【正文】 行過(guò)程中將溫度值送入A/D轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換3再將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量用數(shù)碼管顯示4用單片機(jī)來(lái)控制加熱器，進(jìn)行加熱或停止加熱，直到溫度達(dá)到要求資料：1 何小艇．電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，浙江大學(xué)出版社,2003： 20342 吳金戎,沈慶陽(yáng)等．8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用,清華大學(xué)出版社,2004：80903 韓志軍,王振波等．單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì),機(jī)械工業(yè)出版社,2001：50604 ,清華大學(xué)出版社,2009：4060 指導(dǎo)教師意見： 簽名：年 月 日系主任意見：簽名：年 月 日 25目 錄第一章 緒 論 1 1 1 2第二章 總體方案設(shè)計(jì) 3 總體方案的確定及任務(wù)說(shuō)明 3 主要性能指標(biāo) 3 擴(kuò)展功能 3 控制方法選擇 3 系統(tǒng)組成 4 單片機(jī)系統(tǒng)選擇 5 溫度控制 5 方案選擇 5第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 6 系統(tǒng)框圖 6 鍵盤顯示電路 6 系統(tǒng)溫度控 7 程序流 7第四章 參數(shù)計(jì)算 9 系統(tǒng)各模塊設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算 9 溫度采集部分及轉(zhuǎn)換部分 9 傳感器輸出信號(hào)放大電路部分: 10 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路部分: 10 ADC0804芯片外圍電路的設(shè)計(jì) 12 數(shù)值處理部分及顯示部分: 12 PID算法的介紹: 12 A/D轉(zhuǎn)換模塊 13 控制模塊 14 系統(tǒng)硬件調(diào)試 14第五章 CPU軟件抗干 18看門狗設(shè)計(jì) 18第六章 測(cè)試方法和測(cè)試結(jié)果 21 系統(tǒng)測(cè)試儀器及設(shè)備 21 測(cè)試方法 21 測(cè)試結(jié)果 21 總結(jié) 22參考文獻(xiàn) 24致 謝 25第一章 緒 論水溫控制無(wú)論是在工業(yè)生產(chǎn)中，還是在日常生活中都起著非常重要的作用，過(guò)低的溫度或者過(guò)高的溫度都會(huì)造成水資源失去其應(yīng)有的用途，從而造成水資源的巨大浪費(fèi)。本系統(tǒng)以AT89C51，AT89C2051單片機(jī)為核心，主要包括傳感器溫度采集，A/D模/數(shù)轉(zhuǎn)換，按扭操作，單片機(jī)控制，數(shù)碼管數(shù)字顯示等部分。3. 加深對(duì)控制的印象，從采樣到分析控制，再到執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行以及反饋等，任何的控制系統(tǒng)不外乎都是這樣的，只不過(guò)是控制量和控制的方式不同而已。b. 采用適當(dāng)?shù)目刂品椒▽?shí)現(xiàn)當(dāng)設(shè)定溫度與環(huán)境溫度突變時(shí)，減小系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量。但由于輸出控制量只有兩種狀態(tài)，使被控參數(shù)在兩個(gè)方向上變化的速率均為最大，因此容易硬氣反饋回路產(chǎn)生振蕩，對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生十分不利的影響，甚至?xí)驗(yàn)檩敵鲩_關(guān)的頻繁動(dòng)作而不能滿足系統(tǒng)對(duì)控制精度的要求。因此，PI控制適用于滯后較小、負(fù)荷變化不大、被控量不允許有余差的控制系統(tǒng)，它是工程上使用最多、應(yīng)用最廣的一種控制方法。 系統(tǒng)組成就控制器本身而言，控制電路可以采用急經(jīng)典控制理論和常規(guī)模擬控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水溫的自動(dòng)團(tuán)結(jié)。AT89S51可構(gòu)成真正的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，縮小系統(tǒng)體積，增加系統(tǒng)的可靠性，降低了系統(tǒng)成本。第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)框圖傳 感器電爐信號(hào)放大單 片 機(jī) 基 本 系 統(tǒng)A/D鍵盤顯示 功率放大 圖31 單片機(jī)控制系統(tǒng)原理框圖 鍵盤顯示電路本模塊以AT89C2051單片機(jī)為核心，利用138譯碼器對(duì)顯示器動(dòng)態(tài)掃描及作為鍵盤的掃描線，采用此方法大大簡(jiǎn)化了硬件，充分的利用了單片機(jī)的資源，這也是本設(shè)計(jì)的巧妙所在。