的快速发展,温度控制系统在各个领域得到了广泛的应用。

可编程逻辑控制器(PLC)作为一种工业控制设备,具有较高的可靠性、稳定性和灵活性。

本文将介绍如何设计一套基于PLC的温度控制系统,以满足现代工业生产中对温度控制的需求。

二、PLC温度控制系统原理PLC温度控制系统主要通过传感器采集温度信号,将信号转换为电信号后,输入到PLC进行处理。

根据预设的温度控制策略,PLC输出相应的控制信号,驱动执行器(如加热器、制冷装置等)进行加热或降温,从而实现对温度的精确控制。

三、设计步骤与方法1.确定控制目标:明确温度控制系统的控制范围、精度要求、响应速度等指标。

2.选择合适的PLC型号:根据控制需求,选择具有足够输入/输出点、运算速度和存储容量的PLC。

3.设计硬件系统:包括传感器、执行器、通信模块等硬件设备的选型和连接。

4.设计软件系统:编写温度控制程序,包括输入数据处理、控制算法、输出控制等功能。

5.系统调试与优化:对系统进行调试,确保温度控制精度和稳定性,并根据实际运行情况进行优化。

四、系统硬件设计1.选择合适的传感器:根据控制范围和精度要求,选择合适的温度传感器,如热电偶、热敏电阻等。

2.选择合适的执行器:根据控制需求,选择合适的执行器,如伺服电机、电磁阀等。

3.通信模块:根据现场通信需求,选择合适的通信模块,如以太网、串口等。

五、系统软件设计1.编写程序:采用相应的编程语言(如梯形图、功能块图等)编写温度控制程序。

2.输入数据处理:对传感器采集的温度信号进行滤波、标定等处理,确保数据准确性。

3.控制算法:根据预设的控制策略,编写控制算法,如PID控制、模糊控制等。

4.输出控制:根据控制算法输出相应的控制信号,驱动执行器进行加热或降温。

六、系统调试与优化1.调试:对系统进行调试,确保各设备正常运行,控制算法有效。

2.优化:根据实际运行情况,对控制参数、控制策略等进行优化,提高系统性能。

单片机温度测量和控制系统的设计与实现

单片机温度测量和控制系统的设计与实现

单片机温度测量和控制系统的设计与实现一、本文概述随着科技的快速发展,单片机在温度测量和控制领域的应用越来越广泛。

单片机作为一种集成度高、功能强大的微型计算机,具有功耗低、体积小、可靠性高等优点,因此在各种温度测量和控制系统中得到了广泛应用。

本文将详细介绍单片机温度测量和控制系统的设计与实现过程,包括系统的硬件设计、软件编程、温度测量和控制算法等方面。

本文将首先介绍单片机温度测量和控制系统的总体设计方案,包括系统的硬件组成、软件架构以及各个模块的功能。

然后,将详细介绍温度传感器的选择及其与单片机的接口设计,包括温度信号的采集、转换和处理过程。

接着,将阐述单片机的软件编程,包括温度数据的读取、处理以及控制信号的输出等。

还将介绍温度控制算法的设计和实现,包括温度控制策略的选择、算法的优化以及在实际应用中的效果评估。

通过本文的介绍,读者可以深入了解单片机温度测量和控制系统的基本原理和实现方法,掌握相关的硬件设计和软件编程技术,为实际应用提供有益的参考和指导。

本文还将探讨单片机温度测量和控制系统的发展趋势和前景,展望其在未来温度控制领域的应用前景。

二、单片机基础知识单片机,全称为单片微型计算机(Single-Chip Microcomputer),是将中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出端口(I/O Port)、定时/计数器(Timer/Counter)等计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。

单片机以其体积小、功能全、成本低、可靠性高等特点,广泛应用于智能仪表、工业控制、通信设备、医疗设备、家用电器等领域。

单片机按照数据总线的宽度可以分为4位、8位、16位和32位等几类,其中8位单片机由于其性价比高,应用最为广泛。

常见的8位单片机有Intel公司的8051系列、Atmel公司的AVR系列、STC公司的STC89C系列等。

在单片机温度测量和控制系统中,我们通常会使用带有ADC(模数转换器)功能的单片机,以便将模拟信号(如温度传感器输出的电压或电流)转换为数字信号,从而进行精确的温度测量和控制。

