【正文】 60℃ ~130℃ ，要求分辨精度為 177。第一個鍵盤選擇需要選擇的功能比如溫度設(shè)定值、濕度設(shè)定值、溫度上限值、溫度下限值、濕度上限值、濕度下限值；第二個鍵的功能是增加設(shè)定值，當(dāng)?shù)谝粋€按鍵選擇溫度功能時該按鍵每次按下溫度值增加 ℃ ；當(dāng)?shù)谝粋€按鍵選擇濕度時每次按下該按鍵按下時濕度設(shè)定值增加%RH。 現(xiàn)場總線 CAN 總線特點 報文 Message)總線上的數(shù)據(jù)以不同報文格式發(fā)送，但長度受到限制。 ,選用 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器能夠滿足測量要求。 A/D 轉(zhuǎn)換電路 圖 A/D 轉(zhuǎn)換電路 如圖 所示， A/D 轉(zhuǎn)化采用 TLV2050 逐次逼近 12 位 8 通道串行 A/D 轉(zhuǎn)換器， SDO 引腳是串行數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出端， SDI 是串行命 令輸入端， SCLK 是串行工作時鐘輸入端，可由 DSP 芯片或其他主芯片提供，同時它可做 A/D 轉(zhuǎn)換采樣的時鐘源； EOC 為中段觸發(fā)引腳， REFP 是高級準電壓引腳， REFM 是低基1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 0 J u n 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : C : \ U s e r s \ a s us \ D e s k t o p\ 優(yōu)盤資料 \ 完成初步 \ M y D e s i g n 4 .d dbD r a w n B y :S D OS D IS C L KE O C / I N T 39。 溫 度信息采集電路設(shè)計 如圖 為溫度信息采集電路， AD590 的輸出電流是以絕對溫度零度為基準，每增加 1℃ ，它的輸出電流會增加 1uA，見式 （ 311），因此在 25℃ 時，其輸出電流 Iout=(273+25)=298uA。 )00 21 ( TRHRH ?? （ 35） 在軟件設(shè)計計算真實的相對濕度時方面需要考慮（ 35） 式進行 補償。 驅(qū)動電流為 200uA，是一種熱固性電容濕度傳感器，具有較寬的工作量程和工作溫度范圍， 其 高 精度 177。而且能夠檢測出產(chǎn)生的任何錯誤。 泰康壓縮機在中國不同地區(qū)不同氣候條件下長期適用，久 經(jīng) 考驗，性能穩(wěn)定可靠。 177。其主要工作參數(shù)見表 . 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 表 MPX2050 主要參數(shù) 名稱 MPX2050 單位 測壓范圍 050 kPa 工作電壓 10（ Max） V 輸出滿量程電壓 40177。其主要特性如下： 流過器件的電流 (μA) 等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度 (開爾文 ) 度數(shù) ； 1?IrT (31) (31)式中， Ir—流過器件 (AD590) 的電流，單位為 μA； T—熱力學(xué)溫度，單位為 K； (2) AD590 的測溫范圍 為 55℃ ~+150℃ ； AD590 的電源電壓范圍為 4～ 30 V，可以承受 44 V 正向電壓和 20 V 反向電壓，因而器件即使反接也不會被損壞； 輸出電阻為 710 mΩ； 精度高， AD590 在 55℃ ~+150℃ 范圍內(nèi)，非線性誤差僅為 177。 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器， 有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。 CPU 內(nèi)部多組寄存器的使用，使得中斷響應(yīng)與處理更加快捷。MOTOTOLA單片機 特點之一是在同樣的速度下所用的時鐘頻率較 intel類單片機低得多，因而使得高頻噪聲低、抗干擾能力強； Microchip 單片機是市場上份額增長最快的單片機它的主要產(chǎn)品是 16C 系列的 8 位單片機， CPU 采用 RISC 結(jié)構(gòu)，僅 33 條指令，功耗低、高速度、 低電壓是此類單片機的顯著特點，但 Microchip 單片機沒有掩膜產(chǎn)品，全都是 OTP 器件（近年已推出 FLASH 型單片機）。 試驗箱的系統(tǒng)組成如圖 所示。 