智能电子产品设计与制作3.温度控制系统设计报告
智能电子产品的设计与制作
智能电子产品的设计与制作现代科技发展迅猛,智能电子产品也越来越普及。
设计与制作优质的智能电子产品已经成为一个热门话题。
在这篇文章中,我将探讨智能电子产品的设计与制作,并分享几个我认为重要的技巧和注意点。
一、需求分析在设计智能电子产品之前,我们需要先进行需求分析。
这包括市场调查,确定目标用户和他们的需求,分析竞争对手和现有产品的特点等。
比如,我们想设计一款智能手环。
我们需要确定这个手环的功能,是单纯的计步器,还是可以监测心率、呼吸等身体指标。
我们还需要确定手环材质、颜色,以及是否需要防水防尘等特点。
二、外观设计外观设计是智能电子产品赢得消费者青睐的关键因素之一。
我们需要考虑产品的实用性和美观度。
在设计外观时,我们还需要注意以下几点。
1.设计风格不同产品需要的设计风格也不同。
如何将产品所需的功能与设计融合在一起,是设计风格的关键。
2.人性化设计我们要考虑设计是否符合人体工程学原理,是否易于操作,是否能够有效地解决用户的实际问题。
3.不失品质我们应该放在品质和造型之间平衡,力求让产品在美观和质量上达到完美的平衡点。
三、硬件设计硬件是智能电子产品的核心。
智能电子产品的硬件设计涉及到的内容很多,包括电路设计、材料选择、尺寸与韧度等多个方面。
1.电路设计电路设计是整个整个硬件设计中最为核心的一部分。
它决定了这个智能电子产品的基本功能。
在电路设计中,我们需要注意以下几点。
(1)物料的选择选择什么器件来实现电路功能相当重要。
通常来说,我们会选用价格合理、品质过硬、足够可靠的物料。
(2)定义架构首先要考虑要实现的功能。
在根据所需功能来定义电路输入、输出接口之前,我们还要考虑售价、尺寸和性能指标。
2.物料选择我们应该谨慎选择适合电路的物料。
选择的物料不仅影响整个电路实现的难易度,而且还会影响电路整体性能和寿命。
3.尺寸和韧度智能电子产品设计的时候,还要考虑材料的尺寸和韧度。
这样可以增加电子产品的稳定性和耐用性,减少对保护壳的压力。
温度控制系统报告
电子技术课程设计学院:专业班级:学生姓名:指导教师:完成时间:成绩:温度控制系统一.设计任务和要求课题简介:温度是一个与人们的生活环境、生产活动密切相关,也是仪器科学和各类工程设计中必须精确测定的重要物理量。
随着科学技术的发展,使得测温技术迅速发展,测温范围不断拓宽,测温精度不断提高,新的温度传感器不断出现,如光纤温度传感器、微波温度传感器、超声波温度传感器等。
由于检测温度的传感器种类不同,采用的测量电路和要求不同,执行器、开关等的控制方式不同,所以相应的硬件和软件也就不同。
但对于初次涉足电子产品的设计、制作来说,了解并实践一下传感器选择与测控电路的设计、制作的基本过程是很有必要的。
由于所涉及的知识面很广,相应的具体内容请参考本文中提示的《传感器原理及应用》,《测控电路》,《模拟电子技术基础实验与课程设计》,《电子技术实验》等书的有关章节。
应用二极管的温度传感器与集成运放设计温度测量与控制控电路,测量温度的范围为-65℃~200℃,工作电路输出二值输出;电路输出控制继电器工作,实现加热与制冷的转换控制,把控制对象温度控制在要求的范围之内(40℃~60℃)。
要求测控电路具有加热和制冷的指示功能。
培养综合应用所学知识来指导实践的能力。
设计一个具有温度检测,放大与控制的功能的温度监测系统。
用负温度系数热敏点去其作为温度传感检测加热装置—(实验中的加热装置可用一个100欧姆每瓦的电阻Rt模拟)的温度。
用检测到的温度信号控制加热器的开关K,将加热装置Rt的温度控制在一定范围内,具体设计要求为:1.当加热装置R1的温度小于50摄氏度时,开关K接通,加热器升温;2. 当加热装置R1的温度大于60摄氏度时,开关K断开,加热器降温;3.当加热装置R1的温度小于40或大于70摄氏度时,用发光二级管发光报警;二.设计目的1.学习电桥在温度信号在采集中的应用,掌握由双臂电桥和差分输入集成运算放大电路构成的桥式电路。
2.掌握滞回比较器的性能和调试方法。
温度控制器设计报告
温度控制器设计报告温度控制器课程设计报告随着社会的发展、科技的进步以及温度控制器在各个领域的应⽤,⾃动化已是现代温度控制系统发展的主流⽅向。
特别是近年来,温度控制器已⼴泛应⽤于⼈们⽣活的各个⽅⾯。
温度控制在⽇常⽣活及⼯业领域应⽤相当⼴泛,⽐如温室、⽔池、发酵缸、电源等场所。
以往的温度控制都是由⼈⼯完成,⽽且⼤家都不重视温度控制,因⽽常常发⽣意外。
所以为了防⽌意外发⽣,许多场所都需要对温度实⾏监控。
本⽂利⽤AT89C51单⽚机、ADC0909模数转换器等芯⽚设计⼀个数码管显⽰的热⽔器控制器,通过调节开关来上下调节温度。
现在介绍⼀下关于这个热⽔器控制器的具体情况,它是⽤6只共阴极的⼋段数码管来分别显⽰⼯作状态、设定温度和实际温度温度。
⽤3只按钮来分别作为开机/关机键、温度设定上升键和下降键。
⽤1只LED发光⼆极管来表⽰加热器开关量控制输出,发光⼆极管要求⽤三极管放⼤驱动。
温度设定范围0~99℃,在装置处于开机状态情况下,当实际温度⾼于等于设定温度时,加热器控制输出“关”;当实际温度低于设定温度5℃时,加热器控制输出“开”。
上电后,⾃动显⽰关机状态、设定温度50℃和实际室内温度,这时⽤户可以设定温度进⾏设定,但只有在按下ON键后,控制器正式⼯作;在运⾏期间,若对温度状态进⾏设定,则控制器按新设定开始。
