電熱恒溫箱的單片機(jī)控制系統(tǒng)畢業(yè)論文-展示頁
2025-07-03 15:15本頁面
【正文】 成分使實際二極管的電壓―溫度特性偏離前面講的理想近似線性關(guān)系。在實際使用中，熱敏電阻所消耗的功率不得超過額定功率。時間常數(shù)ζ就是表征熱敏電阻值慣性大小的參數(shù)，其數(shù)值等于熱敏電阻在零功率測量狀態(tài)下，當(dāng)環(huán)境溫度突變時，熱敏電阻的阻值從起始值變化到最終變化量的63%時所需的時間。指在規(guī)定的溫度下，單位溫度變化使熱敏電阻值變化的相對值。C~27186。如果環(huán)境溫度不是25186。C時的零功率狀態(tài)下的阻值。它們的共同特點是靈敏度高，從復(fù)性好，工藝簡單，便于工業(yè)化生產(chǎn)，因而成本較低，應(yīng)用很廣泛。二、硬件設(shè)計溫度傳感器（1）熱敏電阻溫度傳感器熱敏電阻是用某種金屬氧化物為基體原料，加入一些添加劑，采用陶瓷工藝制成的具有半導(dǎo)體特性的電阻器，其電阻對溫度變化很明顯，電阻溫度系數(shù)比金屬的大很多，被稱為熱敏電阻。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖及簡要說明圖1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖電路部分以AT89S51單片機(jī)為核心部件，考慮來自供電電源、接口電路、程序跑飛等的干擾情況，采取了必要的軟、硬件干擾措施。本文的研究重點將放在溫度傳感器的選擇、提高測溫精度、測溫數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸這三個方面。通過對各種信號傳輸方式的分析和研究，在保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔、具有較高性價比的基礎(chǔ)上，提出延長數(shù)據(jù)輸出距離的新方案。本文將針對現(xiàn)有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、溫度檢測精度不高、數(shù)據(jù)傳輸距離短、主控操作界面不直觀這四個方面問題展開研究。不僅如此，通過歷史溫度記錄數(shù)據(jù)的分析還可以對溫控系統(tǒng)進(jìn)行研究，為進(jìn)一步開發(fā)和挖掘更好的電熱恒溫系統(tǒng)提供更多的理論依據(jù)，所以，本系統(tǒng)的研究具有較高的使用價值。可見，研制一套切合實際需要的溫度檢測系統(tǒng)是十分必要的。電熱恒溫箱的實際應(yīng)用環(huán)境，要求我們對它的設(shè)計要考慮好其工作的實際環(huán)境。技術(shù)參數(shù)和設(shè)計任務(wù)：利用STC89C52單片機(jī)構(gòu)成的主電路，以實現(xiàn)對溫度的控制；為使電路中各功能有條不紊進(jìn)行，設(shè)計時鐘電路來實現(xiàn)；為了有效的控制好溫度，設(shè)計溫度輸入輸出通道電路來實現(xiàn)；為了能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)交互功能，設(shè)計了鍵盤電路和顯示電路來實現(xiàn)；溫度檢測部分選用合適的溫度傳感器和ADC轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)對溫度的測量；為了更有效的觀察恒溫箱，設(shè)計顯示系統(tǒng)電路來實現(xiàn)；輸出控制部分由電爐采用晶閘管來實現(xiàn)，通過如DAC0832轉(zhuǎn)換成模擬量，從而控制電阻絲的通電加熱功率；一、本課程設(shè)計系統(tǒng)概述電熱恒溫箱單片機(jī)控制系統(tǒng)研究的理論意義及應(yīng)用價值隨著時代的發(fā)展以及人民生活水平的提高，人們對傳統(tǒng)的育種，發(fā)酵等方法感到厭煩，它們不僅復(fù)雜而且麻煩。控制系統(tǒng)主要有三大部分組成，分別是溫度采集部分、溫度控制部分、控制信號的輸出執(zhí)行部分。也可使用國內(nèi)生產(chǎn)的同類型產(chǎn)品。課程設(shè)計題目：電熱恒溫箱的單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計本課程設(shè)計介紹了一種電熱恒溫箱的單片機(jī)控制系統(tǒng)。