基于ARM的温度采集与以太网传输系统的设计

基于ARM的温度采集与以太网传输系统的设计
2 ℃进 行标 定 后 , 8 则在 1 0 的范 围内误 差小 于 1 。 0℃ ℃ L =A *( K T ) r r T /m () 1
L 3 出 的模 拟信号 送 至 L C 2 4芯 片 上 的 A/ M2 5输 P 21 D转 换 器 。此 A/ D转 换 器基 本 时钟 由 VP B时钟 提 供 。
如图 1 所示 。L 3 将温度信息转换成模拟电流信 M2 5 号输出; 该信 号 经调 理 电路 送 至 L C 24的 A/ 转 P 21 D
换模 拟信 道 0 。转 换结 果 通过 串 口显 示 出来 , 以便 进 行校 正达 到 预 期 结 果 。 在 完 成 数 据 的 正 确 采 集 后 , 再 将数 据进 行处 理 , DM9 0 制 , 行 以太 网传 由 0 0控 进 输。
统 调试 。系 统 主要 器 件 有 : P 2 1 、 L C 24 DM90 、 M2 5J AG 和 串 口接 口。其 中 , P 2 1 0 0 L 3 、T L C 2 4作 为 系 统 的核 心 芯
片, 具有成本低 、 内部资源丰富的优点 , 负责进行模拟信号的处理; 温度传感器 L 3 采集模拟信号( M2 5 电流信号) ,
L C24 P 2 1 的模拟通道
数据 处理
串口调 试( 辅助调 试功 能)
模拟信号采集 I
fMg0控制 以太网通信 00 D
图 I 设计框 架
3 系统 硬 件设 计
系统主要涉及 2 部分 : 数据采集模块和数据传输模块 。
3 1 数 据采 集模 块 硬件 设计 .
系统采用 的温 度传感器是 L 3 , M25 直接 以 K 分度 , 最初 1 的精确度 。L 2 5测 量范 围在 一4 E 到 + ℃ M3 0

基于51单片机的温度控制系统设计与实现

基于51单片机的温度控制系统设计与实现

基于51单片机的温度控制系统设计与实现1. 系统设计概述温度控制系统是智能控制领域中的一个重要领域,主要应用于各种工业生产、制冷空调、农业温室等领域。

本文主要介绍基于51单片机的温度控制系统。

2. 系统硬件设计系统硬件设计主要分为两部分:传感器采集部分和控制执行部分。

其中传感器采集部分主要采用DS18B20数字温度传感器,控制执行部分则主要采用继电器进行控制。

3. 系统软件设计系统软件设计主要采用C语言进行编程实现。

具体包括温度采集、PID算法控制以及控制执行等功能。

4. 温度采集部分设计温度采集部分采用DS18B20数字温度传感器进行温度采集。

该传感器具有传输速度快、采集精度高等特点。

系统采用单总线模式进行控制,通过读取传感器中的温度数据并进行运算,得到当前温度值。

5. 基于PID算法的控制设计本系统采用PID算法进行控制,具体包括比例控制、积分控制和微分控制。

其中比例控制主要控制温度的偏差,积分控制主要控制温度的稳定性,微分控制主要控制温度的变化率。

6. 控制执行部分设计控制执行部分主要采用继电器进行控制。

当温度值达到设定值时,单片机通过控制继电器的开关状态来控制制冷或制热设备的开关。

7. 系统测试与优化在设计完整的软硬件系统后,需进行系统测试以得到有效的控制效果。

在测试过程中,发现系统存在延迟现象,需要对算法进行优化,以提高系统响应速度和稳定性。

8. 总结基于51单片机的温度控制系统具备采集精度高、响应速度快、控制稳定等特点,能够广泛应用于各种不同的领域。

但是在实践中,还需针对不同领域实际情况进行优化和调整,以提高系统效率和稳定性。

基于51单片机的温度控制系统设计与实现

基于51单片机的温度控制系统设计与实现

基于51单片机的温度控制系统设计与实现一、本文概述本文旨在探讨基于51单片机的温度控制系统的设计与实现。

随着科技的快速发展,温度控制在各个领域都扮演着至关重要的角色,如工业生产、家庭生活、医疗设施等。

传统的温度控制系统大多依赖于复杂的硬件设备和昂贵的软件平台,而基于51单片机的温度控制系统则以其低成本、高性能和易于实现等优点,逐渐受到广大工程师和研究者的青睐。

