【正文】 fective temperature range beyond, thus pleting the measurement of temperature. The design calls for the temperature measurement range of 0 176。 本次設(shè)計所要求實現(xiàn)的溫度測量范圍為0℃～300℃，分辨率為177。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院2013屆學(xué)士學(xué)位論文智能烘箱溫度控制器設(shè)計學(xué)生姓名 姚溪 班級 098205234 指導(dǎo)老師 陳黎娟摘要: 電烘箱在機械、冶金、化工等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用，如機械零件的熱處理。1℃。 C to 300 176。 In addition, the use of digital display and keyboard input of the manmachine dialogue fully meet the users for the products easy to use visual requirements. Keywords : temperature sensor, A / D conversion, realtime temperature measurementsignature of instructor : 目 錄第一章 緒論 1 選題的依據(jù)及課題的意義 1 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢 1 本文的主要研究內(nèi)容 2第二章 烘箱系統(tǒng)的組成及工作原理 3 系統(tǒng)的設(shè)計要求與技術(shù)指標(biāo) 3 3第三章 烘箱系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 5 單片機最小系統(tǒng) 5 時鐘電路 5 復(fù)位電路 5 溫度采集放大電路 7 A/D 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 10 鍵盤、顯示接口電路 12 LED顯示接口電路 12 鍵盤接口電路 13 加熱控制電路 15 報警電路 16第四章 烘箱系統(tǒng)軟件設(shè)計 18 軟件設(shè)計總體框圖 18 系統(tǒng)子程序設(shè)計 19 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 19 21 22第五章 系統(tǒng)調(diào)試 23 單片機系統(tǒng)調(diào)試 23 溫度采集電路的調(diào)試 23 23第六章 結(jié)論 25 實現(xiàn)功能 25 25參考文獻 26致謝 27附錄一 電路原理圖 28附錄二 程序清單 29 第一章 緒論在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，溫度是工業(yè)對象中主要的被控參數(shù)之一，例如在冶金、機械、食品、化工各類工業(yè)中，廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等，對工件的處理溫度要求嚴格控制，現(xiàn)代計算機溫度控制系統(tǒng)使溫度控制指標(biāo)得到大幅度的提高。在日常生活中，過低的溫度滿足不了人們的需求，而過高的溫度則會造成能源的巨大浪費。所以如果能將烘箱的溫度控制的技術(shù)提高的話，那么人們的許多日常活動都將變得更加方便，對能源的節(jié)約也起到了重要的意義。具有溫度控制準(zhǔn)確，操作簡便和結(jié)構(gòu)簡單等眾多的優(yōu)點。PID等算法的運用使的溫度的控制更加的精確。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和自動化程度的進一步提高，烘箱做為實驗室的常用設(shè)備也在不斷的發(fā)展，由原來單一的產(chǎn)品逐漸向多個方向發(fā)展，比如電腦控溫、真空烘箱等等。單片機數(shù)通過HD7279鍵盤顯示當(dāng)前采樣溫度值以及鍵盤輸入的設(shè)定溫度值。各模塊主要功能：一、數(shù)據(jù)采集、放大、轉(zhuǎn)換模塊完成溫度信號的測量放大和轉(zhuǎn)換。五、報警電路模塊實現(xiàn)在烘箱溫度超過設(shè)定溫度時發(fā)出警告。 所示，片內(nèi)電路與片外器件構(gòu)成一個時鐘發(fā)生電路，CPU 的所有操作均在時鐘脈沖同步下進行。 單片機時鐘電路 復(fù)位電路系統(tǒng)在啟動運行時都要復(fù)位，使中央處理器和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這狀態(tài)開始工作。所需高電平時間的長短與Vcc 上升時間和振蕩器起振時間有關(guān)。如果頻率降低，可以適當(dāng)加大電容C6。集成溫度傳感器搭乘個人電腦的班車而得到迅猛發(fā)展，個人電腦及外設(shè)這些需要熱電偶的地方，即是需求集成溫度傳感器的地方。但集成溫度傳感器工作溫度范圍通常在55176。鉑金屬的長期穩(wěn)定性、可重復(fù)操作性、快速響應(yīng)及較寬的工作溫度范圍等特性使其能夠適合多種應(yīng)用。 Pt100溫度傳感器的主要技術(shù)參數(shù)如下：測量范圍：200℃～+850℃；允許偏差值△℃：A級177。由于電橋輸出的電壓信號很小(毫伏級)，所以應(yīng)經(jīng)過一個高精度而且放大倍數(shù)也很匹配的運放該將信號進行放大。