【正文】
為0℃~300℃,分辨率為177。測(cè)量結(jié)果用3位LED數(shù)碼管顯示。關(guān)鍵字:溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換 、實(shí)時(shí)測(cè)溫 指導(dǎo)教師簽字:The development of Intelligent Oven SystemStudent Name: Yaoxi Classe:098205234 Supervisor: ChenlijuanAbstract : Electric oven in the machinery, metallurgical, chemical and other industries has a wide range of applications, such as mechanical certain circumstances, the oven temperature is reguired to achieve accuratecontrol,such as the general control methods will be difficult to achieve. Platinum resistance to heat as the temperature sensor PT100 sensors oven temperature sensitive ponents, It will change the temperature of the resistance to the resistance changes, Platinum by the thermal resistance of Surfacing Bridge will be measured temperature of the oven converted into voltage signal conversion, then integrated operational amplifier 7650 enlarge 0 ~ 5V voltage signal simulation. After ADC0804 converted into eight digital signal into AT89C52 system, AT89C52 of the data collected by digital filtering, After processing transform into 164 Module for, and determine whether the effective temperature range beyond, thus pleting the measurement of temperature. The design calls for the temperature measurement range of 0 176。 C, resolution of 177。 C. Measurement results using three digital LED Display. Design Series MCU STC89C52 use realtime temperature sampling, intelligent control, have high practical value。溫度控制無(wú)論是在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,還是在日常生活中都起著非常重要的作用。溫度控制的好壞,往往影響成品的好壞。特別是在當(dāng)前全球能源極度有限的情況下,掌握好對(duì)溫度的控制是必要的。隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和生活的要求不斷提高,對(duì)其過(guò)程中溫度控制器的精度、通用性、人性化、安全穩(wěn)定性等性能要求越來(lái)越高,同時(shí)其成本及實(shí)用性對(duì)人們來(lái)說(shuō)也不容忽視。本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心,主要部分包括傳感器溫度采集、A/D轉(zhuǎn)換、按鍵操作、顯示等部分。已往的烘箱采用的是手控式的和電子式的溫度控制裝置,隨著人們對(duì)溫度控制的精度和操作簡(jiǎn)便的要求的提高,人們又發(fā)明了以單片機(jī)為核心的溫度控制裝置,該種裝置是目前較先進(jìn)的溫度檢測(cè)和控制裝置。但它也還存在著許多的不足之出不能滿足人們某些方面的要求。因此許多溫度控制系統(tǒng)增加了RS232等的接口電路,增強(qiáng)了與上位機(jī)的聯(lián)系,并通過(guò)編程可實(shí)時(shí)的畫(huà)出溫度曲線,更有利于對(duì)溫度進(jìn)行控制,更可進(jìn)一步觀察溫度變化的規(guī)律。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和完善,微機(jī)被廣泛運(yùn)用與檢測(cè)和控制領(lǐng)域。用PC機(jī)替代單片機(jī),PC機(jī)的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和人機(jī)對(duì)話功能可以用來(lái)彌補(bǔ)單片機(jī)控溫的不足。 本文的主要研究?jī)?nèi)容本系統(tǒng)的研發(fā)主要包括了系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)以STC89C52 單片機(jī)為微控制器,利用PT100傳感器與單片機(jī)組成的測(cè)控系統(tǒng),檢測(cè)當(dāng)前溫度并通過(guò)單片機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)烘箱的加熱。第二章 烘箱系統(tǒng)的組成及工作原理 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求與技術(shù)指標(biāo)本課題的任務(wù)是應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)對(duì)一脫蠟烘箱進(jìn)行溫度控制。1℃本系統(tǒng)主要由四大部分組成:數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換電路模塊、控制電路模塊、鍵盤(pán)顯示模塊、加熱驅(qū)動(dòng)模塊、報(bào)警電路模塊。