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水箱恒溫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料

2025-07-13 14:59本頁(yè)面
  

【正文】 壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。本設(shè)計(jì)采用由發(fā)光二極管和壓電式蜂鳴器為核心的聲光報(bào)警電路。 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)目前智能化的測(cè)試儀表設(shè)計(jì)都自帶有報(bào)警電路。注意在外部供電的方式下, DS18B20的GND引腳不能懸空, 否則不能轉(zhuǎn)換溫度, 讀取的溫度總是85176。硬件電路如圖所示。 ⑨負(fù)壓特性電源極性接反時(shí),芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀,但不能正常工作。 ⑦?!?。 ④DS18B20在使用中不需要任何外圍元件,全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。 ②獨(dú)特的單線接口方式, DS18B20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與的雙向通訊。例如,125℃的數(shù)字輸出為07D0H,℃的數(shù)字輸出為0191H,℃的數(shù)字輸出為FF6FH,55℃的數(shù)字輸出為FC90H。ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20都各不相同,這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖ROM中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的,它可以看作是該DS18B20的地址序列碼,每個(gè)DS18B20的64位序列號(hào)均不相同。 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示,主要由4部分組成,64位ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。 DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器是世界上第一片支持“ 一線總線”接口的溫度傳感器, 在其內(nèi)部使用了在板(ONBOARD)專利技術(shù)。硬件連接圖如圖所示 矩陣鍵盤電路 溫度采集模塊的硬件設(shè)計(jì)溫度傳感器是將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置型號(hào)有很多數(shù)字式溫度傳感器常用的有DS18BDS1820等。最后將上述兩者進(jìn)行或運(yùn)算即可確定被按下的鍵的位置。 然后讓P1口高四位為0,低四位為1。若某列為低,則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。其方法是:依次將行線置為低電平,即在置某根行線為低電平時(shí),其它線為高電平。 判斷閉合鍵所在的位置。只要有一列的電平為低,則表示鍵盤中有鍵被按下,而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個(gè)按鍵之中。 ①行掃描法 行掃描法又稱為逐行或列掃描查詢法,是一種最常用的按鍵識(shí)別方法,介紹過程如下 (1)判斷鍵盤中有無鍵按下。行線輸出是低電平,一旦有鍵按下,則輸入線就會(huì)被拉低。列線通過電阻接正電源,并將行線所接的單片機(jī)的I/O口作為輸出端,而列線所接的I/O口則作為輸入。由此可見,在需要的鍵數(shù)比較多時(shí),采用矩陣法來做鍵盤是合理的。在矩陣式鍵盤中,每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通,而是通過一個(gè)按鍵加以連接。當(dāng)人為按下按鈕時(shí),則Vcc的+5V電平就會(huì)直接加到RST端。復(fù)位電路第二功能是手動(dòng)復(fù)位。5%。復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。電容C1和C2應(yīng)盡可能的安裝在單片機(jī)芯片附近,以減少寄生電容,保證振蕩器穩(wěn)定可靠的工作。其發(fā)出的時(shí)鐘脈沖直接送入單片機(jī)內(nèi)定時(shí)控制部件。本設(shè)計(jì)中采用內(nèi)部時(shí)鐘產(chǎn)生方式。作為單片機(jī)的時(shí)鐘源。根據(jù)STC89C52單片機(jī)時(shí)鐘周期的要求。該器件采用ATMEL搞密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造,與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。最高運(yùn)作頻率35Mhz。空閑模式下CPU 停止工作,允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能8k字節(jié)Flash 512字節(jié)RAM,32 位I/O 口線,看門狗定時(shí)器內(nèi)置4KB EEPROM,MAX810復(fù)位電路三個(gè)16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu),全雙工串行口。STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。 ④顯示用LCD1602顯示屏顯示溫度值和時(shí)間用數(shù)字鍵和功能設(shè)置鍵實(shí)現(xiàn)溫度、時(shí)間的設(shè)置。 ②溫度測(cè)量模塊采用DS18B20,此器件的使用可以省去A/D,模數(shù)轉(zhuǎn)換部分。由于單片制冷片電流在810A電流較大,因此本文采用可控硅實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱器/制冷控制模塊設(shè)計(jì)。