基于單片機的水溫控制系統(tǒng)設(shè)計-wenkub.com
2025-06-24 20:39 本頁面
【正文】 特別是對PID算法有了一定的了解。 ，觀察水溫變化情況．測量水溫靜態(tài)誤差，該誤差應(yīng)能滿足要求。因此我認為可以通過改變電路中一些電阻或電容的阻值來得到改善。1℃的，測量結(jié)果不是很滿足系統(tǒng)誤差的要求。分別是水溫穩(wěn)定在35℃、45℃、55℃、65℃、75℃、85℃，觀察系統(tǒng)測量溫度值和實際溫度值，盡量校準系統(tǒng)使測量誤差在1℃以內(nèi)。在65℃。如表2所示，X25045狀態(tài)寄存器共有6位有含義，其中WDWD0和看門狗電路有關(guān)，其余位和EEPROM的工作設(shè)置有關(guān)。在看門狗定時器預(yù)置的時間內(nèi)若沒有總線活動，則X25045將從RESET輸出一個高電平信號，經(jīng)過微分電路CR3輸出一個正脈沖，使CPU復(fù)位。當它低電平時，寫操作被禁止；Vss：地；Vcc：電源電壓；RESET：復(fù)位輸出。X25045芯片簡介X25045是美國Xicor公司的生產(chǎn)的標準化8腳集成電路，它將EEPROM、看門狗定時器、電壓監(jiān)控三種功能組合在單個芯片之內(nèi)，大大簡化了硬件設(shè)計，提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了對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外圍芯片。但目前工控系統(tǒng)仍在使用廉價的普通型8051系列單片機，則看門狗電路必須由用戶自己建立。本文用X25045芯片設(shè)計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，可廣泛應(yīng)用于儀器儀表和各種工控系統(tǒng)中。因此，對系統(tǒng)內(nèi)核CPU進行R軟件抗干擾顯得尤為重要，本設(shè)計采用的是看門狗設(shè)計。 一般來說，單片機的低電平驅(qū)動能力遠高于高電平的驅(qū)動能力，可以用上拉電阻的方法來平衡單片機的端口驅(qū)動能力，以提高整體的抗干擾能力。b以單步、斷點或跟蹤方式運行程序；c檢查程序運行結(jié)果；d運行結(jié)果不正確時查找原因。 R2+RS2=5V/64UA=取R2=68KΩ，RS2=12KΩ。C~+64176。C時。其輸出電流I與溫度的關(guān)系可用下式表示： 或式中：I—輸出電流，單位mAKT—標定因子，AD590的標定因子為1mA/176。C，176。 (6) 傳感器電路部分溫度傳感器種類較多。使用行列式，把這16個按鍵分為82，采用74LS138對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。(2)LED顯示電路本電路采用8個共陰的數(shù)碼管動態(tài)顯示，前4個為設(shè)定溫度，后4個為實測溫度。硬件電路的調(diào)試應(yīng)依次對單片機基本系統(tǒng)、前向通道和后向通道分別進行調(diào)試。由于本電路采用PID控制，程序較長，因此選用比較熟悉AT89C51單片機，其容量為4K，可以滿足設(shè)計的要求。光電耦合器件采用的是MOC3041，其耐壓值為400V，可以滿足本設(shè)計的要求。其典型應(yīng)用參數(shù)為R=10KΩ，C=150PF。C64FH60176。C427H50176。C20AH40176。C0000H30176。 PID算法的介紹在模擬系統(tǒng)中，PID算法的表達式:（1）式中： P（t）——調(diào)節(jié)器的輸出信號： e（t）——調(diào)節(jié)器的偏差信號，它等于測量值與給定值之差； KP——調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； TI——調(diào)節(jié)器的積分時間； TD——調(diào)節(jié)器的微分時間?！瑏砜刂迫龢O管的通斷，來控制5個數(shù)碼管的亮暗。其外接12兆的晶振來給起供應(yīng)震蕩頻率。本電路中應(yīng)調(diào)節(jié)電位器使得9腳電壓為2逐步逼近式A/D的轉(zhuǎn)換公式：，、Ux為輸入電壓、N為輸出值 （11） （12）當選定參考電壓和A/D位數(shù)時，e為常數(shù)，由誤差傳遞公式得：，Ux是輸入絕對誤差 （13）由式（13）知：當輸入電壓越大，A/D轉(zhuǎn)換的相對誤差越小，當然輸入電壓不能大于A/D最大轉(zhuǎn)換電壓。眾所周知, 精度是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的重要指標, 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的量化誤差是影響系統(tǒng)精度的主要因素,A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多, 其量化誤差越小, 一個M 位的A/D 轉(zhuǎn)換器的量化誤差可表示為:式中V ref為模數(shù)轉(zhuǎn)換器的參考基準電壓。AGND,DGND：模擬信號及數(shù)字信號的接地。/WR：用來啟動轉(zhuǎn)換的控制輸入，相當于ADC的轉(zhuǎn)換開始（/CS=0時），當/WR由高變?yōu)榈蜁r，轉(zhuǎn)換器被清除；當/WR回到高時，轉(zhuǎn)換正式開始。工作溫度：ADC0804LCN——0℃～+70℃；分辨率：8位；ADC0804的規(guī)格及引腳圖設(shè)0℃時，=0V，而25℃時，= （反相）（零位調(diào)整）。我們用了其內(nèi)部的三個運放?！?。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被損壞。它的主要特性如下：流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)，即：mA/K式中： —流過器件（AD590）的電流，單位為mA； T—熱力學(xué)溫度，單位為K。按+鍵設(shè)定溫度值加一；按鍵設(shè)定溫度值減一；按設(shè)溫鍵，可任意設(shè)置溫度，輸入相應(yīng)的數(shù)值，按確定鍵即可，按取消鍵則返回前一次設(shè)置的值；按初始鍵則返回剛一開機的狀態(tài)。31H延時Flagb=1？Flagb223。（2）讀溫度程序. 通過DS18B20的側(cè)溫.（3）調(diào)用PID算法子程序通過鍵盤模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù),即給定值,和測量值進行計算,.（4）返回 采樣定時由定時器o的定時操作完成，定時器o的定時初值時間由PID的運算結(jié)果控制。 后向通道:后向通道是實現(xiàn)控制型號輸出的通道,單片機系統(tǒng)產(chǎn)生的控制信號經(jīng)過功率放大器的放大控制電爐的輸入功率,%之內(nèi).4 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件由主程序、鍵盤掃描、LED顯示、串行口中斷組成。根據(jù)認為的要求，8051鍵盤被設(shè)計為2*8行，掃描線有SL0~SL8經(jīng)譯碼輸出，接入鍵盤列線，查詢RL0~RL1提供，采用鍵盤掃描法對16個按鍵進行讀取狀態(tài)。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計傳 感器電爐單 片 機 基 本 系 統(tǒng) 信號放大A/D功率放大鍵盤顯示 圖31 單片機控制系統(tǒng)原理框圖 鍵盤顯示電路本模塊以AT89C2051單片機為核心，利用138譯碼器對顯示器動態(tài)掃描及作為鍵盤的掃描線，采用此方法大大簡化了硬件，充分的利用了單片機的資源，這也是本設(shè)計的巧妙所在。RS485采用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處于發(fā)送狀態(tài)，因此發(fā)送電路須由使能信號加以控制。例如，采用1 50pF／m的通信電纜時，最大通信距離為l 5m。方案一：RS232C總線標準設(shè)有25條信號線，
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