系統(tǒng)的方案 論證 遠傳方式的選擇 采用 CAN 總線作為數(shù)據(jù)遠傳方式： CAN 總線對于傳輸介質(zhì)要求不高，能夠適應(yīng)多種傳輸介質(zhì)，常見的有雙絞線、光纖等，傳送信號使用差分電壓，通常被稱為 CAN_H 和 CAN_L，靜態(tài)時電壓CAN_H 和 CAN_L 均為 左右，此時表示邏輯狀態(tài)“ 1”；用 CAN_H 比 CAN_L電壓高表示邏輯“ 0”，此時 CAN_H 電壓通常為 ,CAN_L 電壓通常為 。監(jiān)控室采用 PC 機進行顯示并控制，在軟件部分設(shè)計了下位機主程序、下位機信息采集子程序、下位機 A/D 轉(zhuǎn)化子程序、 CAN 總線通信子程序等程序，對被控對象的控制設(shè)計了PID 算法子程序進行控制，通過軟件和硬件的設(shè)計，實現(xiàn)了一臺實驗箱對溫度的調(diào)控功能并實現(xiàn)了實驗箱內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)的遠傳和遠程控制，使得監(jiān)控室內(nèi)的一臺PC 機能同時監(jiān)控 15 臺現(xiàn)場設(shè)備的運行狀況。 隨著環(huán)境試驗要求的不斷深入，用戶對試驗箱的性能、交貨期要求越來越嚴格。它吸收了智能控 制與常規(guī) PID 控制兩者的優(yōu)點。其中數(shù)字 PID 節(jié)器的參數(shù)可以在現(xiàn)場實現(xiàn)在線整定，因此具有較大的靈活性，可以得到較好的控制效果。較為重要的是Nyquist 和 Bode 在穩(wěn)定性理論上所取得的重要成就。從工業(yè)溫度控制器的發(fā)展過程來看，溫度控制技術(shù)大致可分以下幾種： 1 定值開關(guān)溫度控制法 所謂定值開關(guān)控溫法，就是通過硬件電路或軟件計算判別當(dāng)前 溫度值與設(shè)定目標(biāo)溫度值之間的關(guān)系，進而對系統(tǒng)加熱源（或冷卻裝置）進行通斷控制。溫度控制廣泛應(yīng)用于社會生活的各個領(lǐng)域，如家電、汽車、材料、電力電子等。隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)等的迅速發(fā)展，為了適應(yīng)新的環(huán)境形勢，擁有較多數(shù)量溫濕度試驗箱的單位對安全可靠地運行高低溫試驗、提升試驗效率、挖掘試驗效能、減輕工作人員強度提出了更高的要求，溫濕度試驗箱監(jiān)控系統(tǒng)的存在，能夠?qū)崿F(xiàn)在試驗前預(yù)先設(shè)定任務(wù)模式，通過監(jiān)視系統(tǒng)全面監(jiān)視所有工作設(shè)備，實現(xiàn)在無人看守的情況下，通過溫濕度試驗箱網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，完成實時監(jiān)控、故障隔離、電話語音報警，試驗結(jié)束后可以打印報表，可以查詢記錄等功能。 MCU。 本文設(shè)計系統(tǒng)分為現(xiàn)場設(shè)備和監(jiān)控室設(shè)備兩部分，對每一個部分都進行了軟件和硬件的設(shè)計， 本系統(tǒng)帶有 RS232 通訊接口電路， CPU 部分選用 AT89S52 單片機 ,溫度傳感器采用 AD590 溫度傳感器 ，濕度傳感器采用霍尼韋爾的相對濕度傳感器 HIH36101，通信模塊采用 CAN 總線進行通信遠傳。產(chǎn)品的電子零部件和整機，他們都需要進行高低溫的環(huán)境試驗，各種領(lǐng)域包括汽車、 摩托、航空航天、工業(yè)、火箭、國防、高等院校、科研單位等等，這些領(lǐng)域中的產(chǎn)品控制系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)等中的電子元器件性能都需要通過高低溫的檢測。近年來隨著應(yīng)用的日益廣泛，技術(shù)的不斷改進， 溫濕度試驗箱 制造廠家和維修行業(yè)對 溫濕度試驗箱 的技術(shù)要求也越來越高，致使為數(shù)不多的 溫濕度試驗箱 生產(chǎn)廠家也紛紛向世界先進技術(shù)靠攏?；诖耍\用反饋控制理論對鍋爐進行溫度控制，滿足了工業(yè)生產(chǎn)的需求，提高了生產(chǎn)力。目前，采用這種控制方法的溫度控制器在我國許多工廠的老式工業(yè)電爐中仍被使用。 從 20 世紀 80 年代開始，在單回路 PID 控制器中引入了參數(shù)整定和自適應(yīng)控制理論， PID 控制理論從此進入了高速發(fā)展階段。 它對大多數(shù)工業(yè)控制對象都能達到較好的控制效 果，但它有明顯的缺點，比如依賴于對象模型，對于非線性、大滯后、時變系統(tǒng)控制效果不理想等。 目前國內(nèi)溫控儀表的發(fā)展，相對國外而言在性能方面還存在一定的差距，它 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 們之間最大的差別 .