没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
电热箱单片机的温度控制系统设计方案.pdf
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 193 浏览量
2023-05-07
08:45:26
上传
评论
收藏 1.1MB PDF 举报
温馨提示
试读
29页
电热箱单片机的温度控制系统设计方案.pdf
资源推荐
资源详情
资源评论
电热箱单片机的温度控制系统设计方案
学生 所在班级 电气 导师 导师职称 副教授
论文题目 电热箱单片机温控系统设计
题目
分类
1.应用与非应用类:〇工程 〇科研 〇教学建设 〇理论分析〇模拟
2.软件与软硬结合类:〇软件〇硬件〇软硬结合〇非软硬件
(1、2 类中必须各选一项适合自己题目的类型在〇打√)
主要研究容及指标:
电热箱用电热丝加热, 温度探头感应出电热箱中的温度, 放大器将温度信号传输给 A/ D
转换器, A/ D 转换器把温度信号转换成数字信号,这个数字信号输入单片机与人为设定的
温度值进行比较后发出控制信号,经光电隔离器去驱动双向可控硅以调节加在电热丝上的
电压,从而控制电热箱的温度。
主要参考文献:
[1]何立编 .单片机应用与设计 .:航空航天大学, 2000.8
[2]何立编 .单片机应用技术选编( 1)~( 7).:航空航天大学, 1993 ~1999
[3]胡健主编 .单片机原理及接口技术实践教程 .:机械工业, 2004
[4]
AT89C51 DATA SHEEP Philips Semiconductors 1999.dec
[5]肖洪兵 .胡辉 .郭速学编著 .跟我学单片机 .:航空航天大学, 2002.8
阶段规划:
1.8-3.1:查阅有关技术资料,构思设计方案。
3.3-3.15 :开题报告。
3.16 -3.20 :硬件电路设计。
3.21 -4.20 :完成毕业设计,准备第一次论文答辩。
5.1-6.3: 完善毕业设计,准备第二次论文答辩(如第一次答辩未通过) 。
开题时间 2008.3.3 完成论文时间 2008.6.3
专家审定意见:
系主任签字:
年 月 日
注: 1.任务书由指导教师填写后交给学生,要求学生妥善保存。
2.此任务书夹于论文扉页与论文一并装订,作为论文评分依据之。
温度是生活及生产中最基本的物理量,它表征的是物体的冷热程度。自
然界中任何物理、化学过程都紧密地与温度相联系。在很多生产过程中,温
度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能
源等重大技术经济指标相联系。而且在我们的日常生活中也使用微波炉、电
烤箱、电热水器、空调等家用电器,温度与我们息息相关。另外在各高等院
校的实验室中,无不将温度作为被控参数,构成微机测控系统,供学生作综
合实验或课程设计。可见温度控制电路广泛应用于社会生活的各个领域,所
以对温度进行控制是非常有必要和有意义的。
温度测控技术包括温度测量技术和温度控制技术两个方面。
在温度的测量技术中,接触式测温发展较早,这种测量方法的优点是 :简
单、可靠、低廉,测量精度较高,一般能够测得真实温度 ;但由于检测元件热
惯性的影响,响应时间较长,对热容量小的物体难以实现精确的测量,并且
该方法不适宜于对腐蚀性介质测温,不能用于极高温测量,难于测量运动物
体的温度。非接触式测温是通过对辐射能量的检测来实现温度测量的方法,
其优点是不破坏被测温场,可以测量热容量小的物体,适于测量运动温度,
还可以测量区域的温度分布,响应速度较快。但也存在测量误差较大,结构
复杂,价格昂贵等缺点。因此,在实际的测量中,要根据具体的测量对象选
择合适的测量方法,在满足测量精度要求的前提下尽量减少人力和物力的投
入。
温度控制技术按照控制目标的不同可分为两类 :动态温度跟踪与恒值温
度控制。动态温度跟踪实现的控制目标是使被控对象的温度值按预先设定好
的曲线进行变化。在工业生产中很多场合需要实现这一控制目标,如在发酵
过程控制,化工生产中的化学反应温度控制, 冶金工厂中燃烧炉中的温度控
制等。恒值温度控制的目的是使被控对象的温度恒定在某一数值上,且要求
其波动幅度 (即稳态误差 )不能超过某一给定值。 本课题所研制的电热器单片
机温控系统就是要实现恒值温度控制的要求, 故以下仅对恒值温度控制进行
讨论。
本设计所研究的主要容以 AT89C51 为核心组建测控系统,它必须快速准确
采取各种待测参数转化为数字量。由于要求的精度很高,采集系统应尽可能
的排除谐波干扰,充分利用高精度 A/D器件的性能,提高所测物理量的精度。
该单片机控制系统功能:温度探头( AD590 )感应出电热箱中的温度,放大
器将温度信号传输给 A/ D 转换器, A/D 转换器把温度信号转换成数字信号,
这个数字信号输入单片机与人为设定的温度值进行比较后发出控制信号, 经
光电隔离器去驱动双向可控硅以调节加在电热丝上的电压, 从而控制电热箱
的温度。
1 绪论
1.1 课题背景
对电热箱的温度控制以往主要采用常规仪器仪表加接触器的断续控制
方法 ,装置多、体积大、温度控制精度低。采用单片机实现温度控制则可以
大大提高温度控制系统的性能价格比,且易于推广应用等显著优点。
1.2 选题意义
温度在工业控制中是个很重要的参数 ,特别在冶金、机械、食品、化工
等工业中 ,对工件的处理温度都要求严格控制 ,对于温度的精确度和稳定性
均有较高的要求。
在此项课题中有以下技术指标要求 :
①.温度最高可加热到 100℃,并在此温度下保持恒定,控制其最大温
差不超过 1℃。
②.根据用户要求,使系统对该电热箱控制的恒定温度在 0℃~ 100℃围,
做到能够进行自动识别和连续可调的功能。 并能使各恒温点的控制精度保持
在±1℃。
③.对电热箱的温度进行实时监测和实时显示。
④.装置整机体积小、灵敏度高、性能可靠。