本文将首先介绍51单片机的基本原理和特点,为后续的设计和实现奠定理论基础。

接着,我们将详细阐述温度控制系统的总体设计方案,包括硬件选择和软件设计思路。

在此基础上,我们将重点讨论如何实现温度采集、处理和控制的功能,包括传感器的选择、信号调理、A/D 转换、控制算法的实现等。

本文还将探讨温度控制系统的稳定性、可靠性和实时性等问题,并提出相应的优化措施。

通过实际应用的案例,我们将展示基于51单片机的温度控制系统在实际工作中的表现,并评估其性能。

本文将对基于51单片机的温度控制系统的设计和实现进行总结,并提出未来改进和发展的方向。

我们希望通过本文的探讨,能够为相关领域的研究者和工程师提供一些有益的参考和启示。

二、51单片机基础知识51单片机,又称8051微控制器,是由Intel公司在1980年代初推出的一款8位单片机。

由于其结构简单、功能完善、可靠性高且价格适中,51单片机在嵌入式系统领域一直占据重要地位。

尽管现在市面上已经出现了许多性能更强、功能更丰富的单片机,但51单片机由于其广泛的应用基础和良好的教学价值,仍然是许多初学者和工程师的首选。

51单片机的核心结构包括中央处理器(CPU)、4KB的ROM(只读存储器)、128B的RAM(随机存取存储器)、两个16位的定时器/计数器、四个8位的并行I/O口、一个全双工串行通信口以及一个中断控制系统。

它还具有一个5向量的两级中断结构,能够实现简单的中断处理。

51单片机采用冯·诺依曼结构,即指令和数据都存储在同一个存储器中,通过指令操作码的不同来实现不同的功能。

新型温度采集系统的设计与实现

新型温度采集系统的设计与实现

式 中: 卜
热端和冷端温度 ;A —_ SJ 赛贝克 厂
系数 , 大小 与热 电极 的材料 有关 。 其 对 K型热 电偶 , 当温 度变 化 1 ℃时 , 电压 变化 为 4 V。因此 K型热 电偶 的电压 一温度对 应关 系 如 1
式 ( ) 示。 2所

( 1 W℃ )×( 4
Nx XR
( 3)
按公式 ( ) 出热电偶 的输入 电压 , 4求 然后线性插 值就可求得 K型热电偶的测试端温度值 。
A 55的测 温 电路如 图 4所 示 : D9
根据 系统精 度 和采 温通 道 需要 ,选 择 了一 款 8
通道的低泄漏 ( . A)低导通 电阻 ( . ) 01 0n 、 4 Q 的模 5
用集成 了测量 温度功能的温度转换芯片 , 即集成
2 系 统 设 计
2 1系统 框 架 .
系 统框 图如 图 1 所示 , 系统 以 U B 9 5数 据 该 S53 采集 卡 为核 心 , 由多路 K型热 电偶 和 AD 9 5 5将外 界
了热 电偶 的冷端补偿电路的温度转换芯片。
热偶 } 选 — L 调 ∽ 电 路 0 理
择 \ c ) 乙^ 开 _ . . 关
^ -, I t
C M然 后 接地 。A 5 5具有 热 电偶 断线检 测 功能 。 O D9
电 路

断线警报是 由 + L A M和 一A M输 出的 ,若不用此 L 警报 , 则需将 一 L A M短接于 C M。其余的引脚 + , O c
( 1)
2 4 U B 9 5功 能 . S 5 3
U B 95卡 是 一种 基 于 U B总 线 的数 据 采 集 S53 S 卡 , 直接 插在 计算 机 的 U B接 口上 , 成实 验 室 、 可 S 构 产 品质 量检测 中心等各 种领 域 的数据采 集 、波形 分 析 和处 理 系统 , 也可构 成工 业生产 过程 监控 系统 。 U B 95 有 A S 53 具 D模拟 量输 入 功能 、数 字量 输 入 输 出功 能 、 时 \ 定 计数 器 功能 等 , 系 统 中用 到模 本 拟 量 输 入 功能 和数 字 量 输 出功 能 。 内部 包 含 一 个 A D转 换 器 A 72 , 入 的量 程为 0V 1 集 成 D 3 1输 一 0V,