因此采用了以鉑熱電阻溫度傳感器PT100作為烘箱環(huán)境溫度變化的敏感元件，由含鉑熱電阻PT100為橋臂的電橋?qū)T100電阻值的變化轉(zhuǎn)換成電壓信號變換、再經(jīng)集成運放7650放大成0 ～ 5V的電壓信號，進入A/D轉(zhuǎn)換器的方案。設(shè)電橋輸出電壓為，RPT100兩端電壓計作和，電源電壓。R7和電位器R8夠成反饋支路，RC3是濾波電路。因為系統(tǒng)只有一路模擬輸入，故采用了ADC0804 作為A/D 轉(zhuǎn)換器。該芯片內(nèi)有輸出數(shù)據(jù)鎖存器，當(dāng)與計算機連接時，轉(zhuǎn)換電路的輸出可以直接連接在CPU 數(shù)據(jù)總線上，無須附加邏輯接口電路。在使用A/D 轉(zhuǎn)換器時，為保證其轉(zhuǎn)換精度，要求輸入電壓滿量程使用。A/D、D/A 及取樣保持芯片上都提供了獨立的模擬地（AGND）和數(shù)字地（DGND）的引腳。VREF 為基準(zhǔn)電壓輸入端，接5V參考電壓。整個數(shù)據(jù)采集過程中，由微處理器有序的執(zhí)行若干指令完成。如圖七所示，共陰極LED顯示器的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，當(dāng)某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)的段就被點亮，同樣，共陽極LED顯示器的發(fā)光二極管的陽極連接在一起，通常此公共陽極接正電壓，當(dāng)某發(fā)光二極管的陰極接低電平時，發(fā)光二極管被點亮，相應(yīng)的段被顯示。 顯示電路方案比較方案一：采用74LS164 芯片驅(qū)動在本次設(shè)計中，用單片機的串行口來外接3片74LS164作為6位LED顯示器的靜態(tài)顯示接口，把單片機的RXD作為數(shù)據(jù)輸出線，TXD作為移位時鐘脈沖。故本次設(shè)計采用可提供單獨鎖存的I/O接口電路的串并轉(zhuǎn)換電路74LS164。每一個時鐘信號的上升沿加到T端時，移位寄存器移一位，8個時鐘脈沖過后，8位二進制數(shù)全部移入74LS164中。如果數(shù)據(jù)輸入端是低電平，則就有一個0進入其內(nèi)部。 HD7279內(nèi)部含有譯碼器，可直接接受BCD碼或16進制碼，,還具有多種控制指令 ,如消隱,閃爍,左移,右移,段尋址等.HD7279A 芯片大大簡化系統(tǒng)電路。 加熱控制電路控制部分最主要是電子開關(guān)電路。本次畢設(shè)采用光電耦合器和雙向可控硅等元件設(shè)計等器件構(gòu)成開關(guān)電路,該電路除用于控制交流接觸器，還可以用于控制燈光、加熱器等，但一定要注意雙向可控硅的參數(shù)是否能滿足負載的要求。 控制電路原理圖圖中R1的阻值由下式確定：R31＝V/。報警燈亮；，報警燈不亮。 轉(zhuǎn)換時序ADC0804 所示 ADC0804 控制時序圖根據(jù)控制時序圖，可見各控制信號時序關(guān)系為：當(dāng)CS 與WR 同時為低電平，A/D 轉(zhuǎn)換器被啟動，且在WR 上升沿后100μs 模數(shù)轉(zhuǎn)換完成，轉(zhuǎn)換結(jié)果存入數(shù)據(jù)鎖存器；同時，INTR 自動變?yōu)榈碗娖剑员硎颈敬无D(zhuǎn)換結(jié)束。開始顯緩單元40H→R0計數(shù)單元賦初值08H→R7對相應(yīng)的顯緩單元寫入命令查表將送顯示的值存入A中R7減1為0？返回N Y Y 顯示子程序框圖 鍵盤輸入程序本次設(shè)計的鍵盤是獨立式鍵盤，采用行掃描法。還可以測試外部中斷口和內(nèi)部定時器的工作情況，測試方法是：在P口正常工作的情況下，可以通過改變外部中斷和定時中斷到來前后P 口的電平來檢測外部中斷和定時中斷的工作情況。再用萬用表測運放輸出端，看電壓是否為0。實際上比5V小，此時調(diào)節(jié)電位器R6使運放輸出電壓接近5V。15V。A/D轉(zhuǎn)換電路要結(jié)合程序一起調(diào)試。將程序通過串行線由電腦輸入單片機再通過仿真線輸入最小系統(tǒng)板，運行程序，則164鍵盤顯示板上就會顯示運行結(jié)果。上電前，用萬用表測量，簡單的方法：把萬用表的紅表筆接到數(shù)碼管的3或8腳上（系統(tǒng)采用共陽極數(shù)碼管），黑表筆接到其余的腳，如果每一段都被點亮，則說明數(shù)碼管是好的。但在調(diào)試中必須注意到時序，即延時問題。（3）按鍵的去抖動。第六章 結(jié)論 實現(xiàn)功能通過將近四個月的設(shè)計與制作，完成了查找資料、硬件原理圖設(shè)計、PCB 線路板的制作、軟件編寫，系統(tǒng)調(diào)試等幾項工作。 不完善之處雖然該設(shè)計能達到畢業(yè)設(shè)計要求，基本完成畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)，但是由于受到各個方面原因的限制，本次畢業(yè)設(shè)計還存在許多不完善的方面。在此對她給予的幫助表示衷心的感謝！我還要感謝我們電子系的其他老師。在此對他給予的幫助表示衷心的感謝！附件一 電路原理圖硬件電路總原理圖附件二 源程序adc_read data 30h 。在此我還要感謝在設(shè)計中幫助過我的同學(xué)，尤其是我的搭檔亢子云同學(xué)。參考文獻[1]. [M].北京:.電子工業(yè)出版社,2005[2]. 張友德、趙志英、涂時亮. 單片微型機原理、應(yīng)用與實踐（第四版）[M]. 上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2003年6月[5]. 趙家貴等 .新編傳感器電路設(shè)計手冊[M].北京：中國計量出版社，200