基于lpc的温度模糊控制系统的设计与开发

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1、物理与电子信息学院嵌入式系统课程设计成绩评定表专业：电子信息工程班级学号：姓名：课题名称设计任务与要求1、设计任务：采用Pt100温度传感器，测温范围0~100℃系统可设定温度值设定温度值与测量温度值可实时显示控温精度：±0.5℃2、设计任务：拟定电路编制软件流程图及给出系统软件主要部分的源程序设计报告成绩评分标准：设计报告成绩：电子作品成绩评分标准：电子作品成绩：课程设计成绩总成绩：指导教师：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2014年1月15日嵌入式系统课程设计报告设计课题：基于LPC2124的温度模糊控制系统的设计

2、专业班级：电信本一班学生姓名：学　　号：　　　　　指导教师：设计时间：2014年6月基于LPC2124的温度模糊控制系统的设计一、设计任务级要求1．设计要求Ø采用Pt100温度传感器，测温范围0~100℃Ø系统可设定温度值Ø设定温度值与测量温度值可实时显示Ø控温精度：±0.5℃2.设计任务Ø拟定电路Ø编制软件流程图及给出系统软件主要部分的源程序二、方案设计与论证方案一：基于ＦＰＧＡ的模糊温度控制系统设计，采用以温度偏差及温度偏差变化率作为输入，以５００Ｈｚ调制信号的占空比为输出量的二维模糊控制器结构，温度偏差的模糊化温度偏差error＝

3、设定温度T0－测量温度Ｔｔ，因为设定温度的范围在40～45℃，而测量温度的范围在25～45℃，那么温度偏差error的基本论域Ｅ为［－5℃，＋20℃］，将其划分为10个模糊子集。其方宽图如下：方案二：基于LPC2124的温度模糊控制系统的设计，在本温度测量控制系统中，实际温度值由铂热电阻恒流工作调理电路进行测量。为了克服热电阻的非线性特点，在信号调理电路中加入了负反馈的非线性校正网络，调理电路的输出电压由片内10位A/D转换后送入LPC2124，在LCD显示测量的温度值。输入的设定值由两位的独立式键盘电路进行调整，可对设定值进行加1/减

4、1操作，送入LPC2124，仍在LCD上显示。本系统的模糊控制算法由LPC2124和程序来实现。先由温度采样与设定值一家之言差求出温度误差，进一步求出误差变化率，经量化及限幅子程度处理，得到误差语言变量E和误差变化率语言变量EC，直接查询模糊控制表就可获得控制量U，然后由定时子程序处理，发出控制信号，从而控制输出功率。若温度偏高，则控制风扇使其降温，达到控制温度的目的。LCD显示屏显示A/D转换LPC2124温度采集误差分析电动机调节键盘按钮控制三、硬件设计１）铂热电阻测温调理电路　　恒流源驱动电路本系统采用恒流工作调理电路，铂热电阻选

5、用标称值为１００Ω的Pt100作为温度传感器，其物理、化学性能在高温和氧化性的介质中非常稳定，在-259.34~630.74℃温域内，可作为温度标准。A1、A2和A3采用低漂移运放OP07A,由于有电流流经铂热电阻传感器，所以当温度为0℃时，在铂热电阻传感器上有电压降，这个电压为铂热电阻传感器的集团电压，是运放A1输出电压的一部分，使恒流工作调理电路的输出实际不为0。2）时钟电路如图所示，LPC2124芯片内部设有一个反相放大器所构成的振荡器，XRAL1和XRAL2分别为振荡电路的输入端和输出端，时钟可以由内部或外部产生，在XRAL1和

6、XRAL2引脚上外接定时器件，内部振荡电路就会产生自激振荡。本系统采用的定时器件为石英晶体和电容组成和关联谐振回路。晶振回路。晶振频率选择11.0592MHz,C1、C2的电容值取30pF，电容的大小可起频率微调的作用。3)键盘输入电路如图所示，在本系统中，采用独立式键盘。本键盘完成的功能为输入控制系统的设定值，以便与系统的采样值比较，求出系统的误差和误差变化率。第一个按键进行加1操作，第二个按键进行减1操作。4）显示电路显示电路采用LCD显示模块（LM016L），显示温度测量值与设定值。显示电路如图所示。LM016L可显示现行各16个

7、字符的数据，内嵌控制器HD44780。LM016L引脚功能见表５）温度控制电路　　本系统中控制核心电路（控制加热丝加热电路）采用由过零检测晶闸管触发器件MOC3061组成的触发电路，此器件专门用于设计双向晶闸管触发器。当LED导通发射红外线且过零电路检测输出端的交流电压过零时，光控双向晶闸管被触发导通，否则关断。　　MOC3061组成的角发电路图中MOC3061的输出端的最大额定电压是600V，最大重复浪涌电流为1A，电压上升率（dU/dt）约为600V/μs,最大可达1500V/μs,输入和输出间隔电压大于7500V，输出控制电流为1

8、5mA。（1）输入限流电阻RIN。一般来说，当LED中的下身电流IF大于或等于IFT（MOC3061）的IFT=15mA）时，光控双向晶闸管保证触发。在实际设计中，运行时的IF取IFT与最大IF（60mA）