基寸单片机的网络控制实现温控系统的设计

基寸单片机的网络控制实现温控系统的设计
第2 l卷 第 5期
V0 l _ 2l
No . 5
电子 设计 工程
El e c t r o n i c De s i g n En g i n e e r i n g
2 0 1 3年 3月
Ma r .2 01 3
基寸单 片 机 的网络控制 实现温控 系统的设计
徐 淑 萍 ,陈 飞 , 孙 昌会
l o c a l f u n c t i o n, t h r o u g h t h e T C P p r o t o c o l p r o v i d e wi t h t h e I n t e r n e t c o n n e c t i o n, wh i c h c a n ma k e t h e t e mp e r a t u r e o f t e mp e r a t u r e f o r r e a l - t i me e f e c t i v e l y c o n t r o 1 . S y s t e m v o l u me i s s ma l l a n d e x q u i s i t e , wi t h t e mp e r a t u r e g a t h e r i n g a n d r e mo t e c o n t r o l f u n c t i o n a n d g o o d e x p a n s i b i l i t y . Ke y wo r d s :n e t wo r k c o n t r o l ;MS P 4 3 0 F1 4 9;C S 8 9 0 0 A; t e mp e r a t u r e c o n t olE N F e i ’ ,S UN C h a n g — h u i

温度采集系统课程设计PID

温度采集系统课程设计PID

温度采集系统课程设计PID一、课程目标知识目标:1. 学生能理解温度采集系统的基本原理,掌握PID控制算法在温度控制中的应用。

2. 学生能描述传感器的工作原理,了解不同类型传感器的特点及选用原则。

3. 学生掌握数据采集、处理和传输的基本方法,了解温度采集系统中各个环节的影响因素。

技能目标:1. 学生能运用所学知识设计简单的温度采集系统,并运用PID算法实现温度的自动控制。

2. 学生能运用编程软件对温度采集系统进行模拟和调试,解决实际操作过程中出现的问题。

3. 学生具备团队协作能力,能够与组员共同完成温度采集系统的设计与搭建。

情感态度价值观目标:1. 学生培养对自动化技术的兴趣,激发创新精神和实践能力。

2. 学生通过课程学习,认识到科技在生活中的应用,增强社会责任感和使命感。

3. 学生在团队协作中学会沟通、分享、尊重和合作,培养良好的团队合作精神。

本课程针对高年级学生,课程性质为理论与实践相结合。

通过本课程的学习,使学生将所学理论知识与实际应用相结合,提高解决实际问题的能力。

教学要求注重培养学生的动手操作能力、团队协作能力和创新能力,使学生在掌握专业知识的同时,形成积极的情感态度和价值观。

课程目标分解为具体学习成果,以便于教学设计和评估的实施。

二、教学内容1. 温度采集系统原理与结构- 传感器原理及其选用- 数据采集、处理与传输- 温度控制算法简介2. PID控制算法理论- PID控制原理- PID参数调整方法- PID算法在温度控制中的应用3. 温度采集系统设计与实现- 系统设计流程与方法- 硬件选型与连接- 软件编程与调试4. 实践操作与团队协作- 温度采集系统搭建- PID参数调试与优化- 团队协作与成果展示教学内容根据课程目标进行选择和组织,注重科学性和系统性。

教学大纲明确教学内容安排和进度,与课本章节相对应。

具体教学内容如上所述,包括温度采集系统原理与结构、PID控制算法理论、温度采集系统设计与实现以及实践操作与团队协作等四个方面,旨在帮助学生全面掌握温度采集系统相关知识,提高实际操作能力。