若关机后(⾮断电)重新启动控制器,则⾃动进⼊上次关机前的设定状态。
温度传感器采⽤AT502热敏电阻。
基于以上这些情况,通过protues软件做出温度控制器的电路图,(protues软件是由英国Labcenter Electronics公司开发的EDA⼯具软件,它集电路设计、制版及仿真等多种功能于⼀⾝,不仅能够对电⼯、电⼦技术学科涉及的电路进⾏设计与分析,还能够对微处理器进⾏设计和仿真。
)并列出以下材料清单其中,LED数码管是数字量输出,⼯作⽅式是动态扫描显⽰,按钮是数字量输⼊,⼯作⽅式是直接电平输⼊,加热器是开关量输出,⼯作⽅式是电平控制输出,温度传感器是模拟量输⼊,⼯作⽅式是电压输⼊。
《智能电子产品设计与制作》课程整体教学设计
《智能电子产品设计与制作》课程整体教学设计一、管理信息课程名称:《智能电子产品设计与制作》制定时间:课程代码:所属部门:信息工程学院制定人:批准人:二、基本信息学分:6 课程类型:应用电子技术专业的专业基本技能课学时:72 先修课程:《单片机原理》《C语言编程》《模拟电路》《数字电路》授课对象:18 光伏1、 2班后续课程:三、课程设计1.课程目标设计(1)能力目标总体能力目标:通过电子产品实际的制作过程,掌握电子产品设计的一般步骤和方法,从而掌握电子产品在设计和制作过程中应该掌握的知识和技能。
为在今后从事专业工作打下坚实的基础。
单项能力目标:②掌握常用电感器的基本结构和工作原理;②掌握51单片机编程的基本方法,掌握常用电子元器件的使用方法;③能独立书写操作规程;④掌握电子产品制作过程中的故障排查方法,等以及相关技术指标;⑤具备检测结果分析的能力,掌握器件的操作规范。
(2)知识目标①掌握常用传感器的常用基本知识;②掌握C语言的编程方法;③掌握电子电路的分析方法;2.课程内容设计3.能力训练项目设计4.进度表设计5.第一堂课设计梗概单片机基础知识由任课教师介绍什么是单片机,它的作用是什么,介绍它的内部结构以及在产品设计中所扮演的角色。
使同学们了解本门课程在今后工作中起到的支撑作用,激发同学们的学习热情。
通过实训室的实训装置和仿真告诉同学们该怎么学、怎么用,怎么才能学得好,为以后的工作打下基础,使同学们认识到本课程的重要性。
本课程采用项目化教学,将学生按照学习能力强弱和基础好差搭配组合,布置课堂任务,来培养学生的学习能力和学习热情。
四、考核方案设计考核由平时成绩、期中笔试和期末笔试组成,具体比例如下:平时成绩(30%)、、期中考试(20%)、期末笔试(50%)。
五、教材、资料教材:陈海松.单片机应用技能项目化教材.北京:电子工业出版社,2013.。
智能电子产品设计与制作教学大纲
《智能电子产品设计与制作》教学大纲学分:9总学时:144学时适用专业:电子信息工程技术专业1、课程定位《智能电子产品设计与制作》是电子信息工程技术专业课程体系中的一门主干课程,本课程的任务是通过本学习领域的技能培养,使学生具备智能仪器仪表应用系统的硬件模块设计能力,具备具体模块的电子线路的设计、焊接、调试能力,提高学生的实际操作能力,使用仪器仪表的能力,数据与结果的分析处理能力等。
2、课程目标本课程的课程目标是使学生掌握智能仪器仪表产品设计、制作、生产的基本步骤和要求,学生学习完本课程后应达到的具体能力目标为:学习情境1:数码管显示接口技术以单片机实验主板,单片机数码管实验板为学习载体,了解单片机的基本结构组成,学习单片机的存储器配置情况,了解掌握并行接口结构及使用注意事项,了解单片机的引脚功能。
(1)单片机的概念。
(2)单片机的基本结构组成。
(3)51单片机的存储器配置情况。
(4)并行接口结构及使用注意事项。
(5)单片机的引脚功能。
(6)数码管显示接口技术。
学习情境2:霓虹灯的设计与制作以单片机实验主板,单片机I/O实验板为学习载体,学习汇编语言指令系统的应用。
(1)单片机的指令时序。
(2)掌握汇编语言的的指令格式。
(3)常见的寻址方式的概念、寻址空间。
(4)算术运算指令。
(5)逻辑控制类指令。
(6)霓虹灯程序调试。
学习情境3:模拟交通灯系统设计与制作以单片机实验主板,交通灯实验板、面包板,相应电子元器件为学习载体,学习汇编语言指令系统。
(1)控制转移指令。
(2)位操作指令。
(3)伪指令的格式和用法。
(4)汇编语言程序设计方法。
(5)分支和循环程序编写与调试。
(6)排序、搜索等复杂程序的调试。
(7)模拟交通灯系统设计与制作。
学习情境4:智能LED电子钟的设计与制作以单片机实验主板,数码管实验板、面包板,相应电子元器件为学习载体,学习单片机中断系统的应用,了解串口原理的应用。
(1)中断的概念,中断系统及控制。
(完整版)智能温度控制系统毕业设计开题报告
1曹巧媛主编. 单片机原理及应用(第二版). 北竞赛组委会编.第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编(2001), 北京:北京理工大学出版社,2003
3何力民编. 单片机高级教程. 北京:北京航空大学出版社,2000
4金发庆等编. 传感器技术与应用.北京机械工业出版社,2002
9周润景,张丽娜.基于PROTEUS的电路及单片机系统设计与仿真[M].北京:航空航天大学出版社,2006.P321~P326
