智能仪器作业水温控制系统综述

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水温控制系统设计与报告总结

水温控制系统设计与报告总结

水温控制系统摘要:本系统以MSP430F149超低功耗MCU为核心,以DS18B20为温度传感器进行温度检测,采用电热棒进行加热。

该控制系统可根据设定的温度,通过PID算法调节和控制PWM波的输出,控制电磁继电器的通断时间从而控制水温的自动调节。

该系统主要包括MSP430F149单片机控制器模块、DS18B20测温模块、键盘模块、继电器控制模块及LCD12864液晶显示模块等构成。

具有电路结构简单、程序简短、系统可靠性高、操作简便等特点。

关键词:MSP430 DS18B20 PID算法PWM LCD12864目录一、任务及要求 (1)1.1设计任务 (1)1.2要求 (1)1.2.1基本要求 (1)1.2.2发挥部分 (1)二、方案设计与论证 (2)2.1 温度检测电路方案选择 (2)2.2显示电路的方案选择 (2)2.3加热和控制方案选择 (2)2.4控制算法选择与论证 (3)三、系统硬件电路设计 (3)3.1系统结构框图 (3)3.2控制器模块 (3)3.3温度检测电路设计 (4)3.4加热控制电路设计 (5)3.5键盘及显示电路设计 (5)3.6电源电路设计 (6)四、软件设计 (6)4.1 PID算法设计 (6)4.2程序流程图 (8)4.2.1主程序框图 (8)4.2.2 LCD12864程序流程图 (9)4.2.3 PID程序流程图 (10)4.2.4 DS18B20水温检测程序流程图 (11)五、系统测试及分析 (12)5.1系统调试 (12)5.1.1控制模块的调试 (12)5.1.2 温度检测模块 (12)5.1.3 继电器的检测 (12)5.2测试结果及分析 (12)5.2.1测试仪器 (12)5.2.2测试方法 (13)5.2.3测试结果 (13)六、设计总结 (14)七、附录 (15)附录1 仪表器件清单 (15)附录2 水温控制系统原理图 (16)附录3 程序设计 (17)一、任务及要求1.1设计任务该水温控制系统是一个典型的检测、控制型应用系统,它要求系统完成从水温检测、信号处理、输入、运算输出控制加热装置以实现水温控制的全过程。

水温控制系统

水温控制系统

水温控制系统设计报告专业班级:09电子信息工程3班学号:0901********姓名:王孟雄水温控制系统一.主要性能指标:本系统一种以SPCE061A单片机为控制核心、以PID算法控制以及PID 参数整定相结合的控制方法来实现的水温控制系统。

温度、压力,流量和液位是四种最常见的过程变量,其中温度是一个非常重要的过程变量,因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形,结晶以及空气流动等物理和化学过程。

