小型温度控制系统结题报告

目录

【摘要】--------------------------------------------------------------------------------------3 一．课题背景---------------------------------------------------------------------------4 二．需求分析---------------------------------------------------------------------------4 三．稳压电源---------------------------------------------------------------------------4 （一）方案（论证）设计----------------------------------------------------5

（二）电路（选择）设计----------------------------------------------------6

（三）原理分析-----------------------------------------------------------------6 四．变送器模块------------------------------------------------------------------------7 （一）电路（选择）设计----------------------------------------------------7

（二）原理分析-----------------------------------------------------------------7 五．驱动器模块------------------------------------------------------------------------7 （一）电路（选择）设计----------------------------------------------------7

（二）原理分析-----------------------------------------------------------------8 六．数模转换模块--------------------------------------------------------------------8 七．模数转换模块--------------------------------------------------------------------9 八．调试原理与方法----------------------------------------------------------------10 九．调试过程及数据与误差分析------------------------------------------------10 十．出现的问题分析及解决-------------------------------------------------------11 十一．结论--------------------------------------------------------------------------------- 12 十二．体会与建议-----------------------------------------------------------------------12

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。

本设计详细介绍了稳压电源与变送器电路的工作原理，硬件电路组成的思路。主要包括以下几个模块：稳压电源模块、变送器模块、A/D转换模块、D/A转换模块和变送器模块等组成。能够对环境温度随时随地检测与显示。

【关键词】：A/D转换、D/A转换、驱动器设计。

性能较好的稳压电源模块能够将市电220V转换为±5V和±12V为温度测量与控制系统提供稳定的电压。而变送器模块能准确地将传感器采集到的温度信息送到模数转换器，再由模数转换器将模拟信号转换为数字信号最终发送给单片机。对应的，数模转换器将单片机送出的控制信号通过驱动器控制器件。

图1.系统框图

一．要求分析

本系统虽然早已实际应用多年，但是对于初学反馈调节的本科生而言具有较高的了解价值，同时纵观现今社会发展现实，可以看出在至少将近几十年内还会继续拥有参考研究价值，因此这项实验不会和社会脱节，具有较为广泛的需求基础。

（一）直流稳压电源：

1.将市电220V转换为稳定的三组电源，其中有（+5V，1A）

(+12V,1A)(-12V,1A)

2.在安装调试过程中由于220V交流电源，必须注意单元。

（二）变送器：

1.为降低误差，在设计中要考虑电路元器件的温漂，时漂和噪声问题。

2.测量温度：0℃ ~ 100℃

3.输出电压：0 ~ 5V

4.测量误差：满刻度1%（0.05V或1 ℃ ）

5.负载阻抗： >1 MΩ

6.限制条件：0V ≤输出电压≤5V

7.安装：独立电路板结构

（三）数模转换模块：

1.输入范围：00H ~ 0FFH

2.对应输出： -10V~+10V

3.误差：1%FSR

4.响应时间：< 1ms

5.电源供电：+5V，±12V

（四）模数转换模块：

1.输入信号范围：0V~+5V

2.分辨率： 8bit

3.精度：1LSB

4.转换时间：< 1ms

（五）驱动器：

1.对应测量温度： 0~ 100℃

二．稳压电源：

（一）方案（论证）设计：

1.方案一：（1）线性稳压电路：

特点：a）利用晶体管进行电压调整

1）动态响应特性好

2）纹波、噪声小

b）电压调整晶体管工作在放大区

1)功耗大、发热量大

2)效率低

适用于低压差、小功率的场合