这种单片机控制方案可大提高工作效率和控制精度 ,有助于自动化水平
的提高 ,具有良好的经济效益和推广价值。
2 系统的总体设计
2.1 系统功能及其工作原理
该电热箱具有以下功能: (1)使用高清晰度数码管实时显示电热箱温度,
围 0℃~ 100℃;(2)可用键盘方便地设定所需温度值,并显示设定的温度;
(3)按设定温度加热到相应温度,并具有保温功能。系统利用集成温度传感
器 AD590 完成温度测量并转换成模拟电压信号,经由 A/D 转换器 ADC0804
转换成数字信号送到 AT89C51 单片机中,单片机将采集到的温度值与通过键
盘设定的温度值进行比较,来控制加热器的开断,同时将温度值实时显示在
LED 显示器上。
2.2 系统基本组成方框图
此电热箱的温控系统框图如下图 1。
键盘温度设定电路
ADC0804 模数转换
AT89C51
AD590 测温放大电路
图 1 系统基本组成框图
数字温度显示电路
加热控制电路
复位电路
从图中可以看出,系统主要功能模块分为 3 类:
①.数据采集:是指在单片机的控制下,使用功能传感器完成特定信号
的测量和数据采集的功能。 传感器将采集到的信号和数据传输到单片机中进
行处理。
②.结果显示:是指单片机将采集到的数据发送到液晶显示模块,并控
制液晶显示模块按照一定的格式将其显示的功能。
操作输入:是指操作者或其他器件向单片机发送控制指令,用来控制仪器的
模式,该指令一般通过键盘输入。单片机在控制指令的要求下,完成一定功
能,如进行信号测量、数据显示等。
③.控制执行:是指单片机控制执行器件的通断电,从而实现对被控量
稳定、有序、规则的控制。
除了上述 3 个主要功能模块外,还有电源模块,用来提供 +5V 和±12V
直流电压。
3 系统硬件电路设计
3.1AT89C51 单片机
ATMEL 公司的生产的 AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存
储器( FPEROM —Flash Programmable and Erasable Read Only Memory )的
低电压,高性能 CMOS 8 位微处理器,俗称单片机。该器件采用 ATMEL 高密
度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相
兼容。 ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器,具有低功耗,速度快,程序
擦写方便等优点,完全满足本系统设计需要。 AT89C51 单片机为很多嵌入式
控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图 2 所示。
.
1
2
3
4
5
6
7
8
1 3
1 2
1 5
1 4
3 1
1 9
1 8
9
1 0
1 1
2 0
.
P1. 0 /T
P1. 1 /T
P1. 2
P1. 3
P1. 4
P1. 5
P1. 6
P1. 7
P3. 3 /INT1
P3. 2 /INT0
P3. 5 /T1
P3. 4 /T0
EA/VPP
X1
X2
RESET
P3. 0 /RXD
P3. 1 /TXD
GND
P0. 0
P0. 1
P0. 2
P0. 3
P0. 4
P0. 5
P0. 6
P0. 7
RD/P3.7
WR/P3.6
P2. 0
P2. 1
P2. 2
P2. 3
P2. 4
P2. 5
P2. 6
P2. 7
VCC
3 9
3 8
3 7
3 6
3 5
3 4
3 3
3 2
1 7
1 6
2 1
2 2
2 3
2 4
2 5
2 6
2 7
2 8
4 0
3 0
2 9
.
.
AT89C51
ALE/PROG
PSEN
图 2 AT89C51 单片机引脚图
主要特性:与 MCS-51 兼容 ;4K 字节可编程闪烁存储器 ;寿命:1000
写/擦循环;数据保留时间: 10 年;全静态工作: 0Hz~24Hz ;三级程序存
储器锁定;128×8 位部 RAM;32 可编程 I/O 线;两个 16 位定时器 /计数器;
5 个中断源 ;可编程串行通道;低功耗的闲置和掉电模式;片振荡器和时
钟电路。
本系统选择 AT89C51 作为主控制器, P0 口作为 ADC0804 转换数据的输
入端。P2.0 接 ADC0804 的 INTR 端检测数据转换是否结束, P2.6 、P3.0、P3.1
口经 74LS164 串行输出显示数据到数码管, P1 口用来连接独立式键盘,实
现电热箱温度的动态设定。 P2.7 用于控制加热器电路的通断, P3.6 用于控
制 ADC 转换器的启动, P3.7 用于控制读取 ADC 的转换结果。
剩余28页未读,继续阅读
资源评论
hhappy0123456789
- 粉丝: 61
- 资源: 5万+
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
- 写入三菱plcD位寄存器的值
- 确保你的操作系统符合Docker的要求 Docker支持的操作系统包括Ubuntu、Debian、CentOS、Fedora和m
- 确保你的操作系统符合Docker的要求 Docker支持的操作系统包括Ubuntu、Debian、CentOS、Fedora和m
- HDMI 虚拟软件欺骗器
- 确保你的操作系统符合Docker的要求 Docker支持的操作系统包括Ubuntu、Debian、CentOS、Fedora和m
- 读取三菱PLC D位寄存器
- HDMI edid 编辑工具
- 要在你的计算机上安装Docker,你可以按照以下步骤进行:
- 要在你的计算机上安装Docker,你可以按照以下步骤进行:
- html加JavaScript进行表单验证
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功