溫度控制系統(tǒng)設(shè)計

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1、新疆工業(yè)高等專科學(xué)校實訓(xùn)報告1溫度控制系統(tǒng)設(shè)計目的及意義通過對溫度控制通信系統(tǒng)的設(shè)計、制作、了解信息采集測試、校準(zhǔn)、控制及通信的全過程，提高在電子工程設(shè)計和實際操作方面的綜合能力，初步培養(yǎng)在完成工程項目中所應(yīng)具備的基本素質(zhì)和要求。培養(yǎng)研發(fā)能力，通過對多個電子電路的設(shè)計，初步掌握在給定條件和要求的情況下，如何達到以最經(jīng)濟實用的方法、巧妙合理地去設(shè)計工程系統(tǒng)中的某一部分電路，并將其連接到系統(tǒng)中去。培養(yǎng)團隊精神，科學(xué)的、實事求是的工作方法，提高查閱資料、語言表達能力和理論聯(lián)系實際的技能。1.1溫度控制系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容：1.直流穩(wěn)壓電源的制作，調(diào)試，校準(zhǔn)。2.溫度變送器的制作，調(diào)試。3.驅(qū)動電

2、路的制作，調(diào)試，校準(zhǔn)。4.講解數(shù)字電路的調(diào)試方法和故障分析。5.模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計，制作，調(diào)試，校準(zhǔn)。6.單片機硬件電路的設(shè)計，制作，調(diào)試及編程。7.顯示電路的設(shè)計，制作，調(diào)試。8.數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計，制作，調(diào)試，校準(zhǔn)。9.將各部分聯(lián)入系統(tǒng)，系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，完成功能。1.2設(shè)計綜述：1.實現(xiàn)LED顯示器對外界溫度的顯示系統(tǒng)通過溫度傳感器，將外界的溫度信號（溫度范圍0℃—100℃）轉(zhuǎn)換成與之一一對應(yīng)的模擬電流信號（273μA—373μA），再經(jīng)過溫度變送器，使模擬電流信號再轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號（0V—5V）。在此，模擬電壓信號與模擬電流信號也是一一對應(yīng)的。模擬電壓信號再通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D

3、轉(zhuǎn)換），轉(zhuǎn)換為00H—FFH的數(shù)字信號，最后送入單片機芯片。單片機通過執(zhí)行程序指令，對模數(shù)轉(zhuǎn)換器送來的數(shù)字量數(shù)據(jù)進行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)送入顯示電路，最終使外界的真實溫度顯示在LED顯示器上，實現(xiàn)溫度顯示功能。2.過鍵盤輸入實現(xiàn)對溫度的設(shè)定控制在鍵盤上輸入溫度值（溫度范圍0℃～100℃），系統(tǒng)接收輸入數(shù)據(jù)，并通過中斷向CPU送入設(shè)定溫度數(shù)據(jù)，CPU將送入的數(shù)據(jù)與傳感器溫度相比較，并進行處理（設(shè)定溫度與傳感器溫度相減），最后將處理后的數(shù)據(jù)（相減之差）通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器（AD轉(zhuǎn)換）、驅(qū)動器向電熱機輸出正負電壓，驅(qū)動電熱機加熱或制冷（正電壓加熱、負電壓制冷），導(dǎo)致傳感器溫度變化。CPU采集

4、已變化的傳感器溫度信號，并再與設(shè)定溫度比較（相減），用處理后的數(shù)據(jù)（相減之工業(yè)電氣自動化04-28班第1頁PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com溫度系統(tǒng)的智能控制差）驅(qū)動電動機，加熱或制冷,這樣循環(huán)下去，直到傳感器溫度與設(shè)定溫度相同（相減為0），實現(xiàn)設(shè)定溫度的控制、顯示。設(shè)計原理框圖設(shè)計任務(wù)如下：圖1.5.1自動溫度控制系統(tǒng)總流程圖工業(yè)電氣自動化04-28班第2頁PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校實訓(xùn)報告2設(shè)計原理與參數(shù)

5、計算2.1直流穩(wěn)壓電源及傳感器直流穩(wěn)壓電路實際上就是將外來的220V交流電源經(jīng)過電源變壓器，整流電路，濾波元件，穩(wěn)壓電路幾部分電路，變?yōu)橄到y(tǒng)所需要的＋5V、±12V的直流電源。設(shè)計電路如下：R?1RES2780513+5VVin+5VT14-+2C45VGNDC1GND470uF220uF23781213+12VR?Vin+12V220V3RES2T2C2GNDC5220uF470uF2+-4212VGND1C3C6R?1220uF470uFRES2GND23Vin-12V-12VTitle圖2.1.1-直流穩(wěn)壓電源電路電路中，T1、T2為變壓器，它將交流電從220V下降到幾伏或幾

6、十伏。FUSE1、FUSE2、FUSE3為保險管，用來保護電路中各個器件不因線路接錯或器件接錯而導(dǎo)致電流過大而被燒壞。B1,B2為橋式整流電路，起作用時將交流電壓變成脈動的直流電壓。C1、C2、C3分別起濾波作用，它們可以使從整流橋出來的含有較大波紋的脈動電壓變的平滑，再通過三端固定式集成穩(wěn)壓器7805、7812、7912，可分別得到＋5V、±12V的直流電壓，這樣就得到了（＋5V,1A）、（＋12V,1A）、（－12V,1A）三組電源。溫度傳感器是一種將溫度信息轉(zhuǎn)化為電量信號的器件，合理選擇傳感器能夠減小系統(tǒng)的誤差。本系統(tǒng)所測量的是外界溫度，溫度在0℃～100℃之間，范圍不是很寬

7、；精度在±2℃以內(nèi)，要求也不是很高，所以我們選擇了價格低廉的集成型溫度傳感器AD590。AD590溫度傳感器只需在工作端加一定工作電壓就可以工作。其工作電壓范圍4V～30V，測量范圍在－55℃～＋150℃之間。當(dāng)外界溫度為0℃時，AD590的輸出電流為273uA；當(dāng)外界溫度為100℃時，AD590的輸出電流為373uA。并且，在此范圍內(nèi)溫度與輸出電流呈線性關(guān)系，外界溫度每增加1℃，輸出電流就增加1uA。下圖為位AD590地視圖：工業(yè)電氣自動化04-28班第3頁PDFc