水温控制系统设计制作

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1、读懂的强大千万水温控制系统设计本设计以89c52单片机为核心，采用了温度传感器AD590，A/D采样芯片ADC0804，可控硅MOC3041及PID算法对温度进行控制。该水温控制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。本设计实现了水温的智能化控制以及提供完善的人机交互界面及多机通讯接口，系统由前向通道模块（即温度采样模块）、后向控制模块、系统主模块及键盘显示摸块等四大模块组成。9温度设定与电源控制单片机软件控制续电器

2、控制交流电压接通加热电路模块被加热液体温度测量A/D转换显示硬件电路设计与计算本电路总体设计包括五部分：主机控制部分（89C52）、前向通道（温度采样电路）、后向通道（温度控制电路）、键盘和数字显示部分。主机控制部分此部分是电路的核心部分，系统的控制采用了单片机89C52。单片机89C52内部有8KB单元的程序存储器及256字节的数据存储器。因此系统不必扩展外部程序存储器和数据存储器这样大大的减少了系统硬件部分。温度采样电路系统的信号采集电路主要由温度传感器（AD590）、基准电压（7812）及A/D转换

3、电路（ADC0804）三部分组成。电路图如图19图1温度采样电路原理图（1）AD590性能描述测量范围在-50℃--+150℃，满刻度范围误差为±0.3℃，当电源电压在5—10V之间，稳定度为1﹪时，误差只有±0.01℃。AD590为电流型传感器温度每变化1℃其电流变化1uA在35℃和95℃时输出电流分别为308.2uA和368.2uA。（2）ADC0804性能描述ADC0804为8bit的一路A/D转换器，其输入电压范围在0—5v，转换速度小于100us，转换精度0.39﹪。满足系统的要求。（3）电路原

4、理及参数计算温度采样电路的基本原理是采用电流型温度传感器AD590将温度的变化量转换成电流量，再将电流量转换成电压量通过A/D转换器ADC0804将其转换成数值量交由单片机处理。图-2如上图4-2-2图中三端稳压7812作为基准电压，由运放虚短虚断可知运放的反向输入端ui的电压为零伏，当输出电压为零伏时，列出A点的节点方程如下：…………………………………………………………….(1)由于系统控制的水温范围为35℃--95℃,所以当输出电压为零伏时AD590的输出电流为308.2uA,因此为了使Ui的电位为零

5、就必须使电流等于电流等于308.2uA,三端稳压7812的输出电压为12v所以由方程(1)得……………………………………(2)由方程(2)的取电阻R2=30k,R1=10k的电位器。又由于ADC0804的输入电压范围为0—5v，为了提高精度所以令水温为95℃时ADC0804的输入电压为5v（即Uo=5v）。此时列出A点的结点方程如下:9………………………………………(3)当水温为95℃时AD590的输出电流为368.2uA。由方程式（3）得R4+R5=83.33k因此取R5=81k,R5=5k的电位器。温

6、度控制电路此部分电路主要由光电耦合器MOC3041和双向可控硅BTA12组成。MOC3041光电耦合器的耐压值为400v，它的输出级由过零触发的双向可控硅构成，它控制着主电路双向可控硅的导通和关闭。100Ω电阻与0.01uF电容组成双向可控硅保护电路。控制部分电路图如图（-3）。图-3键盘与数字显示部分在设计键盘/显示电路时，我们使用单片机2051做为电路控制的核心，单片机2051具有一个全双工的串行口采用串口，利用此串行口能够方便的实现系统的控制和显示功能。键盘/显示接口电路如图4-4-1。9图4键盘/

7、显示部分电路图4中单片机2051的P1口接数码管的8只引脚，这样易于对数码管的译码，使数码管能显示设计者所需的各数值、小数点、符号等等。单片机2051的P3.3、P3.4、P3.5接3-8译码器74L138，译码器的输出端直接接八个数码管的控制端和键盘，键盘扫描和显示器扫描同用端口这样能大大的减少单片机的I/O，减少硬件的花费。键盘的接法的差别直接影响到硬件和软件的设计，考虑到单片机2051的端口资源有限，所以我们在设计中将传统的4*4的键盘接成8*2的形式（如图4-4-2），键盘的扫描除了和显示共用的8

8、个端外，另外的两个端直接和2051的P3.2和P3.7相连。图5键盘接线如图5的接法已经完全用完了单片机的15个I/O口，有效的利用了单片机的资源。软件设计键盘显示程序流程：9图5-1-1中的设定水温、显示温度、确定、取消、清零、输出，均为各种子程序，1、2、3、4、5、6代表个子程序的应用程序。6．2主程序流程图：9主程序流程图如图5所示，程序主要完成以下的几部分任务：（1）初始化设定各参数的初始值，设定各中断及定时器。65