北工大电子工程设计报告小型温度控制系统
小型温度控制器课程设计
小型温度控制器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握小型温度控制器的基本原理与结构组成，理解温度控制的基本概念。
2. 使学生了解温度传感器的工作原理，并能正确读取温度数据。
3. 帮助学生掌握温度控制算法，了解PID控制的基本原理。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计简单温度控制系统的能力。
2. 提高学生动手实践能力，能够正确组装和调试小型温度控制器。
3. 培养学生分析问题、解决问题的能力，能够针对温度控制过程中出现的问题进行调整。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物理学科的兴趣，激发学生探索科学技术的热情。
2. 培养学生团队合作精神，提高沟通协调能力。
3. 增强学生的环保意识，认识到温度控制在节能减排中的重要作用。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为物理学科实践课程，结合学生所在年级的知识深度，以小型温度控制器为载体，将理论知识与实践操作相结合。
学生具备一定的物理基础和电子技术知识，对实践活动有较高的兴趣。
教学要求注重理论与实践相结合，强调学生的动手能力和创新意识的培养。
课程目标分解：1. 知识目标：通过讲解、演示和实验，使学生掌握小型温度控制器的基本原理、结构和温度控制算法。
2. 技能目标：通过分组实践，培养学生动手组装、调试和优化温度控制器的能力。
3. 情感态度价值观目标：通过课程学习，激发学生对物理学科的兴趣，培养团队合作精神，增强环保意识。
二、教学内容1. 温度控制器原理：介绍温度控制器的作用、分类和基本工作原理，结合课本相关章节，让学生理解温度控制系统的基本组成。
- 教材章节：第三章“温度控制系统”2. 温度传感器：讲解温度传感器的种类、特点和应用，重点介绍热电阻、热电偶传感器的工作原理和使用方法。
- 教材章节：第四章“温度传感器”3. PID控制算法：阐述PID控制原理，分析比例、积分、微分控制的作用，结合实例进行讲解。
- 教材章节：第五章“控制算法”4. 小型温度控制器设计：指导学生进行温度控制器的设计，包括硬件选型、电路连接和程序编写。
北京工业大学电子工程设计--二阶实验报告
电子工程设计报告题目：温度测量系统/闭环温度控制系统设计专业：电子科学与技术小组： 7：学号：袁彬 11023221赖力 11023222指导教师：高新完成日期：目录一、摘要 (3)二、设计任务与要求 (3)〔二〕、设计要求 (4)(三)单片机 (5)〔一〕、电路工作原理及主要元件的功能 (5)〔二〕、电路的调试 (9)四数/模(D/A)转换电路 (10)〔一〕、电路工作原理及主要元件功能 (10)〔二〕、电路主要参数计算 (12)(三)、电路调试 (12)五、模/数(A/D)转换电路 (13)〔一〕、ADC0804芯片介绍 (13)〔二〕、电路主要参数计算 (14)〔三〕、电路调试 (15)六、电路显示与键盘控制电路 (16)〔一〕、电路工作原理 (16)(二).电路调试 (19)七、温度测量 (22)八、心得体会 (25)九、附录 (26)一、摘要在上学期我们完成了温度控制系统的第一阶段，在这一阶段，我们完成了焊接包括电源板、驱动器和变送器在内的一些工作。
也为我们这次的第二阶段做好了准备。
通过上学期的准备，我们对焊接电路已经基本上熟练掌握了，对一些电路的原理和设计也都到达了必要的要求，正是基于此我们目前已经完成了第二阶段的所有内容。
下面就主要介绍一下我们第二阶段的工作。
二、设计任务与要求设计小型温度测量与控制系统 --- 典型电子系统⑴核心单元—单片机应用电路⑵模拟量接口—A/D、D/A 电路⑶人机交互单元—显示、键盘控制电路⑴控制模/数转换进行温度数据采集⑵控制数/模转换改变控温元件工作状态，进行温度控制。
⑶控制键盘与显示器，进行控制温度设定和测量温度显示。
⑷将温度数据转换为显示温度数值的算法程序。
(5)控制温度精确、平稳变化的的算法程序。
⑴电路系统联调，配合测试程序实现基本的测温、控温功能。
⑵程序联调，通过电路系统实现精确、平稳的温度控制⑴设计并实现了一个能够精确、稳定控制温度的系统。
⑵知道了一个典型的电子系统应该具备哪些主要功能⑶知道了一个典型电子系统的设计实现过程和工作方法。
电子工程设计小型温度控制系统结题报告
电子工程设计小型温度控制系统结题报告Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】电子工程设计报告题目：闭环温度控制系统设计——单片机、显示和键盘电路及系统软件专业：小组：姓名学号：指导教师：张辉完成日期：摘要随着现代工业技术的迅猛发展，工业上的各种技术指标精度的要求也越来越高，在众多指标中，温度的测量与控制是一个永恒的话题，只有了精确地温度测量，才能把加热和散热的工作做得更好。
本课题是小型温度测量与控制系统设计，以单片机AT89C51芯片为核心，和LED数码管显示，数模、模数转换和辅以稳压电源及变送器的测量控制系统，另配有键盘输入控制。
本设计详细介绍了LED显示与键盘控制电路的工作原理，硬件电路组成的思路和相应的C语言闭环程序。
本设计主要包括以下几个模块：LED显示模块、键盘控制模块。
能够对环境温度随时随地检测与显示，并可以在模板上设定相应温度值使系统达到设定温度。
【关键词】：LED显示、键盘控制、闭环程序、模板测试。