二、控制模塊主要包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、各種接口電路。四、加熱驅(qū)動(dòng)電路模塊主要完成單片機(jī)控制可控硅加熱。1.硬件電路組成框圖簡(jiǎn)化的硬件組成框圖如下: 加熱控制控制對(duì)象鍵盤(pán)顯示電路單片機(jī)控制A/D轉(zhuǎn)換電路溫度轉(zhuǎn)換電路報(bào)警顯示 基本功能 使用pt100構(gòu)成電橋測(cè)量溫度,溫度的信號(hào)經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換電路后進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)顯示溫度,控制加熱設(shè)備等功能,同時(shí)可通過(guò)鍵盤(pán)可設(shè)置電路參數(shù).軟件的基本組成軟件主要有主程序,A/D轉(zhuǎn)換程序,鍵盤(pán)輸入等幾部分組成,主要實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)數(shù)據(jù)輸入,溫度數(shù)據(jù)采集及實(shí)時(shí)顯示和加熱控制的功能。STC89C52內(nèi)部都有一個(gè)反相放大器,XTALXTAL2 分別是反相放大器輸入和輸出端,外接定時(shí)反饋元件就組成震蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘送至單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)部件。片內(nèi)振蕩器的震蕩頻率fOSC 非常接近晶振頻率,~12MHz 之間選取,這次畢設(shè)用的時(shí)鐘頻率是6MHz。作用有兩個(gè):其一是使振蕩器起振,其二是對(duì)振蕩器的頻率f 起微調(diào)作用(CC2 大,f 變?。2捎蒙想姀?fù)位方式,在RST復(fù)位端接一個(gè)電容R16 至Vcc 和一個(gè)電容C6 至Vss(地),就能實(shí)現(xiàn)上電自動(dòng)復(fù)位。只要保持RST 引腳為高電平時(shí)間足夠長(zhǎng),就可使CPU 復(fù)位。10MHz 時(shí),約1ms;1MHz 時(shí),約10ms。 中R16=51KΩ,C6=22μF,若頻率為12MHz,可以保證可靠的上電復(fù)位。: 單片機(jī)復(fù)位電路 溫度采集放大模塊方案論證與比較方案1:采用集成溫度傳感器的采集電路集成溫度傳感器的原理是基于硅基pn結(jié)對(duì)溫度的敏感效應(yīng),它有三種類型: 1. 線性輸出集成溫度傳感器,電壓與溫度成比例關(guān)系; 2. 臨界點(diǎn)輸出集成溫度傳感器,探測(cè)溫度以防止過(guò)熱,臨界溫度點(diǎn)的調(diào)整可通過(guò)電阻設(shè)置來(lái)完成。集成溫度傳感器的工作溫度范圍是有限的,通常在55℃~150℃之間,且具有價(jià)格低廉、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易、測(cè)量精確等優(yōu)越性。集成溫度傳感器特有的低價(jià)格是制造商手中的法寶,在溫度傳感器中集成溫度傳感器價(jià)格最低,但它也有兩個(gè)弱點(diǎn),即受溫度限制和受電磁干擾。傳感器直接輸出數(shù)字信號(hào)電路簡(jiǎn)單而且生產(chǎn)成本低,測(cè)量精確。C~150176。方案2:采用溫度傳感器PT100作為電橋電路的采集電路鉑電阻在0℃的額定電阻值是100 Ω,它是一種標(biāo)準(zhǔn)化的器件。鉑電阻阻值的溫度特性存在非線性,這影響了溫度測(cè)量的精度?!?PT100的電阻阻值。(+│t│), B級(jí)177。另外,Pt100溫度傳感器還具有抗振動(dòng)、穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、耐高壓等優(yōu)點(diǎn) 其測(cè)溫電路的工作原理:溫度傳感器PT100作為電橋電路的一個(gè)橋臂,電橋在某一溫度時(shí)呈現(xiàn)平衡狀態(tài),其輸出為零;當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí),PT100的阻值也跟著發(fā)生變化,電橋的平衡被打破,電橋?qū)⑤敵鲆粋€(gè)電壓值,這樣就實(shí)現(xiàn)了溫度信號(hào)到電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)變。電壓量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)變方法是將放大后的電壓信號(hào)輸入A/D轉(zhuǎn)換器,A/D轉(zhuǎn)換器將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號(hào),這樣就完成了溫度采集的過(guò)程。 由于PT100的技術(shù)參數(shù)可以滿足本次畢設(shè)的要求。 溫度轉(zhuǎn)換及放大電路1. 溫度轉(zhuǎn)換電路: 溫度轉(zhuǎn)換電路這部分電路完成PT100的電阻到電壓的轉(zhuǎn)換。在電橋中上兩橋臂用了10KΩ的電阻,下臂分別用100Ω的電阻和PT100,且R3調(diào)到等于100Ω(0℃時(shí)PT100的阻值),可以保證流過(guò)PT100的電流適中。則有: () () () ()根據(jù)()得: ()即可得到0℃~850℃內(nèi)任意溫度點(diǎn)的電橋輸出電壓。為使最終輸出0~5V的電壓信號(hào),放大電路的增益應(yīng)為24,且應(yīng)采用正相放大電路。取R7=10KΩ、R6調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)碾娮柚怠? A/D 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)A/D 轉(zhuǎn)換是決定測(cè)量精度和穩(wěn)定性的重要一環(huán),溫度信號(hào)由LM35溫度傳感器組成的