系統(tǒng)硬件電路中除了包含前、后向通道的輸入、輸出插座外，還應(yīng)考慮增加苦干個(gè)插座，以方便主控板與各部件的連接。（6） 脈寬調(diào)制輸出子程序 第四章 參數(shù)計(jì)算系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。電源電壓可在4V~6V范圍變化，電流 變化1mA，相當(dāng)于溫度變化1K。如以0℃；如以25℃為參考值，. 傳感器輸出信號(hào)放大電路部分:由于取得的電壓量很小，我們選用LM324做為運(yùn)放，以為其內(nèi)部帶有四個(gè)運(yùn)放，可以使得運(yùn)放部分在電路版上不占用太大的體積。 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路部分:這部分最初想用ADC0809的，但為了配合使用CD4051，我們最終選擇了ADC0804。1LSB；輸入單端正電壓時(shí)，VIN(－)接地；而差動(dòng)輸入時(shí)，直接加入VIN(+)、VIN(－)。此即為引入前置放大器的目的之所在。 數(shù)值處理部分及顯示部分:數(shù)值處理部分：我們采用8051芯片，其內(nèi)部自帶程序存儲(chǔ)器。數(shù)碼管選用共陽(yáng)的，因此在其Vcc端要外接一個(gè)三極管（9013），通過(guò)控制三極管給數(shù)碼管供電，來(lái)控制數(shù)碼管的通斷。C98BH4176。CDDCH20176。 控制模塊由于用單片機(jī)來(lái)控制雙向晶閘管，而晶閘管陽(yáng)極和陰極間所接的是220V的交流電壓，故本電路在中間加了一個(gè)光電耦合器件，使低壓區(qū)和高壓區(qū)隔離開。 系統(tǒng)硬件調(diào)試溫系統(tǒng)經(jīng)溫度傳感器和信號(hào)放大器產(chǎn)生0~5V的模擬電壓信號(hào)送入A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量通過(guò)系統(tǒng)總線送入單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理。使用行列式，把這16個(gè)按鍵分為82，采用74LS138對(duì)8行鍵盤輪流掃描，從而判斷按鍵是否按下(4)前向通道調(diào)試比較簡(jiǎn)單(5)后向通道調(diào)試(a)靜態(tài)調(diào)試 用仿真器在p0．0上輸出高電平，雙向可控硅導(dǎo)通．電爐開始加熱；在P0．0上輸出低電平．雙向可控硅截止，電爐停止加熱。C，176。C時(shí)。 取=68KΩ，=12KΩ。 一般來(lái)說(shuō)，單片機(jī)的低電平驅(qū)動(dòng)能力遠(yuǎn)高于高電平的驅(qū)動(dòng)能力，可以用上拉電阻的方法來(lái)平衡單片機(jī)的端口驅(qū)動(dòng)能力，以提高整體的抗干擾能力。本文用X25045芯片設(shè)計(jì)了一種新的看門狗電路，具有體積小、占用I/O口線少和編程方便的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于儀器儀表和各種工控系統(tǒng)中。X25045芯片簡(jiǎn)介X25045是美國(guó)Xicor公司的生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化8腳集成電路，它將EEPROM、看門狗定時(shí)器、電壓監(jiān)控三種功能組合在單個(gè)芯片之內(nèi)，大大簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了對(duì)印制電路板的空間要求，降低了成本和系統(tǒng)功耗，是一種理想的單片機(jī)外圍芯片。在看門狗定時(shí)器預(yù)置的時(shí)間內(nèi)若沒(méi)有總線活動(dòng)，則X25045將從RESET輸出一個(gè)高電平信號(hào)，經(jīng)過(guò)微分電路CR3輸出一個(gè)正脈沖，使CPU復(fù)位。在65℃。1℃的，測(cè)量結(jié)果不是很滿足系統(tǒng)誤差的要求。 ，觀察水溫變化情況．測(cè)量水溫靜態(tài)誤差，該誤差應(yīng)能滿足要求。參考文獻(xiàn)1 何小艇．電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，浙江大學(xué)出版社,2003： 20342 吳金戎,沈慶陽(yáng)等．8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用,清華大學(xué)出版社,2004：80903 韓志軍,王振波等．單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì),機(jī)械工業(yè)出版社,2001：50604 ,清華大學(xué)出版社,2009：4060 5 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)作品精選,北京理工大學(xué)出版社,2009：40606 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)作品匯編,北京理工大學(xué)出版社,2009：70907 張友德．單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)，復(fù)旦大學(xué)出版社,2002：1001508