简易数字温度装备报告.docx
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简易数字温度装备报告.docx
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简易数字温度装备报告
电子系统综合设计报告
姓名:
学号:
专业:
通信工程
日期:
2014-3-30
南京理工大学紫金学院电光系
引言
温控仪是调控一体化智能温度控制仪表,它采用了全数字化集成设计,具有温度曲线可编程或定点恒温控制、多重PID调节、输出功率限幅曲线编程、手动/自动切换、软启动、报警开关量输出、实时数据查询、与计算机通讯等功能,将数显温度仪表和ZK晶闸管电压调整器合二为一,集温度测量、调节、驱动于一体,仪表直接输出晶闸管触发信号,可驱动各类晶闸管负载。
YWK-CT温度控制器采用智能PID控制,当通过热电偶(热电阻)采集的被测温度偏离所希望的给定值时,YWK-CT温度控制器可根据测量信号与给定值的偏差进行比例(P)、积分(I)、微分(D)运算,从而控制继电器通断比率,促使测量值恢复到给定值,达到自动控制的效果;控制器还具有上、下限温度告警和继电器输出功能,性价比高,可广泛用于电力、化工、注塑、包装、食品等企业。
此次设计温控仪主要想用温度传感器采集当前温度,在数码管上显示。
通过这次课程设计锻炼我们的单片机应用能力以及对电子设备的实际操作能力,也可以说是为最后的毕业设计做铺垫。
希望通过这次设计,能让自己对电子设计有更清晰的概念,而不是纸上谈兵。
能够让所学与实际相结合。
数字温度控制装置工作原理
调理电路转换将电阻变化转换为成电压量:
通过传感器对温度的感知,当温度变化时,它的电阻量也改变,从而桥电路一端的电压改变,然后放大器输出端的电压改变,有公式
。
A/D电路:
单片机只能处理二进制信号,因此必须用A/D转换电路将纹理电路输出的模拟量转换成数字量,供单片机处理。
在电路中将ADDA、ADDB、ADDC接地,使得AD电路用IN0通道采集数据。
单片机:
作为设计核心,协调各功能模块,是软件载体。
将AD传过来的电压通过公式转换为温度。
将实际测得的温度与设置的预设温度能在数码管上显示。
温度+、温度-键可通过外部中断INT0和INT1改变标准温度值,通过单片机的T0、T1口的输出值控制LED灯的亮灭,如果实际温度小于预设温度时,绿灯会亮;如果实际温度大于预设温度时,红灯会亮。
ULN2003APG电路:
放大电流,与数码管联接以驱动四段八位数码管。
总体设计要求
(1)测量范围:
-20℃~+100℃;
分辨率:
1℃;
(2)温度采样时间:
500ms~1min(可调);
(3)实时温度显示(四位数码管);
(4)实时温度控制(通风及加热负载);
(5)超温声、光报警;
(6)上下限温度值设定(温度+、温度-键、菜单键、确认键);
(7)通信接口RS232;
波特率:
9600。
总体方案设计
总体设计流程
温控仪原理图
理论分析与计算
利用桥式整流电路实现电阻值到电压值的转换,并用OP07放大电压。
用温度计和电压表测得OP07的输出端电压与温度的关系。
温度与电压的关系:
温度分段与电压的拟合曲线:
(25℃到40℃)
温度分段与电压的拟合曲线:
(45℃到60℃)
温度分段与电压的拟合曲线:
(65℃到80℃)
系统程序流程图
数码管显示代码流程图
电路原理图及说明
1、调理电路
2、A/D转换电路将模拟电压值转换成它所对应的数字电压。
3、LED数码管显示电路(共阳极)动态显示传感器所测得的温度及所设定的标准温度。
4、超温声、光报警及上下限温度值设定电路温度+、温度-键可通过外部中断INT0和INT1改变标准温度值,通过单片机的T0、T1口的输出值控制LED灯的亮灭,从而达到报警的效果。
当传感器所测得的温度大于设定的标准温度时,红灯亮;当传感器所测得的温度小于设定的标准温度时,绿灯亮。
单片机的程序
#include
#include
#include
#definePIN0XBYTE[0X7FF8]
typedefunsignedcharbyte;
typedefunsignedintword;
unsignedcharcodetab[]={0xc0,
0xf9,
0xa4,
0xb0,
0x99,
0x92,
0x82,
0xf8,
0x80,
0x90,
0x88,
0x83,
0xc6,
0xa1,
0x86,
0x8e,
0xff};
sbitint1=P3^3;
sbitint0=P3^2;
sbitgreen=P3^4;
sbitred=P3^5;
sbitck=P2^4;
bytel,flag;
bytesd=30;
inta,b,c,d,e,f,T;
floatresult=0;
floatresult_reg;
bytei;
voiddelay(intn)
{
intm;