10王忠飞,胥芳.MCS-51单片机原理及嵌入式系统应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2007.P268-273
11刘国钧,陈绍业,王凤翥.图书馆目录.第1版.北京:高等教育出版社,1957
设计叙述了基于单片机的智能温度控制系统的设计,包括了硬件组成和软件的设计,该系统在硬件设计上主要是通过温度传感器对温度进行采集,把温度转换成变化的电压,然后有放大器将信号放大,通过A/D转换器,将模拟电压信号转化为对应的数字温度信号电压。其硬件设计中最为核心的器件是单片机,AT89C51,它一方面控制A/D转换器实现模拟信号到数字信号的转换,另一方面,将采集到的数字温度电压值经计算机处理得到相应的温度值,送到LED显示器,以数字形式显示测量的温度。整个系统的软件编程就是通过汇编语言对单片机AT89C51实现其控制功能。整个系统结构紧凑,简单可靠,操作灵活,功能强大,性能价格比高,较好的满足了现代生产能和科研的需要。
5王锦标,方崇智.过程计算机控制.北京:清华大学出版社,1997;36~40
6邵惠鹤.工业过程高级控制.上海:上海交通大学出版社,1997;58—62,78—101
7胡寿松.自动控制原理.北京:国防工业出版社,2000;103—124
《智能电子产品设计与制作》课程标准
课程名称:智能电子产品设计与制作学分:4计划学时:64适用专业:应用电子技术1.前言1.1课程性质本课程是针对电子行业的电子产品开发技术员岗位从事电子产品开发的方案设计,是应用电子技术专业的一门拓展课。
先修课程是传感器技术与应用、微控制器选择与应用。
通过本课程的学习,使学生综合运用单片机、传感器、智能仪器的基本理论知识,开发设计单片机相关产品、单片机应用系统调试、测试与维护。
为从事嵌入式系统生产第一线的技术和管理工作打下坚实的基础。
1.2设计思路本课程的设计思路是以学生的职业能力为中心,以职业活动为导向,突出能力目标,以学生为主体,以项目任务作为载体进行能力的训练。
采用基于工作过程的教学模式,以真实的产品为项目载体来开展教学,让学生真正感受到日常实训与实际产品开发的区别,并体验社会对单片机工程师的要求。
通过各项任务模拟,进一步加强学生职业意识,提升职业素养。
2.课程目标2.1总体目标《智能电子产品设计与制作》课程是基于理论学习之上、旨在锻炼学生实际应用能力,培养学生的基于单片机的智能产品的设计能力,使学生达到能参与或独立设计开发简单的单片机相关产品。
通过本课程的学习,使学生具有单片机系统编程和设计的知识与技能,具备较高的职业素质,具有调试单片机系统程序和设计最小单片机系统的能力,能解决程序调试和系统设计中遇到的问题。
2.2具体目标2.2.1知识目标(1)掌握单片机内部资源的规划方法。
(2)掌握单片机系统中的基本技术概念,并在设计项目中灵活运用。
(3)掌握程序设计过程中解决常见问题的程序算法。
(4)掌握单片机产品的调试、测试的方法。
(5)掌握单片机产品设计过程中的成本控制方法。
2.2.2能力目标(1)能根据设计任务进行单片机造型。
(2)能根据项目设计要求,进行单元电路的设计。
(3)能对设计的任务进行软件程序功能划分。
(4)能用单片机产品开发工具进行软件编程、调试及软硬件联调。
(5)能熟练使用常用的工具和电子仪器,完成项目产品的参数、性能的测试。
温控设计报告
摘要:本系统采用EasyARM1138型单片机作为控制核心,通过控制灯泡和风扇的工作状态来实现恒温控制,保证恒温箱内的温度在误差允许范围内保持恒定。
在实现的过程中,选用Pt100热敏电阻作为温度传感器,利用单片机自带的A/D模块实现对传感器信号的定时采样,同时利用Pt100在0~150℃时良好的线性特性实现“电压-温度〞的高精度转换,并通过LCD显示屏显示。
编写控制算法处理计算得到的当前温度值并输出控制信号,实现控制功能。
同时,通过设计温度检测电路、温度控制电路、电源转换电路等硬件电路,实现“电阻-电压〞信号的转换、控制信号的放大、稳压电源电压的转换等功能,保证控制系统的正常工作。
并最终通过实验,证明系统的工作状态良好。
关键字:EasyARM1138单片机Pt100 温度控制一、设计任务本任务是设计并制作一个温度控制系统,通过控制恒温箱中灯泡和风扇的工作以到达控制恒温箱温度在一定误差允许范围内保持恒定的目的。
同时,选用EasyARM1138单片机作为控制器处理输入输出数据控制继电器进而控制灯泡和风扇,选用LCD液晶显示屏显示当前温度值,实现完整的系统。
二、总体方案设计2.1系统控制思想系统可采用分程控制思想实现,即输入设定值,同时对恒温箱内的温度值进展实时采样,当采样温度高于设定温度时,关闭灯泡,开启风扇;当采样温度低于设定温度时,翻开灯泡,关闭风扇。
为了防止风扇和灯泡的频繁开关,延长装置的使用寿命和稳定性,在误差允许范围内设计一个回差阈值,使得当“采样温度>=设定温度+阈值〞时,关闭灯泡,开启风扇;当“采样温度<=设定温度-阈值〞时,翻开灯泡,关闭风扇。
根据上述控制思想,可通过构造反应控制回路来实现控制功能。
通过温度传感器向单片机反应输入信号,经过单片机的运算输出对灯泡和风扇控制信号,进而改变恒温箱内的温度,那么系统的控制流程图如下:图1. 系统控制流程图2.2方案论证根据上述控制思想,可以提出以下三种控制方案:(1)方案一:使用Pt100作为温度测量元件,向单片机输入信号,那么在Pt100后需增加温度测量电路,将Pt100的电阻信号转换为电压信号输入单片机,经单片机计算后将输出信号通过温度控制电路的放大,控制继电器,进而控制灯泡和风扇的工作和停顿。
