水溫恒控系統(tǒng)課程設(shè)計-wenkub
2023-02-01 01:25:07 本頁面
【正文】 功能實現(xiàn)模塊 主要由中斷處理子程序、鍵盤處理子程序 、 DS18B20轉(zhuǎn)換程序 和顯示子程序等組成。 圖 24 按鍵電路原理圖 LCD1602液晶顯示設(shè)計 1602液晶有 8個數(shù)據(jù)口，其中的 RS端口為數(shù)據(jù)或命令選擇端， RW為讀寫選擇端， E為使能信號，是液晶 1602操作 過程中必不可少的端口，它的電路原理圖如 24所示。 主要單元電路的設(shè)計 控制電路 及執(zhí)行電路的設(shè)計 主控芯片 AT89S51選擇的晶振頻率為 12MHZ，它 的 最小系統(tǒng)如圖 21所示 圖 21 單片機(jī)的最小系統(tǒng)原理圖 由單片機(jī)的輸出開關(guān)量來控制風(fēng)扇或電爐來實現(xiàn)水溫的降低或升高。液晶體積小、功耗低、顯示操作簡單。 LED數(shù)碼管在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用非常普遍， LED數(shù)碼管是由多個發(fā)光二極管組成的，通過點亮不同的數(shù)碼管來進(jìn)行不同數(shù)字的顯示。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。 （ 2） 溫度采集模塊 方案一： 1溫度傳感器溫度傳感器采用補償型 NTC熱敏電阻其主要性能如下： ① 補償型 NTC熱敏電阻 B值誤差范圍小，對于阻值誤差范圍在 5％的產(chǎn)品，其一致性、互換性良好。 方案一：采用 ATMEL公司生產(chǎn)的 AVR系列單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制器。其中信號檢測部分有 DS18B20溫度傳感器來實現(xiàn)溫度的采集，模數(shù)的轉(zhuǎn)換。 說明 本系統(tǒng)采用 DS18B20溫度傳感器，測量溫度范圍為－ 55℃ ～＋ 125℃ ，在 10～ +85℃ 時精度為 177。 單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了溫度檢測和溫度控制。 在工業(yè)生產(chǎn)和實驗研究中，像電力、化工、石油、冶金、航空航天、機(jī)械制造、糧食存儲、酒類生產(chǎn)等領(lǐng)域內(nèi)，比如，發(fā)電廠鍋爐的溫度必須控制在一定的范圍之內(nèi)；許多化學(xué)反應(yīng)的工藝過程必須在適當(dāng)?shù)臏囟认虏拍苷＿M(jìn)行；煉油過程中，原油必須在不同的溫度和壓力條件下進(jìn)行分餾才能得到汽油、柴油、煤油等產(chǎn)品。反之，如果水溫高于設(shè)定溫度時，降溫系統(tǒng)就開始工作。而以往溫度控制是由人工完成的而且不夠重視，其實在很多場所溫度都需要監(jiān)控以防止發(fā)生意外。針對此問題，本系統(tǒng)設(shè)計的目的是實現(xiàn)一種可連續(xù)高精度調(diào)溫的溫度控制系統(tǒng)，它應(yīng)用廣泛，功能強大，是一款既實用又廉價的控制系統(tǒng)。 同時 分別設(shè)置功能鍵、功能返回鍵、功能加一鍵和功能減一鍵四 個按鍵 來 對設(shè)定溫度進(jìn)行調(diào)節(jié) 。沒有合適的溫度環(huán)境，許多電子設(shè)備就不能正常工作，糧倉的儲糧就會變質(zhì)霉?fàn)€，酒類 的品質(zhì)就沒有保障。隨著溫度控制器應(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣，各種適用于不同場合的智能溫度控制器應(yīng)運而生?！??？刂撇糠职ò存I模塊和顯示模塊。 AVR系列單片機(jī)具有高速、高可靠性、功能強和低功耗的特點，并且具有豐富的外部設(shè)備， I/O口驅(qū)動能力大。適合于一般精度的溫度測量和計量設(shè)備。一線總線獨特而且經(jīng)濟(jì)的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念 。雖然操作比較簡單，但是比較占用單片機(jī)的 I/O端口，而且可 能有些需要的文字在數(shù)碼管上無法表 3 示出來，且變化不靈活，所以不予采用?？梢暂^為隨意的顯示出想要的字符，變換較為靈活，故采納 1602液晶顯示器作為顯示模塊。設(shè)計中采用光電耦合器進(jìn)行強電和弱電的隔離，但還要考慮輸出信號要對可控硅進(jìn)行觸發(fā)，以便接通降溫電路或升溫電路，所以晶閘管選用既有光電隔離又有觸發(fā)功能的 MC3051，如圖 22所示。 6 圖 24 1602液晶顯示器電路原理圖 7 3 系統(tǒng)程序設(shè)計 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計，由主程序模塊、功能實現(xiàn)模塊和運算模塊 3大模塊組成。 （ 1） 鍵盤中斷子程序。在定時中斷這個過程，單片機(jī)要完成包括溫度的采樣處理，判斷溫度是否超出或達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)溫度值，如果沒有達(dá)到可以調(diào)用 PID算法子程序并輸出控制信號。當(dāng)處理完數(shù)據(jù)需要表示的時候，先調(diào)用 1602中的寫指令子程序，決定將顯示數(shù)據(jù)放在哪里顯示，在調(diào)用寫數(shù)據(jù)子程序，將數(shù)據(jù)具體顯示出來。在工業(yè)上，偏差控制又稱 PID控制，這是工業(yè)控制過程中應(yīng)用最廣泛的一種控制形式，一般都能收到令人滿意的效果 。 在程序的設(shè)計時，應(yīng)跟據(jù)之前繪制的流程圖來進(jìn)行編制。 11 課程設(shè)計體會 通過本次課程設(shè)計，讓我對理論的學(xué)習(xí)有了更扎實的理解，尤其是單片機(jī)這門課理論與實踐的聯(lián)系是十分緊密的。 12 參考文獻(xiàn) [1] 何力民 . 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編 【 M】 .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1993 [2] 胡漢才 . 單片機(jī)原理及其接口技術(shù)【 M】 .北京：清華大學(xué)出版社， 1996 [3] 張毅剛 . MCS51 實用匯編子程序設(shè)計【 M】 .哈爾濱：哈爾 濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2022 [4] 郭天祥 . 新概念 51 單片機(jī) C 語言教程 【 M】 .北京： 電子工業(yè)出版社 ， [5] 張毅剛 . 單片機(jī) 原理及應(yīng)用 【 M】 .北京： 高等教育 出版社 ， 13 附錄一：系統(tǒng)電路圖 14 附錄二：系統(tǒng)程序 /***********************************
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