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《基于lpc的溫度模糊控制系統(tǒng)的設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、基于LPC2124的溫度模糊控制系統(tǒng)的設計物理與電子信息學院嵌入式系統(tǒng)課程設計成績評定表2014年1月15日嵌入式系統(tǒng)課程設計報告專業(yè)班級：電信本一班學生姓名：學號：指導教師：設計時間：2014年6月一、設計任務級要求1．設計要求?采用Pt100溫度傳感器，測溫范圍0~100℃?系統(tǒng)可設定溫度值?設定溫度值與測量溫度值可實時顯示?控溫精度：±0.5℃2.設計任務?擬定電路?編制軟件流程圖及給出系統(tǒng)軟件主要部分的源程序二、方案設計與論證方案一：基于ＦＰＧＡ的模糊溫度控制系統(tǒng)設計，采用以溫度偏差及溫度偏差變化率作為輸入，以５００Ｈｚ調制信號的占空比為輸出量
2、的二維模糊控制器結構，溫度偏差的模糊化溫度偏差error＝設定溫度T0－測量溫度Ｔｔ，因為設定溫度的范圍在40～45℃，而測量溫度的范圍在25～45℃，那么溫度偏差error的基本論域Ｅ為［－5℃，＋20℃］，將其劃分為10個模糊子集。其方寬圖如下：實際溫度值由鉑熱電阻恒流工作調理電路進行測量。為了克服熱電阻的非線性特點，在信號調理電路中加入了負反饋的非線性校正網(wǎng)絡，調理電路的輸出電壓由片內(nèi)10位A/D轉換后送入LPC2124，在LCD顯示測量的溫度值。輸入的設定值由兩位的獨立式鍵盤電路進行調整，可對設定值進行加1/減1操作，送入LPC2124，仍在L
3、CD上顯示。本系統(tǒng)的模糊控制算法由LPC2124和程序來實現(xiàn)。先由溫度采樣與設定值一家之言差求出溫度誤差，進一步求出誤差變化率，經(jīng)量化及限幅子程度處理，得到誤差語言變量E和誤差變化率語言變量EC，直接查詢模糊控制表就可獲得控制量U，然后由定時子程序處理，發(fā)出控制信號，從而控制輸出功率。若溫度偏高，則控制風扇使其降溫，達到控制溫度的目的。三、硬件設計１）鉑熱電阻測溫調理電路恒流源驅動電路本系統(tǒng)采用恒流工作調理電路，鉑熱電阻選用標稱值為１００Ω的Pt100作為溫度傳感器，其物理、化學性能在高溫和氧化性的介質中非常穩(wěn)定，在-259.34~630.74℃溫域內(nèi)
4、，可作為溫度標準。A1、A2和A3采用低漂移運放OP07A,由于有電流流經(jīng)鉑熱電阻傳感器，所以當溫度為0℃時，在鉑熱電阻傳感器上有電壓降，這個電壓為鉑熱電阻傳感器的集團電壓，是運放A1輸出電壓的一部分，使恒流工作調理電路的輸出實際不為0。2）時鐘電路如圖所示，LPC2124芯片內(nèi)部設有一個反相放大器所構成的振蕩器，XRAL1和XRAL2分別為振蕩電路的輸入端和輸出端，時鐘可以由內(nèi)部或外部產(chǎn)生，在XRAL1和XRAL2引腳上外接定時器件，內(nèi)部振蕩電路就會產(chǎn)生自激振蕩。本系統(tǒng)采用的定時器件為石英晶體和電容組成和關聯(lián)諧振回路。晶振回路。晶振頻率選擇11.05
5、92MHz,C1、C2的電容值取30pF，電容的大小可起頻率微調的作用。５）溫度控制電路本系統(tǒng)中控制核心電路（控制加熱絲加熱電路）采用由過零檢測晶閘管觸發(fā)器件MOC3061組成的觸發(fā)電路，此器件專門用于設計雙向晶閘管觸發(fā)器。當LED導通發(fā)射紅外線且過零電路檢測輸出端的交流電壓過零時，光控雙向晶閘管被觸發(fā)導通，否則關斷。MOC3061組成的角發(fā)電路圖中MOC3061的輸出端的最大額定電壓是600V，最大重復浪涌電流為1A，電壓上升率（dU/dt）約為600V/μs,最大可達1500V/μs,輸入和輸出間隔電壓大于7500V，輸出控制電流為15mA。（1）
6、輸入限流電阻RIN。一般來說，當LED中的下身電流IF大于或等于IFT（MOC3061）的IFT=15mA）時，光控雙向晶閘管保證觸發(fā)。在實際設計中，運行時的IF取IFT與最大IF（60mA）之間的值。圖中當P3.4端為低電平時，MOC3061輸入電流約為17mA,在4和6輸出端之間電壓過零時，內(nèi)部光控雙向晶閘管導通，觸發(fā)外部雙向晶閘管KS導通；當P3.4為高電平時，雙向晶閘管KS關斷。設LED導通壓降為1.3V，7407低電平為0.3V，則有RIN=(5V-1.3V-0.3V)/17mA=200Ω（2）輸出限流電阻R。R是MOC3061的限流電阻，用
7、于限制流經(jīng)MOC3061的輸出端的電流最大值不超過1A。MOC3061的過零檢測電壓為20V，所以對于電阻性負載，R即會稍大于20Ω。如果是電感性負載，由于電感的影響，觸發(fā)外部雙向晶閘管KS的時間會延長，流經(jīng)MOC3061輸出端的電流會增加，故增大R值，R的取值由下式計算R=Up/Ip=(220*1.414)/1A=311Ω取值稱值300Ω。由于R的加入，使觸發(fā)電路有一個最小觸發(fā)電壓，低于該電壓，外部晶閘管不導通，直到高于該電壓才導通。R增大時，最小觸發(fā)電壓增大。（3）功率晶閘管的門極電阻RG，電阻RG可防止誤觸發(fā)，提高搞干擾能力，一般取300~500
8、Ω。（4）吸收回路RS和CS。RS和CS吸收回路接在雙向晶閘管的陽極和陰極之間，用業(yè)防止電源的
