課程設(shè)計--恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計(已修改)
2025-06-23 07:24 本頁面
【正文】 課程設(shè)計 題 目： 恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計 院 （系）： 電氣與信息工程學(xué)院 班 級： 電氣 08－ 13 班 姓 名： 申偉偉 學(xué) 號： 13 號 2 摘 要 進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代，嵌入式技術(shù)全面展開，其優(yōu)勢及特點(diǎn)得到了越來越多的好評。 飛思卡爾 (Freescale)半導(dǎo)體公司 S08 系列 的單片機(jī)是受到關(guān)注的諸多優(yōu)異微控制器之一。 S08AW 系列 是 Freescale 公司推出的新一代 S08 系列微控制器中的一款增強(qiáng)型 8 位微控制器，它不僅集成度高、片內(nèi)資源豐富，接口模塊包括SPI、 SCI、 IIC、 A/D、 PWM 等，還具有很寬的工作溫度范圍： 40℃ ～ +125℃ 。在本系統(tǒng)的溫度控制中，采用的是 S08AW60 微控制器。隨著單片機(jī)的廣泛使用，溫度的自動控制已經(jīng)變成了可能。 在本系統(tǒng)中，主要是通過控制 電機(jī) 來達(dá)到控制溫度的目的，當(dāng)然在一些高級或者要求更高的場合還可以通過控制空調(diào)來實(shí)現(xiàn)調(diào)溫。要控溫就要先進(jìn)行測溫，再轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能讀懂的數(shù)字信號，進(jìn)行處理后得出控制電機(jī)的控制值，也就是 PWM 控制中說的占空比，通過改變占空比就可以達(dá)到調(diào)速的目的。 關(guān)鍵詞： 自動控制系統(tǒng) 、 S08AW60 微控制器、溫度 、傳感器 3 目 錄 1 引言 .............................................................. 4 2 總體方案設(shè)計 ...................................................... 8 硬件方案論證 .................................................... 8 微控制器的選擇 ................................................ 8 溫度傳感器的選擇 .............................................. 9 顯示器的選擇 ................................................. 10 鍵盤的選擇 ................................................... 10 系統(tǒng)設(shè)計方案的方框圖 ........................................... 11 系統(tǒng)控制算法的設(shè)計 ............................................. 12 3 系統(tǒng)單元電路的設(shè)計 ............................................... 12 檢測電路設(shè)計 ................................................... 13 微控制器的工作電路設(shè)計 ......................................... 14 顯示電路設(shè)計 ................................................... 14 電機(jī)的驅(qū)動電路 ................................................. 16 鍵盤電路設(shè)計 ................................................... 16 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ................................................... 17 鍵盤子程序 ..................................................... 17 顯示子程序 ..................................................... 15 溫度值判斷子程序 ............................................... 16 調(diào)速子程序 ..................................................... 20 總結(jié) ............................................................... 21 參考文獻(xiàn) ........................................................... 23 附錄： ............................................................. 24 4 1 引言 自動控制系統(tǒng)可以從不同的角度來進(jìn)行分類，按其結(jié)構(gòu)及控制方式可將其分為三種：開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和混合控制系統(tǒng)。 1．開環(huán)控制系統(tǒng) 若系統(tǒng)的輸出量不被引回來（反饋）對系統(tǒng)的控制部分產(chǎn)生影響，這樣的系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)，如圖 13所示。 例如，數(shù)控機(jī)床。它由預(yù)先設(shè)定的指令程序產(chǎn)生相應(yīng)的控制脈沖，經(jīng)脈沖放大器放大后驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，通過精密傳動機(jī)構(gòu)再帶動工作臺對工件進(jìn)行加工就是一個開環(huán)控制系統(tǒng)。家用電器中的洗衣機(jī)也是開環(huán)控制系統(tǒng)。 開環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，成本低。缺點(diǎn)則為：受擾動因素的影響大，從而影響輸出量的穩(wěn)定。 若擾動因素已知，并能直接或間接地檢測出，那么也可以利用擾動信號來產(chǎn)生一種補(bǔ)償，以抵消擾動的影響。這種控制方式稱為擾動控制。擾動控制原理如圖 14所示。 圖 14 擾動控制系統(tǒng)框圖 在這種系統(tǒng)中，輸出量對系統(tǒng)的控制作用無影響，影響控制的是擾動量，因此仍屬于開環(huán)控制系統(tǒng)。 2．閉環(huán)控制系統(tǒng) 若系統(tǒng)的輸出量通過反饋環(huán)節(jié)作用于控制部分，形成閉合環(huán)路，這樣的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)，又稱反饋控制系統(tǒng)。 如圖 15所示的由晶閘管可控整流裝置供電的直流電動機(jī)調(diào)速穩(wěn)速系統(tǒng)，控制對象是電機(jī) M、被控量是轉(zhuǎn)速 n， Ug 是給定量 。測速電機(jī) TG 將輸出量 n 轉(zhuǎn)換成電壓 Ufn 反饋到輸入端去，形成一個閉環(huán)。
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