【正文】 輸出)、低成本、高精度(大約 1%)、小尺寸和高分辨率。 數(shù)字輸出 IC 溫度傳感器帶有一個(gè)內(nèi)置參考源，它們的響應(yīng)速度也相當(dāng)慢(100 ms 數(shù)量級(jí))。 與熱敏電阻、RTD 和熱電偶傳感器相比，IC 溫度傳感器具有很高的線性，低系統(tǒng)成本，集成復(fù)雜的功能，能夠提供一個(gè)數(shù)字輸出，并能夠在一個(gè)相當(dāng)有用的范圍內(nèi)進(jìn)行溫度測(cè)量。它屬于電流輸出型。1/AC??它不易受接觸電阻、引線電阻、電壓噪聲等的干擾。/AK?iii. 電源電壓： 。??v. 重復(fù)性： ；??vi. 輸出阻抗：約為 ；??嵌入式單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 浴池水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)vii. 長期漂移： ；??月 流量傳感器的選型根據(jù)測(cè)量原理的不同，流量傳感器可分為熱式流量傳感器和非熱式流量傳感器兩大類。該類傳感器由于易采用半導(dǎo)體工藝制造，具有體積小、成本低、可以批量生產(chǎn)，同時(shí)能與處理電路集成在同一芯片上，使傳感器的輸出直接實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，易于與計(jì)算機(jī)接口等優(yōu)點(diǎn)。非熱式流量傳感器是利用其他的物理方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)流體的測(cè)量。和熱式流量傳感器相比，它有功耗小，無零點(diǎn)漂移、測(cè)量方式多樣，檢出電路簡單，響應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。盡管如此，在大量不需感知流向的流速測(cè)量應(yīng)用中，該類傳感具有廣闊的應(yīng)用前景。顯然，熱式流量傳感器不適用于本設(shè)計(jì)，所以應(yīng)選擇非熱式流量傳感器。綜合比較各種類型的非熱式流量傳感器的性能與價(jià)格之后，本設(shè)計(jì)選用上海自儀九儀表有限公司生產(chǎn)的LWGY25C0A5T0型渦輪流量傳感器，其技術(shù)性能如下：1. 測(cè)量介質(zhì)：液體；2. 介質(zhì)粘度范圍： 。：渦輪流量傳感器的基本結(jié)構(gòu)：?，渦輪流量傳感器由殼體、前導(dǎo)向架、軸、葉輪、后導(dǎo)向架、壓緊圈和帶磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器的放大器等組成。 葉輪中有軸承，套在軸上，可以靈活地旋轉(zhuǎn)。圖 渦輪流量傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖：渦輪流量傳感器的工作原理：?嵌入式單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 浴池水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)被測(cè)流體流經(jīng)傳感器時(shí)，傳感器內(nèi)的葉輪借助于流體的動(dòng)能而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，周期性地改變磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的磁阻值，使通過線圈的磁通量周期性地發(fā)生變化而產(chǎn)生電脈沖信號(hào)。該脈沖信號(hào)經(jīng)放大器放大后送至二次儀表進(jìn)行流量和總量的顯示或積算。每臺(tái)傳感器都經(jīng)過實(shí)際標(biāo)定測(cè)得儀表常數(shù)值。即：()?次 /L(/s)qQ（ L） （1）/f?? （2）QN圖 前置放大器的內(nèi)部電路圖圖 前置放大器的接線端子圖嵌入式單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 浴池水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)芯片的選型 步進(jìn)電機(jī)選型步進(jìn)電機(jī)分類：　　1）按步進(jìn)電機(jī)輸出扭矩的大小，可分為快速步進(jìn)電機(jī)與功率步進(jìn)電機(jī)；　　2）按勵(lì)磁相數(shù)，可分為二相、三相、四相、五相甚至八相；　　3）按其運(yùn)動(dòng)方式，分旋轉(zhuǎn)式、直線式、平面運(yùn)動(dòng)式和滾切運(yùn)動(dòng)式；　　4）按結(jié)構(gòu)，可分為單段式（徑向式）、多段式（軸向式）、印刷繞組式；　　5）按工作原理，可分為反應(yīng)式、電磁式、永磁式、永磁感應(yīng)子式（混合式）步進(jìn)電機(jī)，其中反應(yīng)式和混合式步進(jìn)電機(jī)比較常用。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵(lì)磁繞組，利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。它又分為兩相和五相：兩相步進(jìn)角一般為 度而五相步進(jìn)角一般為 度。嵌入式單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 浴池水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 42HS003 型步進(jìn)電機(jī)性能參數(shù) 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片選型本設(shè)計(jì)選用 ST 公司生產(chǎn)的 L298 型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。L298 有兩種封裝，如圖 ?？梢再徺I混水閥的主要配件，如閥體和閥芯（如圖 ）以及相關(guān)密封件，然后采用機(jī)械連接的方式或者用聯(lián)軸器將步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸與閥芯轉(zhuǎn)子連接起來，從而組成一個(gè)用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的混水閥。1A?7）具有 10 位的內(nèi)部 ADC 模塊。按鍵用于設(shè)定浴池水溫值或進(jìn)行功能切換，LED 指示燈指示當(dāng)前工作狀態(tài)，數(shù)碼管顯示用水量、浴池當(dāng)前水溫或設(shè)定溫度。