温度控制系统设计报告
温度控制系统设计报告
本报告介绍了一个温度控制系统的设计,该系统能够有效地控制物品的温度。
该温度控制系统包含一组家用温度传感器、一个微处理器控制电路和一个和温度传感器系统相连接的温度控制装置。
家用温度传感器用于测量室内温度,它们具有良好的响应性能和精度。
微处理器电路通过收集来自多个温度传感器的信号来控制温度控制装置。
温度控制装置是一种热力学设备,采用电热管来控制室内温度,并自动调整电热管的输出功率,实现所需的温度控制。
该系统的特点有:
1. 设计简单,结构合理,易于安装、操作和维护;
2. 温度传感器有良好的响应性能和精度,可以控制精度达到0.5℃;
3. 控制电路可以稳健地进行温度控制,具有高可靠性。
本文研究了温度控制系统的构成、组成部分和特点,为进一步改进温度控制系统的精度和可靠性提供了参考依据。
智能温度控制系统硬件设计_毕业设计论文
毕业设计(论文)毕业设计(论文)题目智能温度控制系统(硬件设计)智能温度控制系统(硬件设计)Intelligent temperature control system (hardware)总计:毕业设计(论文)36 页表格 4 个插图16 幅摘要在现代的各种工业生产中 ,随着电子技术和微型计算机的迅速发展,微机测量和控制技术得到了迅速的发展和广泛的应用。
传统的人工监测由于存在很大的的缺点正在逐渐被智能电子监测所取代。
本设计主要做了如下几方面的工作:一是确定系统的总体设计方案,包括其功能设计;设计原则;组成与工作原理;二是进行智能传感器的硬件电路设计;包括硬件电路构成及测量原理;温度传感器的选择;单片机的选择;输入输出通道设计;三是进行了调试和仿真,包括硬件仿真和软件仿真。
在此背景之下我们以专业知识为背景,进行智能温控系统的设计及实验。
本系统是一个自动反馈调节系统。
以STC89C52单片机为主控制单元,以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。
其中主要模块包括:主控单元模块、温度检测模块、1602液晶显示模块、按键输入模块、蜂鸣器报警模块、温度控制模块。
关键字:STC89C52单片机 DS18B20 1602液晶主控单元AbstractIn a variety of modern industrial production, with the rapid development of electronic technology and microcomputer microcomputer measurement and control technology has been rapid development and wide application. Traditional manual monitoring is gradually due to the presence of a lot of the shortcomings of intelligent electronic monitoring replaced.Designed primarily to do the work of the following aspects: First, determine the overall system design, including its functional design; design principles; composition and working principle; intelligent sensor hardware circuit design; including hardware circuit and measuring principle ; temperature sensor selection; microcontroller choice; design of the input and output channels; debugging and emulation, including hardware emulation and software simulation.In this context, our expertise and background, intelligent temperature control system design and experiments. This system is an automatic feedback control system. STC89C52 microcontroller-based control unit, temperature sensor DS18B20 temperature control system. Main modules: the main control unit module, the temperature detection module 1602 LCD module, the key input module, the buzzer alarm module, temperature control module.Key words: STC89C52 SCM DS18B20 1602 LCD main control unit目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................................................................ I I 第一章总体设计方案.. (1)1.1 智能温控系统设计方案论证 (1)1.2 方案要求 (1)1.3 方案总体设计框图 (1)1.4 方案选择 (3)1.4.1 主控单元的选择 (3)1.4.2 温度检测单元的选择 (3)1.4.3 温度显示器件的选择 (5)第二章各单元模块的硬件设计 (6)2.1 系统主要器件的介绍 (6)2.1.1 AT89C52单片机的介绍 (6)2.1.2 1602LCD液晶显示的介绍 (9)2.1.3 DS18B20数字温度传感器介绍 (14)2.2 各部分电路设计 (17)2.2.1 晶振电路和复位电路 (17)2.2.2 按键输入电路 (18)2.2.3 温度采集电路 (19)2.2.4 液晶显示电路 (19)2.2.5 报警电路 (20)2.2.6 温度控制电路 (21)第三章软件部分 (22)3.1 系统主程序流程图 (22)总结 (23)参考文献 (24)附录一:电路原理图 (26)附录二:仿真图................................................................................................................. 错误!未定义书签。
智能温度控制系统设计
智能温度控制系统设计摘要:在日常生活中,温度和温差对我们的生活都有非常大的影响。
目前在大城市许多的高档公寓已经实现自动控温,然而在普通公寓并没有实现此类控温系统,因此同高档公寓形成了对比,为实现更多的地方使用自动控温系统,本设计通过单片机实现对温度的恒定控制,更廉价,更方便,适用于普及大多数家庭的使用。
对我们的生活会有很大的帮助。
智能自动控温全面实现全自动化、无人化,都可减少可控因素带来的损失.设计智能自动控温系统,利用温度感应器、报警器、LED显示器通过对单片机的控制实现智能自动控温,解决由于温度不稳定而带来的一系列问题。
本次设计主要以AT89C51单片机为主控核心,与LED显示器、键盘、报警模块等相关电路结合。
利用单片机为设计主核心,外接电路连接LED显示器、键盘、报警模块。
预定温室内部温度,当温室内部温度有所升高或降低时,此时通过外接电路连接的报警模块发出警报,通过电加热器来调节温室内部温度从而达到温室内部温度恒定。
关键词:单片机,温度传感器,键盘,LED显示器,电加热器Designof aTemperature-Control SystemAbstractIn everyday life ,the temperature andthe temperature difference to our lives have a very bigimpact.Currently manyof the luxury apartments in big cities have automatic temperature control,however,didnot materialize in apartments such temp erature controlsystem , thus forming a contrastwiththehigh—endapartments , to achieve more places to use automatic temp erature controlsystem , thedesign byMCU constant controloftemperature, cheaper,more convenient,suitable f or universal use in most families。
温度控制系统设计报告
2.4.6键盘控制模块…………………………………………………………………11
2.4.7EEPROM(24C02)………………………………………………………………12
第三章核心技术………………………………………………………………………………14
2.4.1单线数字温度传感器(DS18B20)…………………………………………3
2.4.2红外线遥控(HS0038B)……………………………………………………7
2.4.3报警系统……………………………………………………………………9
2.4.4液晶显示器(LCD 1602)……………………………………………………9
②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
③DS18B20支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现组网多点测温
④DS18B20在使用中不需要任何外围元件,全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内
2.2硬件环境
(1)计算机环境:一台完整的电脑,包括键盘、鼠标,最小硬盘空间10G
P3以上及兼容机.128M基本内存;32M以上的显示内存.