控制系统的硬件设备与接口:探讨控制系统的硬件设备与接口的选择和应用

控制系统的硬件设备与接口:探讨控制系统的硬件设备与接口的选择和应用

Introduction控制系统的硬件设备与接口,是控制系统中至关重要的一部分。

控制系统是由软件和硬件两部分组成的,而硬件设备与接口则是实现软件与外部世界之间的交互的关键环节。

本文将探讨控制系统的硬件设备与接口的选择和应用,帮助读者更好地了解控制系统的硬件部分,以便能够做出正确的选择并进行合理的应用。

选择硬件设备考虑系统需求在选择硬件设备之前,首先要考虑控制系统的具体需求。

不同的应用场景可能对硬件设备的要求有所不同,比如对于高精度控制的系统,可能需要选择高性能的硬件设备,而对于普通的控制系统,则可以选择性能相对较低的硬件设备。

考虑硬件设备的功能硬件设备的功能也是选择的一个重要因素。

根据控制系统的具体需求,可以选择不同的硬件设备功能来实现相应的控制功能。

比如对于需要进行数据采集的控制系统,可以选择带有数据采集功能的硬件设备。

考虑硬件设备的稳定性对于控制系统来说,稳定性是非常重要的。

因此在选择硬件设备时,要注意选择稳定性较高的设备。

一些厂家的硬件设备可能经过了长时间的实际应用,稳定性较高,而一些新推出的硬件设备可能尚未经过充分的验证,稳定性有待考察。

考虑硬件设备的兼容性在控制系统中,不同的硬件设备之间需要实现良好的兼容性以确保系统的正常运行。

因此在选择硬件设备时,要注意是否与控制系统中其他硬件设备的接口兼容,是否能够与控制系统中软件的通信接口匹配。

考虑硬件设备的易用性硬件设备的易用性也是选择的一个重要因素。

一个易于使用的硬件设备,可以降低系统的维护成本,并且可以减少用户的学习成本。

因此在选择硬件设备时,要注意是否提供了友好的用户界面以及详细的使用说明。

应用硬件设备连接硬件设备与控制系统在将硬件设备应用到控制系统中时,首先要考虑如何进行连接。

通常,硬件设备与控制系统之间需要通过接口进行连接,比如串口、以太网等。

选择合适的接口,并进行正确的接线,是确保系统正常工作的关键。

编写驱动程序硬件设备与控制系统之间的连接,需要通过驱动程序来实现。

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脚相连接。
3软 件 设 计 . 系 统 大 致 可 分 为 以下 五 个 子 系 统 : 度 采 集 系统 ( 2 、 温 控 制 温 闻 )恒 系统 ( 3 、 图 ) 以太 网传输 系统 、 录调试 系统 和上 位机 显示 及控 制 系 记 统 。在 以太网传输 系统 中 , 由于 常规的 T PI 对 于单片机稀 缺的系统 C/ P 资 源来 说 显 得 过 于 庞大 , 是本 系统 采 用 移 植精 简 的 CPI 于 F / P—— uP . T PI 协议 栈 。uPT PI l09 C /P I C / P栈是 _ 于低 至 8 或 1 位 做处理 器 I _ } j 位 6 嵌入式 系统 、 可实现 的极小代码 占用量的 T PI 协 议栈 。同时 , l C/ P uP代 码的大小 和 R AM的需求 比其 它一 般的 T WI C P栈要小 。为 l 应片 程 『 将 j 序挂接到 uP中, 须将 宏 U P A P AL 0 I 必 I— P C L 定义成实 际的应用程序 函数 名, 这样 每 当某个 uP事件 发生 时 , l 内核 就会 调用 该应 用程 序进 行处 理。系统流程图如 图4 所示 。
