計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書-太陽能熱水器溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-12-02 01:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 低 水溫到適宜溫度；若日照條件比較差（比如夜晚或者陰雨天）時(shí)， CPU 根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù) ,當(dāng)發(fā)現(xiàn)水溫低于 30 ℃時(shí) ,自動(dòng)啟動(dòng)電加熱并通過自動(dòng)控制使水溫恒定。如果當(dāng)用戶用水時(shí)覺得 30 ℃ 不理想，想要更高的水溫，這時(shí) 可以啟動(dòng)手動(dòng)加熱，設(shè)定需要的溫度 ,系統(tǒng)啟動(dòng)電加熱裝置加熱到設(shè)定溫度并保持恒定。設(shè)定溫度的范圍控制為在 30 ℃至 65 ℃。 其中水溫采集模塊用到 AD590 集成溫度傳感器； 電加熱模塊用電阻絲加熱，通過繼電器控制器開通與關(guān)斷； 水溫由兩 個(gè) LED 數(shù)碼管顯示， 水溫有效值最多可顯示 為 99℃ 。 數(shù)據(jù)處 理模塊 AT89C52 數(shù)碼管顯示模塊 溫度采集模塊 電加熱模塊 鍵盤輸入模塊 圖 系統(tǒng)框圖 武漢理工大學(xué)《 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 》課程設(shè)計(jì)說明書 4 3 硬件設(shè)計(jì) 傳感器的選擇 本 此次課設(shè)選用的傳感器型號(hào)是 AD590 溫度傳感器。 AD590 是單片集成兩端感溫電流源。它的主要特性有： AD590 的輸出電流 I=(273+T)μ A(T 為攝氏溫度 )， 因此量測(cè)的電壓 V 為 (273+T)μ A 10K= (+T/100)V，即 流過器件的電流（ uA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)。 式中： I— 流過器件（ AD590）的電流，單位為 uA； T— 熱力學(xué)溫度，單位為K； AD590 的測(cè)溫范圍為 55℃～ +150℃ ； AD590 的電源電壓范圍為 4V～ 30V。電源電壓可在 4V~6V 范圍變化，電流變化1uA，相當(dāng)于溫度變化 1K。 AD590 可以承受 44V 正向電壓和 20V 反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞。 放大電路 本設(shè)計(jì)利用集成溫度傳感器 AD590，因?yàn)?其輸出電流是以絕對(duì)溫度零度（ 273℃ ）為基準(zhǔn)，每增加 1℃ ，它會(huì)增加 1μ A輸出電流，因此在室溫 25℃ 時(shí)，其輸出電流 Iout=（ 273+25）=298μ A。由于一般電源供應(yīng)教多器件之后，電源是帶雜波的，因此我們使用齊納二極管作為穩(wěn)壓元件，再利用可變電阻分壓，其輸出電壓 V1 需調(diào)整至 ， 接下來我們使用差動(dòng)放大器其輸出 Vo 為（ 100K/10K） （ V2V1） =T/10，如果現(xiàn)在為攝氏 28℃ ，輸出電壓為 ，輸出電壓接 AD 轉(zhuǎn)換器，那么 AD 轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)字量就和攝氏溫度成線形比例關(guān)系 。 武漢理工大學(xué)《 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 》課程設(shè)計(jì)說明書 5 溫度傳 感器放大電路圖如圖 。 圖 溫度傳感器的放大電路 數(shù)據(jù)采集電路 ADC0809 是帶有 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、 8 路多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS 組件。它是逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。 ADC0809 由一個(gè) 8 路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通 8 個(gè)模擬通道，允許 8 路模擬量分時(shí)輸入，共用 A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng) OE 端為高電平時(shí)，才可以 從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 在此實(shí)驗(yàn)中我們用 0 到 5V 變化的滑動(dòng)變阻器代替溫度傳感器的 0 到 5V 電壓。 武漢理工大學(xué)《 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 》課程設(shè)計(jì)說明書 6 實(shí)驗(yàn)電路圖如圖 所示 。 模擬的電信號(hào)由 ADC0809 的 IN0 口進(jìn)入，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到的 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果 D 為： D=Vo255/5 (31) 圖 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 顯示電路 顯顯 示示 部部 分分 為為 兩兩 個(gè)個(gè) 八八 段段 數(shù)數(shù) 碼碼 管管 ， 分分 時(shí)時(shí) 顯顯 示示 當(dāng)當(dāng) 前前 溫溫 度度 和和 用用 戶戶 設(shè)設(shè)定定 的的 溫溫 度度 值值 。 當(dāng)當(dāng) 用用 戶戶 未未 設(shè)設(shè) 定定 溫溫 度度 值值 時(shí)時(shí) ， 數(shù)數(shù) 碼碼 管管 不不 閃閃 爍爍 ， 始始 終終 顯顯示示 當(dāng)當(dāng) 前前 溫溫 度度 ， 當(dāng)當(dāng) 用用 戶戶 設(shè)設(shè) 定定 了了 溫溫 度度 值值 時(shí)時(shí) ， 數(shù)數(shù) 碼碼 管管 閃閃 爍爍 并并 分分 時(shí)時(shí) 顯顯 示示當(dāng)當(dāng) 前前 溫溫 度度 值值 和和 設(shè)設(shè) 定定 的的 值值 。 LED 數(shù)數(shù) 碼碼 管管 由由 發(fā)發(fā) 光光 二二 極極 管管 作作 為為 顯顯 示示 字字 段段 的的 數(shù)數(shù) 碼碼 型型 顯顯 示示 器器件件 。 右右 圖圖 為為 LED 數(shù)數(shù) 碼碼 管管 外外 形形 和和 引引 腳腳
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