(2)实现设计功能电路硬件:
硬件环境:
功能实现器件:多功能电路板,AT89C51芯片,金鹏电子LCD1602液晶显示器,74ls00,电源模块,晶振,极性电容,二极管,三极管,电容,单支多股铜芯塑料绝缘线,规格0.75 mm电子设备所需元器件若干连接气路的气管,温度传感器DS18B20,红外接收头HS0038B,EEPROM24C02C,蜂鸣器,继电器,直流电机,按钮,7805。
简单温度控制系统设计报告
计算机控制系统实践课程设计报告设计题目:《基于AT89C52RC的温度控制系统》指导老师:报告人:学号:报告日期:摘要本报告中所述温度控制系统,是基于AT89C52RC 控制器的闭环温度控制系统。
控制系统通过数字温度传感器DS18B20采集水温传递给控制器。
经过控制器对数据的分析与处理,实现对继电器的控制,从而实现对加热器的启动与停止。
通过对温度控制系统的设计,我们掌握了对一个简单闭环系统的设计。
并实际动手完成了这一过程,使得自己对知识的学习从理论过渡到了实际应用之中。
一、系统设计方案:控制器温度传感器驱动电路加热指示灯电源/复位继电器线圈L N220AC DS18B20加热器水池图1 系统方案结构图1.1传感器DS18B20:DS18B20数字温度计提供9-12位摄氏温度测量而且有一个由高低电平触发的可编程的不因断电而改变的报警功能。
DS18B20由一个单线接收或发送信息,因此处理器和DS18B20之间只由一根数据线连接。
它的测量范围是-55℃~125℃,并且在-10℃~85℃之间,精度为±5℃。
除此之外,DS18B20可以从单数据线上汲取能量,除去了对外部电源的需求。
DS18B20常用的封装有SOIC 、T0-9以及不锈钢密封封装。
因本系统需测量水温,故选择不锈钢密封封装的DS18B20。
图2 DS18B20外围电路图1.2 驱动芯片ULN2003因51单片机灌/拉电流比较小(大约在20mA左右),本项目所选用继电器为SRD-05VDC-SL-C其线圈的电流大约是72mA。
所以在单片机管脚与继电器线圈之间需加入一个驱动芯片。
为此,本项目选用集成芯片ULN2003作为继电器的驱动芯片。
ULN2003是一个单片高电压、高电流的达林顿晶体管阵列集成电路。
它是由7对NPN达林顿管组成的,它的高电压输出特性和阴极箝位二极管可以转换感应负载。
单个达林顿对的集电极电流是500mA。
达林顿管并联可以承受更大的电流。
电子系统设计-温度控制系统实验报告
电子系统设计-温度控制系统实验报告电子系统设计实验报告温度控制系统的设计姓名:杨婷班级:信息21学校:西安交通大学一、问题重述本次试验采用电桥电路、仪表放大器、AD转化器、单片机、控制通断继电器和烧水杯,实现了温度控制系统的控制,达到的设计要求。
设计制作要求如下:1、要求能够测量的温度范围是环境温度到100o C。
2、以数字温度表为准,要求测量的温度偏差最大为±1o C。
3、能够对水杯中水温进行控制,控制的温度偏差最大为±2o C,即温度波动不得超过2o C,测量的精度要高于控制的精度。
4、控制对象为400W的电热杯。
5、执行器件为继电器,通过继电器的通断来进行温度的控制。
6、测温元件为铂热电阻Pt100传感器。
7、设计电路以及使用单片机学习板编程实现这些要求,并能通过键盘置入预期温度,通过LCD显示出当前温度。
二、方案论证1、关于R/V转化的方案选择方案一是采用单恒流源或镜像恒流源方式,但是由于恒流源的电路较复杂,且受电路电阻影响较大,使输出电压不稳定。
方案二是采用电桥方式,由电阻变化引起电桥电压差的变化,电路结构简单,且易实现。
2、关于放大器的方案选择方案一是采用减法器电路,但是会导致放大器的输入电阻对电桥有影响,不利于电路的调节。
方案二是采用仪表放大器电路,由于仪表放大器内部的对称,使电路影响较小,调整放大倍数使温度从0到100度,对应的电压为0-5V。
三、电路的设计1、电桥电路通过调节电位器R3使其放大器输出端在0度的时候输出为0实现调零,然后合理选择R1、R2的阻值配合后面放大器的放大倍数实现热电阻阻值向电压值的转化。
通过调节电位器R3使其放大器输出端在0度的时候输出为0实现调零,然后合理选择R1、R2的阻值配合后面放大器的放大倍数实现热电阻阻值向电压值的转化。
本次实验中:R1=R2=10KΩ,R3为500Ω的变阻器。
2、仪表放大器合理选择R1、 R2 、R3、 R4、 R5、 Rf,调节Rg可以实现放大倍数可变的电压差分放大。
智能红外温控系统设计报告
智能红外温控系统设计报告1. 引言随着科技的发展和生活质量的不断提高,人们对室内温度的要求也越来越高。
传统的温控系统往往需要人工干预,无法实现自动化控制。
本报告旨在设计一个智能红外温控系统,通过使用红外传感器和智能算法进行自动温控,提高室内温度的舒适度,并提供节能效果。
2. 系统设计2.1 硬件设计智能红外温控系统主要由以下硬件组成:2.1.1 红外传感器红外传感器用于检测室内温度。
它可以通过接收红外辐射来感测物体的温度,并将数据传输给控制中心。
在本系统中,我们选择了高精度的红外传感器,以确保温度测量的准确性。
2.1.2 控制器智能温控系统的控制器是整个系统的核心。
它通过接收红外传感器的数据,并根据预设的温度条件进行智能控制。
在控制过程中,控制器可以通过控制空调或加热器等设备,实现室内温度的调节。
另外,控制器还具有与用户交互的功能,可以通过触摸屏或手机APP等方式控制温度。
2.2 软件设计智能红外温控系统的软件设计主要包括以下部分:2.2.1 数据处理红外传感器采集到的温度数据需要进行处理和分析。
首先,数据需要进行滤波去噪处理,以排除传感器的误差。
然后,通过使用智能算法,分析温度的变化趋势,判断是否需要调节室内温度。
2.2.2 控制算法为了实现自动温控,系统需要设计相应的智能算法。
常见的控制算法包括PID控制算法和模糊控制算法等。
在本系统中,我们选择了PID控制算法,通过调整比例、积分和微分系数来实现精确的温度控制。
2.2.3 用户界面为了方便用户操作,我们设计了一个用户界面,可以通过该界面设置室内温度和其他参数。
