計(jì)算機(jī)溫度控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書.doc

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1、......目錄摘要21.設(shè)計(jì)目的32.設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)指標(biāo)33.總體方案設(shè)計(jì)34.硬件選擇以及相關(guān)電路設(shè)計(jì)44.1溫度傳感器的選擇44.2模數(shù)轉(zhuǎn)換器54.2.1ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)64.2.2信號(hào)引腳74.2.3工作時(shí)序與使用說(shuō)明84.3控制器89C51104.4數(shù)碼管顯示電路114.4.1LED數(shù)碼管的組成114.4.2數(shù)碼管顯示方式125.PID控制算法146.各子程序流程圖156.1PID控制程序流程圖156.2A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖156.3顯示程序流程圖166.4溫度控制總程序流程圖16心得體會(huì)17參考文獻(xiàn)18附錄1：溫度控制系統(tǒng)總電路圖19附錄2：溫度控制系統(tǒng)程序清單21摘要

2、溫度控制是工業(yè)學(xué)習(xí)好幫手......生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常遇到的過(guò)程控制，有些工藝過(guò)程對(duì)其溫度的控制效果直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，因而設(shè)計(jì)一種較為理想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價(jià)值的。本設(shè)計(jì)介紹了以AD590集成溫度傳感器為采集器、AT89C51為控制器、ADC0809為A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)溫度進(jìn)行智能控制的溫度控制系統(tǒng)。其主要過(guò)程如下：利用傳感器對(duì)將非電量信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)再入A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，傳遞給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并向外圍設(shè)備發(fā)出控制信號(hào)。論文首先介紹了單片機(jī)控制系統(tǒng)的整體方案設(shè)計(jì)及原理，然后具體介紹了控制系統(tǒng)的溫度傳感器部分、A/D轉(zhuǎn)換部分、控制器89C51部分以及數(shù)碼管顯示和鍵盤控

3、制部分，接著相信介紹了溫度控制系統(tǒng)各個(gè)單元電路的設(shè)計(jì)，最后闡述了溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的主程序和各個(gè)子程序。關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)89C51溫度傳感器A/D轉(zhuǎn)換器溫度控制計(jì)算機(jī)溫度測(cè)控系統(tǒng)學(xué)習(xí)好幫手......1.設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)制作和調(diào)試一個(gè)由工業(yè)控制機(jī)控制的溫度測(cè)控系統(tǒng)。通過(guò)這個(gè)過(guò)程學(xué)習(xí)溫度的采樣方法，A/D變換方法以及數(shù)字濾波的方法。通過(guò)實(shí)踐過(guò)程掌握溫度的幾種控制方法，了解利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。2.設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)指標(biāo)1、每組4～5同學(xué)，每個(gè)小組根據(jù)設(shè)計(jì)室提供的設(shè)備及設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)出實(shí)際電路組成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)溫度測(cè)控系統(tǒng)。2、根據(jù)設(shè)備情況以及被控對(duì)象，選擇1～2種合適的控制算法，框圖

4、和源程序，并進(jìn)行實(shí)際操作和調(diào)試通過(guò)。編制程序溫度指標(biāo)：60～80℃之間任選；偏差：1℃。3.總體方案設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集、信號(hào)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等模塊構(gòu)成。設(shè)計(jì)思想是通過(guò)溫度傳感器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鳎妷海┬盘?hào)，但我們要知道經(jīng)溫度變化引起電流（電壓）信號(hào)的改變是非常小的，此時(shí)如果被模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集的話效果是非常不明顯的，因此我們將其通過(guò)一個(gè)信號(hào)放大模塊進(jìn)行放大。再通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器后送入單片機(jī)AT89C51，而單片機(jī)通過(guò)PID算法控制烘箱的電爐加熱，并且使數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)溫度，從而實(shí)現(xiàn)溫度的高精度控制。4.硬件選擇以及相關(guān)電路設(shè)計(jì)4.1溫度傳感器的選擇傳感器的選取目前市場(chǎng)上溫度傳感器繁多就此我

5、們提出了以下三種選取方案：學(xué)習(xí)好幫手......方案一：選用鉑電阻溫度傳感器，此類溫度傳感器在各方面特性都比較優(yōu)秀，但其成本較高。方案二：采用熱敏電阻，選用此類元器件有價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，但由于熱敏電阻的非線性特性會(huì)影響系統(tǒng)的精度。方案三：選用美國(guó)AnalogDevices公司生產(chǎn)的二端集成電流傳感器AD590，此器件具有體積小、質(zhì)量輕、線形度好、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。其測(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℃，其各方面特性都滿足此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。比較以上三種方案，方案三具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，因此此次設(shè)計(jì)選用方案三。圖

6、4-1溫度采集電路選用溫度傳感器AD590，AD590具有較高精度和重復(fù)性（重復(fù)性優(yōu)于0.1℃，其良好的非線形可以保證優(yōu)于0.1℃的測(cè)量精度，利用其重復(fù)性較好的特點(diǎn)，通過(guò)非線形補(bǔ)償，可以達(dá)到0.1℃測(cè)量精度）。超低溫漂移高精度運(yùn)算放大器OP-07將“溫度-電壓”信號(hào)放大。便于A/D進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以提高溫度采集電路的可靠性。集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓輸出和電流輸出兩種。電壓輸出型的靈敏度一般為10mV/K，溫度0℃時(shí)輸出為0，溫度25℃時(shí)輸出為2.982V。電流輸出型的靈敏度為1μA/K。這樣便于A/D轉(zhuǎn)換器采集數(shù)據(jù)。學(xué)習(xí)好幫手......4.2模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809是M美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體

7、公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs左右。是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯片。圖4-2ADC0809引腳圖4.2.1ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這是一種經(jīng)濟(jì)的多路數(shù)據(jù)采集方法。地址鎖存與譯碼電路完成