同时 对接收 到的信息进 行协议解析 , 以获取发 给本模块相 关的命令 信 息, 从而实 现下 位机 与以太网的信息交的广泛普 及 、 nent 物联 网” 的新兴 、 以太 网[ 2 1 速 的快 接入及兼 容性 、 C / ̄作为事 实的互联 网的标 准 , T PI I 使得通 过在任意接 入互联 网的终 端上采集数据及通过互联 网进 行传输数据和控制成 为了 可能 。越 来越 多的 工业 测控 设备 已经将 网络接 入功能 作为其 默认 配 置, 以丈现设备 的远程监控和信息分布式处理 r 。而温度控制又是工业 叶 最常见 的控 制技 术手段 , 1 在冰箱 、 冷库m、 锅炉 、 生产车 间、 反应釜等 范同都有广泛 的应用 。 日 对于小 型传感器 组成 的系统 , 前 如超声 波感应 系统 和仓库 温度 感应 系统等 , 采用 C N总线成本 偏高 , A 而采用 R 2 2 8 通信 时 , 传 S 3/ 5 4 则 输有 效距离不 够 。这些 虽然都有温 度采集功 能 , 但不 能在 互联 网及 以 太网中传输 , 限制了使用范围。 机房 、 网络 中心 中的空调 等凋温设 备 , 在故障或断 电后不 能正 常启 动, 导致机 房温度异常升高 , 对各种 网络设备的正常稳定运行构成 了安 全 隐患、 因此 迫切需要 一种基于计算 机网络 的 、 可靠 的 、 低功耗 、 活 灵 的监测控制 系统解 决方案 , 来保证机房始终处于稳定的工作环境 。 1系统 总 体 设 计 . 系统 整体框架设 计 如图 1 所示 。数据采集部分 由温度传感器 和单 片机 构成 。 以实现对数 据的实时采 集。单 片机 与以太 网控 制器 的接 口 部分 连接 , 片将测控信 息进行协议 封装 , 制以太 网接 口发送数据包 , 控
彳f 言息
基于以太 网温 度采集与控制系统晌设计与 实坝
南 峰 丁金 华 单庆 元 赵作 人 (. 工业 大 学 网络 管理 中心 2大连 工业 大学机 械 工程 与 自动化 学 院 ) 1大连 .
[ 摘 要] 用AV Mea系列 的AT g3 微 处理器作 为下位杌 的核心 , 采 R g Mea2 RTL 0 9 模块作 为以太 网接 口。下位机 用 c语 言编程 , 8 1As
用达 到 了预 期 效 果 。
[ 关键词 ] 以太网 温度采 集
0 引 言 .
TCP I 网页 /P 接 口。P 7 为恒温控 制系统 的输入愉 出端 口 ,C 作 为温度传 感器 C作 P6 输入端 口。 2 温度传感 器 . 2 温度传 感器选 用数 字化 集成芯 片 D I B 0 S 8 2 是 “ 线总 S 8 2 。D IB 0 一 线” 口的温度 传感 器 , 接 支持 3 V~55 .V的电 压范 围 , 测量 温度 范 围 其 为 一 5 c~+ 2 。 在 一 0~+ 5 C, 度 为 ±05C。 现 场 温 度 直 接 以 5。 1 5C, 1 8。 精 .。 线总线 ” 的数字方式 传输 , 大提高 了系统的抗 干扰性 。本 系统 中 大 D 1B 0的 D S8 2 Q引脚 与主控器的P 6 C 引脚相连 。 23 太 网 控 制 器 .以 以 太 网 控 制 芯 片 选 用 R L 0 9 S R L 0 9 S是 R a e 公 司生 T 8 1A 。 T 8 lA eh k 产的一种 高度集成 的 1M以太网控制器 。 与N 0 0 容 , 0 E2 0 兼 支持 8 、 位 l 位 数据 总线; 6 内置 1k 6 B的 S M作 为缓存; RA 可连 接 同轴 电缆 和双绞 线 , 自动检测所连 接的介质 。本 系统 中的 R L 0 9 S J 8 可 T 8 1A 采 E 位总线 , } j 所以使用 S 0 S 与主控器 的P O P 4 A 一 4, B — B 引脚相 接 , 其余 S 5 S 9 A 一 AI 引脚 全部接地 ; 数据端 口只使用低 8 , S 0 S 7 位 将 D 一 D 与主控器的 P 0 I 7引 A 一 A
从 温度传感 器DS 8 0中获取 温度信 号。下位机 的通信协议 采用精 简的TC /P协议栈—uP09。在 下位 机上 实现 了简单的W e 1B2 PI I . b 服 务 功 能 。 上 位 机 通 过 以 太 网 和 下 位 机 通 信 , 数 据 显 示在 可视 化 监 控 界 面上 , 时绘 制数 据 的 动 态 曲线 图 。 经过 实 验 表 明 系统 使 将 同
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