for(m=0;m } voidinit() { SCON=0X60; PCON=0; TMOD=0X21; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; TH1=0XFD; TL1=0XFD; EX0=1; EX1=1; ET0=1; PX0=0; PX1=0; PT0=1; EA=1; TR0=1; TR1=1; IT1=1; } floatsamp() { PIN0=0XFF; for(i=0;i<0x9f;i++); result_reg=PIN0; ; returnresult; } voidjisuan(floatresult) { if(result>2.356&&result<2.941) {T=26.093*result+2.9964;} elseif(result>1.31&&result<2.16) {T=17.679*result+21.791;} elseif(result>0.0302&&result<0.994) {T=15.577*result+24.453;} a=T/10; b=T%10; c=T*10%10; d=sd/10; e=sd%10; f=sd*10%10; } voidjidianqi() { if(T>sd){red=1;green=0;} else{red=0;green=1;} } voiddisplay(inta,b,c) { P1=0xff; P2=0xfb; P1=tab[c]; delay(100); P1=0xff; P2=0xfd; P1=tab[b]&0x7f; delay(100); P1=0xff; P2=0xfe; P1=tab[a]; delay(100); P1=0xff; P2=0xf7; P1=0xc6; delay(100); P1=0xff; } voidchuankou(intT) { if(ck==0) {SBUF=T; while(! TI) TI=0; while(ck==0); } } voidmain(void) { red=0;green=0; l=10; init(); while (1) { if(flag==l) { flag=0; result=samp(); } jisuan(result); display(a,b,c); jidianqi(); chuankou(T); } } voidt0()interrupt1using1 { TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; l--; if(l==0) {flag=1;l=10;} } voidint11()interrupt2using2 {bytei; if(int1==0) {delay(30); if(int1==0) { sd++; if(sd>100){sd=100;} for(i=0;i<100;i++){display(d,e,f);} } } } voidint00()interrupt0using0 {bytei; if(int0==0) {delay(30); if(int0==0) { sd--; if(sd<0) {sd=0;} for(i=0;i<100;i++) {display(d,e,f);} } } } 元器件清单、主要器件管脚排列图、真值表、电路安装示意图和测试点 1、AD0808 AD0808引脚图 A B C 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 AD0808通道选择真值表 使用说明: 地址所存信号ALE为上升沿有效,与80C51的ALE相反。 ENABLE(OE)为输出允许,高有效。 CLOCK低于640KHz。 EOC为转换结束,高有效。 启动AD变换是要给出通道地址。 器件功能: A/D转换电路将调理电路输出的模拟量转换成数字量,供单片机处理。 2.3P89L51RD2 89C51引脚图 使用说明: 单片机I/O接口功能定义: P0: AD数据采集; P1: 数码管段选信号(a,b,c,d,e,f,g); P2.7、RD: A/D数据输出容许信号OE; P2.7、WR: 启动A/D; P3.4~P3.5: 指示灯1,指示灯2; P2.0~P2.3: 数码管位选信号(1,2,3,4); INT0: 键+ INT1: 键- 器件功能: 作为设计核心,协调各功能模块,是软件载体。 3、四段八位数码管 数码管引脚图 引脚说明: 1引脚位选12引脚A 3引脚F4引脚位选2 5引脚位选36引脚B 7引脚位选48引脚G 9引脚C10引脚CR 11引脚D12引脚E 器件功能: 显示实际温度和预置温度,采用动态显示 4、按键(2个) 通过按键控制预置温度,并且能在数码管显示 5、负载(2个LED) 当温度高于预设温度时,红灯亮。 当温度低于预设温度时,绿灯会亮。 6、ULN2003APG 放大电流,与数码管联接以驱动四段八位数码管。 7、RS232接口 实现实时温度数据的发送功能,对被测对象的远程控制。 仿真结果 方法: 通过调节滑动变阻器来模拟温度传感器从而改变调理电路中放大器输出端的电压,观测数码管显示的数据及电压表中的电压,是否符合之前理论分析部分的的拟合曲线。 结果: 数码管显示的数据及电压表中的电压符合之前理论分析部分的的拟合曲线。 测试结果 方法: 过实际温度计读数与数码管显示温度对比。 结果: 当温度在30度到70度时,温度计测得的温度与数码管显示的温度存在1度左右的误差;温度在20度到30度时,温度计测得的温度与数码管显示的温度存在3度左右的误差;温度在12度到20度时,温度计测得的温度与数码管显示的温度存在较大误差。 温度控制装置使用说明书 温度+、温度-键可改变标准温度值,且当实际温度大于预设温度时,红灯亮,反之绿灯亮。 四位八段数码管通过动态显示显示传感器所测定的温度,按下温度+、温度-键时,数码管会显示当前所设定的温度值,然后再跳变到传感器所测定的温度值。 实验小结 通过此次实验,我深刻地了解到了实验原理的重要性,增强了动手能力,学会了熟练地使用试验箱一起搭电路板,看懂了解了电路,学会了怎么烧写程序和学会了温度控制装置的程序编写,总之让我受益匪浅。 虽然实验中有会出现问题,但是解开每个疑惑让我有很大的满足感,所以虽然耗费了两个星期来做此次试验,我还是觉得很充实,真的感谢这次机会。
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- 简易 数字 温度 装备 报告