该系统为一实验系统,系统设计任务:设计一个水温自动控制系统,控制对象为1升净水,容器为搪瓷器皿。

水温可以在一定范围内由人工设定,并能在环境温度降低时实现自动调整,以保持设定的温度基本不变。

系统设计具体要求:⑴温度设定范围为40~90℃。

⑵环境温度降低时(例如用电风扇降温)温度控制的静态误差≤1℃。

⑶采用适当的控制方法,当设定温度突变(由40℃提高到60℃)时,减小系统的调节时间和超调量。

⑷用十进制数码管显示水的实际温度。

⑸在设定温度发生突变(由40℃提高到60℃)时,自动打印水温随时间变化的曲线。

二.方案论证和比较:1.方案(1)方案一采用二位式模拟控制方案,利用上下限比较电路,提高精度。

这种方法是模拟控制方式,因此不能实现复杂的控制算法使控制精度做得较高,而且不能用数码显示和键盘设定。

(框图见C-1)(图C-1)2)方案二采用热敏电阻作传感器,以A T89C52单片机为核心进行整个系统的管理、协调。

该方案有A/D转换、测量和控制等部分。

比第一种方案有设计灵活、精度高等优点。

但该方案采用A/D转换器,在线路设计上数据线多,不易实现数摸隔离,且成本高。

(框图见C-2)(框图见C-2)(3)方案三此方按采用AT89C52单片机,并利用温度传感器DS18B20。

它具有精度高﹑可靠性好和能直接将模拟被测量转换成数字量输出,因此不需要加A/D转换,电路更加简单。

加上单片机软件编程灵活﹑自由度大,可用软件编程实现各种控制算法和逻辑控制。

智能水温控制

智能水温控制

课程设计题目名称智能水温控制课程名称智能仪器设计学生姓名学号专业电子信息科学与技术指导教师2016年 6 月 16 日目录第一章绪论 (3)第二章系统组成及其工作原理 (4)2.1系统的基本要求 (4)2.2系统的功能分析 (4)2.3 系统的设计思路 (5)第三章硬件电路的设计 (6)3.1 前向通道 (6)3.2单片机基本系统 (8)3.3 后向通道 (9)3.4显示模块 (10)第四章软件设计 (11)4.1总体设计方案 (12)第五章制作与调试 (13)5.1 硬件电路的布线与焊接 (13)5.2 硬件调试 (13)5.2.1单片机基本系统调试 (13)5.2.2前向通道调试 (13)5.2.3后向通道调试 (13)5.3程序调试 (14)5.3.1转换程序仿真 (14)5.3.2输出程序仿真 (14)5.3.3 显示程序仿真 (16)第六章结论 (18)第一章绪论温度控制,无论是在工业生产过程中,还是在日常生活中都起着非常重要的作用,过低的温度或过高的温度都会使水资源失去应有的作用,从而造成水资源的巨大浪费。

特别是在当前全球水资源极度缺乏的情况下,我们更应该掌握好对水温的控制,在环境恶劣或温度较高等场合下,为了保证生产过程正常安全地进行,提高产品的质量和数量,以及减轻工人的劳动强度、节约能源,就必须要求对加热炉炉温进行测、显示、控制,使之达到工艺标准。

自70年代以来,由于工业过程控制的需要,特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展,以及自动控制理论和设计方法发展的推动下,国外温度控制系统发展迅速,并在智能化自适应参数自整定等方面取得成果。

在这方面以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先,并且都生产出了一批商品化的性能优异的温度控制器及仪器仪表。

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。

温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛但从国内生产的温度控制器来讲总体发展水平仍然不高,同国外的日本、美国、德国等先进国家相比仍然有着较大的差距。

毕业论文:水温控制系统设计与总结报告

毕业论文:水温控制系统设计与总结报告

水温控制系统设计与总结报告水温控制系统设与总结报告摘要本设计是制作一水温测试系统,采用单片机89C51完成对水温的控制。

采用DS1820温度传感器对水温进行测量,系统能够实现在一定范围内人工设定、自动控制温度等性能。

同时还扩展具有报警提示、时间提示,加热状态提示,过温保护等功能,增强了系统的实用性。

经实验测试表明,该系统各项功能几乎已经达到题目的要求。

关键词:测温控制,报警,电路保护Take off WantThis design is to manufacture one water temperature test system, adopting a machine 89 C51s to complete the control toward the water temperature.Adopt the temperature of DS1820 spreads the feeling machine to carry on the diagraph to the water temperature, the system can carryout to set in the certain scope wife work, the automatic control temperature etc. function.Still expand to have to report to the police to hint at the same time, time hint, heating the appearance to hint, over protection etc. function, strengthenned the function of the system.Was express by the experiment test, various functions of that system almost have already attained the request of the topic.Keyword:Measure control, report to the police, the electric circuit protection目录1. 系统设计------------------------------------------------------------------------------1.1 设计任务及要求--------------------------------------------------------------------1.2 总体方案设计、比较-------------------------------------------------------------1.2.1 控制方案的确定-----------------------------------------------------------------1.2.2 键盘输入与显示模块-----------------------------------------------------------1.2.3 测温模块--------------------------------------------------------------------------1.2.4 报警与状态显示模块-----------------------------------------------------------1.2.5 电源模块--------------------------------------------------------------------------2.单元电路的设计------------------------------------------------------------------------2.1 控制模块的设计--------------------------------------------------------------------2.2 键盘与显示最小系统的设计-----------------------------------------------------2.3 测温电路的设计--------------------------------------------------------------------2.4 报警与状态指示模块的设计-----------------------------------------------------2.5 电源模块的设计--------------------------------------------------------------------3.软件设计---------------------------------------------------------------------------------- 3.1 开发软件简介------------------------------------------------------------------------ 3.2 键盘输入与显示模块--------------------------------------------------------------3.3 测温控制电路的设计--------------------------------------------------------------4.系统测试--------------------------------------------------------------------------------- 4.1 测试使用的仪器--------------------------------------------------------------------- 4.2 指标测试和测试结果-------------------------------------------------------------4.2.1 测试结果与分析-----------------------------------------------------------------5.结束语--------------------------------------------------------------------------------------参考文献-------------------------------------------------------------------------------------附录1 元器件名细表---------------------------------------------------------------------附录2 程序清单------------------------------------------------------------------------附录3 硬件电路原理图------------------------------------------------------------------1.系统设计1.1 设计任务及要求(1)设计任务设计并制作一个水温控制系统,控制对象为0.5L净水。

