基于dsp的水温控制系统设计

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1、电子与信息工程学院综合实验设计报告课题名称基于DSP的水温控制系统设计专业电子信息工程班级学生姓名学号指导教师2011年6月20日目录第1节引言……………………………………………………………………31.1水温控制系统概述………………………………………………………31.2设计目的…………………………………………………………………31.3设计任务与要求…………………………………………………………31.4系统组成…………………………………………………………………31.5整体设计思路……………………………………………………………4第2节系统硬件设计…………………………………………………

2、…………42.1方案设计………………………………………………………………42.2元器件选择…………………………………………………………52.3单元电路设计…………………………………………………………62.3.1温度采集电路………………………………………………62.3.2温度控制电路………………………………………………82.3.3LCD液晶显示模块……………………………………………92.4主机控制部分…………………………………………………………92.5微机控制及图形显示部分…………………………………………9第3节系统软件设计……………………………………………………………103.1

3、系统软件分析………………………………………………………103.1.1系统设计原理………………………………………………103.1.2软件系统流程图………………………………………………103.2软件模块设计…………………………………………………………11第4节运行描述…………………………………………………………………20第5节系统调试…………………………………………………………………20第6节课程设计总结……………………………………………………………20参考文献………………………………………………………………………21第一节引言1.1水温控制系统概述本文介绍的是一个以EL-DSP-

4、EXPII型教学实验系统为控制核心的水温控制系统，此系统通过人机交互设定控制温度，采用增量型PID算法，通过脉宽调制控制电炉加热，最终实现水温的恒定。该系统具有温度超调量小、调节时间短、静态误差小、测量精确、恒定温度与设定温度偏差小等优点，且控制方便、显示直观、性能稳定、可靠性高。1.2设计目的（1）熟悉并掌握硬件设计方面的温度采集技术（2）熟悉并掌握软件设计方面的A/D转换技术（3）熟悉并掌握软件设计方面的DSP液晶显示功能（4）掌握数字PID控制程序的设计方法（5）掌握监控程序的设计方法1.3设计任务与要求系统的基本任务与要求：（1）系统的基本要求：一定量水由电炉加热,要求

5、水温可以在一定范围内由人工预先设定,并能在环境温度降低至低于设定值时自动实现调整,以保持设定的温度基本不变。（2）主要性能指标：a.温度设定范围：温度设定为0℃—80℃,误差小于1℃；b.控制水容器中电加热器件，使水温在5分钟内从室温升到45℃，并在随后的5分钟内将水温稳定在45℃，误差在2℃内。c.用十进制数码显示实际水温；1.4系统组成本系统是一个典型的检测、控制型应用系统，它要求系统完成从水温检测、信号处理、输入、运算到输出控制电炉加热功率以实现水温控制的全过程。因此，以DSP为核心组成一个专用计算机应用系统，以满足检测、控制应用类型的功能要求。另外，DSP的使用为实现水

6、温的智能化控制以及提供完善的人机界面及多机通讯接口提供了可能，而这些功能在常规数字逻辑电路中往往是难以实现或无法实现的。根据设计任务的基本要求，本系统应具有以下基本功能：（1）可以进行温度设定，并自动调节水温至给定的温度值。（2）可以调整PID控制参数，满足不同控制对象与控制品质要求。（3）可以实时显示给定温度与水温实测值。1.5整体设计思路首先设计由AD590和ADC0804组成的温度采集电路，利用热敏电阻输出电压值与温度间的函数关系，检测温度的变化；然后将采集到的温度送入TMS320C5402中的A/D转换模块，将电压转换为数字信号；最后通过编写LCD显示函数来控制相应的温

7、度及文字的变化。系统的整体框图如图1.5.1所示：数据采集键盘输入LCD显示控制电路待测水槽传感器C5402图1.5.1系统整体框图第2节系统硬件设计2.1方案设计最小系统设计：TMS320C5402芯片包含33个电源引脚，时钟模块，分别有电源复位，复位引脚/RS，软件复位，非法地址，看门狗定时器溢出，欠电压复位这6种信号使DSP控制器复位。在设计中采用了由PCRESET引脚PCRESET电源复位的方式。为了可靠复位，高电平的有效时间至少保持6个时钟周期。DSP最小系统指的是由C5402芯片