目录一、功能指标要求---------------------------------------------------1二、D/A模块调试---------------------------------------------------1三、A/D模块调试---------------------------------------------------2四、显示电路模块---------------------------------------------------31.显示电路设计-----------------------------------------------32.显示电路原理分析-------------------------------------------4五、键盘控制电路模块-----------------------------------------------41.键盘控制电路设计-------------------------------------------42.键盘控制电路原理分析---------------------------------------4六、系统调试及程序设计---------------------------------------------4七、出现的问题分析及解决方法--------------------------------------14八、创新性--------------------------------------------------------14九、体会与建议----------------------------------------------------14【附录Ⅰ】-----------------------------------------------------------15一、功能指标要求1)显示模块：4 位7 段数码显示，前 3 位含小数点2)键盘模块：0~9数字输入键及若干功能设置按键控制；第10数字键作为允许控制开关3)独立电路板安装结构二、D/A模块调试调试方法：数据为从00—FF顺序递增并不断循环的数值。
北工大电子工程设计基于温控系统的打印机应用(电信实验班版)
电子工程设计报告温度控制系统的定时测量、定时控制、数据记录专业：电子信息工程小组：04B 组姓名学号： xxxx指导教师：高新完成日期：2015-4-21本项目是为使闭环温度控制系统更加适应使用环境，提高产品的市场竞争力，在已经完成的闭环温度控制系统的基础上增加新功能。
新增功能主要包括三个方面：时钟系统、定时温度打印、数据记录。
时钟系统为整个新型闭环温控系统提供精准始终，帮助完成设定、显示实时时间和定时功能；定时温度打印实现存储时间点及当时温度数据并定时打印存储的数据的功能；数据记录可以实现实时温度变化曲线打印功能，可自由设定监测数据数量，直观观察环境温度变化。
中文摘要一、项目背景二、需求分析（一）主要功能（二）关键技术难点三、方案设计（一）实时时钟方案（二）非易失存储方案（三）微型打印机方案四、电路设计（一）实时时钟（二）非易失存储（三）微型打印机（四）单片机补充五、软件设计（一）实时时钟模块（二）非易失存储（三）微型打印机模块六、调试和问题（一）实时时钟调试1、调试原理2、调试步骤3、现象和解决（二）非易失存储器调试1、调试原理2、调试步骤3、现象和解决（三）微型打印机调试1、调试原理2、调试步骤3、现象和解决七、致谢八、参考文献九、体会建议附录：照片和程序项目背景小型温度控制系统具有测温和控温功能，对于室内、车间、库房等需要恒温和控温的环境起到了重要作用。
此系统可以通过传感器测量温度，通过单片机对测量温度进行读取和显示，并通过人机交互单元可以实现手动设定和控温等功能。
为了使本系统更加适应实际场地使用要求，提高产品市场竞争力，本项目主要实现设置及显示系统时间、掉电不丢失存储时间和温度并定时打印数据、实时打印温度曲线等功能。
为此，我们设计并实现了实时时钟电路模块，非易始存储电路模块以及微型打印机电路模块并精心编写相应的功能模块程序。
需求分析（一）主要功能本项目需要在已经完成的闭环温度控制系统上增加一些新的功能。
北工大电子工程设计报告小型温度控制系统
章直角三角形的边角关系1.6利用三角函数测高视线温故而知新铅仰角：垂仰角、俯角1、俯角线水平线视线：直角三角的边角关系、2B a tan A cb aaAa tan?b?b┌A tan CbA经历设计活动方案、自制仪器或运用仪器进行实地1. .测量以及撰写活动报告的过程能够对所得数据进行分析，对仪器进行调整和对测2.. 量的结果进行矫正，从而得出符合实际的结果能够综合运用直角三角形边角关系的知识解决实际.3.问题，提高解决问题的能力利用三角函数测高w活动课题:利用直角三角形的边角关系测量物体的高度.w活动方式:分组活动或全班交流研讨..等测量工具皮尺),测角仪等,或经纬仪(测倾器:活动工具w活动一: 测量倾斜角（仰角或俯角）.测量倾斜角可以用测倾器,简单的测倾器由度盘、铅锤和支杆组成(如图).P Q9090度盘0铅锤支杆．M活动一：测量倾斜角.w使用测倾器测量倾斜角的步骤如下:1.把支杆竖直插入地面,使支杆的中心线、铅锤线水平线°°90900刻度和度盘的0这时度盘重合,线°60°60在水平的顶线PQ.位置°30°30°0使度,2.转动度盘对准目盘的直记下此时铅M,.锤线所指的度数．活动一:测量倾斜角.讨M论议一议：根据刚才测量w你能求出数据,水平线1 的仰角或M目标42说说你俯角吗?3.的理由同角的哈哈:余角相等活动二: 测量底部可以到达的物体的高度.所谓“底部可以到达”,就是在地面上可以无障碍地直接测得测点与被测物体底部之间的距离.如图,要测量物体MN的高度,需测量哪些数据？可按下列步骤进行:M在测点A处安置测倾器, 1.测得M的仰角∠MCE=α. α E 到物体底部量出测点A2.C a LNA AN=L. N的水平距离大家要认AC=a 3.量出测倾器的高真思考吆的高MN,你能求出物体根据刚才测量的数据. 说说你的理由度吗? MCE中，在Rt△αME=EC tanα=AN tan α=L tan+ aL tanαMN=ME+EN=ME+AC=M αE C a LNA和同伴交流一下，你的发现？