智能水温控制系统的设计

智能水温控制系统的设计
关键词:智能控制;水温控制;数据采集;温度传感器
A Design Of Water Temperature Brainpower
Controlling System
Abstract:The paper main design a brainpower controlling system of water temperature based on MCS-51. Itexpounds emphaticallythehardwarestructureofthesystem,themainfunction,andtheprocessofthesystem softwaredesign.Thecoreof thedesignis MCS-51.Through reasonabledesignofhardwareandsoftwaretomakethesystemmeetthe demandsof differentphasesofthe controlmodel,thecollectionmodule ofthesystemusesAD590 as the elementofthe temperaturemeasurement,and thecontrol moduleusestheopticalshutter. Theheatingvoltageis controlled byopticalshutter,thecontrolhastheadvantagesofsensitiveanddependableandstrongabilityofresistingdisturbance. The water temperature may be set at some degree by manpower and auto-adjusted as environment is cool,so the water temperature keeps constantly andis displayed in decade.

水温控制系统报告资料

水温控制系统报告资料

水温控制系统摘要水温控制在工业及日常生活中应用广泛,分类较多,不同水温控制系统的控制方法也不尽相同,本设计基于stm32单片机控制的水温智能控制系统, 介绍了系统在硬件和软件方面的设计思想,以stm32单片机为核心,采用了温度传感器DS18B20,以PID算法控制以及PID参数整定相结合的控制方法来实现的水温控制系统。

建立了用户操作界面,构成微型监控系统,使水温变化情况可以进行动态的显示,并能在一定的范围内由人工设定。

关键词:stm32 智能控制DS18B20温度传感器PID算法AbstractThe water temperature control applies widely in the industry and the daily life, the classification are many, the different water temperature control system's control method is also different, this design the water temperature intelligent control system which controls based on the stm32 monolithic integrated circuit, introduced the system in the hardware and the software aspect's design concept, take the stm32 monolithic integrated circuit as a core, has used temperature sensor DS18B20, the water temperature control system which by the PID algorithm control as well as the PID parameter installation, unifies the control method which realizes. Has established the user operation contact surface, the constitution miniature supervisory system, enables the water temperature change situation to be possible to carry on the dynamic demonstration, and can by establish artificially in certain scope.Keyword: stm32 Intelligent control DS18B20 temperature sensor PID algorithm1任务及要求1.1任务设计并制作一个水温自动控制系统,控制对象为1升水,容器为搪瓷器皿(其他容器也可)。

智能温度控制系统 文献综述

智能温度控制系统 文献综述

内蒙古科技大学信息工程学院测控专业毕业实习报告——文献综述题目:电阻炉温度控制系统设计学生姓名:贾旺学号:0967112301专业:测控技术与仪器班级:测控2009-3指导教师:左鸿飞前言电阻炉被广泛地应用在工业生产中,它的温度控制效果直接影响到生产效率和产品质量,因而工业生产对温度控制系统的要求很高。