用户可以通过触摸屏或手机APP来访问该界面,并实现与智能红外温控系统的交互。
3. 性能评估为了评估智能红外温控系统的性能,我们进行了一系列实验和测试。
3.1 温度精度测试我们使用高精度的温度计来测量室内温度,并与智能红外温控系统的测量结果进行比对。
实验结果表明,智能红外温控系统的温度测量误差在可接受范围内,满足精确温控的要求。
温度控制电路设计实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除温度控制电路设计实验报告篇一:电子技术课程设计报告温度控制电路电子技术课程设计报告学院:电气学院专业班级:学生姓名:指导教师:完成时间:成绩:1电力电子课程设计报告温度控制电路一.设计要求(1).电路能够在一定范围内测量温度,对温度变化产生相应的反应。
(2).能够预先设定一个温度,当温度低于设定值温控电路开始加热,高于设定值电路进入保温状态。
(3).控制温度连续可调。
(4).电路的加热和保温状态各有不同的灯光提示。
设计的作用、目的测温电路利用传感器监测外界温度的变化,通过差分放大电路将温度传感器的阻值变化转换的电压信号的变化放大,然后根据模拟电路部分电路原理计算得出最后输出电压与温度值的关系,输出信号接Lm324单限比较器,并可通过设定比较电压的大小设定开始加热的温度,经过继电器控制加热保温环节的状态,来实现对温度的控制。
该电路还具有灯光提示功能,当被测温度超出设定温度时,电路进入保温状态同时保温提示灯亮,当被测温度低于设定温度时,电路进入加热状态同时加热提示灯亮,使它的功能更加完善,使用更加方便。
本设计采用温度测量、信号放大、保温加热环节三部分来具体实现上述目的。
二.设计的具体实现1.系统概述由于本设计是测温及控制电路,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,设计需要用到测温电路,放大电路,比较电路,保温加热电路。
温度传感器采用铂热电阻,放大电路采用差动放大电路。
图1.1原理框图2原理及工作过程:实验原理如图1.1所示,温度测量电路由正温度系数电阻特性的铂热电阻R3为一臂组成测温电桥,经测量放大器后输出,将其值与控制温度相比较,超出设定温度电路进入保温状态,保温指示灯亮,低于设定温度时,电路进入加热状态同时加热指示灯亮。
由电路工作原理,本系统可划分为三个模块:1).温度测量电路2).差动放大电路3).保温加热电路2.单元电路设计与分析1).温度测量电路实现方式:桥式电路,如图利用电桥将随温度变化的组织转化为电压,电桥输出的电压为:ux=ucc(R2*Rp1—R1*R3)/(R2+R3)(R1+Rp1) Vcc6V4u1A1Lm324n11Vee-5VR660.8kΩR760.8kΩ11u1b7Lm324n432).差动放大电路在本模块中,采用由三片Lm324n构成的高阻抗差动放大器,其特点为:(1)高输入阻抗。
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DUAN = 0xFF; WEI = 0x04; DUAN = tab[i%10]+0x80; Delayms(50); if(i>=n) {
LED=0; SPK=0; } else if(i<n) { LED=1; SPK=1; } } } else { DUAN=0XC0; WEI=0X0F; } }
操作协议为初始化 DS18B20(发复位脉冲)→阀 ROM 功能命令→发存储器操 作命令→处理数据。
(三)、DS18B20 原理图
预置
斜率累加器
低温度系数振荡
减法计数器 1
减到 0
计数比较器 预置
温度寄存器
高温度系数振
减法计数器 2
减到 0
DS18B20 原理图的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线形性,其输 出用于修正减法计数器的预置值,只要计数门未关闭就重复上述过程,直到温 度寄存器值达到被测温度值。
(1)独特的单线接口,仅需要一个端口引脚进行通信。 (2)多个 DS18B20 可以并联在唯一的三线上,实现多点组网功能。 (3)不需要外部器件。 (4)可通过数据线供电,电压范围为 3.0~5.5V。 (5)零待机功耗。 (6)温度以 9~12 位数字量读出。 (7)用户可定义的非易失性温度报警设置。 (8)报警搜索命令识别并标志超过程序设定温度(温度报警条件)的器件。
Delayms(50);
}
/******************************************************** *函数名: Display *描述 : 显示温度值 *输入 : UNIT8 temp_0,UNIT8 temp_1 *输出 : 无
*********************************************************/
if(KEY4==0) {
m++; if(m>=55)
m=55; } } if(KEY3==0) { Delayms(20000); if(KEY3==0) {
m‐‐; if(m<=0)
m=0; } }
dis_dn_up(m);
DUAN = 0xff;
WEI = 0x01;
DUAN = 0xbf;
查仿真电路,在我一遍一遍检查下,终于找出了问题,由于小小一条
导线没联通,电路不能工作,修改之后,电路终于正常工作了,感到
非常高兴从整个过程中,让我知道了同学的帮助,耐心的操作,仔细
的检查对整个项目是非常重要的。
Delayms(20000); if(KEY4==0) { n‐‐; if(n<=0) n=0; }
}
dis_dn_up(n);
DUAN = 0xff; WEI = 0x01; DUAN = tab[n/100]; Delayms(50); } /***************************************************** *函数名: DN *描述 : 下限值设置 *输入 : 无 *输出 : 无 ******************************************************/ void DN(void) { if(KEY4==0) { Delayms(20000);
