畢業(yè)設(shè)計：基于at89s52單片機的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計-在線瀏覽
2025-01-13 10:02本頁面
【正文】 度控制（光電隔離、驅(qū)動電路、可控硅電路、電爐）、溫度給定（按鍵）、溫度顯示和報警等幾部分。 主機溫度顯示鍵盤聲音報警A / D 轉(zhuǎn)換器 變送器 熱電阻光耦 驅(qū)動器 可控硅調(diào)功器電爐人 機 對 話部 分溫 度 檢 測部 分溫 度 控 制部 分 3 硬件電路設(shè)計 根據(jù)圖 31，可以設(shè)計出基于單片機控制電烤箱的硬件電路圖，如圖 22所示，AT89S52 的晶振頻率為 6MHz。 圖 31 硬件電路圖 溫度顯示功能 溫度顯示電路 ，利用單片機串行口外接移位寄存器 74LS164，采用 3位 LED 數(shù)碼8031R X DTXDP 1.0P 1.1P 1.2P 1.3RSTEAP 1.6P 1.7P0A L EP 2.0P 2.5P S ENWRP 2. 7RDI N T1X T A L1X T A L274LS373GD0 D7A0 A7~~OEA 12A810111213D0 D7CLK~S T A RTA L EOEA D C 0809EOCABCI N 0a g...LEDa g...LEDa g...LEDCPCrCPCrCPCr+ 5 V012+ 5 VDSADSB復(fù)位 啟動+ 100+10+16M H z20 p F 289熱電阻2764DCK74L S 741=≥1≥11 ＝… … …Q7 ~ Q174L S 164Q7 ~ Q174L S 164Q7 ~ Q174L S 164~變送器~＋ 12 V蜂鳴器＋ 5 V電爐＋ 12 V~ 220 VS C R500 V 8 A＋ 顯示器，停止加熱時顯示設(shè)定溫度，啟動加熱時顯示當前烤箱溫度。 按鍵功能 為使系統(tǒng)簡單緊湊，鍵盤只設(shè)置 3個功能鍵，分別是啟動、 “ 百位 +1” 、 “ 十位+1” 和 “ 個位 +1” 鍵，由 P1 口 、 、 低 3 位作為鍵盤接口。連續(xù)按動相應(yīng)位的加 1 鍵即可實現(xiàn) 0℃～ 120℃的溫度設(shè)置。 圖 32 按鍵電路 報警功能 報警功能由蜂鳴器實現(xiàn)。 溫度傳感器 采用 AD590 集成溫度傳感器，它測量溫度的范圍為 55～ +150℃ ,有非常好的線性輸出特性?！?。 放大器 放大器采用集成運算放大器 181。由于基極端的偏壓已經(jīng)固定，因此晶體管集極至射極端的壓降恒為一定值。雖然 741 運算放大器的輸出阻抗不如理想運算放大器所要求的等于零，不過在連接成負回授組態(tài)應(yīng)用時， 其輸出阻抗確實非常接近零。對于 741與其他早期的運算放大器而言，它們的共模抑制比遜于現(xiàn)代的運算放大器，在實際應(yīng)用時容易造成干擾或是噪音。本系統(tǒng)要求溫度控制誤差≤177。這里我們采用 ADC0809 作為 A/D 轉(zhuǎn)換器。用這種方法一方面可以減少標度轉(zhuǎn)換的工作量，另一方面還可以避免標度轉(zhuǎn)換帶來的計算誤差。其內(nèi)部有一個 8 通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通 8 路模擬輸入信號中的一個進行 A/D 轉(zhuǎn)換。 主要特性為 8 路輸入通道， 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8 位 ； 具有 轉(zhuǎn)換起?？刂贫?； 轉(zhuǎn)換時間為 100μs(時鐘為 640kHz 時 )， 130μs（時鐘為 500kHz時） ； 模擬輸入電壓范圍 0～ +5V，不需零點和滿刻度校準 ； 工作溫度范圍為 40～ +85 攝氏度 ； 單個 +5V 電源供電 ； 低功耗，約 15mW。 圖 32 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和外部引腳圖 溫度控制 電烤箱控制采用可控硅來實現(xiàn)，雙向可控硅和電爐電阻絲串接在交流 220 V 市電 回路中。光電隔離器 MOC3011 對輸入、輸出電信號起隔離作用，光耦合器一般由三部分組 成：光的發(fā)射、光的接收及信號放大。這就完成了電 — 光 — 電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強的共模抑制能力。如采樣周期、 PID 控制算法的系數(shù) KP、 KI、 KD 等； “看門狗 ”電路：連接集成監(jiān)控芯片 MAX705 可實現(xiàn)對主電源 VCC 的監(jiān)控，提高系統(tǒng)的可靠性。數(shù)據(jù)存儲器的分配與定義見表 。 A/D轉(zhuǎn)換器 0809：通道 0~通道 7 的地址為 7FF8H~7FFFH，使用通道 0。主程序完成系統(tǒng)的初 始化，溫度預(yù)置及其合法性檢測，預(yù)置溫度的顯示及定時器 0設(shè)置 ,流程圖如圖 41所示。 圖 41 主程序流程圖 中斷 服務(wù)程序 中斷由 T0 產(chǎn)生 ，每隔 5 秒中斷一次。流程圖如圖 42 所示。 開始 定時器 0 初始化 設(shè)置堆棧 置 5s循環(huán)次數(shù) 數(shù)據(jù)存儲器 RAM 初始化 定時器 0 中斷 調(diào)用按 鍵子程序 圖 42 中斷程序流程圖 鍵盤管理 模塊 上電或復(fù)位后系統(tǒng)處于鍵盤管理狀態(tài)，其功能是監(jiān)測鍵盤輸入，接收溫度預(yù)置和置 5s循環(huán)次數(shù) R51 R5 調(diào)用顯示子程序 ADC 轉(zhuǎn)換后的溫度值送顯示緩沖區(qū) 調(diào)用溫度監(jiān)測子程序 5s 到了嗎？ N Y 重設(shè) T0值 調(diào)用報警子程序 保護現(xiàn)場 恢復(fù)現(xiàn)場 中斷返回 調(diào)用溫度控制子程序 啟動鍵。 鍵盤管理子程序流程如如圖 43 所示 ，程序為程序三。為提高數(shù)據(jù)采樣的可靠性，對采樣溫度進行數(shù)字濾 波。如前所述，本系統(tǒng) A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果乘 2正好是溫度值，因此， 4 次采樣的數(shù)字量之和除以 2 就是檢測的當前溫度。 溫度檢測子程序流程圖 如圖 44 所示。 A預(yù) 置 溫 度合 法 檢 查預(yù)置溫度 → 顯 示 緩 沖區(qū)調(diào) 用 顯 示子 程 序有鍵閉合調(diào) 用 顯 示子 程 序延時去抖有鍵閉合P 1 . 1 ＝ 0P 1 . 2 ＝ 0P 1 . 3 ＝ 0P 1 . 0 ＝ 0返回啟動加熱1 0 0 →A1 0 →A1 →AA ＋預(yù)置溫度 →預(yù) 置 溫 度數(shù) 據(jù) 區(qū)鍵釋放AYNYNNYYYNNNYNY 圖 44 溫度檢測子程序流程圖
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