目前电阻炉通常采用常规PID 控制,但是电阻炉的温度控制具有非线性、大惯性、大滞后等特点,难以对其建立精确的数学模型,因而常规PID控制难以取得良好的控制效果。

因此,设计一个控制精度高、运行稳定的电阻炉温度控制系统具有很高的应用价值。

本文以电阻炉为控制对象,以UP550程序调节器为硬件核心,采用PID控制方法,设计一种控制精度高的温度控制系统。

在文中详细阐述了控制系统的硬件设计和控制方法。

本系统的温度检测电路集成在UP550程序调节器中,简化了系统的硬件设计,提高了温度检测的精度。

在输出控制中主要采用硬件电路实现,降低了程序的复杂性。

在系统的硬件电路中采用了抗干扰设计,增强了系统的抗干扰能力。

常规PID控制算法简单、易于实现,适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。

而实际工业生产过程往往具有非线性和时变性,难以建立精确的数学模型,因此常规PID控制器不能达到理想的控制效果。

但通过UP550程序调节器可以同时设定多组PID参数,根据不同温度段特性更改PID参数弥补了常规PID控制的不足。

采用常规PID控制和论文设计的控制系统在电阻炉上进行控制实验,并对控制效果进行分析,结果表明,该控制系统的控制效果优于常规PID,具有超调小、控制精度高、抗扰性强、运行稳定等优点,具有较好的应用前景。

第一章绪论1.1 课题背景和意义从20世纪20年代开始,电阻炉就在工业上得到使用。

随着科学技术的发展,电阻炉被广泛的应用在冶金、机械、石油化工、电力等工业生产中,在很多生产过程中,温度的测量和控制与生产安全、生产效率、产品质量、能源节约等重大技术经济指标紧紧相连。

智能加温控制系统-毕业论文省优综述

智能加温控制系统-毕业论文省优综述

目录摘要 (ii)Abstract (iii)1绪论 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3本文研究内容 (2)2. 基于电磁仿生原理的智能加热控制模式 (3)2.1基于电磁仿生原理的自组织控制思想 (3)2.2模糊自组织模式及其算法实现 (7)2.3本章小结 (9)3系统方案与实现 (10)3.1系统方案 (10)3.2程序设计及实现 (16)3.4本章小结 (17)4系统测试和结果分析 (19)4.1系统测温误差分析 (19)4.2智能控制加温实验结果分析 (20)4.3本章小结 (23)5总结与展望 (24)参考文献 (25)致谢 (27)论文期间相关的科研情况 (28)摘要本文设计研发了一种新型智能加温控制系统。

研究温度的控制对科学研究和生活生产应用都具有重要意义。

由于影响温度变化的因素多,温度变化具有延迟性,非线性等,给温度的精确控制带来了很大的难度。

本文研究基于电磁仿生的智能控制算法,分析了PID 控制和模糊控制的思想,指出了其在温度控制中的不足,并根据仿生学的自组织以及模糊控制理论提出了模糊自组织的智能控制模式。

为了满足高精度温度检测的要求,本文采用了Pt100温度传感器,结合桥式电路、仪用放大器等设计了高精度的温度采集及转换电路。

为了配合好此智能控制模式,满足对加热过程中温度变化的要求,设计了多个温度加热通道。

最终本文设计出了一种高精度,高稳定度的新型智能加温控制系统。

实验结果表明,该智能加温控制系统能够满足对加热样品的快速、稳定及高精度的加温控制要求。

本文的成果及创新之处是将电磁仿生的思想运用到温度的智能控制中,提出了一种新的智能控制模式即模糊自组织控制模式,并且通过软硬件的结合实现了温度的模糊自组织控制,完成了整机系统的物理实现,最后实验验证了该模式成功可用。