主要還是在控制算法方面，具體表現(xiàn)為國內(nèi)溫控儀在全量程范圍內(nèi)溫度控制精度低，自適應(yīng)性較差。在實際使用中這種傳感器的溫度系數(shù)不是常數(shù)，會根據(jù)溫度的變化而變化，國內(nèi)的廠家一般可以做到在 10℃ ~60℃ 內(nèi)較小溫度帶來的線性誤差。第二塊為上位機電路設(shè)計，該部分安裝在監(jiān)控室。 綜合以上 數(shù)據(jù)遠傳 方案，在實時性要求較高的場合，重要數(shù)據(jù)的傳輸過程工業(yè)以太網(wǎng)會產(chǎn)生傳輸延遲，因而導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸不確定性。 圖 試驗箱的系統(tǒng)組成 如圖 所示，信息采集部分功能需要溫度、 濕度和液位傳感器來完成，通常傳感器輸出信號為較為微弱的模擬信號，不能直接被單片機使用，需要進行放溫度傳感器 濕度傳感器 液位傳感器 信號放大電路 A/D轉(zhuǎn)換電路 主機 鍵盤接口電路 顯示電路 通信接口 電源電路 PC 加熱模塊 降溫模塊 加濕模塊 除濕模塊 液位補償模塊 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 大并進行 A/D 轉(zhuǎn)化，因此本系統(tǒng)設(shè)計了信號放大電路和 A/D 轉(zhuǎn)換電路。 NEC 單片機以 8 位單片機 78K 系列產(chǎn)量最高，也有 16 位、 32 位單片機。 8 位單片機有 8L 和 8FX 兩個系列，是市場上常見的兩個系列。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得AT89S52 在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。測溫的時候把整個傳感器放于需要測溫的環(huán)境中。 177。 如圖 所示為 TLV2548A/D 轉(zhuǎn)換器 圖 TLV2548A/D 轉(zhuǎn)換器 顯示器件的選擇 一般顯示器件可用 LED 和 LCD 顯示，考慮到本設(shè)計要顯示試驗箱內(nèi)的溫度、試驗箱內(nèi)的濕度、設(shè)定濕度、設(shè)定溫度、溫濕度上下限值，本設(shè)計要顯示的內(nèi)容較多，因此選用 LCD 進行顯示，且大部分 LCD 顯示器內(nèi)部自帶字庫。 加濕器的選型 如圖 所示為 百力拓強 小電極加濕器 ，該加濕器采用電極式加濕原理，安裝在風(fēng)機盤管的側(cè)面， 或安裝在空調(diào)風(fēng)管或換氣機的風(fēng)道的側(cè)面，把蒸汽噴嘴安裝在風(fēng)道的壁上，可以實現(xiàn)對風(fēng)道或風(fēng)機盤管直接加濕。因此， CAN 己經(jīng)在汽車業(yè) 、航空業(yè)、工業(yè)控制、安全防護等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。 %RH。 1out30371 VRRV ?? （ 36） 當(dāng)傳感器輸出電壓單獨作用時構(gòu)成 反 相放大電路；（ 36）。 圖 溫 度信息采集電路 設(shè) R53 的兩個分阻值分別為 R531 和 R532， 設(shè) AD590 在 T℃ 時 的輸出電流為Iout,電壓跟隨器的輸出電壓分別為 Vout1 和 Vout2，第二級放大電路的電壓輸出為Vout3，第二級放大電路為差動輸入放大電路，其電壓輸出與放大器同相端和反相端都有關(guān)系： 2535351 RRVout ? （ 38） 572 RIoutVo ut ?? （ 39） 5759)12(23 RRV o u tV o u tV o u tV o u t ??? （ 310） TI ??273out （ 311） 液位信息采集電路設(shè)計 液位信息采集電路如圖 所示 如圖 所示為液位信息采集電路，傳感器采用壓力傳感器 MPX2050，它本身帶有溫度補償和校正功能，它的測壓范圍最大可達 50KPa，電壓最大輸出值為 40mV，壓力傳感器會根據(jù)水位的高低輸出 040mV 電壓，經(jīng)三級放大后送入TLV2548，圖 中第一級運放構(gòu)成電壓跟隨器，用來提高電路的輸入阻抗，第二級放大的倍數(shù)為 25 倍，第三級放大的倍數(shù)為 5 倍， MPX2050 經(jīng)三級放大后共放大 125 倍，輸出 05V 電壓信號。FSR E F MP E F PC S 39。 鍵盤輸入電路 圖 鍵盤輸入電路 如圖 所示， 當(dāng)按鍵沒有按下時 、 和 輸出高電平，當(dāng)有按鍵按下時，端口電平被拉低，同時二極管發(fā)光，表示有