测量学校旗杆MN的高度(底部可以到达)课题M测MN=Ltanα+ a量示αE意Ca LAN图平均值第二次测量项目第一次测αααα倾斜角＝＝得19°49 ′15′30°＝°2 ′30数1.22m a 1.21 m＝1.23ma ＝a ＝a测倾器高据以致学LLL的长AN＝20.15m＝20.06m＝19.97m L 计≈在Rt MCE中，ME = ECtanα= ANtanα=20.6×tan30°2′算20.6×0.578=11.60m,MN=ME+EN=ME+AC=11.60+1.22=12.82m受．.的物体的高度活动三：测量底部不可以到达不能直接,就是在地面上所谓“底部不可以到达”（如图）被测物体底部之间的距离.与测得测点M要测量物体w使MN的高度,用侧倾器测一α CE次仰角够吗？aNA.的物体的高度活动三: 测量底部不可以到达. MN的高度,测一次仰角是不够的要测量物体还需哪些条件，测量哪些数据？M想一想(p19)α D βCEabNAB大家要认思考吆．如图,要测量物体MN的高度,可以按下列步骤进行:1.在测点A处安置测倾器,测得M的仰角∠MCE=α.2.在测点A与物体之间的B处安置测倾(A,B与N在一条直线上),测得M的仰角∠MDE=β.3.量出测倾器的高度AC=BD=a,以及测点A,B之间的距离AB=b.想一想,根据测量数据(p19)你能求出物体M说的高度吗MN?.说你的理DCE abABNMN的高度计算过程：根据测量数据,物体MRt△MDE中，在ME ED=?tan中，Rt△MCE在αβDC EME EC = a a tan bMEME ANB=b EC-ED= －a tan?tan?a tan ME tan ME?b??tan a tan??tan(tan a)ME?b?tana tan??na a tab ab tantan tn M???ME??a nat?nat a ta n?tan加油，你是最棒的！:学以致用下表是小明所填实习报告的部分内容：AB在平面上测量某大厦的高课题A测量示意图G βαFEBC DCD 的长测量项目β∠α∠3044°°16' 35' 60.11m 第一次测得数据44' 25' °45 °2959.89m第二次平均值?相信你能行！做一做;请根据小明测得的数据,填写表中的空格1. 2.已知测倾器的高CE=DF=1m，通过计算求得，该大厦的高为______m (精确到1m).1. 30°，45°，60m2. 在Rt△AEG中，EG=AG/tan30°=1.732AG在Rt△AFG中，FG=AG/tan45°=AGEG-FG=C D1.732AG-AG=60AG=60÷0.732≈81.96AB=AG+1≈83(m)?相信你能行！议一议大家要认真思考吆到目前为止，你有哪些（1）测量物体高度的方法？）如果一个物体的高度已2（知或容易测量，那么如何测量某测点到该物体的水平距离？讨与同伴交流一下，谈谈你的想法？论：通过本节课的学习，你有哪些收获？有何感想？你有那些测量物体高度的方法？需要注意什么？一、学习侧倾器的使用二、学习测量物体的高度的方法：. 测量底部可以到达的物体的高度1..2.测量底部不可以到达的物体的高度三、目前我们学习的测量物体高度的方法有相似.法、全等法、三角函数法需要特别注意的是：误差的解决办法---用平均值.达标检测提升自我组：A的仰角A的顶部1.如图1-16，在高20米的建筑物CDC测得塔顶；米= 的俯角为30°，则塔高AB，测得塔底为60°B.如图1-17，小明想测量电线杆AB 的高度，发现电线杆的影2子恰好落在地面BC和斜坡的坡面CD上，测得BC = 10米，CD= 4米，CD与地面成30°角，且此时测得1米杆的影长为2米，则电线杆的高度为米.ACDB1-16图°，45A如图1-18，测量人员在山脚处测得山顶B的仰角为 3.B处测得山顶1 000米到达D处，在D°的山坡前进沿着倾角为30 大约是（精确到0.1米）（）；的仰角为60°，则山高BC C. 1 295.9米米 D. 1 508.2A. 1 366.0米 B.1 482.1米点的点测得D米，从4.如图1-19，两建筑物的水平距离为aA的高度为（C，测得点的俯角为β. 则较低建筑物CD俯角为α. ）aa) (tanβ- tanαa D.BA. a米C.. ??tantan B A D D E BC C1-19图1-18图B组：A和大门的上方D5.如图，某中学在主楼的顶部的高度是５AB之间挂一些彩旗．经测量，得到大门，在大门处测得主楼30mm，大门距主楼的距离是求：1.4m,°，而当时侧倾器离地面顶部的仰角是30；0.01m)(学校主楼的高度精确到M。
北京工业大学电子工程设计报告第一阶
电子工程设计报告题目：稳压电源与变送器电路设计专业：电子信息工程小组：14组学号：09024129 ；09024126指导老师：司农完成日期：2009，10摘要电子工程设计训练是一门新开的实践教学课程，其宗旨是以课堂教学的形式，根据训练容，提出功能和指标，通过训练，培养每一个学生的电子工程设计方面的综合实践能力，初步了解在完成一个工程课题时所应具备的基本条件和素质。
电子工程设计全部三个阶段的任务是设计小型温度测量与控制系统 --- 典型电子系统。
包括采集温度，传感，变送，A/D转换，单片机处理，D/A转换，驱动，控温几个部分。
其中第一阶段主要完成电源，变送器的设计与制作，调试。
电源部分：为其他模块供电。
由变压器、整流器和稳压器三大部分组成。
完成将市电交流电压变为所需要的低压交流电，交流电变为直流电，不稳定的直流电压经滤波后，变为稳定的直流电压输出。
输出+12，-12，+5V直流电压（包括整流桥，电容滤波，稳压）。
变送器部分：将输电流通过集成运放op07转化为输出0-5V电压信号（对应于0-100 oC）。
目录第一部分直流稳压电源设计与实现一需求分析 (4)二方案选择 (4)三电路设计 (6)四电源调试方法及注意事项 (10)五直流稳压电源PCB图 (11)第二部分变送器设计与实现一需求分析 (12)二电路设计 (12)三注意事项 (16)四变送器PCB图 (17)第三部分体会与总结 (18)第四部分致 (18)第五部分参考文献及其他 (18)第一部分直流稳压电源设计与实现一、需求分析由于元件所限和电路较为简单，采用统一电路，共三组电源，其中有（+5V，1A）（+12V,1A）（-12V，1A）二、方案选择（1）集成线性稳压电路纹波、噪声小；效率低；实现电路相对简单，成本低（2）集成开关稳压电路效率高；纹波、噪声大；实现电路相对复杂，成本较高交流供电电压低，输出功率较小。
