智能化温度测量仪

《过程控制系统》课程设计设计题目：智能化温度测量仪设计

学生：

专业：测控技术与仪器

班级学号：

指导教师：吕江涛

设计时间：2012.6.17-2012.6.29

东北大学秦皇岛分校自动化工程系《过程控制系统》课程设计任务书

专业测控技术与仪器班级姓名

设计题目：智能化温度测量仪设计

一、设计实验条件

过程控制系统实验室实验系统

二、设计任务

1、温度传感器采用AD590，单片机为核心温度控制系统。系统主要由温度传感器，单片机控制系统、锅炉温度对象、执行器（查找资料自己选择）等组成.

2、写出温度测量过程，绘制温度测量仪组成框图

3、（1）系统硬件电路设计

单片机采用89S52；共阴极数码管，A/D采用ADL7315。

（2）编制温度测量程序：软件采用模块化程序结构设计,由温度采集程序、

温度校准程序与测量程序三部分组成。

三、设计说明书的内容

1、设计题目与设计任务（设计任务书）

2、前言（绪论）(设计的目的、意义等)

3、主体设计部分

4、参考文献

5、结束语

四、设计时间与设计时间安排

1、设计时间：2周

2、设计时间安排：

熟悉实验设备、实验、收集资料：4天

设计计算、绘制技术图纸：4天

编写课程设计说明书：5天

答辩：1天

目录

一概述 (4)

1 引言 (4)

2 设计要求 (5)

3工作原理 (5)

4方案设计 (6)

二系统硬件设

计 (7)

1 单片机控制模块 (7)

2 AD590温度采集模块 (8)

3 A/D转换模块 (10)

4 键盘扫描模块…………………………………………

5 报警电路………………………………………………

6 温度控制器件电路……………………………………

7 接口通信电路…………………………………………

8 电源输入部分…………………………………………

三程序设计………………………………………………..

1 程序结构分析…………………………………………

2 程序流程图……………………………………………

四结束语…………………………………………………………………………………..

五参考文

献………………………………………………………………………………….

六附录……………………………………………………………………………………..

前言

【摘要】：本课题介绍了以AT89S52单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片AD590采集，并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路、温度显示电路、报警电路和一些接口电路。单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的。文中还以图文并茂的方式着重介绍了各部分的电路组成和软件设计部分，在这里采用模块化结构，主要模块有：主程序、数码管显示子程序、键盘扫描及按键处理子程序、温度设定子程序、以及有关DS1820的程序。

【关键词】：S52单片机；温度；AD590 ; 温度采集；温度控制

一概述

1 引言

在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。温度对于工业如此重要，由此设计一个具有高可靠性，灵活姓方便性和有高的测量精度和分辨率，测量范围大；抗干扰能力强，稳定性好；信号易于处理、传送和自动控制；便于动态及多路测量，读数直观；安装方便，维护简单的温控是很有必要的。所以采用AT89S52单片机和AD590传感器构成测温系统来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等以上优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。针对目前市场的现状，本课题提出了一种可满足要求、可扩展的并且性价比高的单片机测温系统。

2 设计要求

设计基于单片计算机的温度控制器，用于控制温度。具体要求如下:

1. 自动检测温度并用LED显示；

2. 键盘实现测温、设温、控温等功能切换；

3. A/D转换，温度以℃为单位；

4. 温度测量和控制范围：0~99℃；

5. 温度控制精度：±1℃；

6. 要求能够和上位机进行通讯或实现数据存储；

7. 要求仪表工作稳定、可靠、控制实时准确。

8. 超调量σ%≤20%

9. 温度误差≤±0.5℃

10. 人-机对话方便

3 工作原理

温度传感器AD590从设备环境的不同位置采集温度，单片机AT89S52 获取采集的温度值，经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值，再根据当前设定的温度上下限值，通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处理后超过设定温度的上限时，单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备(压缩制冷器) ，当采集的温度经处理后低于设定温度的下时, 单片机通过三极管驱动继电器开启升温设备(加热器) 。

当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障，或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候，单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声。

系统中将通过串口通讯连接PC机存储温度变化时的历史数据，以便观察整个温度的控制过程及监控温度的变化全过程。

系统结构框图及工作原理