以小電流控制大電流,并且不像繼電器那樣控制時(shí)有火花產(chǎn)生,而且動(dòng)作快、壽命長(zhǎng)、可靠性 好。因?yàn)榧訜崞?制冷片的工作電壓是220V和12V對(duì)單片機(jī)來說都是 “強(qiáng)電”因此要用弱電實(shí)現(xiàn)對(duì)強(qiáng) 電的控制。因此采用STC89C52作為系統(tǒng)控制器。 單片機(jī)的選擇所設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)主要用于控制電熱絲和制冷片的工作與否、對(duì)溫度測(cè)量信號(hào)的接收和處理、控制顯示電路對(duì)設(shè)定溫度值、系統(tǒng)實(shí)際溫度值和溫度曲線的實(shí)時(shí)顯示以及控制鍵盤實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度值的設(shè)定等。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用,正因?yàn)槿绱怂运荒茱@示圖形但是價(jià)格便宜編程簡(jiǎn)單。但是12864價(jià)格昂貴。 方案二采用帶有字庫(kù)的12864液晶顯示屏。數(shù)碼管具有亮度高、壽命長(zhǎng)、耐老化、對(duì)外界環(huán)境要求低。綜合以上四種方案,本設(shè)計(jì)采用第四種方案,利用數(shù)字溫度計(jì)DS18B20作為溫度傳感器。方案四:采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20,DS18B20提供九位溫度讀數(shù),測(cè)量范圍55℃~125℃,采用獨(dú)特1WIRE 總線協(xié)議,只需一根口線即實(shí)現(xiàn)與MCU 的雙向通訊,具有連接簡(jiǎn)單,高精度,高可靠性等特點(diǎn)。℃的測(cè)量精度。其中 Rt 是溫度為 t 攝氏度時(shí)的電阻;R0 是溫度為 0 攝氏度時(shí)的電阻;t 為任意溫度值,A,B 為溫度系數(shù)。在 0—100 攝氏度時(shí),最大非線性偏差小于 攝氏度。方案二:采用溫度傳感器鉑電阻 Pt1000??赏ㄟ^鍵盤,顯示電路設(shè)定目標(biāo)溫度、控制參數(shù)、運(yùn)行等。本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)控,溫度顯示,溫度門限設(shè)定,超過設(shè)定的門限值時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)相應(yīng)的功能。從DS18S20讀出或?qū)懭隓S18S20信息僅需要一根口線其讀寫及其溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線,該總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電,故不需要額外電源。DS18B20可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)供微機(jī)處理。用DS18BSTC89C52單片機(jī)及LCD的硬件電路完成對(duì)水溫的實(shí)時(shí)檢測(cè)及顯示,由DS18B20檢測(cè)爐內(nèi)溫度并在LCD1602中顯示。C)內(nèi)的升溫、降溫功能。(3)水溫控制系統(tǒng)應(yīng)具有全量程(10176。176。C。 (3)能夠保持實(shí)時(shí)顯示水溫,顯示位數(shù)4位,分別為百位、十位、個(gè)位和小數(shù)位(但由于規(guī)定不超過70度,所以百位也就沒有實(shí)現(xiàn),默認(rèn)的百位是不顯示的)。 技術(shù)要求 本設(shè)計(jì)的主要功能(1)可以對(duì)溫度進(jìn)行自由設(shè)定,但必須在0~100℃內(nèi),設(shè)定時(shí)可以實(shí)時(shí)顯示出設(shè)定的溫度值。通過對(duì)恒溫水箱的設(shè)計(jì),不僅能夠滿足實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)需求,同時(shí)也是讓自己對(duì)protel等專業(yè)軟件在電路設(shè)計(jì)及仿真、51單片機(jī)的開發(fā)編程又一個(gè)深入的學(xué)習(xí)。例如,某些化學(xué)反應(yīng)要在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行一定的時(shí)間才能出現(xiàn)反應(yīng)現(xiàn)象;分餾的操作也是要有苛刻的溫度環(huán)境才能正常進(jìn)行以免產(chǎn)生雜質(zhì);生物工程中的培養(yǎng)基的培養(yǎng)等。溫度是科學(xué)技術(shù)中最近本的物理量之一,物理、化學(xué)、生物等學(xué)科都離不開溫度的測(cè)量。隨著嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)的快速發(fā)展及其在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,人們對(duì)電子產(chǎn)品的小型化和智能化要求越來越高,作為高新技術(shù)之一的單片機(jī)以其體積小、價(jià)格低、可靠性高、適用范圍大以及本身的指令系統(tǒng)等諸多優(yōu)勢(shì),在各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)行業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用。其溫度控制不好就可能引起生產(chǎn)安全,產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量等一系列問題。從過程量的檢測(cè)角度出發(fā),溫度是最常見的過程變量之一,它是一個(gè)非常重要的過程
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