从实现电路简单，低成本的角度考虑应选择集成线性稳压电路的实现方案。
电子工程设计 实验报告 I-1 北京工业大学
图７ 电路分析：
稳压电路示意图
I1
U XX R1
I 2 I1 I 0 U 0 U XX I 2 R 2
U XX (
U XX IQ ) R 2 R1
(1
R2 ) U XX I Q R 2 R1
3. 设计实最后进行调试。
图 8 稳压电源 PCB 设计
(1).调试步骤 a. 电源板焊接完毕，对照原理图认真检查一遍然后开始测试； b. 测试时，电源板负责交流电源输入的右插座与调试台标有~9V、~14V 的插座连 接，左插座悬空； c. 连接完毕后，打开调试台电源远离电源板 1~2 分钟，观察电路板有无异味或异 常响动，如果一切正常可以开始进一步的测试； d. 用数字多用表按电源板的左插座直流电源引出定义，检测+5V、+12V、-12V 输 出。 e. 若+5V、+12V、-12V 输出不正常，需要重新检查有无错焊、漏焊、虚焊，并重 复 2、3、4 的步骤。 f. 输出正常的电源板，替换模板上的电源板后，若模板正常运行，电源板的设计 工作结束。否则，检查电路板的左右插座有无虚焊、脱焊等问题。 (2).调试过程及数据误差分析 将直流稳压电源模块插在调试台的右下角插座上，打开电源后，将万用表的黑表 笔端接地，红表笔端分别接相应三个输出点的电压。 测试项目 电压理论值 电压实际值 7805 输出口 +5V +4.92V 7812 输出口 +12V +11.88V 7912 输出口 -12V -11.92V 误差较小，基本达到设计要求。
(2).变送器设计要求 由于即便经过电流-电压变换 也无法直接得到所需的电压温度关系，故需要增加校正 电路。
图 9 变送器特性要求 (3).实现要求的同向比例电路及参数计算
北京工业大学电子工程设计报告---第一阶
电子工程设计报告题目：稳压电源与变送器电路设计专业：电子信息工程小组：14组姓名学号：09024129 ；09024126指导老师：司农完成日期：2009，10摘要电子工程设计训练是一门新开的实践教学课程，其宗旨是以课堂教学的形式，根据训练内容，提出功能和指标，通过训练，培养每一个学生的电子工程设计方面的综合实践能力，初步了解在完成一个工程课题时所应具备的基本条件和素质。
电子工程设计全部三个阶段的任务是设计小型温度测量与控制系统 --- 典型电子系统。
包括采集温度，传感，变送，A/D转换，单片机处理，D/A转换，驱动，控温几个部分。
其中第一阶段主要完成电源，变送器的设计与制作，调试。
电源部分：为其他模块供电。
由变压器、整流器和稳压器三大部分组成。
完成将市电交流电压变为所需要的低压交流电，交流电变为直流电，不稳定的直流电压经滤波后，变为稳定的直流电压输出。
输出+12，-12，+5V直流电压（包括整流桥，电容滤波，稳压）。
变送器部分：将输电流通过集成运放op07转化为输出0-5V电压信号（对C）。
应于0-100 o目录第一部分直流稳压电源设计与实现一需求分析 (4)二方案选择 (4)三电路设计 (6)四电源调试方法及注意事项 (10)五直流稳压电源PCB图 (11)第二部分变送器设计与实现一需求分析 (12)二电路设计 (12)三注意事项 (16)四变送器PCB图 (17)第三部分体会与总结 (18)第四部分致谢 (18)第五部分参考文献及其他 (18)第一部分直流稳压电源设计与实现一、需求分析由于元件所限和电路较为简单，采用统一电路，共三组电源，其中有（+5V，1A）（+12V,1A）（-12V，1A）二、方案选择（1）集成线性稳压电路纹波、噪声小；效率低；实现电路相对简单，成本低（2）集成开关稳压电路效率高；纹波、噪声大；实现电路相对复杂，成本较高交流供电电压低，输出功率较小。
从实现电路简单，低成本的角度考虑应选择集成线性稳压电路的实现方案。
电子技术课程设计报告---温度控制器设计报告
电子技术课程设计报告学院：自动化学院专业班级：自动化10-05班学生姓名：指导教师：完成时间：2012年7月9日成绩：评阅意见：评阅教师日期温度控制器设计报告一. 设计要求（1）、设计一个能控制周围环境温度的控制器。
（2）、画出温度控制器的电路图。
（3）、撰写课程设计说明书，要求：课题名称;设计任务及要求 附图及原理说明；二.设计的作用、目的设计一个可以控制所在环境温度的温度控制器，使周边环境温度控制在一个适度的范围内。
本实验的目的是应用所学的模拟和数字电子技术知识设计并熟练掌握相应的控制电路设计方法和思路，并且逐步将理论与生活实际相结合。
三.设计的具体实现1． 系统概述通过模拟温度感应部来提取周围环境的温度模拟信号，之后通过选择比较器来进行信号的筛选和传递，由控制部分对信号做出相应的反应，后控制开启关闭模拟温度调节系统开关以达到控制环境的温度的目的。
如图示结构所示：2．单元电路设计(或仿真)与分析模拟温度感应部应用滑动变阻器的调节阻值的功能来模仿热敏电阻等温度感应器件的相应作用。
同时模拟温度感应部 模拟温度调节开关 控制指示部分选择比较器调节时，效果比较直观，易于观察和分析。
因为知识简单的模拟，所以应用的器件较为简单。
75%R17Key = A6kΩ其功能主要用来产生温度感应信号。
并且可以通过调节阻值来模拟各个温度的反应信号，并输送到选择比较部分电路中。
选择比较器（LM324D ）我们选用LM324D作为这部分的关键元件。