在溫度采集方面選用了美國國家半導(dǎo)體公司的集成化半導(dǎo)體傳感器LM134。集成化傳感器是新型器件，它比直接用一個PN結(jié)作傳感器靈敏度高、線性好、使用方便。系統(tǒng)設(shè)計使用的芯片都是系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)常用到的器件，微處理機(jī)采用美國ATMEL公司推出的單片微機(jī)STC89C52，1片Intel 8155作為I/O擴(kuò)展器，組成微機(jī)基本系統(tǒng)。根據(jù)市場、用戶等方面的實際需求，對恒溫箱的要求也有不同，而恒溫控制是恒溫箱的核心，在允許的溫度范圍內(nèi)，以較好設(shè)計方法，對于節(jié)省電能、延長設(shè)備的使用壽命均十分有利。而控制溫度的先決條件是必須能夠精確地掌握實時溫度。電熱恒溫箱的單片機(jī)控制系統(tǒng)投入使用后，可精確顯示實時溫度，還可提供溫度打印，為溫度控制提供依據(jù)，能滿足各種實際需要，節(jié)省電力和人力，提高生產(chǎn)效率。本課程設(shè)計主要研究內(nèi)容雖然電子恒溫控制系統(tǒng)的應(yīng)用已相當(dāng)普遍，但是，伴隨著新器件的誕生、新技術(shù)的涌現(xiàn)，在新需求的推動下，溫度控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)、器件選擇、數(shù)據(jù)傳送及操作界面等方面仍需不斷研究和創(chuàng)新。通過對目前各種溫度傳感器的分析與研究，對溫度傳感器做出合理選擇，達(dá)到優(yōu)化整體結(jié)構(gòu)，提高溫度檢測精度，同時使系統(tǒng)便于維護(hù)的目的。通過對系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)功能的分析和研究，設(shè)計出更好控制系統(tǒng)?？傊?，本課題研究以期研制出一套簡潔實用、精確穩(wěn)定、使用直觀、維修方便的電子恒溫箱單片機(jī)控制系統(tǒng)。電路板上主要包括數(shù)據(jù)采集電路、鍵盤與顯示電路、控制輸出電路、模擬電源、數(shù)字電源、蜂鳴器等。熱敏電阻分為三種類型：正溫度系數(shù)熱敏電阻，負(fù)溫度系數(shù)、熱敏電阻和臨街溫度系數(shù)、熱敏電阻。1）標(biāo)稱電阻值標(biāo)稱電阻是熱敏電阻在25186。其大小取決于熱敏電阻的材料和它的幾何尺寸。C，而在25186。C之間，則按下式計算 （1）2）電阻溫度系數(shù)用于描述溫度的變化引起電阻變化率變化的參數(shù)。用下式表示 （2）3）時間常數(shù)盡管熱敏電阻的幾何尺寸可以制作得很小，但它還是有熱慣性的。4）額定功率(P)指在標(biāo)準(zhǔn)壓力和規(guī)定的最高環(huán)境溫度下，熱敏電阻長期連續(xù)工作所允許的最大耗散功率。（2）晶體管溫度傳感器研究發(fā)現(xiàn)在晶體管機(jī)電機(jī)電流恒定的條件下，其發(fā)射結(jié)上的正向電壓隨溫度上升而近似線性下降，這種溫度特性與二極管相似。而三機(jī)管中雖然發(fā)射極電也包括上述三部分，但是只有擴(kuò)散電流能夠到達(dá)集電極，后兩個電流成分則作為基極電流漏掉，使晶體管表現(xiàn)出比二極管更好的線性和互換性。外圍電路通常包括參考電壓源、運(yùn)算放大及線性電路等部分。該電路由一只運(yùn)算放大器和一個溫敏三極管組成。溫敏三極管作為反饋元件跨接在運(yùn)放的反向輸入端和輸出端，基極接地。這是因為運(yùn)放的反相輸入端為虛地。B3,B4,B5PNP晶體管結(jié)構(gòu)和性能完全相同，B3與B4組成恒流源，且兩者射極電流相同(稱為電流鏡),所以R1上壓降ΔV可表示為 （4）則R1上電流為 （5）因為B5與BB4完全相同，且基極、集電極點位相同，所以B5的射極電流與 BB42）電壓型集成溫度傳感器的電路結(jié)構(gòu)及性能常用的電壓型集成溫度傳感器為四端輸出型，代表性的型號有SL616,LX5600/5700,LM3911,UP515/610AC和UP3911等。溫度傳感器是核心電路，原理是輸出電壓與溫度成
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