关键词:电磁仿生;模糊自组织;温度控制;单片机AbstractA new type of intelligent heating system is developed in this paper. The research on control of temperature is very significant to the applications of scientific research, daily life and production. The process of thermoregulation is the typical non-linearity, strong coupling, time varying, and time lag process, which is a big deferred process. Owing to the big deferring, the system has serious nonlinearity and time varying characteristic, and there are many disturbance factors affecting the temperature and environment changing of the equipments, which make the thermoregulation very difficult. This paper has researched on the intelligent control of temperature based on the principle of electromagnetic bionic and proposed a new type of intelligent control method based on fuzzy self-organizing mode. The thought of PID control and fuzzy control has good use for reference of designing this intelligent control method. In addition to the intelligent control thought, this paper introduces the hardware components. This program uses AT89C52 as the core of the whole system on hardware and uses perception of temperature with high accuracy by Pt100 resistance combination bridge type circuit with instrument amplifier circuit as the system input. Through the analysis and processing with the intelligent control method based on fuzzy self-organizing mode proposed by this paper, system chooses the circuit structure to realize the intelligent control of object heating precision and speed. The result of actual experiment verifies that the proposed method and system enabled not only to realize high-precision temperature survey but also to have a great improvement in temperature control precision and heating speed.This result of paper is that through applying electromagnetic bionic thought to the intelligent control of temperature, the paper designs the intelligent control heating system based on fuzzy self-organizing mode and completes the physical systems.Key Words: electromagnetic bionic; fuzzy self-organizing;temperature control; SCM1绪论1.1研究背景及意义温度是物体的基本物理参数之一,在生活生产中以及科学实验等经常要对产品或设备进行温度检测或者温度控制。

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智能仪器期末作业:水温控制系统12043123沈助龙一、设计任务:设计一个水温控制系统一升水由1kW 的电炉加热,要求水温可以在一定范围内由人工设定,并能在环境温度 降低时实现自动调整,以保持设定的温度基本不变。

主要性能指标:温度设定范围:40~90℃,最小区分度为1℃; 控制精度:温度控制的静态误差≤1℃;用十进制数码显示实际水温;二、总体论证1、控制方法选择采用比例积分加微分控制(PID 控制):微分的作用使控制器的输出与偏差变化的速度成比例,它对克服对象的容量滞后有显著的效果;在比例基础上加入微分作用,使稳定性提高,再加上积分作用,可以消除余差; PID 控制适用于负荷变化大、容量滞后较大、控制品质要求又很高的控制系统。

一方面,由于可以采用单片机实现控制过程,无论哪一 种控制方法都不会增加系统硬件成本,而只需对 软件作相应改变即可实现不同的控制方案;另一方面,采用PID 的控制方式可以最大限度地满足系统对诸如控制精度、调节时间和超调量等控制品质的要求。

t速度估算:∵ΔQ=mCΔT=1000g×1kcal/g•K×1K=1000kcal又∵ΔW=P×Δt=4.186×ΔQ∴Δt=4.186×ΔQ/P=4.186J/kcal×1000kcal/1000W=4.186s由此可见,对于指令执行时间一般为几个微秒的单片机系统来说,控制速度几乎没有任何限制三、系统设计采用以单片机为核心的直接数字控制系统。

软、硬件功能划分为了简化系统硬件、降低硬件成本、提高系统灵活性和可靠性,系统的软、硬件功能可作如下划分:PID运算、输入信号滤波及大部分控制过程都可由软件来完成;硬件的主要功能是温度信号的传感、放大、A/D转换及输出信号的功率放大;人机通道功能由系统软、硬件配合完成,以降低软件设计的复杂性及缩短系统的研制周期。

总体框图系统由前向通道模块(即温度采样模块)、后向控制模块、系统主模块及键盘显示摸块等四大模块组成四、单片机基本系统单片机系统是整个控制系统的核心;由于系统对控制速度、精度及功能要求都无特别之处,因此可以选用目前广泛使用的MCS-52系列单片机8052;8052可以提供系统控制所需的I/O口、中断、定时及存放中间结果的RAM电路;前向通道前向通道是信息采集的通道,主要包括传感器、信号放大、A/D转换等电路;由于水温变化是一个相对缓慢的过程,因此前向通道中没有使用采样保持电路;信号的滤波可由软件实现,以简化硬件、降低硬件成本。