(9)负电压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,只是不能 正常工作。 3、DS18B20 测温原理
DS18B20 采用单总线工作方式,由于所有信号(控制和数据)都通过单总线 传输,因此总线的时序逻辑必须非常严格。
在 DS18B20 原理图中海含着计数门,当计数门打开时,DS18B20 就对低温度 系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数,进而完成温度测量。计数门的开启时间 由高温度系数振荡器来决定,每次测量前,首先将-55℃所对应的一个基数分别 置入减法计数器 1、温度寄存器中,减法计数器 1 和温度寄存器被预置在-55℃ 所对应的一个基数值中。
动发出声光报警。
(二) DS18B20 介绍
1、DS18B20 简介 DS18B20 是美国 DALLAS 半导体公司推出的一种智能型温度传感器。与传统
的热敏电阻等测温元件相比,它能直接读出被测温度,并且可根据实际要求通 过简单的编程实现 9~12 位的数字值读书方式。 2、DS18B20 性能特点
项目三:基于 DS18B20 测C51 设计数字测温系统,测温元件采用 DS18B20 数字温度传感 器。
(2) 测温范围为-55~+125℃. (3) 误差在±0.5℃以内。 (4) 采用四位共阳 LED 数码显示温度。 (5) 可通过按键设置温度上限值和下限值,若环境温度超过此范围,系统自
DUAN = tab[0];
Delayms(150);
WEI = 0X00; DUAN = 0xff; WEI = 0x02; DUAN = tab[up_dn%100/10]; Delayms(150);
WEI = 0X00; DUAN = 0xff; WEI = 0x04; DUAN = tab[up_dn%10]+0x80; Delayms(150);
//低 8 位取反加
1 if(temp_0 == 0x00)
//当低 8 位进 1 时
{
temp_1++; //高 8 位加 1
}
for(t=0;t<50;t++)
{
i=(((temp_0&0xf0)>>4)+((temp_1&0x07)<<4))*0.0625*16;
i_shi_f=(temp_0&0x0f)*0.625; DUAN = 0xFF;
操作协议为初始化 DS18B20(发复位脉冲)→发 ROM 功能命令→发存储器操 作命令→处理数据。
(四)测温仿真图
C1
30nF
C2
30nF
R13
200
R14
1k
X1
CRYSTAL
C3
22uF
10k 10k 10k 10k 10k
RP1
RESPACK-8
1 2 3 4 5 6 7 8 9
U1
19 XTAL1 18 XTAL2
减法计数器 1 对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数,当减法计 数器 1 的预置值减到 0 时,温度寄存器的值将加 1,减法计数器 1 的预置值将重 新被装入,减法计数器 1 重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数, 如此循环直到减法计数器 2 计数到 0 时,停止温度寄存器的累加,此时温度寄 存器中的数值就是所测温度值。
} /***************************************************** void UP(void) {
if(KEY3==0) { Delayms(20000); if(KEY3==0) { n++; if(n>=127) n=100; } } if(KEY4==0) {
{
i=(((temp_0&0xf0)>>4)+((temp_1&0x07)<<4))*0.0625*16;
i_shi_f=(temp_0&0x0f)*0.625; DUAN = 0xFF;
WEI = 0X08; DUAN = tab[i_shi_f]; Delayms(150);
DUAN = 0xFF; WEI = 0x01; DUAN = tab[i/100]; Delayms(150);
19 1
CE AB /BA
74LS245
U2
3 2 1
VCC DQ
GND
26.0
DS18B20
(五)测温系统设计程序
#include "reg52.h"
#include "display.h"
#include "ds18b20.h" UNIT8 code tab[10] = {0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,
P3.5/T1 P3.6/WR
P3.7/RD
10 11
12 13 14 15
16 17
R19
300
R21
4. 7k
Q1 PNP BUZ1
BUZZER
U4
2 3 4
5 6
7 8 9
A0
A1 A2
A3 A4 A5
A6 A7
B0
B1 B2
B3 B4 B5
B6 B7
18 17 16
15 14
13 12 11
39 38 37
36 35
34 33 32
P2.0/A8 P2.1/A9
P2.2/A10 P2.3/A11
P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14
P2.7/A15
21 22 23 24 25 26 27 28
P3.0/RXD P3.1/TXD
P3.2/INT0 P3.3/INT1
P3.4/T0
9 RST
29 30 31
PSEN
ALE EA
1 2 3 4
5 6
7 8
P1.0 P1.1
P1.2 P1.3 P1.4
P1.5 P1.6
P1.7
AT89C 51
D1
LED-RED
R20
1k
P0.0/AD0
P0.1/AD1 P0.2/AD2
P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5