此外，系統(tǒng)根據(jù)溫度傳感器的測(cè)量值與設(shè)定值之差，由單片機(jī)輸出控制信號(hào)，經(jīng) L298 芯片轉(zhuǎn)換后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)混水器，使浴池水溫到達(dá)設(shè)定值。PIC 單片機(jī)通過 8155 控制數(shù)碼管的顯示。圖 按鍵與顯示電路 溫度與流量檢測(cè)電路系統(tǒng)選用的 PIC16F877 單片機(jī)內(nèi)部包含 10 位的 ADC 模塊，具有 8 路模擬信號(hào)輸入通道，因此，不需要擴(kuò)展外圍 ADC 芯片。L298 的 4 個(gè)輸出端兩兩驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的兩個(gè)線圈，單片機(jī)的端口 C 產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)所需要的脈沖信號(hào)和控制信號(hào)，RC0～RC3 分別與 L298芯片的 INPUT1～I(xiàn)NPUT4 相連，脈沖信號(hào)由此端口進(jìn)入驅(qū)動(dòng)芯片。經(jīng) 10K 歐電阻之后對(duì)應(yīng)于/A?0～100 度溫度范圍的電壓是 ～,經(jīng) 10 位 A/D 轉(zhuǎn)化后的測(cè)量精度滿嵌入式單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 浴池水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)足 度的設(shè)計(jì)要求。開 始復(fù) 位 ？系 統(tǒng) 初 始 化按 鍵 按 下 ？鍵 處 理溫 度 采 樣測(cè) 溫 值 校 正均 值 濾 波存 儲(chǔ) 當(dāng) 前溫 度 值NNYY圖 溫度采集程序流程圖 流量檢測(cè)方法及程序流程LWGY25C0A5T0 型渦輪流量傳感器的輸出為占空比為 50%的脈沖，流量計(jì)算公式： ，其中 為傳感器常數(shù)，傳感器在出廠時(shí)該常數(shù)由廠家標(biāo)/QN??()次 /L嵌入式單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 浴池水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)定給出。開 始設(shè) 置 R A 1 腳為 外 部 中 斷復(fù) 位 ？中 斷 使 能N = 0 , Q = 0R A 1 中 斷N = N + 1N 溢 出 ？max/Q???返 回YYNN圖 流量檢測(cè)程序流程 步進(jìn)電機(jī)的控制算法及程序流程對(duì)混水器采用模糊控制方法。將E分為四個(gè)模糊子集B(大)，M(中)，S(小)，N(負(fù))，對(duì)應(yīng)溫度變差為：。對(duì)應(yīng)的偏差變化量為：?；控制器輸出的脈沖頻率分000()AAA??本 前 本 前 本 前t； ；為四個(gè)模糊子集B(快)，M(中)，S(慢)，Z( 零)。根據(jù)E 以及 可以制定模??E糊控制表。：當(dāng)?+時(shí)，輸出頻率為Z；當(dāng) 時(shí)，輸出頻率為 S；當(dāng) 時(shí)，?+13?E35???E+輸出頻率為M，當(dāng) 時(shí)，輸出頻率為B。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可根據(jù)控制效果制定適合的模糊控制規(guī)則，如增加模糊子集或改變相關(guān)模糊子集對(duì)應(yīng)的數(shù)字等。嵌入式單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 浴池水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開 始系 統(tǒng) 初 始 化使 能 R A 1 和T 0 中 斷N = 0 , Q = 0 , T t = 0 ,E = 0 , d e t a E = 0， t 0 = 3 0按 鍵 掃 描升 溫t 0 = t 0 + 1降 溫t 0 = t 0 1溫 度 設(shè) 定 顯 示 切 換復(fù) 位 ？存 儲(chǔ) 設(shè) 定溫 度 t 0溫 度 顯 示子 程 序流 量 顯 示子 程 序溫 度 采 集子 程 序選 擇 分 支結(jié) 構(gòu)延 時(shí) 5 0 0 毫 秒NY圖 系統(tǒng)軟件流程 應(yīng)用子程序代碼。 ***********************************************************************PCL EQU 02H 。定義狀態(tài)寄存器地址嵌入式單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 浴池水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)PORTC EQU 07H 。定義端口 D 的方向寄存器INTCON EQU 0BH 。定義第一外設(shè)中斷標(biāo)志寄存器PIR2 EQU 0DHTMR1L EQU 0EH 。定義 ADRESHADCON0 EQU 1FH 。定義第一外設(shè)中斷屏蔽寄存器PIE2 EQU 8DHADCON1 EQU 9FH 。定義 TIMER1 控制寄存器RP1 EQU 06HRP0 EQU 05HZ EQU 02HC EQU 00HTMR1IF EQU 00HDATA1 EQU 20H 。定義內(nèi)循環(huán)變量TEMP EQU 22HW_TEMP EQU 25HS_TEMP EQU 26HSCALER EQU 27HAD_STATUS EQU 28HSIGN EQU 22HSUN EQU 24HINDEX EQU 25HW_BUF EQU 26HVALUE EQU 27HNUM EQU 28HCOUNT1 EQU 1AH 。定義存儲(chǔ)內(nèi)循環(huán)次數(shù)的變量嵌入式單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 浴池水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。中斷向量的地址為 04HGOTO INT 。 *****************************中斷子程序開始****************************INTMOVWF W_TEMP 。將 STATUS 寄存器中高低字節(jié)交換MOVWF S_TEMP 。察看是否 TMR1 中斷GOTO NEXT1GOTO NEXT2NEXT1BTFSC SIGN,0 。SIGN 取反BCF PIR1,TMR1IF 。對(duì) TMR1 重新輸入值 0F