用U1A 作为比较器，来对信号进行第一步的采样，之后通过后两级的比较器，最终将感应信号传送到下一级的控制指示电路中LM324引脚图R1 2kΩ R22kΩR310kΩR42kΩR510kΩR9 2kΩR102kΩR112kΩR1210kΩR1310kΩR1410kΩVDD5VVDD5VU1ALM324D321141U1BLM324D561147U1CLM324D1091148U4PHOTO_TRANSISTOR_RATED选择比较部分示意图注：用光电三极管表示温度感应部控制与指示系统部分当温度适宜不需要升降温调节时，控制器的左端接入的是高电平，使三极管处于导通状态，则U3发光；当温度需要调节时，接入的是低电平，三极管处于截止状态，则U2发光，同时，集电极有电流流过，接于其上的温度控制开关部分开启，开始调节温度，直到温度适宜时，接入变为高电平。
北工大-电子实验课设报告
说明：
a、本实验提供的是四相步进电机，它对外有六条引线，其中二条为公共端、另外四条分别为A相、B相、C相、D相，但引脚具体排序未知，故在使用前需要对步进电机进行分析，测试，并判断出具体的相序。
虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。
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北京工业大学电子工程设计--二阶实验报告
电子工程设计第二阶段设计报告 4
一、摘要
在上学期我们完成了温度控制系统的第一阶段，在这一阶段，我们完成了焊接 包括电源板、驱动器和变送器在内的一些工作。也为我们这次的第二阶段做好 了准备。通过上学期的准备，我们对焊接电路已经基本上熟练掌握了，对一些 电路的原理和设计也都达到了必要的要求，正是基于此我们目前已经完成了第 二阶段的所有内容。下面就主要介绍一下我们第二阶段的工作。
（一）、电路工作原理及主要元件的功能 ..5 （二）、电路的调试 ......................................9 四 数/模(D/A)转换电路......................................10 （一）、电路工作原理及主要元件功能 ....10 （二）、电路主要参数计算 ........................12 (三)、电路调试 ..........................................12 五、 模/数(A/D)转换电路..................................13 （一）、ADC0804 芯片介绍.......................13 （二）、电路主要参数计算 ........................14 （三）、电路调试 ...................................Байду номын сангаас....15 六、电路显示与键盘控制电路 ..........................16 （一）、电路工作原理 ................................16 (二).电路调试 ............................................19 七、温度测量 ......................................................22 八、 心得体会 ....................................................25 九、附录 ..............................................................26
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。
北京工业大学电子工程设计二阶实验报告
电子工程设计报告题目：温度测量系统/ 闭环温度控制系统设计专业：电子科学与技术小组：7姓名：学号：袁彬11023221赖力11023222指导教师：高新完成日期：2013.12.12目录一、摘要 (3)二、设计任务与要求 (3)（二）、设计要求 (5)（三）单片机 (6)（一）、电路工作原理及主要元件的功能 (6)（二）、电路的调试 (12)四数/ 模（D/A）转换电路 (14)（一）、电路工作原理及主要元件功能 (14)（二）、电路主要参数计算 (17)（三）、电路调试 (17)五、模/ 数（A/D）转换电路 (19)（一）、ADC0804 芯片介绍 (19)（二）、电路主要参数计算 (21)（三）、电路调试 (22)六、电路显示与键盘控制电路 (24)（一）、电路工作原理 (24)（二）.电路调试 (27)七、温度测量 (31)八、心得体会 (35)九、附录 (36)一、摘要在上学期我们完成了温度控制系统的第一阶段，在这一阶段，我们完成了焊接包括电源板、驱动器和变送器在内的一些工作。
也为我们这次的第二阶段做好了准备。
通过上学期的准备，我们对焊接电路已经基本上熟练掌握了，对一些电路的原理和设计也都达到了必要的要求，正是基于此我们目前已经完成了第二阶段的所有内容。
下面就主要介绍一下我们第二阶段的工作。
二、设计任务与要求设计小型温度测量与控制系统典型电子系统1•温度测控系统的基本组成控制执行单元前向通道g 后向通道⑴核心单元一单片机应用电路⑵模拟量接口一A/D、D/A 电路⑶人机交互单元一显示、键盘控制电路2. 程序设计⑴控制模/数转换进行温度数据采集⑵ 控制数/模转换改变控温元件工作状态，进行温度控制。
⑶控制键盘与显示器，进行控制温度设定和测量温度显示。
⑷将温度数据转换为显示温度数值的算法程序。
(5)控制温度精确、平稳变化的的算法程序。
3. 系统联调⑴电路系统联调，配合测试程序实现基本的测温、控温功能⑵程序联调，通过电路系统实现精确、平稳的温度控制4. 本学期关注的重点⑴ 设计并实现了一个能够精确、稳定控制温度的系统⑵ 知道了一个典型的电子系统应该具备哪些主要功能⑶ 知道了一个典型电子系统的设计实现过程和工作方法。
北工大电子工程实验2闭环温控系统(参考模板)