后向通道后向通道是实现控制信号输出的通道;单片机系统产生的控制信号经功率放大电路放大控制电炉的输入功率,以实现控制水温的目的。

人机对话通道人机对话通道主要由键盘、LED显示组成;为了满足功能要求,键盘可由10个数字键及6个功能键组成(确认、取消、设定温度、修改PID参数、运行、打印);LED显示由双3位数码管组成,分别显示给定温度和实测温度,显示范围为0.0~99.9℃;五、单元电路设计单片机最小系统如图,单片机最小系统有复位电路和振荡器电路。

值得注意的一点是单片机EA/必须接高电平,否则系统将不能运行。

因为该脚不接时为低电平,的31脚VPEA/必单片机将直接读取外部程序存储器,而系统没有外部程序存储器,所以VP须接VCC。

在按键两端并联一个电解电容,滤除交流干扰,增加系统抗干扰能力。

前向通道一阶惯性滤波即RC低通滤波主要用于过滤掉变化的随机干扰信号算法公式为Y(n)=aX(n)+(1-a)Y(n-1)A是滤波系数,本次采样值,上次滤波输出值,本次滤波输出值因此,一阶低通滤波算法采用本次采样值与上次滤波输出值进行加权处理,得到有效滤波值,是输出对输入有反馈作用优点:对周期性干扰有良好的抑制作用,适用于波动频率较高的场合缺点:相位滞后,灵敏度低,其中滞后程度取决于A的大小流程图:PID 控制电路:图中三端稳压7812作为基准电压,由运放虚短虚断可知运放的反向输入端Ui 的电压为零伏。

当输出电压为零伏时(即Uo=0v) 列出A 点的结点方程如下: (12)Ub R R Ic +=................................................ (1)由于系统控制的水温范围为35℃--95℃,所以当输出电压为零伏时AD590的输出电流为308.2uA,因此为了使Ui 的电位为零就必须使电流Ib Ic 等于308.2uA, 三端稳压7812的输出电压为12v 所以由方程(1)得121238.94308.2UbvR R k IcuA+===Ω (2)由方程(2)的取电阻R2=30k , R1=10k 的电位器。

又由于ADC0804的输入电压范围为0—5v ,为了提高精度所以令水温为95℃时ADC0804)。

此时列出A 点的结点方程如下: (54)(12)Uo R R Ub R R Ic +++= (3)5(54)308.2368.2v R R uA uA ++=5483.33R R k +=当水温为95℃时AD590的输出电流为368.2uA 。

由方程式(3)得 R4+R5=83.33k 因此取R5=81k , R5=5k 的电位器。

+157812-15电炉AD590outR5 81k R1 30kR2 5kR 3 30kR4 30kUoUiOP07图2.5AUc信号转换与放大电路AD581提供10V标准电压,它与运算放大器OP-07和电阻R1、VR1,R2、VR2组成信号转换与放大电路,将35~95℃温度转换为0~5V的电压信号;查手册可知AD590在35℃和95℃时输出电流分别为308.2μA和368.2μA,因此R1、VR1,R2、VR2阻值可按下式计算:R1+VR1=10V/308.2μA=32.4kΩ,取R1=30kΩ,VR1=5kΩ;R2+VR2=5V/(368.2-308.2)μA=83.3kΩ,取R2=81kΩ,VR2=5kΩ。

A RfVoIiVo=-Rf IiA/D转换器按精度要求,则系统的控制总误差应不大于1/(95-35)×100%=1.67%,分配到前向通道的信号采集总误差应为0.83%,可以采用8位A/D转换器实现;由于水温变化相对缓慢,因此前向通道中没有使用采样保持电路,A/D转换器可以采用价格低廉的8位逐次逼近型A/D转换器ADC0804,该转换器转换速度为100μs,转换精度为0.39%,对应误差为0.234℃;ADC0804的信号连接如图所示。

其中,CLK-R和CLK-IN两端外接一对电阻、电容,即可产生A/D转换所需要的时钟信号。

后向通道:为了实现水温的PID控制,功率放大电路的输出不能是一个简单的开关量,输入电炉的加热功率必须连续可调;改变输入电炉的电压平均值就可改变电炉的输入功率,而较简单的调压方法有相位控制调压和通断控制调压法;采用通断控制调压法不仅使输出通道省去了D/A转换器和可控硅移相触发电路,大大简化了系统硬件,而且可控硅工作在过零触发状态,提高了设备的功率因数,也减轻了对电网的干扰。

