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《水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、讀懂的強(qiáng)大千萬(wàn)水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)以89c52單片機(jī)為核心，采用了溫度傳感器AD590，A/D采樣芯片ADC0804，可控硅MOC3041及PID算法對(duì)溫度進(jìn)行控制。該水溫控制系統(tǒng)是一個(gè)典型的檢測(cè)、控制型應(yīng)用系統(tǒng)，它要求系統(tǒng)完成從水溫檢測(cè)、信號(hào)處理、輸入、運(yùn)算到輸出控制電爐加熱功率以實(shí)現(xiàn)水溫控制的全過(guò)程。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了水溫的智能化控制以及提供完善的人機(jī)交互界面及多機(jī)通訊接口，系統(tǒng)由前向通道模塊（即溫度采樣模塊）、后向控制模塊、系統(tǒng)主模塊及鍵盤(pán)顯示摸塊等四大模塊組成。9溫度設(shè)定與電源控制單片機(jī)軟件控制續(xù)電器
2、控制交流電壓接通加熱電路模塊被加熱液體溫度測(cè)量A/D轉(zhuǎn)換顯示硬件電路設(shè)計(jì)與計(jì)算本電路總體設(shè)計(jì)包括五部分：主機(jī)控制部分（89C52）、前向通道（溫度采樣電路）、后向通道（溫度控制電路）、鍵盤(pán)和數(shù)字顯示部分。主機(jī)控制部分此部分是電路的核心部分，系統(tǒng)的控制采用了單片機(jī)89C52。單片機(jī)89C52內(nèi)部有8KB單元的程序存儲(chǔ)器及256字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。因此系統(tǒng)不必?cái)U(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器這樣大大的減少了系統(tǒng)硬件部分。溫度采樣電路系統(tǒng)的信號(hào)采集電路主要由溫度傳感器（AD590）、基準(zhǔn)電壓（7812）及A/D轉(zhuǎn)換
3、電路（ADC0804）三部分組成。電路圖如圖19圖1溫度采樣電路原理圖（1）AD590性能描述測(cè)量范圍在-50℃--+150℃，滿刻度范圍誤差為±0.3℃，當(dāng)電源電壓在5—10V之間，穩(wěn)定度為1﹪時(shí)，誤差只有±0.01℃。AD590為電流型傳感器溫度每變化1℃其電流變化1uA在35℃和95℃時(shí)輸出電流分別為308.2uA和368.2uA。（2）ADC0804性能描述ADC0804為8bit的一路A/D轉(zhuǎn)換器，其輸入電壓范圍在0—5v，轉(zhuǎn)換速度小于100us，轉(zhuǎn)換精度0.39﹪。滿足系統(tǒng)的要求。（3）電路原
4、理及參數(shù)計(jì)算溫度采樣電路的基本原理是采用電流型溫度傳感器AD590將溫度的變化量轉(zhuǎn)換成電流量，再將電流量轉(zhuǎn)換成電壓量通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器ADC0804將其轉(zhuǎn)換成數(shù)值量交由單片機(jī)處理。圖-2如上圖4-2-2圖中三端穩(wěn)壓7812作為基準(zhǔn)電壓，由運(yùn)放虛短虛斷可知運(yùn)放的反向輸入端ui的電壓為零伏，當(dāng)輸出電壓為零伏時(shí)，列出A點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)方程如下：…………………………………………………………….(1)由于系統(tǒng)控制的水溫范圍為35℃--95℃,所以當(dāng)輸出電壓為零伏時(shí)AD590的輸出電流為308.2uA,因此為了使Ui的電位為零
5、就必須使電流等于電流等于308.2uA,三端穩(wěn)壓7812的輸出電壓為12v所以由方程(1)得……………………………………(2)由方程(2)的取電阻R2=30k,R1=10k的電位器。又由于ADC0804的輸入電壓范圍為0—5v，為了提高精度所以令水溫為95℃時(shí)ADC0804的輸入電壓為5v（即Uo=5v）。此時(shí)列出A點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)方程如下:9………………………………………(3)當(dāng)水溫為95℃時(shí)AD590的輸出電流為368.2uA。由方程式（3）得R4+R5=83.33k因此取R5=81k,R5=5k的電位器。溫
6、度控制電路此部分電路主要由光電耦合器MOC3041和雙向可控硅BTA12組成。MOC3041光電耦合器的耐壓值為400v，它的輸出級(jí)由過(guò)零觸發(fā)的雙向可控硅構(gòu)成，它控制著主電路雙向可控硅的導(dǎo)通和關(guān)閉。100Ω電阻與0.01uF電容組成雙向可控硅保護(hù)電路。控制部分電路圖如圖（-3）。圖-3鍵盤(pán)與數(shù)字顯示部分在設(shè)計(jì)鍵盤(pán)/顯示電路時(shí)，我們使用單片機(jī)2051做為電路控制的核心，單片機(jī)2051具有一個(gè)全雙工的串行口采用串口，利用此串行口能夠方便的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制和顯示功能。鍵盤(pán)/顯示接口電路如圖4-4-1。9圖4鍵盤(pán)/
7、顯示部分電路圖4中單片機(jī)2051的P1口接數(shù)碼管的8只引腳，這樣易于對(duì)數(shù)碼管的譯碼，使數(shù)碼管能顯示設(shè)計(jì)者所需的各數(shù)值、小數(shù)點(diǎn)、符號(hào)等等。單片機(jī)2051的P3.3、P3.4、P3.5接3-8譯碼器74L138，譯碼器的輸出端直接接八個(gè)數(shù)碼管的控制端和鍵盤(pán)，鍵盤(pán)掃描和顯示器掃描同用端口這樣能大大的減少單片機(jī)的I/O，減少硬件的花費(fèi)。鍵盤(pán)的接法的差別直接影響到硬件和軟件的設(shè)計(jì)，考慮到單片機(jī)2051的端口資源有限，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)中將傳統(tǒng)的4*4的鍵盤(pán)接成8*2的形式（如圖4-4-2），鍵盤(pán)的掃描除了和顯示共用的8
8、個(gè)端外，另外的兩個(gè)端直接和2051的P3.2和P3.7相連。圖5鍵盤(pán)接線如圖5的接法已經(jīng)完全用完了單片機(jī)的15個(gè)I/O口，有效的利用了單片機(jī)的資源。軟件設(shè)計(jì)鍵盤(pán)顯示程序流程：9圖5-1-1中的設(shè)定水溫、顯示溫度、確定、取消、清零、輸出，均為各種子程序，1、2、3、4、5、6代表個(gè)子程序的應(yīng)用程序。6．2主程序流程圖：9主程序流程圖如圖5所示，程序主要完成以下的幾部分任務(wù)：（1）初始化設(shè)定各參數(shù)的初始值，設(shè)定各中斷及定時(shí)器。65