#include "C8051F020.h"#include "absacc.h"#include "data_define.c"#define AD XBYTE[0x2000] //AD模块入口地址为CS1（即片选为CS1）#define DA XBYTE[0x4000] //AD模块入口地址为CS2#define LED1 XBYTE[0x0000] //显示电路入口地址为CS0，数码管从左到右对应地址为0003到0000#define LED2 XBYTE[0x0001]#define LED3 XBYTE[0x0002]#define LED4 XBYTE[0x0003]#define TIMER 0x80 //定义变量TIMER的值#include "Init_Device.c" //引入库函数unsigned char num[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xff}; //做数组将二进制数转换为数码管（共阳极接法）能显示的数字，0到9以及全灭void display(unsigned int x,unsigned int y); //子函数声明void delay(void); //子函数声明void main(void){unsigned char i,j,a,temp,x,xdec,keynum; //定义一些变量，其中xdec为x所对应十进制数unsigned char input = 2;unsigned char run = 0;unsigned char shiwei,gewei;unsigned char target = 25;unsigned long t = 100000;unsigned adcont = 0;Init_Device();LED1=LED2=LED3=LED4=0xff; //将数码管各位全灭while(1){AD=0; delay(); x=AD; delay(); //AD转换xdec=x*100.0/255; //将x转化为十进制数if(adcont == 1){display(4,(unsigned char)(xdec/10)); //将当前X十进制数十位显示到LED4 display(3,(unsigned char)(xdec%10)); //将当前X十进制数个位显示到LED3}if(adcont >= 100){adcont = 0; //防止数码管显示的前两位变化过快} adcont++;if(t<=1000)t++; //延时程序，与delay()所不同，在延时的同时还能保证程序其他部分继续工作else{for(i=4;i<8;i++) //键盘地址法0x0004~0x0007{a=XBYTE[i]; //取键盘行值a=~a&0x1f; //将A取反for(j=0,temp=1;j<5;j++) //取键盘列值{if(a&temp){//LED4=num[j+1];//LED3=num[i-3];键盘调试的时候用的，暂时列为注释keynum = (i-3)*4+j-4; //将键盘行列值转换为十进制数t = 0;if(keynum >= 0 && keynum <= 9){ //当键盘输入0至9之间的数时，进行之后的操作switch(input){case 2:shiwei = keynum;display(2,keynum); //将键盘输入数的十位显示到LED2input--;break;case 1:gewei = keynum;display(1,keynum); //将键盘输入数的各位显示到LED1input--;target = shiwei*10+gewei; //求出目标温度break;default:break;}}else{switch (keynum){case 0x0a:run = !run; //将A设为启动AND停止键break;case 0x0b:input = 2;shiwei = 0;gewei = 0;display(2,10);display(1,10); //将B设为清零键，此时可重新输入目标温度十位和个位，并且数码管后两位灯灭break;default:break;}}}temp=temp<<1;}}}if(run){ //当启动键A按下后，开始进行乒乓算法if(xdec<target){DA = 0xff; //当前温度小于目标温度时，升温}else if(xdec>target){DA = 0x00; //当前温度大于目标温度时，降温}elseDA=0x80; //当前温度等于目标温度时，保持当前温度}else{DA = 0x80; //停止键A按下后，目标恢复到室温}}}void delay(void){unsigned int i;for(i=0;i<TIMER;++i); //延迟子函数}void display(unsigned int x,unsigned int y){if(x==1)LED1=num[y]; //显示电路子函数，通过变量控制数码管显示的位else if(x==2) LED2=num[y];else if(x==3) LED3=num[y];else LED4=num[y];}---精心整理，希望对您有所帮助。
北工大电子工程设计报告(小型温度控制系统)
电子工程设计报告题目：温度测量系统/闭环温度控制系统设计专业：电子科学与技术小组：第8小组姓名学号：王丹阳11023224覃业泰11023226李赉龙11023228指导教师：高新完成日期：2013.12.15中文摘要本电子工程设计的任务是完成一套小型的温度测量与控制系统。
这个系统需要完成非电量到电量信号转换、信号处理、数据采集、数据处理、人机交互、数据通信、控制等设计工作，几乎覆盖一般电子系统的所有设计环节。
其中包含有三个阶段。
本报告为第二阶段内容，在第一阶段电源模块、变送器模块，驱动器模块的基础上，又包含：单片机模块的设计与实现；数模转换模块的设计与实现；模数转换模块的设计与实现；键盘显示模块的设计与实现。
在上述七个模块的基础上，通过软件设计完成环境温度的显示与闭环温度控制两大功能。
并通过键盘很方便的进行两大功能的自由切换和目标控制温度的设定。