控制精度:由于通断控制调压法使加在负载上的电压为几个连续的半周,因而必须考虑最小输入功率对控制误差的影响:∵Δt=4.186s∴ΔT=10ms/4.186s×1℃=0.00239℃可见,用通断控制调压法控制电炉的输入功率可以满足系统对后向通道控制精度的要求。

人机对话通道:控制面板键盘的扫描输入和显示器的扫描输出采用了可编程键盘、显示接口芯片8279,由8279负责键盘的扫描、消抖处理和显示输出工作,大大减轻了CPU在扫描键盘或刷新显示时的负担,也简化了应用软件的编写;8279键盘被设计为2×8行列,扫描线由SL0~SL2经译码输出,接入键盘列线;查询线由RL0~RL1提供,接入键盘行线;显示器配置为2×3位LED显示,位选线由SL0~SL2经译码和7406驱动器获得,段选线由B0~B3,A0~A3通过9012驱动提供;温度采样电路系统的信号采集电路主要由温度传感器(AD590)、基准电压(7812)及A/D转换电路(ADC0804)三部分组成。

电路图如图89C52图2.4温度采样电路原理图(1)AD590性能描述测量范围在-50℃--+150℃,满刻度范围误差为±0.3℃,当电源电压在5—10V之间,稳定度为1﹪时,误差只有±0.01℃。

AD590为电流型传感器温度每变化1℃其电流变化1uA在35℃和95℃时输出电流分别为308.2uA 和368.2uA 。

(2)ADC0804性能描述 ADC0804为8bit的一路A/D转换器,其输入电压范围在0—5v,转换速度小于100us,转换精度0.39﹪。

满足系统的要求。

(3)电路原理及参数计算温度采样电路的基本原理是采用电流型温度传感器AD590将温度的变化量转换成电流量,再将电流量转换成电压量通过A/D转换器ADC0804将其转换成数值量温度控制电路此部分电路主要由光电耦合器MOC3041和双向可控硅BTA12组成。

MOC3041光电耦合器的耐压值为400v,它的输出级由过零触发的双向可控硅构成,它控制着主电路双向可控硅的导通和关闭。

100Ω电阻与0.01uF电容组成双向可控硅保护电路。

控制部分电路图如图220v100Ω0.01u FB T A 12MOC304174LS07250Ω电炉vccin27Ω主机控制部分此部分是电路的核心部分,系统的控制采用了单片机89C52。

单片机89C52内部有8KB 单元的程序存储器及256字节的数据存储器。

因此系统不必扩展外部程序存储器和数据存储器这样大大的减少了系统硬件部分。

键盘及数字显示部分在设计键盘/显示电路时,我们使用单片机2051做为电路控制的核心,单片机2051具有一个全双工的串行口采用串口,利用此串行口能够方便的实现系统的控制和显示功能。

键盘/显示接口电路如图2.7。

图2.7 键盘/显示部分电路图2-5-1中单片机2051的P1口接数码管的8只引脚,这样易于对数码管的译码,使数码管能显示设计者所需的各数值、小数点、符号等等。

单片机2051的P3.3、P3.4、P3.5接3-8译码器74L138,译码器的输出端直接接八个数码管的控制端和键盘,键盘扫描和显示器扫描同用端口这样能大大的减少单片机的I/O ,减少硬件的花费。

键盘的接法的差别直接影响到硬件和软件的设计,考虑到单片机2051的端口资源有限,所以我们在设计中将传统的4*4的键盘接成8*2的形式(如图2.8),键盘的扫描除了和显示共用的8个端外,另外的两个端直接和2051的P3.2和P3.7相连。

Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7P3.2p3.7控制及图形显示部分为了使系统具有更好的人机交换界面,其控制界面如下由于单片机89C52串行口为TTL电平,而PC机为RS232电平,因此系统采用了MAX232电平转换芯片。

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