本报告针对以上模块分别详细给出了设计要求、方案设计、电路设计、原理分析、电路调试、电路故障等方面的内容，以完整反映实验过程。
关键词【关键词】单片机；温度；闭环控制目录中文摘要 (1)关键词 (1)1 课题背景 (4)1.1 课题背景 (4)1.2 设计概述 (4)2 简单电路的模块化设计与实现 (5)2.1 单片机应用电路设计与实现 (5)2.1.1基本要求 (5)2.1.2设计方案 (6)2.1.3单片机系统的调试 (8)2.1.4调试中遇到的问题 (10)2.2模/数转换电路设计与实现 (10)2.2.1实验要求 (10)2.2.2设计方案 (11)2.2.3电路主要参数计算 (12)2.2.4 模数转换电路模块的调试 (13)2.3显示与键盘控制电路设计与实现 (15)2.3.1基本要求： (15)2.3.2设计方案： (15)2.3.3显示模块模块的调试 (17)2.3.4键盘模块的调试 (19)2.4数/模(D/A)转换电路设计与实现 (20)2.4.1基本要求： (20)2.4.2设计方案 (20)2.4.3数模转换模块的调试 (23)3 整体电路的调试与功能实现 (25)3.1环境温度显示功能的实现 (25)3.2闭环温度控制功能的实现 (26)附录 (28)附录一、环境温度显示源程序 (28)附录二、温度闭环控制源程序 (29)附录三、参考文献 (33)1 课题背景1.1 课题背景在化工、石油、冶金等生产过程的物理过程和化学反应中，温度往往是一个很重要的量，需要准确地加以控制。
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电子工程设计报告题目：温度测量系统/闭环温度控制系统设计专业：电子科学与技术小组：第8小组姓名学号：王丹阳********覃业泰 11023226李赉龙 11023228指导教师：***完成日期：2013.12.15中文摘要本电子工程设计的任务是完成一套小型的温度测量与控制系统。
这个系统需要完成非电量到电量信号转换、信号处理、数据采集、数据处理、人机交互、数据通信、控制等设计工作，几乎覆盖一般电子系统的所有设计环节。
其中包含有三个阶段。
本报告为第二阶段内容，在第一阶段电源模块、变送器模块，驱动器模块的基础上，又包含：单片机模块的设计与实现；数模转换模块的设计与实现；模数转换模块的设计与实现；键盘显示模块的设计与实现。
在上述七个模块的基础上，通过软件设计完成环境温度的显示与闭环温度控制两大功能。
并通过键盘很方便的进行两大功能的自由切换和目标控制温度的设定。
本报告针对以上模块分别详细给出了设计要求、方案设计、电路设计、原理分析、电路调试、电路故障等方面的内容，以完整反映实验过程。
关键词【关键词】单片机；温度；闭环控制目录中文摘要 (1)关键词 (1)1 课题背景 (4)1.1 课题背景 (4)1.2 设计概述 (4)2 简单电路的模块化设计与实现 (5)2.1 单片机应用电路设计与实现 (5)2.1.1基本要求 (5)2.1.2设计方案 (5)2.1.3单片机系统的调试 (7)2.1.4调试中遇到的问题 (9)2.2模/数转换电路设计与实现 (9)2.2.1实验要求 (9)2.2.2设计方案 (9)2.2.3电路主要参数计算 (10)2.2.4 模数转换电路模块的调试 (12)2.3显示与键盘控制电路设计与实现 (13)2.3.1基本要求： (13)2.3.2设计方案： (13)2.3.3显示模块模块的调试 (14)2.3.4键盘模块的调试 (16)2.4数/模(D/A)转换电路设计与实现 (17)2.4.1基本要求： (17)2.4.2设计方案 (17)2.4.3数模转换模块的调试 (19)3 整体电路的调试与功能实现 (21)3.1环境温度显示功能的实现 (21)3.2闭环温度控制功能的实现 (22)附录 (23)附录一、环境温度显示源程序 (23)附录二、温度闭环控制源程序 (24)附录三、参考文献 (28)1 课题背景1.1 课题背景在化工、石油、冶金等生产过程的物理过程和化学反应中，温度往往是一个很重要的量，需要准确地加以控制。
因此以温度作为被控制量的反馈控制系统广泛的应用于其他领域，是用途很广的一类工业控制系统。
温度控制系统常用来保持温度恒定或者使温度按照某种规定的程序变化。
目前，温度控制系统是应用最广泛的闭环控制系统，不但走进了工厂，而且走进了千家万户，为老百姓服务。
本课程通过对闭环温度控制系统的设计与实现，逐步掌握系统的设计方法与设计流程，掌握单片机应用系统的设计与调试，并锻炼在调试中发现问题、解决问题的能力。
1.2 设计概述本报告所涉及的小型温度控制系统为教学实验系统，所以只提出功能、指标和采用元件的设计要求。
(1)温度控制范围：0℃~100℃(2)测温元件：半导体温度传感器AD592(3)温度控制执行元件：半导体制冷片(4)核心控制部件：C8051F系列单片机小型温度控制系统基本组成如图所示：图1. 1 系统整体功能框图需要说明的是本报告是在第一阶段——简单电路的模块化实现的基础上，通过更加复杂电路的设计与实现，并配合相关软件设计，共同完成温度控制任务。
一般来说一个比较复杂的电路系统，可以按照电路实现的功能或电路的类型分为若干个模块。
其中有些模块与其它模块之间的界面清晰，入口参数和出口参数明确，能够独立工作，这类电路模块可以称之为独立电路模块。
为了简化系统电路的设计工作，并且使系统便于组装、调试，这类电路模块可以单独进行设计、实现和调试、检测。
本阶段的设计任务仍然采取模块化的方法，分模块进行设计与焊接、调试。
这样可以有效降低模块设计的难度，分模块调试，也是调试更加方便，降低了系统失败的风险。
本阶段上上阶段已完成电源模块、变送器模块和驱动器模块的设计与实现的基础上。
继续完成单片机模块、AD模块、DA模块、键盘显示模块的设计与实现。
并在各模块的基础上完成软件设计，实现环境温度的采集与显示，环境温度的闭环控制两大功能，成功完成了预期目标。
2 简单电路的模块化设计与实现2.1 单片机应用电路设计与实现2.1.1基本要求片选信号：6个地址信号：4个数据总线：AD0~AD7控制信号：WR，RD安装：独立电路板结构2.1.2设计方案采用以MCS-51（C8051F023）为核心的单片机做为控制芯片。
MCS-51系列单片机有众多性能优异的兼容产品、成熟的开发环境、世界上最大的单片机客户群、高性价比、畅通的供货渠道，是初学者的首选机型。
本电路直接采用成品单片机最小系统版，最小系统版内置晶振与复位电路，可以简化设计，方便焊接，也增加了设计与实现的成功率。
是单片机模块更加可靠。
图2. 1典型的51单片机的最小系统电路图本次设计采取总线结构，把单片机的P1口作为数据总线接口，P1、P2口联合使用作为地址总线接口。
通过总线结构设计，可以有效减轻软件设计难度，也是单片机控制的多个功能部件更加协调一致的工作。
如图2.2所示，控制系统在数据/地址传输上采用数据/地址分离设计；在控制上采用部分译码电路。
数据/地址分离电路设计：单片机模块P3口为数据/地址复用端口，为了得到低8位地址，采用74LS373锁存器构成典型的数据/地址分离电路。
地址译码电路设计：采用74LS138构成部分译码电路。
具体电路图如下：EA/VP 31X119X218RESET9R D17W R 16I N T 012I N T 113T 014T 115P101P112P123P134P145P156P167P178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN 29ALE /P 30T X D 11R X D 10VCC 40GND20U18051CY111.059C122p C222pC310u F R18.2K+5+5图2. 2 单片机总线设计框图图2. 3单片机系统设计电路图为便于各模块协调一致的工作，电路设计统一接口模式，方便调试与查错，单片机模块安装接口如图2.4所示。
图2. 4 单片机模块装结构图2.1.3单片机系统的调试调试平台：电子工程设计训练调试台调试内容：地址译码电路输出检测适用电路：部分地址译码电路测试设备：JTAG适配器单片机应用系统板150MHz数字双踪示波器调试方法：1、检查电路连线无误后，将电路板安装在测试台上2、断开译码电路负载，运行测试程序，检查各输出引脚是否有输出，各个输出之间相对位置关系是否正确；3、用示波器观察CS0~ CS5引脚，应有图示的波形输出。
如果没有输出或者彼此关系错乱，都表明电路中存在故障。
CS0 ~ CS5输出波形图如图2.5所示：CS0：CS1:CS2:CS3:图2. 5 单片机模块调试波形图调试程序：#include "C8051F020.h"#include "absacc.h"#include "data_define.c"#define C1 XBYTE[0x0000]#define C2 XBYTE[0x2000]#define C3 XBYTE[0x4000]#define C4 XBYTE[0x6000]#include "Init_Device.c"void main(void){Init_Device();while(1){C1=0; C2=0; C3=0; C4=0;}}2.1.4调试中遇到的问题刚开始调试的时候，我们用示波器观察CS0~CS5的波形，但是并没有得到正确的波形。
后经检查，发现老师提供的测试程序的译码地址与我们的硬件电路并不匹配，查电路设计图后，修改程序译码地址，最终得到正确波形。
完成了单片机模块的设计与调试。
表2. 1 常见故障及原因2.2模/数转换电路设计与实现2.2.1实验要求输入信号范围：0V~+5V分辨率：8bit精度：1LSB转换时间：< 1ms安装：独立电路板结构2.2.2设计方案本次设计AD转换电路采用芯片ADC0804，芯片主要参数如下：工作电压：+5V，即VCC=+5V。
模拟输入电压范围：0～+5V，即0≤Vin≤+5V。
分辨率：8位，即分辨率为1/2=1/256，转换值介于0～255之间。
转换时间：100us（fCK=640KHz时）。
转换误差：±1LSB。
参考电压：2.5V，即Vref=2.5V。
模数转换器，是将模拟电信号转变成计算机能识别的数字信号。
在模数转换中，应根据测量精度要求，考虑转换电路的精度和分辨率，并力求降低成本。
模数转换有多种方法可以实现，如采用电压/频率变换器，以频率或脉宽来计算温度，也可以采用A/D变换器或其它方法。
如采用A/D变换器，应考虑转换器输入阻抗和变送器输出阻抗对信号的衰减可能引起的测试误差，并尽量降低这一误差。
板间连接应注意保护。
根据课设要求，温度0～100 的变化是用电压0～5V 表示的，转成数字表示，即0～FFH。
AD电路模块电路图如图2.6所示图2. 6AD模块工作的时序图如图2.7所示。
图2. 72.2.3电路主要参数计算(1) 转换精度：A/D转换器也采用分辨率和转换误差来描述转换精度。
分辨率是指引起输出数字量变动一个二进制码最低有效位（LSB）时，输入模拟量的最小变化量。
他反映了A/D转换器对输入模拟量微小变化的分辨能力。
在最大输入电压一定时，位数越多，量化单位越小，分辨率越高。
转换误差通常用输出误差的最大值形式给出，常用最低有效位的倍数表示，反映A/D 转换器实际输出数字量和理论输出数字量之间的差异。
(2) 转换时间：转换时间是指转换控制信号（v L ）到来，到A/D 转换器输出端得到稳定的数字量所需要的时间。
转换时间与A/D 转换器类型有关，並行比较型一般在几十个纳秒，逐次比较型在几十个微秒，双积分型在几十个毫秒数量级。
实际应用中，应根据数据位数、输入信号极性与范围、精度要求和采样频率等几个方面综合考虑A/D 转换器的选用。
(3) 8位数模转换电路主要技术指标：分辨率 --- 8位：表示能够分辨的最小电压变化DATA 为 1 时的 Vi 表示最小电压变化误差 --- ±1LSB转换时间 --- 100微秒为便于各模块协调一致的工作，电路设计统一接口模式，方便调试与查错，模数装换模块安装接口如图2.8所示。